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比亞迪危險了!全球最強插混技術問世 深度解析上汽DMH超級混動

發(fā)布時間:2024-05-29 10:19:57來源: 15210273549

新能源車如今已成為行業(yè)的絕對主流,而在純電、HEV和PHEV(增程式可歸類為PHEV范疇)這三種主流新能源車形態(tài)中,PHEV(插電混動,下稱插混)雖說不是最終極的解決方案,但卻是現(xiàn)階段相對最好的新能源車能源形態(tài)。所以這插混到底該怎么“混”就變得很重要了。

作為榮威“D家族”推出的首款混動SUV,榮威D5X DMH更長續(xù)航、更強動力的技術底氣,源自上汽榮威十年磨一劍打造的DMH超級混動技術。該技術實現(xiàn)了三個“首創(chuàng)”——首創(chuàng)“能量域”全域熱管理,首創(chuàng)“五合一”PICU動力總成大腦,首創(chuàng)發(fā)動機+P1電機同軸結(jié)構,以軟件算法為核心,匹配混動專用硬件,“軟硬兼施”,做到超級融合,實現(xiàn)最強性能和最優(yōu)指標。

 

在5月10日上汽集團技術發(fā)布會上公布了上汽最新一代DMH超級混動系統(tǒng),并稱其為中國最強混動系統(tǒng)。隨著榮威D5X DMH的上市,也標志著堅定打好技術戰(zhàn)、打響品質(zhì)普及戰(zhàn)的“榮卷風”行動拉開第二幕。

在同質(zhì)化嚴重、價格戰(zhàn)頻起的汽車消費市場,榮威將堅持以核心技術驅(qū)動核心市場、以高價值高品質(zhì)的產(chǎn)品帶給用戶新選擇,不僅做到價格有優(yōu)勢,同樣也能堅持大廠品質(zhì)不打折,將品質(zhì)普及戰(zhàn)進行到底。

那么,插混系統(tǒng)的結(jié)構到底是怎樣的?到底該怎么“混”?DMH超級混動系統(tǒng)為何能被稱為中國最強插混系統(tǒng)?在接下來的長文中,我們將為大家進行深度分析。

PHEV的結(jié)構、主要構型及其優(yōu)勢

PHEV插電混動系統(tǒng),在結(jié)構上其實就是燃油發(fā)動機和電機通過一套耦合系統(tǒng)“綁在一起”。在分解結(jié)構上看,PHEV系統(tǒng)由混動專用發(fā)動機、混動專用變速箱、驅(qū)動電機、上面提到的耦合結(jié)構,以及一套用于控制ICE和EV兩種動力模塊的電控系統(tǒng)組成。

目前市面上常見有3種PHEV技術構型:P1+P3、P2及E-CVT。其中P1+P3及P2在結(jié)構上是相近的,但至關重要的耦合工作全都交由一臺獨立的電機負責。

 

P1+P3和單P2的區(qū)別就出在這臺電機上。整個插混系統(tǒng)最核心的零部件其實是一個名叫混動變速箱的東西上,顧名思義,這是一臺變速箱,但和我們理解的那種燃油車上的變速箱,結(jié)構完全不同。這玩意內(nèi)部一共有3條軸:1號軸為輸入軸,連接發(fā)動機曲軸。3號軸為輸出軸,連接變速箱外部的傳動部件,而在輸入輸出軸中間還有一條用于隨動的2號軸。就三個齒輪,結(jié)構很簡單。

而上文提到的這個“P”,其實就是電機(Power),在插混構型中,你看P后面跟著哪個數(shù)字,就代表著電機裝在哪條軸上。因此P1+P3,就意味著兩個電機,分別安裝在輸入和輸出軸上,P2就是一個電機,裝在隨動軸上,這個也很好理解。

P1+P3這種構型主要的好處在于,它用兩個電機分別解決了插混系統(tǒng)機械耦合的振動,順便給發(fā)動機做了增扭,還能兼顧純電輸出,而且兩個電機“各自為政”,不僅方便調(diào)優(yōu),對于以后的維護保養(yǎng)也有好處,所以相比起一個電機集成全部功能,電機里綁定了一堆離合器的單P2結(jié)構,P1+P3是當下大多數(shù)車企的主流選擇。

 

傳統(tǒng)P1+P3構型的結(jié)構不足

但P1+P3其實也存在一些不足,最明顯的就體現(xiàn)在P1電機上。P1電機不僅要過濾油機的扭矩(油機的扭矩是先天不穩(wěn)的),還要對油機進行增扭,甚至在一些工況下還需要間接參與對車輛的驅(qū)動,因此P1電機要干的事情比較多,體型自然不會小。因此傳統(tǒng)的P1電機,其實是以“外掛”的形式,通過一條短軸和一個傳動齒輪和變速箱的輸入齒輪連接的。

