【原创】2024年度国内外主流双电机混动技术(二)---架构解析①

目前市场上乘用车混动架构以DHT为主流，主流DHT混动架构主要包括单档DHT、两档DHT、电机平行轴布置DHT、电机同轴布置DHT以及油冷DHT、水冷DHT等，以下对DHT架构进行详细解析介绍，主要介绍国内外主流的双电机混动架构，包括本田IMMD、日产E-POWER、比亚迪DMI、长城DHT等。

本田目前IMMD系统已经发展到第三代（第四代见电动车千人会“本田IMMD最新第四代混动解析”），主要的车型及动力匹配参数如图1-1所示。

图1-1 IMMD主要参数

IMMD运行工况以电为主，主要的策略是电电叠加，发动机多数工况为增程，高速巡航稳态为发动机直驱，主要的整车运行工况以及动力系统运行状态如图1-2所示。

图1-2 运行工况

本田混动的动力系统包括发动机、IMMD混动耦合机构、锂电池、PCU控制器等，主要实现发动机、发电机、电动机的电与油合理匹配使用。如图1-3所示。

图1-3 系统构成

本田IMMD混动为双电机混动的鼻祖，发动机、发电机、减速器以及壳体实现了高度集成化设计，配备电子驻车机构，采用液压离合控制发动机结合断开。如图1-4所示。

图1-4 IMMD混动结构

根据本田IMMD结构，主要包括9个系统零部件，组成了混动耦合机构，主体系统为电驱系统传递、发动机系统传递、发电系统传递、主减速差速总成，发动机动力和纯电动力输出到车轮，动力输出共用主减差速总成。增程发电时离合器断开、发动机直驱时离合器接合，同时发电机空转，具体见如图1-5所示。

图1-5 传动简图

本田混动系统工作模式主要分为三大模式，纯电动驱动模式、混动驱动模式和发动机直驱模式。混动驱动模式主要是串联增程。发动机直驱模式主要是仅发动机驱动和发动机驱动同时发电；还存在发动机驱动和电机驱动一起扭矩叠加的并联模式，主要占比模式为纯电驱动和增程发电，如图1-6所示。

图1-6 工作模式

日产E-Power系统主要匹配日产A0级轿车和商务MAP，两款车型增程部分系统一致，驱动电机和电池做了差异化，实现了较好的经济性，百公里油耗2.67L(日本JC08工况)主要车型及动力匹配参数如图2-1所示。

图2-1 主要参数

日产E-Power的动力系统包括发动机、增程耦合机构、锂电池、MCU控制器等，主要实现发动机和发电机增程发电、电动机纯电驱动。如图2-2所示。

图2-2 系统构成

增程混动组成包括发动机系统、发电系统、驱动电机系统和电机控制器，如图2-3所示。

图2-3 混动结构

串联混动E-Power结构主要包括9个系统零部件，组成了混动增程耦合机构，主体系统为电驱系统传递、发动机系统传递、发电系统传递、主减速差速总成，发动机动力只用于发电，纯电动力输出到车轮，具体见如图2-4、图2-5所示。

图2-4 传动简图

图2-5 分解简图

E-Power串联混动系统工作模式主要分为三大模式，纯电动驱动模式、增程发电模式和电电叠加模式。依靠电池单独发电实现纯电续航，E-Power电池较小，纯电续航车速都在20km/h以下，纯电续航里程小于10km；发动机与发电机组成增程系统，可以实现直接给驱动电机供电也可以给电池供电。如图2-6所示。

图2-6 工作模式

随着第五代比亚迪DM-i混动系统的发布，终于揭开了第五代DM-i神秘面纱，第五代DM-i并非网络宣传的行星齿轮机构（比亚迪专利），而依然保持了第四代EHS结构（双电机混联）。

第五代比亚迪DM-i在发动机高效化、电池极致热管理、混动工况完美优化匹配、12V锂电等各个方面做了较大提升，而在混动变速箱EHS上依然保持了第四代结构形式，在第四代基础上做了更好的紧凑集成优化、性能效率提升。

比亚迪混动的动力系统包括发动机、DMI混动耦合机构、锂电池、MCU高压控制器等，主要实现发动机、发电机、电动机的电与油合理匹配使用。比亚迪DMI与本田IMMD结构原理及其控制策略及其相似，不同的是DMI为电机平行轴布置，本田IMMD电机为同轴布置，DMI具体系统构成如图3-1所示。

图3-1 DMI系统构成

最新高热效率发动机与EHS紧凑集成，形成了第五代DM-i混动系统的核心耦合机构，如图3-2所示。

图3-2 DMI第五代混动系统耦合机构

第五代DM-i电混系统EHS在性能、集成紧凑、效率方面做了相应提升，如图3-3所示。

图3-3 DMI第五代EHS

第五代EHS电机最高效率已接近98%，传动效率达到了98.5%，功率密度大幅度提升。

第五代DM-i电混系统EHS在结构布置与第四代相同，主要包括驱动电机、发电机，两个电机平行轴布置，控制发动机接合/断开的离合器，动力输出减速器，最终动力汇总输出的差速器。如图3-4、图3-5所示。

图3-4 DMI第五代EHS结构布置

图3-5 DMI第五代EHS实物展示

第五代DM-i混动专用发动机公布了46.06热效率，采用了高压缩比、高EGR率、高效喷油、低摩擦技术等，如图3-6所示。

图3-6 DMI第五代混动发动机

对于目前多家公布的高热效率发动机，作为技术人员应淡定看待。

根据目前开发的一些汽油机高效产品，总结热效率基本情况如下：

1.1.市场上目前量产的产品最高热效率43.3%这个水平

1.2.试验室的最高热效率的确可以达到46%以上

1.3.热效率46%以上附加的一些技术条件主要包括

a.稀薄燃烧，过量空气系数2以上

b.试验边界温度压力最佳控制，爆震放开

c.降摩擦采用更优技术

d.油品更好，喷油效果更优化，或者辅助加高燃燃料

e.点火能量更高

f.高效电子增压

试验室的46%以上热效率目前还不具备量产条件，主要原因是稀燃高昂的后处理费用（类似柴油机）、超高点火面临未来量产、极致降摩擦成本大幅度增加等，未来某一天46%会出现在市场，但前提一定是要具备优越的性价比。

根据比亚迪DMI结构，主要包括10个系统零部件，组成了混动耦合机构，主体系统为电驱系统传递、发动机系统传递、发电系统传递、主减速差速总成，发动机动力和纯电动力输出到车轮，动力输出共用主减差速总成。增程发电时离合器断开、发动机直驱时离合器接合，同时发电机空转，具体见如图3-7所示。

图3-7 传动简图

比亚迪混动系统工作模式主要分为三大模式，纯电动驱动模式、混动驱动模式和发动机直驱模式。混动驱动模式主要是串联增程。发动机直驱模式主要是仅发动机驱动和发动机驱动同时发电；还存在发动机驱动和电机驱动一起扭矩叠加的并联模式，主要占比模式为纯电驱动和增程发电，目前比亚迪DMI只有PHEV车型，电池电量较大，纯电续航较长，有50km纯电和100km纯电两种。具体工作模式如图3-8所示。

图3-8 工作模式

敬请期待下篇

2024年度国内外主流双电机混动技术(二)

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