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混合动力为什么要双电机_丰田混动的已经很厉害了,为什么还要造插电的?

2023-12-25 09:41:13 75 0条评论

混合动力为什么要双电机_丰田混动的已经很厉害了,为什么还要造插电的?

大家好!今天让小编来大家介绍下关于混合动力为什么要双电机_丰田混动的已经很厉害了,为什么还要造插电的?的问题,以下是小编对此问题的归纳整理,让我们一起来看看吧。

文章目录列表:

1.广汽G-MC双电机混动系统解析及第二代产品开发
2.丰田混动的已经很厉害了,为什么还要造插电的?
3.全面媲美“两田” 揭秘长城DHT混动系统

广汽G-MC双电机混动系统解析及第二代产品开发

广汽G-MC双电机混动系统是一款拥有完全自主知识产权的混合动力机电耦合系统,是广汽混合动力整车最核心的零部件。当前量产的为第一代G-MC,匹配1.5ATK发动机已搭载广汽传祺3款PHEV车型(GA3S PHEV、GA6 PHEV、GS4 PHEV)。同步广汽正在进行第二代G-MC产品开发,预计将于2019年底量产,结构、性能与成本都将得到优化。

第一代G-MC机电耦合系统解析

广汽第一代G-MC混合动力 汽车 系统方案如下,包括发动机、耦合机构、高压电池、整车控制器、电机控制器、耦合控制器等。

G-MC系统将发电机、驱动电机、离合器、传动齿轮以及差减集成为一体。该方案采用发动机与发电机同轴、双电机并排布置的结构,单速比传动,通过离合器/制动器的控制实现纯电动、増程、混动、直驱四种模式,满足各种整车工况的高效运行需求。

发动机及驱动电机参数如下:

G-MC系统原理图如下:

工作模式:

1、纯电模式:

离合器处于分离状态,发动机和发电机不工作,驱动电机工作,能量全部来源于动力电池,此时功率流经由中间轴、主减速齿轮传递至车轮。该模式用于动力电池SOC高于一定值时。

2、增程模式:

离合器处于分离状态,发动机启动,驱动发电机发电,一部分用于电池充电,一部分用于给驱动电机供电驱动电机驱动车辆行驶;该模式用于SOC较低时或急加速需求扭矩较大的行驶工况的低速行驶工况。在增程模式下,发动机转速与车速解耦,可以实现发动机最优控制。

3、混动模式:

离合器结合,发动机输出动力部分驱动发电机发电,部分输出与驱动电机动力耦合,最后输出到差减,驱动车辆行驶;该模式用于SOC较低时的高速行驶工况。

4、直驱模式:

离合器接合,发电机和驱动电机空转,发动机高效区域运行,直接驱动车辆行驶,该模式应用在高速巡航时的工况。

G-MC系统内部结构如下:

主要部件及功能:

1、电机:

G-MC集成的电机包括驱动电机和发电机,采用油冷技术;双电机采用并排布置;发电机由发动机驱动发电给动力电池充电或为驱动电机供电;驱动电动经传动系驱动车辆行驶。电机其工作电压范围为220V-460V,瞬时电流为350A。

2、传动系(齿轮、轴、轴承、P档):

传动系实现将驱动电机、发动机动力耦合输出到驱动轴;P档机构通过锁止驱动电机输出轴,实现P档驻车;当配置离合器时,中间轴大齿轮同时与驱动电机输出轴齿轮和离合器从动齿轮啮合;当无离合器时,发动机无动力输出到传动系。

3、离合器:

离合器位于扭转减振器与发电机之间,为湿式多片离合器;离合器主动部分与输入轴相连,从动部分与中间轴齿轮相连,离合器总成与输入轴及轴承组成离合器组件;通过控制离合器的接合与分离,控制发动机动力是否输出到车轮参与驱动,从而实现驱动模式的切换。

4、液压系统:

液压系统由液压模块、双泵系统(电动泵+机械泵)、吸滤器组成。液压系统的功能是离合器结合压力控制;离合器冷却润滑;发电机/电动机定子与转子的冷却润滑;齿轴系统润滑。(壳体组拟采用飞溅润滑与分流部分电机冷却油液进行强制润滑,无需液压模块进行专门针对性设计)。

5、 G-MC系统耦合控制器( CCU):