這個就是異軸P1電機,是當下絕大多數(shù)插混系統(tǒng)的主流結(jié)構。異軸P1電機會帶來幾個問題:因為多出來了一條用于連接電機和1號軸的傳動軸,也多出來了一個齒輪,機械傳動效率會受到影響,同時這也意味著油機的扭矩輸出和P1電機之間存在扭矩耦合時間差,這個時間差會產(chǎn)生振動,而這個振動會導致兩個現(xiàn)象:首先,乘員可以感知到發(fā)動機介入那一刻的振動,其次,這種本質(zhì)上屬于非穩(wěn)態(tài)機械沖擊的振動,會影響整套插混系統(tǒng)的長時間工作穩(wěn)定性。

 

DMH系統(tǒng)對P1端的結(jié)構改良

如何解決這個問題,一直是個老大難題。上汽集團的DMH超級混動系統(tǒng)就給出了治標又治本的解決方式。

首發(fā)搭載在榮威D7 DMH上的DMH超級混動系統(tǒng),把上述的異軸P1電機更換為同軸P1電機設計。何為同軸P1電機?DMH超級混動系統(tǒng)的同軸P1電機,采用的不再是傳統(tǒng)的圓柱形電機,而是采用了類似于滾筒洗衣機上的直驅(qū)電機的結(jié)構,直接安裝在P1齒輪端外圍。

 

P1發(fā)動機曲軸輸出的動力直接連接的就是同軸電機的離合器,當需要P1電機工作時,離合器接合,發(fā)動機的扭矩通過離合器進行一重扭矩過濾后直接進入同軸電機的轉(zhuǎn)子,再通過電機直接進行濾波增扭后體現(xiàn)在輸入軸齒輪上。

 

這么一來,同軸電機不僅直接解決了異軸電機的NVH問題,消除了車內(nèi)乘員可感知的振動,增強了整個P1軸的長時間運轉(zhuǎn)下的結(jié)構和機械穩(wěn)定性,還順便解決了傳統(tǒng)P1電機難以布置,對發(fā)動機艙空間要求極高的缺陷。

 

而在用戶的實際駕乘感受上看,傳統(tǒng)P1+P3構型的插混系統(tǒng),你是可以留意到發(fā)動機介入那一刻產(chǎn)生的振動的。這種振動除了因為發(fā)動機本身的原因外,其實還有很大一部分是因為上述提到的異軸P1電機引起。

 

而駕駛榮威D5X DMH的感覺則完全不同,甚至在低車速下發(fā)動機介入時,也無法感知其振動和扭矩變化(聲音是另一個課題),這種非常接近于完全無感的動力介入,根源便是同軸P1電機在消除耦合扭矩時間差上的結(jié)構優(yōu)勢。

結(jié)構不變但多處優(yōu)化的P3電機

其實在DMH超級混動系統(tǒng)中,P1電機的結(jié)構改良是重中之重,也是DMH超級混動系統(tǒng)在結(jié)構上相比其他主流P1+P3構型在傳動效率等方面優(yōu)勢的主要體現(xiàn)因素。但我們說了那么久的P1電機,DMH超級混動系統(tǒng)的P3電機同樣不得不提。

 

DMH超級混動系統(tǒng)的P3電機實際上并沒有進行過多的結(jié)構優(yōu)化,作為驅(qū)動電機,它和其他主流插混系統(tǒng)一樣,也都是傳統(tǒng)的圓柱形異軸設計。因為P3電機是驅(qū)動電機,對于功率和扭矩的需求,是要比P1電機更嚴格的。

 

但盡管和其他主流插混系統(tǒng)采用相同的P3電機布置和結(jié)構,上汽同樣為DMH超級混動系統(tǒng)的P3電機本身做了很多技術改良。其中較為重要的,是多片式強磁轉(zhuǎn)子和磁通量更大的定子。

而這些改良體現(xiàn)在駕駛感受上,榮威D7不管何時,一腳大電門下去,你不會感知到太多來自電機的噪音(又或者稱為電機嘯叫),給用戶的感受就是電機聲音弱化了很多,車里安靜了很多。對于一部分對電機嘯叫極為敏感的人群來說,乘坐榮威D7 DMH更不容易出現(xiàn)暈車。

大有學問的PIPU集成式電控

在DMH超級混動系統(tǒng)的幾個主要技術點中,高度集成化、小型化的PICU集成式電控也是一個非常大的技術亮點。和前面的電機部分相比,電控是一個看不見摸不著,好壞很難直觀展現(xiàn)的東西,但電控系統(tǒng)直接決定著一套插混系統(tǒng)的所有技術指標。

 

電控系統(tǒng)的硬件本體就是一塊單片機系統(tǒng),傳統(tǒng)的PICU系統(tǒng)的集成度是不高的,因為很多核心功能都需要一個獨立的子系統(tǒng)負責,例如BMS電池管理系統(tǒng),這里就需要一個非常龐大的子系統(tǒng)來專門負責。另外還有前面我們提到的耦合控制,空調(diào)等等。

 

這么多子系統(tǒng)會帶來很多問題:它們?nèi)考稍谝粡堉靼迳希視е抡麄€主板上的元器件排布非常密集,底下的布線更多,元器件越多,布線越復雜,主板功耗越高,發(fā)熱量越大,如果是電腦這種工作于常溫環(huán)境的數(shù)碼設備,這個可能沒多大影響,但大家要知道的是,PICU的安裝位置是在發(fā)動機艙內(nèi),緊緊挨著內(nèi)燃機。

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