前言
当前汽车市场下,各大OEM陆续发布了自己的混动系统,如比亚迪的DM-i、吉利的雷神EM-p和EM-i、长城的柠檬Hi-4、上汽的DMH、奇瑞的鲲鹏DHT等,百花齐放。同一家公司甚至采用不同的混动技术产品,也有不少读者和我一样,希望获得更多解析。
今天的文章带您一起来学习那些同一家公司那些让人眼花缭乱的混动技术?
吉利EM-p & EM-i
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EM-p
雷神EM-p(DHT Evo) 与DHT Pro均为3档DHT变速箱,但采用的是P1+P3的混动构型,并且P3电机的功率大小不同。DHT Pro的P3电机功率大小为107kW,而雷神EM-p的P3电机功率大小为160kW。与原来的DHT Pro相比,雷神EM-p的底层逻辑变成了以电为主的驱动模式,更像增程而不是传统插混,所以EM-p被命名为超级增程。下图为EM-p(DHT Evo)超级增程的混动方案。
EM-p的3挡DHT变速箱+P1P3电机构型实现了动力和效率的优化平衡。P1和P3双电机配置允许车辆在不同的行驶条件下,都能有最佳的动力输出和能效表现,P1电机主要负责提供起步和低速行驶时的动力,而P3电机则在需要更多动力,如高速行驶或爬坡时发挥作用。另外,3挡DHT变速箱则是这一系统的另一个关键组成部分,能够更有效地管理电机和内燃机之间的动力分配,也就是说无论是在城市道路还是在高速公路上,EM-p技术都能提供平顺的加速感和优异的燃油经济性。
另外,EM-p支持后轴P4电机,可以构成四驱车型,甚至支持双P4后轴电机,此P1+P3+双P4(双轮边电机)构型在领克900车型上使用,配置后轮转向和主动悬架。
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EM-i
EM-i超级电混与EM-p相比,雷神EM-i是单挡DHT混动变速箱、P1+P3的混动构型,如下图所示。其混动基础策略为:中低车速优先使用纯电或串联,P3电机作为主要驱动单元;高车速采用并联控制,发动机驱动为主,P1电机辅助调节,P3电机并联辅助。
雷神EM-i的混动电驱系统为11合1电驱,E-DHT将双电机(P1+P3)、双电控、SiC无级升压模块、VCU、TCU、PDU、传动系统、TMS热管理系统、GWRC主动防滑系统高度集成。
简单说,EM-i就是在EM-P的基础上进行的延伸性开发,发动机排量不变,但从涡轮增压变成自吸,3挡的DHT混动变速箱则变成了单挡的DHT变速箱。从这里就能看出两者的区别:
综合来看,EM-p追求“节能更性能”,而EM-i追求“极致节能,超长续航”。
长城汽车 Hi4 & Hi-T & Hi4-Z & Hi4-G
长城Hi4电混系统(后简称「长城Hi4」)一共对外发布了4套系统,分别是“Hi4”、“Hi4-T”、“Hi4-Z”和Hi4-G。看似复杂,但核心就一句话:定位不同,所以方案不同。
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Hi-4
Hi4目前将进化至二代,首发车型是哈弗枭龙MAX,混动四驱,适合城市通勤人群使用;
2023年5月「Hi4」正式发布,官方对其最初的定义是:全球首创智能四驱电混技术。
初代Hi4构型示意图(仅供参考)来源:电动邦
Hi4基础的结构如上图所示,前桥动力总成由混动专用发动机以及一枚P2电机组成动力源,而控制的机械结构为离合器(C0)和两挡的「变速器」;而后桥动力总成则是采用P4电机(峰值功率150kW)作为动力源,配合一挡减速齿轮组,负责驱动后轮。
长城Hi4工作原理示意动图(仅供参考),来源:电动邦
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Hi4-T
Hi4-T多被搭载于坦克品牌的车型上,其定位是硬派越野,适合通勤/越野五五开的人群。
Hi4-T结构示意图(仅供参考),来源:电动邦
基于以上问题的考虑,Hi4-T的基本设计目标就已经明确了——纵置、带大梁、机械差速以及强劲的变速器,而这些在油车时代已经被长城玩明白的要素,决定了Hi4-T必然属于一套偏向油车属性的混动系统。