CCU功能有:通过控制电子机油泵建立主回路油压和流量;通过控制电磁阀VBS调节电机冷却流量;根据油压传感器和转速反馈,通过控制电磁阀VFS实现离合器的开合;监控系统的油压和油温。

6、集成电机控制系统:

集成电机控制器是集成了ISG(发电机)、TM(驱动电机)及DC/DC三合一的控制器,其工作电压范围为220V-460V,工作电压范围为220V-460V,瞬时最高电流为445A。集成电机控制器包括控制电路、功率驱动单元、DC/DC、高低压接插件、内部线束和所有相关的软硬件等。集成电机控制器作为发电机和驱动电机的控制器,并集成了DC/DC,是一款双电机控制器。

第二代G-MC机电耦合系统开发

据悉第一代机电耦合系统匹配的是1.5ATK的发动机,已无法满足国六排放需求。而正在开发的第二代产品(G-MC2.0)则是基于G-MC1.0系统,匹配新的1.5TM的发动机,匹配新的速比,对零部件进行升级优化,目前已开发至C样机阶段,计划2019年底上市销售。

今年6月份,广汽自主研发的 1.5T缸内直喷米勒循环全铝发动机(1.5TM)已经顺利通过量产评价会,正式步入量产阶段。采用三缸结构,拥有GCCS燃烧控制技术、350bar缸内直喷系统、mile循环、电控废气涡轮增压、缸盖集成排气歧管、超低摩擦、全可控水冷中冷技术、低惯量高脉冲增压器等先进技术,热效率达到38.5%,可满足国6b排放标准。

从技术优化方向看,第一代G-MC产品的总体性能与可靠性表现良好,但仍然存在成本高、重量大的问题,那么新一代升级产品则主要优化上述问题,同时优化电机系统和液压控制系统,提升整体性能。

在电机系统方面,延续集成式双电机系统,实现双电机纯电驱动,拓展系统的工作模式。电机本体采用油冷式,集成于机电耦合系统本体中,并且采用方形导线技术,提升电机电压,提高发电机转速,减小电机体积,使得整个机电系统更加紧凑高效。

在控制系统方面进一步集成化,将电机控制器在布置方式上与机电耦合系统集成,以减少电机控制器与机电耦合系统之间的连接线,进一步提升机电耦合系统的集成度;同时还将液压系统控制、驻车机构控制等集成至电机控制器,提高系统整体的集成度,以达到降低重量和成本的目的。据评估,新一代G-MC成本将降低30%左右。

另外,第二代G-MC将基于一套技术完成HEV/PHEV车型的应用开发,同时并行开发大扭矩版本(匹配2.0TM)和小扭矩版本(匹配1.5TM),覆盖广汽传祺全部整车平台。其中匹配1.5TM发动机将主要适配中小型HEV/PHEV车型,匹配2.0TM发动机将主要适配大型HEV/PHEV车型。

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丰田混动的已经很厉害了,为什么还要造插电的?

