1。背景介紹
地球變暖、石油資源枯竭的擔憂，作為應對CO2排放量削減和確保能源安全的舉動在世界上越來越受到關注。以中國排放法規為例，國家生態環境保護部下發的《輕型汽車汙染物排放限值及測量方法-中國第六階段》簡稱“國6”，此標準a階段於2020年7月1日正式實施，此標準b階段於2023年7月1日正式實施。相比“國5”車輛來說，新的排放限值加嚴50%，特別是氮氧化物和PM顆粒限值；迴圈里程更長、加/減速工況更苛刻、高車速工況增多及變工況增多，所覆蓋的執行工況更廣；增加實際道路行駛排放RED測試，不僅要求在試驗測試滿足，還需要在正常駕駛工況也需要滿足；加嚴蒸發排放控制要求；增加OBD控制要求等等。
另一方面，為了遵守最近更加嚴格的燃油經濟性法規，世界各地對SUV的需求正在擴大。豐田已經開發了第四代混合動力汽車系列。本文介紹了包括新型漢蘭達在內的中型SUV的新型電機。在實現比原電機更高的轉矩和更高的輸出的同時，對定子結構、磁路和冷卻結構進行了改進，以達到降低損耗和減小尺寸的目的。
新款漢蘭達
P810變速器剖切圖
P810變速器剖切圖
具體體現如下：
減少機械損耗，提高燃油經濟性。
提升電動模式下的驅動力。
減小尺寸和質量，以便安裝在TNGA-K平臺上（與中型轎車相同）。
降低NV影響，提升客戶體驗。
以下主要介紹冷卻系統及潤滑系統及NVH解決方案。
2。結構介紹
P810的結構遵循了新一代豐田混合動力系統（THS）。其結構描述如下：與P610或P710的傳動系統一致，均為四軸齒輪傳動形態，由一個扭矩減震器、輸入軸、動力分流裝置、發電機、驅動電機，減速齒輪、差速器、殼體等零件組成。雙軸電機結構和電機減速裝置均採用平行軸齒輪佈置。P810採用了新一代的THS結構，與P313相比，減少了25%的機械損失。與P313相比，P810在EV模式下雖然電機轉矩降低了19%，但輸出轉矩增加了10%。這是透過提高36%的齒輪傳動比和提高電機轉速來實現的。這使得P810的質量比P313減少了6%。
P313&P810引數對比
剖切圖對比
P313&P810電機尺寸及損失對比
3。冷卻系統介紹
為了應對驅動電機高輸出引起的發熱量增加，P810採用了具備水冷和空冷兩個熱交換器的雙系統冷卻系統。對於P313整箱，經整車散熱器完成對MG1、MG2電機的冷卻，而機械泵（MOP）不透過熱交換器對MG2進行冷卻。另一方面，P810採用MOP透過整車散熱器冷卻MGI和MG2電機，透過EOP透過熱交換器冷卻MG2的雙系統冷卻系統。在以往的THS系統中，HV基本以MOP機械泵+飛濺潤滑完成對電機、功率分流裝置、齒輪等零件的潤滑；而在PHV系統中，MOP+EOP+飛濺潤滑完成特定零件的潤滑；而現在所看到的系統在原有方案上，進行效能最佳化，擴大整箱的散熱能力的增強。透過將EOP佈置位置的調整，縮短管路的長度，降低管路中的壓力損失，保證壓力及流量要求。
P313冷卻迴路
P810冷卻迴路
P313&P810熱容量對比
P313冷卻系統佈置
810冷卻系統佈置
EOP佈置位置下的壓損
整箱熱擴散能力示意圖
4。電機定子介紹
在P810中，透過將發電機定子分佈卷化，將發電機及電動機定子的卷線並列接線，實現高扭矩、高輸出、小型。對低損耗有貢獻。分散式繞組已被證實不僅具有扭矩密度高、低諧波的優點，繞組和定子鐵芯之間也具有較好的熱傳遞特性。由於分散式繞組的線圈伸出定子槽的角度不同，導致線圈端部會集中式繞組要大。
集中式繞組和分散式繞組對應電機的有效長度及其應用場合
在將線圈端形狀以幾何率小徑化的情況下，會發生與相鄰線圈的干擾，因此，實施了將線圈曲部配置為 3d的複合彎曲。在複合彎曲中，控制彎曲型的間隙，抑制因被膜厚減少而引起的絕緣性惡化，結果避免了線圈的干擾，實現了小型化。另外，透過使線圈焊接電極小型化，可以在省空間進行焊接。
P810定子結構
線圈端部尺寸降低
到目前為止的第 4 代系列採用了將批次狀態的偶數插槽和奇數插槽串聯接線的 8 極 16 串聯線圈構造。為了並行接線，將偶數槽和奇數槽線圈簡單地並行化 （6 槽-6 槽接線），由於電氣角角 30 度的轉子相位差，產生電位差，線上圈內產生迴圈電流。透過迴圈電流導致轉矩輸出降低，交替連線偶數槽線圈和奇數槽線圈 （5 槽-7 槽接線） 由此，消除了轉子相位的電位差，抑制了迴圈電流。
6slot-6slot Connection
5slot-7slot Connection
5。NVH最佳化
在工作狀態下，驅動橋的主要振動源是輪齒接觸位置，後蓋對噪聲輻射貢獻較大。噪音從後蓋傳到車內有兩種途徑。其中一種途徑是透過車身側面構件和與後蓋相連的左安裝支架將振動傳遞到駕駛室。在第二種途徑中，聲音從後蓋表面輻射到空氣中。由於安裝位置從後蓋中心移開以減少跨橋長度，由於安裝支架和後蓋中心之間的反相位振動，存在安裝振動和噪聲輻射的擔憂。因此，採取了幾種不同的對策來降低NV。首先，對作為振動源的齒輪採取的對策。為了減小從齒輪到殼體的振動幅值，反從動齒輪法蘭處有三個孔，減少剛度的同時保證強度。其次，後蓋結構是振動傳遞途徑，也是噪聲輻射的重點，對其採取的應對措施如下。
從齒輪齒接觸位置到後蓋的主要振動傳遞途徑
減少反驅動齒輪的剛度
後蓋內外的高肋透過機械油泵（MOP）凸臺連線安裝凸臺和外殼法蘭。這降低了振動振幅，改善剛度的安裝後蓋的輪轂和中心。
將安裝支架的絕緣體連線到後蓋法蘭（靠近外殼配合面）的加勁板，提高了安裝凸臺的剛度，降低了振動。
透過將過濾器輪轂從拖把移到後蓋，拖把閥體縮小。這降低了後蓋中心的固有頻率，結果在共振之間的後方上的中心和安裝支架。
連線外殼配合面法蘭的肋，以及圍繞電機/發電機軸和沿軸的徑向肋的環面形狀，透過提高平面外方向的剛度來降低振動幅值。
後蓋和左安裝結構的NV減少
後端蓋結構
全文完~