Hi4-T的结构模块非常好理解,大功率的发动机配合自研的9HAT(混动专用变速箱),这个变速箱的基本逻辑很简单——给长城自研的9速AT配上一个P2电机。当然啦,Hi4-T对AT与P2电机的整包采用的并不是外挂的形式,而是进行更为深度的整合,将P2电机整合进了变速箱内,集成度较高。
并联P2电机的混动系统示意图(仅供参考),来源:电动邦
这里要注意的是,通常情况下,P2电机的位置被定义在变速器与发动机之间,且位于离合器后,而P2电机既可以与发动机在输入轴上进行串联布置,也可以是进行分轴的并联布局。(如上图所示)而通过长城官方的介绍,我们可以了解到,Hi4-T采用便是这一类的并联布局。
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Hi4-Z
Hi4-Z基于泛越野理念开发,比Hi4-T更注重油耗,适合通勤/越野三七开的人群。
Hi4-Z结构示意图(仅供参考),来源:电动邦
从结构上来看,Hi4-Z可谓是十分的复杂,从某种意义上来说,Hi4-Z是Hi4的Plus+Pro+Max版, 延续了前后桥各一个电机的血统,但在变速机构上,进行大胆且前卫的设计与制造。
Hi4-Z结构老版本示意图(仅供参考),来源:电动邦
所以,我们先将结构拆分为前桥和后桥两部分来看:
前桥由混动专用发动机和P2电机组成驱动单元,变速机构为高度集成的功率分流+3DHT,以及控制混动专用发动机介入驱动的「离合器」;
后桥由大功率P4电机配合两挡变速机构构成。
后桥的结构比较好理解,而对于比较复杂的前桥变速机构,我们仍需继续拆分,逐个分析理解功率分流机构与3DHT的单独结构以及整体关系。
Hi4-Z结构新版本示意图(仅供参考),来源:电动邦
首先来看Hi4-Z的功率分流结构为单排行星齿轮组。其中行星齿轮(架)」连接离合器(C0)可接受源自混动专用发动机的动力;太阳轮连接P2电机,以接受P2电机输出的动力;所有动力共同通过(外)齿圈输出,并通过平行轴流入3DHT模块中。
Hi4-Z结构局高亮部示意图(仅供参考),来源:电动邦
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Hi4-G
Hi4-G专为重卡研发的混动系统,基于柴油ICE开发,卡友们的新选择。
从Hi4-G的组件来看,其采用一枚长城自研的8挡智能混动变速器,其中电驱单元为P2电机+P2.5电机,发动机则是一枚康明斯13L高热效率柴油发动机,综合马力超1000匹。
Hi4-G的破局之道,在于将P2电机与P2.5电机分工协作。P2电机集成于变速器输入端,专注高速巡航与能量回收;P2.5电机藏身变速器中间轴,专攻低速助力与扭矩补充。其搭载的8挡DHT混动专用变速器,融合了内燃机与电机的优势,可实现多模式智能切换。核心基于双电机混联架构(P2+P2.5),利用内置的行星齿轮组和双离合机构,在不间断动力传递的情况下完成8个传动比的转换。
智能控制器可根据车况自动调节换挡,实现发动机直驱、串联增程及并联助力,使发动机始终运于最佳工况,从而提升燃油效率、降低排放。该变速器支持电子控制换挡,换挡过程平稳迅速,有效减小动力中断。整机结构紧凑,集成度高,不仅提升了加速响应和爬坡能力,还实现了低油耗、低排放和高耐用性,展现了混动技术在重卡应用中的先进水平。其独特设计既降低机械损耗,又提高换挡效率,在不同工况下均能保证动力平稳传递,助力重卡在长途和复杂路况中保持优异行驶性能。
比亚迪DM-p & DM-i & DMO
关于比亚迪的介绍太多了,用心的读者不妨在“RIO电驱动”公众号都能搜索到很多的内容,本文就不过分详细介绍了,免得说的太多,容易招来广告嫌疑。尤其是其主打的DM-i已经到了第五代,不敢说是所向披靡,但也是进化到了一定的高度。懂得工程师都懂的。那么下文就简单提取一些核心的说说,以示区别。
首先这三套动力系统的取向就不同,DM-i 的 i 代表 intelligent,主打经济省油;而 p 代表 power,所以 DM-p 主打公路性能;最后出场的 O 代表 offroad,DMO 玩的就是越野。
◽ 动力性能:DM-i主打省油,动力相对较弱,多为前驱车型,其发动机主要在高速时直驱,其他工况以纯电和串联模式为主,加速性能一般。DM-p则是性能版,在DM-i基础上增加了后置P4电机,形成三擎四驱结构,动力强劲,百公里加速能达4秒多,加速和操控性能更优。DMO是DM-p的延伸版,在动力性能上进一步优化越野性能,前后电机及后桥P4电机配合,加上可放大扭矩的低速档,越野时动力输出强劲。