一、比亚迪宋DM双电机双模混合(全时电动四驱)系统组成比亚迪DM采用插电式混合动力系统,具备全时电动四驱功能。车辆有三个动力源:1.5缸直喷涡轮增压发动机、6速双离合变速器、前置电机和后置电机。它有三种模式:纯电动(EV),混合动力(HEV),混合动力(HEV)稳定充电,独立发动机驱动。电动续航里程80km,后置电机安装在车辆的后轮轴上。宋DM驱动系统的组成如下图所示。二、比亚迪宋DM双电机双模混合动力(全时电动四驱)驱动模式1.EV-纯电动模式电池提供电能驱动车辆,可满足各种行驶工况,如起步、倒车、怠速、急加速、匀速行驶等。但在加速过快、速度过高、爬坡、高温、低温、功率小等情况下。车辆可能会自动切换到HEV模式,如果您继续以EV模式行驶,您可以手动切换回EV模式。温度高或低时建议继续使用HEV模式。2.HEV混合动力模式当驾驶员从EV模式切换到HEV模式时,车辆由发动机和电动机共同驱动,实现最佳的动力性能,同时仍然保证混合动力系统的良好经济性。3.HEV-稳定发电模式当电量不足时,系统会自动从EV模式切换到HEV模式。当车辆由发动机驱动时,发动机输出的一部分扭矩将驱动电机发电,为动力电池充电。4.发动机独立驱动模式当高压系统出现故障时,可以由发动机单独驱动,实现了高压系统的独立性。如果在-20以上的环境中行驶,最好使用单独的发动机驱动车辆。因为动力电池在低温环境下性能会下降。为防止动力电池受损,会出现以下情况。温度低于-30时,动力电池不能充放电;温度在-30到-20之间时,动力电池可以放电,但不能充电;当温度在-20以上时,动力电池可以充放电。三。DM系统工作模式的切换操作系统有EVECO、EVSPORT、HEVECO、HEVSPORT四种模式,可以实现自由切换。不同的模式和不同的工况可以进行不同的功率分配,以达到最佳的综合经济性。模式切换操作键/旋钮如下图所示。1.电动节能模式EV按钮上的指示灯指示其处于EV模式。逆时针旋转旋钮进入ECO-economy模式,在保证动力的同时最大限度省电。2.电动汽车运动模式顺时针转动旋钮进入SPORT-sport模式,这将确保更好的动力性能。3.HEV-ECO模式HEV键上的指示灯(蓝色)亮,表示处于HEV模式,逆时针旋转旋钮进入ECO模式。此时为了保证更好的经济性和动力性,当电量低于15%时,行驶中发动机可能会一直启动;当电量大于15%且车速较低时,发动机不会启动。4.HEV-运动模式顺时针转动旋钮进入运动模式,发动机会一直工作,保持最充沛的动力。5.强制电动汽车模式在EV模式行驶过程中,当高压系统没有故障,不需要启动发动机时,当电量下降到15%时,整车会自动从EV模式切换到HEV模式。低速短距离行驶时,如果还需要进入EV模式,可以按住EV按钮3s以上,直到组合仪表上的EV指示灯持续闪烁,表示整车进入“EV模式”,此时输出功率受限。直到动力下降到一定程度,整车会自动切换到HEV模式。(1)不能开启EV驱动模式的情况混合动力系统温度高或低时;车辆长时间停放在-30以下的环境中。动力电池电量低时;车速高于EV行驶模式的运行速度范围;车辆在匝道上行驶等;当室外温度较低且发动机用于加热时。(2)发动机的自动重启自动取消电动汽车驾驶模式。当在电动汽车驾驶模式下行驶时,汽油发动机在有一定坡度的坡道上行驶时;混合动力系统温度高或低时。

全面媲美“两田” 揭秘长城DHT混动系统

虽说新款普锐斯PHV是基于第四代普锐斯打造,但它更好看了,细长的前大灯组设计具有侵略性,更不用说超级大嘴式的前格栅了。

新车长度相比第四代普锐斯,增加了105mm达到4645mm,其余尺寸不变,宽度、高度分别是1760mm、1470mm,轴距为2700mm。

新车内饰基本延续了第四代普锐斯的风格,不过后排座椅只能容纳两位乘客,中间由扶手隔开,这应该与油耗有关。

新车将大容积锂电池(8.8kWh)布局在车身后部,尽管车重增加,混合燃料油耗却达到37.2公里/L(美国JC08测试),约2.69L/100km;接近第四代普锐斯的水平(不同车型油耗分别为2.94L/100km、2.69L/100km和2.45L/100km)。

新车拥有丰田最先进的插电混动技术,全混动动力输出为90kW。在EV模式下,新车续航里程超过60公里,最大车速达到135公里/小时。

两个丰田第一,两个世界第一

终于说到重头戏啦,新款普锐斯有众多先进的技术突破,包括两个丰田第一和两个世界第一。

①丰田第一:双电机EV驱动系统

丰田EV模式能有如此好的表现,得益于丰田双电机驱动系统的发展。

变速驱动桥内,新的高度紧凑的单向齿轮允许混合动力系统发电机用作第二电动机,从而提高EV驱动功率,并大大降低发动机启动频率。

在充电期间,丰田新的电池加温系统,即便在-20℃的寒冷外部条件下,都能将电池加热到有效的工作温度。

这确保电池功率和效率被保持在足够的水平,以减少天气对EV模式的影响,甚至在非常寒冷的情况下,都能保证EV模式全功率可用。

新款普锐斯PHV,使用标准家用插座充满需3小时10分钟。

[汽车之家?技术]?作为一家崇尚技术的中国品牌汽车企业,长城汽车一直秉承的是“研发过度投入”的原则,尤其在今年长城旗下柠檬、坦克以及咖啡智能三大技术品牌的发布,让我们对于长城汽车的技术储备再度刮目相看。今天,长城正式发布了旗下柠檬平台DHT混动系统,并且声称在效率和油耗上,具备同世界顶尖水平一战的实力。我们在第一时间对其进行了深入了解和简单体验,接下来就看看这套混动系统究竟有何独特之处。

这篇文章主要聊到:

1、为什么要做高效混动系统?

