本公众号号之前文章曾介绍过吉利、比亚迪、长城、奇瑞、长安等的混动系统架构,本文就东风马赫电混PHREV的混动架构做一技术浅析。
当前混动领域可以用一句话来概括:世界上只有两种混动,一种是功率分流THS,一种是串并联DHT。借用著名博主张抗抗的文章插图如下所示,国内OEM的混动DHT基本都是采用串并联DHT的路线,但东风马赫PHREV混动架构,准确说是东风马赫电混4HD的混动架构略有不同,它把功率分流THS和串并联DHT套技术路线融合了一起。
串并联的DHT路线可以根据发动机位置分为P0、P1、P2、P3、P4,如下图所示。
马赫动力覆盖燃油、混动、纯电三大领域,包括马赫G节能动力平台、马赫PHREV混动动力平台以及马赫E纯电驱动平台。
在马赫PHREV混动动力平台中,2021年东风推出了第二代马赫MHD混动系统,其混动架构为单档串并联,同比亚迪DM-i,MHD混动系统介绍如下图所示:
2023年东风推出了第三代马赫混动系统,即马赫电混4HD(原先叫马赫电混DH-i,后面又统一叫PHREV),混动架构为4档串并联DHT+功率分流。
通常,多档串并联系统考虑到成本等一般用于所谓高端车上,而马赫电混4HD,即融合“功率分流+多档串并联“的混动系统”,能够真正把多档化的产品用于小车上,通过功率分流能够有效的降低电机体积而达到同样的动力性,同时通过多档串并联进一步优化了高速区域。
马赫电混PHREV(又称马赫4HD、马赫DH-i),在原来PHEV的基础上多出一个“R”,R分别代表技术革新(Revolution),里程无忧(Range),多模融合(Reintegration),以及可靠安全(Reliability)。
如上文所述,马赫电混PHREV的混动架构为“功率分流+4档串并联DHT”, 可增程、可插混、可纯电:
1)4档串并联为当前主流的P1+P3架构,P1电机用于发电,P3电机用于驱动;
2)功率分流通过一组行星齿轮机构实现、包括一个行星排、两对定轴齿轮、内外两套同步器。
一套同步器置于行星齿轮机构中(即低速挡同步器),实现的是功率分流下的两个模拟挡位,即是低速1挡和2挡;另一套同步器置于行星齿轮机构外(即高速挡同步器),实现的是串并联下的两个真实挡位,即是高速3挡和4挡。
由于行星齿轮机构的加入,摒弃了离合器和机电液压系统等组件,整个变速过程是通过两个电机进行发动机、轴系端的转速调节,同步器进行机械啮合。
马赫电混PHREV混动结构采用一个行星排、两对定轴齿轮、两套同步器实现了多档串并联和双模功率分流,并且功率分流还可以用于换挡,换挡之间也可以借助功率分流进行过渡,让换挡过程的动力输出相对平稳。
马赫电混PHREV可实现7大能量管理模式,包括驻车发电、纯电驱动、能量回收、串联驱动、发送机直驱(四速)、并联驱动(四速)、以及双模功率分流,如下图所示:
马赫电混PHREV基于7大能量管理模式,可实现26种工作模式,如下图所示:
马赫电混PHREV,可针对用户典型使用场景,通过AI算法自动选取合适工作模式应对,智慧油电分离,灵活满足用户核心需求,提升用户驾驶感受。
马赫电混PHREV主要技术要点总结如下:
1)首次将多挡串并联和功率分流融合在一起,实现不同技术路线之间取长补短;
2)通过行星齿轮系统、定轴齿轮和基于换挡电机/拨叉/同步器的换挡机构的精巧集成,用简单成熟的机构和零件实现了7大能量管理模式和26种工作模式;
3)创造性地将功率分流用于换挡。
通过以上的技术创新,使得在不同使用场景下,马赫电混PHREV均可以选取最佳的工作模式,发动机/电机的密切配合,可以为客户带来全速域全场景的高效、畅快的驾乘体验。
参考材料:
1)一种混合动力驱动系统,CN 113232501 B,东风汽车集团股份有限公司;
2)马赫动力新能源技术介绍https://www.bilibili.com/video/BV1uuk1YXEMz/?spm_id_from=333.337.search-card.all.click&vd_source=72276dc31064449d4aa2ad270e3d4635
3)一篇看懂「东风马赫电混DH-i」的混动专用变速器https://zhuanlan.zhihu.com/p/688261074