◽ 电机配置:DM-i采用P1加P3的电机组合,P1负责发电,P3负责驱动。DM-p在DM-i基础上增加了后桥P4电机,实现四驱。DMO的电机配置与DM-p类似,但发动机和EHS由横置改为纵置,且后桥P4电机采用双叉臂结构,调校极限更高。
◽ 应用场景:DM-i适合日常城市通勤,经济省油。DM-p适合对动力有要求的用户,在公路上能带来出色的加速和操控体验。DMO则专注于越野领域,其纵置发动机、双叉臂悬架、电控差速锁等配置,使其在越野时脱困能力强,通过性好。
◽ 车身架构:DM-i和DM-p多采用横置发动机的车身架构,而DMO采用纵置发动机布局,并且实现了CTC电池底盘一体化,将电池包置于大梁中,降低了重心,提升了车身扭转刚度,同时采用前后双叉臂悬架,在保证越野性能的同时,提升了舒适性。
奇瑞CDM/CEM&CDM-S/CEM-S&
CDM-O/CEM-O
奇瑞召开混动之夜发布会,正式发布了鲲鹏混动全域架构,整体分为三类,分别为CDM/CEM、CDM-S/CEM-S、CDM-O/CEM-O,分别针对的是高节能、高性能和强越野的使用场景。各套系统里,名字中的第二个字母D代表插混,E代表增程。
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CDM/CEM
以节能为主的CDM/CEM混动系统,顾名思义,聚焦油耗控制,届时这台全球最高48%热效率的发动机,也将搭载在这套混动系统上。
目前这个系统搭载的混动发动机的热效率为46.5%,这已经是行业顶尖水平,而且还有着行业最高>4的高滚流,行业最高的点火能量2000mJ,行业量产最高的32% EGR率,另外还有行业最高的600Bar缸内直喷系统。
配合上全新的传动效率达93%的混动变速箱,整个传动机构最高机械效率超过98.5%,从参数上来看,这比手动挡还要省油。
适配1.5L、1.5TCI或1.5TGDI三种发动机,以及DHT120、DHT160混动箱,这套组合,更适合日常代步和城市通勤,核心关键词就是“稳定”和“节油”。
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CDM-S/CEM-S
CDM-S/CEM-S系统搭载了混动专用的2.0T GDI发动机,再搭个电机单元电机,最大功率区间覆盖155kW-200kW,峰值扭矩340Nm-400Nm,热效率可以维持在42%-46%之间,属于多场景通用的动力单元。
同样搭载了鲲鹏混动专用变速箱,适配DHT 230/280多挡混动箱,整个传动效率也超过了97%。
基于这两款变速箱,能达到全球混动行业的最高功率,400V电压平台可输出230kW,800V电压平台下输出280kW,功率密度能达到2.5kW/kg,同样是混动变速箱里的最高。
还有全新十六合一电驱的加持,超短焊技术等,重量降低30%,配备碳化硅功率模块,功率密度提升268%,电流输出能力提升70%。还采用环绕式喷淋冷却技术,散热效率+40%,电机最高转速可达24000rpm,这已经接近性能车的水平了。
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CDM-O/CEM-O
而强越野CDM-O/CEM-O系统,在发动机上与高性能版一样,也会搭载2.0TGDI发动机,但进一步强化了驱动单元,在电驱动上使用更为强劲的EDU600,功率可达到 200kW,峰值扭矩 400Nm,涉水深度可达到 1240mm,矢量双电机的加持下,还拥有行业第一车端最大功率 1200kW。
另外,还有着越野专属多档混动变速箱的加持,适配DHT165、DHT280越野档差速锁两种。作为横置三挡混动架构,轮端扭矩能做到4000Nm,而且能实现在20km/h的低速状态下就进入直驱模式,进一步拉低了能耗曲线。
还有全球首发的纵置十合一2挡架构,轮端扭矩能达到6500N·m,轮端扭矩能超过6400N·m。
除此之外,奇瑞还为这套越野混动系统装上了台两栖专用航行推进器,采用高转速抗空化叶轮、高效喷泵结构,基于800V高压平台,有着2500N推力,在防水性上,有着IP68防水设计和潜水冷冷却方式。
来源:RIO电驱动
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