2、长城的DHT混动系统比丰田的先进?

3、实际开起来感觉如何?

●?高效的混动系统将成为主流

此前中国汽车市场一直在大力推进新能源汽车(尤其是纯电动汽车)的发展,甚至一度“禁售燃油车”的说法甚嚣尘上,前不久,随着中国汽车工程学会发布了《节能与新能源汽车技术路线图2.0》,国家层面对于未来汽车技术的发展路线也逐渐清晰,其中明确确立了节能汽车在未来市场主力的地位,并且重点强调要扩大混合动力技术的应用比例(在2025年混合动力要占传统能源新车的50-60%,2035年占比达到100%)。考虑到传统燃油车型的成本和使用便利性优势,可以预见的是,在未来相当长的时间内,仍然将是市场主力。对于车企来说,未来若想保证燃油汽车的市场份额,那就必须推进高效低耗动力总成技术的研发,面对越来越严苛的油耗限值,目前看一套高效的混合动力系统是必经之路,这对于不少车企来说的确是一个不小的挑战。

说起混合动力技术,无论从技术先进性还是市场表现来看,日本两大巨头丰田、本田都是毫无争议的领先者。虽然结构不同,但是从理念上来说丰田的THS以及本田的i-MMD混动系统却是异曲同工:通过双电机以及电池来调节发动机的工况点,使其尽可地工作在高效工况区间内。根据能量守恒定律,这意味着汽油中储存的化学能最大程度地转化成了驱动车辆前进的机械能,避免了浪费,从而降低了油耗。

反观如今除了“两田”以外,国内大部分混动车型采用的混动系统无外乎有两种:一是配合48V电气系统,由一台高功率启发一体电机来协助发动机发力,业内称之为P0结构;另外则是在变速箱中集成一台电动机,这样发动机可以断开同变速箱的连接,由电机单独驱动车辆行驶,这被称为P2系统。

这两套系统的优势在于结构简单,P0系统在48V电气系统以及电动附件的协助下,可以尽量减轻发动机的负载;而P2系统则是通过更大功率的电机以及更大容量的电池,在更多工况下实现纯电动驱动,并且由于结构简单,更加方便改装成为插电式混合动力系统。但与此同时,它们的缺点也同样明显:单电机结构无法灵活调节发动机的工况点,节油效果有限。在目前的技术条件下,实现《路线图2.0》的油耗限值不太现实。

因此目前来看,打造一套高效的动力总成系统对于所有主机厂而言都是当务之急。因此我们在今年也看到不少厂商推出了高效的发动机,而在此基础上,打造一套高效混动系统预计将是各大厂家下一阶段发力的重点。

●?DHT的独门秘笈是什么?

好了,背景铺垫得有点多,下面我们切入主题,来看看本文的主角——长城的这套全新的DHT混动系统,它的先进性在哪里?真的能跟日本“两田”同台竞技吗?

长城DHT是长城汽车历时3年自主研发出来的一套双电机高效混联的混动系统,其中发动机、电动机以及控制系统都有着自主的知识产权。

先说原理:从设计理念上来看,长城的这套系统与THS和i-MMD基本类似,即采用双电机将发动机同轮端解耦,来灵活调节发动机的工作状态,让它尽可能运转在高效区间,同时尽可能提升传动系统的效率,减少不必要的浪费。同发动机研发一样,打造混动系统就是一个“死抠细节”的工作。

从结构上来看,长城DHT混动系统的结构并不复杂:发动机以及两台电动机通过一个平行轴2挡减速机构连接,通过离合器来调节不同部件之间动力输出的关系。这样一来,可以实现以下三种工作模式:EV、串联、并联模式。在EV(电驱)模式下,由锂电池带动TM主驱动电机直接驱动车辆前进,发动机处于熄火状态;在串联模式下,发动机运转在高效区间带动GM电机发电,TM电机带动车轮前进;在并联模式下,发动机通过两挡减速器驱动车轮,同时TM驱动电机协助出力来调节发动机的负载。

从硬件配置和工作逻辑来看,长城的这套系统与本田的i-MMD系统更加接近:它具备了高功率的TM驱动电机,最大功率130kW,最大扭矩达到了300N·m,因此在低速串联模式下,驱动电机已经有足够的能力单独驱动车辆前进,这样也更加方便布置插电式混动结构。而相比i-MMD系统,它还有一个并联的工作模式,即在发动机通过两挡减速器直接驱动车轮端的时候,两台电机还可以协助出力来调节发动机的工作点,在并联模式下可以实现更高的系统功率,同时还具备更高的动力性能。此外,在并联模式下,系统还具备两个挡位,这就意味着可以在更多的工况下(小负荷下40km/h以上)实现发动机直接驱动车辆,减少了不同形式能量转换的效率损失。按照官方数据,搭载高功率版DHT混动系统的中级车型在城市工况下油耗为5L/100km,高速油耗则为6.5L/100km。

依据用途的不同,柠檬DHT系统可以延伸出3套不同的动力总成,其中包括两套HEV混动以及一套PHEV插电式混动?。混动系统包括了应用于紧凑型车的,采用1.5L自然吸气发动机配合100kW驱动电机的“低功率”版,以及应用于中型车的1.5T发动机加130kW电机的“高功率版”组合,而PHEV系统则定位于中大型以上的车辆,在高功率版HEV系统的基础上,扩大电池容量(最大可达创纪录的45kWh,纯电续航达到200km),同时为后桥加装了一套最大功率135kW的2挡P4电驱系统,来实现更长的纯电续航里程以及更强劲的动力输出。

DHT混动系统采用了专用的高热效率发动机,针对混动系统特点采用了阿特金森/米勒循环。电机则是长城自研,采用了与本田、大众及通用相同发卡式扁线绕组,效率更高。同时整套系统将电机、减速器电机控制器以及DC/DC直流转换器集成在一起,整体体积更加紧凑,也方便布置和适配不同车型的需求。

●?开起来感觉如何?

在长城徐水测试场,我们体验了搭载高功率混动系统的全新一代哈弗H6试验车,主办方特意指出,未来DHT混动系统并不仅仅局限于H6,而H6也不一定是第一款装备DHT混动系统的车型。但毫无疑问,这一定是销量最大的DHT混动车型。

由于体验环节比较简单,我们仅仅在场地内体验了急加速/减速、低速巡航以及高速巡航场景。这些基本涵盖了这套系统在不同工况下的运转逻辑。

在从0km/h起步的急加速环节,当深踩油门踏板,系统将处于串联模式,即发动机带动发电机发点,而驱动电机TM作为主动力源,此时油门踏板响应十分线性,同时也能够带来较强的推背感,只是从听觉感受来说,它类似于装备CVT变速箱或者装载本田i-MMD混动:发动机声浪并不会随着速度的升高而变化,而是一直处于3000rpm左右的高效区间。当速度达到80km/h时,系统会切换为并联,即发动机与驱动电机一起出力。此时发动机连接2挡减速器的“动力挡”,配合电机同时输出。值得一提的是,这套系统在不同模式切换时,发动机介入只会感到发动机声浪的变化,而在离合器接合时车辆毫无顿挫。这显示出深厚的调校和标定功底。

根据工程师介绍,虽然通过离合器来切换不同的工作模式,但是这套离合器在接合时基本不存在滑动摩擦:通过调整电机的输出,在离合断开时等功率填充,使得加速过程没有中断,同时也不存在顿挫,体验良好。

另外与i-MMD在中低速区间内采用串联电驱的逻辑不同,DHT系统在平缓行驶时速度达到35km/h就可以切换为发动机直驱的并联模式,这样做的意图是尽可能消除串联过程中不同能量转换的损失,但是此时与采用普通变速器的燃油车型工作模式也不尽相同:在发动机直驱模式下,双电机可以调节发动机的负载,从而令其始终处于高效区间内。

在测试场的高环道路上行驶时,与i-MMD类似,这台混动车基本会使用发动机通过经济挡直驱模式来为车辆提供动力,当有动力需求时,电机会介入提供额外的协助。这就避免了本田i-MMD系统在高速工况下“力不从心”的遗憾。总体而言从使用感受上,这台DHT版H6除了在听觉上与普通车型不同之外,在动力输出的平顺性以及动力性上显然更胜一筹。