前兩期我們聊了「P2電機(jī)」和「P3電機(jī)」,其中都提到這兩種電機(jī)架構(gòu)中會(huì)有一些變種,也談到了「P2.5電機(jī)」概念的由來,今天我們就繼續(xù)來聊聊「P2.5電機(jī)架構(gòu)」(或稱「PS電機(jī)架構(gòu)」)。
「P2.5電機(jī)」:將「電機(jī)」融入「變速器」
上期文末已經(jīng)提到,無論是以「上汽EDU混動(dòng)系統(tǒng)」的「P1P2電機(jī)架構(gòu)」,還是「豐田THS混動(dòng)系統(tǒng)」的「P1P3電機(jī)架構(gòu)」,兩種混動(dòng)系統(tǒng)的整合邏輯都是將混動(dòng)部件整合到「變速器」的內(nèi)部,而這種整合便是「P2.5電機(jī)架構(gòu)」的核心邏輯,當(dāng)然做法也略有不同,我將其整合的邏輯按照整合「電機(jī)」的思路,歸納為兩種:
基于P2電機(jī)的整合思路
1. 將「P2電機(jī)」與「雙離合變速器」結(jié)合:代表技術(shù)有「上汽EDU混動(dòng)系統(tǒng)」、「吉利GHS混動(dòng)系統(tǒng)」等;
基于P3電機(jī)的整合思路
2. 將「P3電機(jī)」與「自動(dòng)變速器」結(jié)合:代表技術(shù)有「本田i-MMD混動(dòng)系統(tǒng)」、「豐田THS混動(dòng)系統(tǒng)」等。
基于「P2電機(jī)」的整合思路
相比單純的「P2電機(jī)架構(gòu)」,基于「雙離合變速器」的「P2.5電機(jī)架構(gòu)」能很好地利用「雙離合變速器」可以在2根「輸入軸」之間切換的特點(diǎn),將「電機(jī)」集成到了其中一根軸(一般是偶數(shù)擋位軸)上。
第一代吉利GHS混動(dòng)系統(tǒng)部件示意圖
我們以第一代「吉利GHS混動(dòng)系統(tǒng)」為例,其主要部件包括「發(fā)動(dòng)機(jī)」和『混動(dòng)變速器』,而這枚『混動(dòng)變速器』則是在一臺(tái)7速的「濕式雙離合變速器」中布置了一臺(tái)「電機(jī)」。
第一代吉利GHS混動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖
這枚『混動(dòng)變速器』的有趣之處在于,在保證了「發(fā)動(dòng)機(jī)」能與「變速器」正常耦合的情況下,將「電機(jī)」則直接布置在控制偶數(shù)擋位的「C2離合器」與「變速齒輪」之間。故此,「C1離合器」控制1、3、5、7奇數(shù)擋位,「C2離合器」負(fù)責(zé)控制R、2、4、6偶數(shù)擋位,從而實(shí)現(xiàn)了多種驅(qū)動(dòng)形式。
純電模式:在純電模式下,兩個(gè)「離合器」都斷開,即「發(fā)動(dòng)機(jī)」與「變速器」徹底斷開,「電機(jī)」由「電池」供電,直接通過「變速器」的偶數(shù)軸輸出到「車輪」上。此時(shí),整臺(tái)車就成了一臺(tái)搭載了3擋「變速器」的純電動(dòng)車。
串聯(lián)混動(dòng)模式:此時(shí),「變速器」會(huì)根據(jù)當(dāng)前的動(dòng)力請(qǐng)求和「電池」的電量等條件,自動(dòng)選擇合適的擋位,「電機(jī)」仍是驅(qū)動(dòng)汽車的動(dòng)力源。當(dāng)車速達(dá)到一定區(qū)間時(shí),「C2離合器」在「行車電腦」的控制下耦合,屆時(shí)「電機(jī)」會(huì)被反拖,進(jìn)行動(dòng)能回收;
串聯(lián)輸出模式:此時(shí),「發(fā)動(dòng)機(jī)」與「電機(jī)」串聯(lián)共同輸出動(dòng)力,發(fā)揮整套動(dòng)力系統(tǒng)的全部能力,且「電機(jī)」的轉(zhuǎn)速可以不受發(fā)動(dòng)機(jī)限制;
「發(fā)動(dòng)機(jī)」直驅(qū)模式:在高速巡航時(shí),車輛對(duì)動(dòng)力要求較低,此時(shí)「發(fā)動(dòng)機(jī)」在最高熱效率的區(qū)間運(yùn)行,所以,系統(tǒng)將斷開「C2離合器」,耦合「C1離合器」,讓「發(fā)動(dòng)機(jī)」直接通過「變速器」來驅(qū)動(dòng)「車輪」。
第一代吉利GSH混動(dòng)系統(tǒng)混動(dòng)系統(tǒng)基本原理(動(dòng)圖)
第一代「吉利GHS混動(dòng)系統(tǒng)」被運(yùn)用在「博瑞ePro」、「繽越ePro」和「嘉際ePro」等車型上。據(jù)悉,第二代「吉利GHS混動(dòng)系統(tǒng)」將采用經(jīng)過電氣化改造的「DHE混動(dòng)專用發(fā)動(dòng)機(jī)」(阿特金森循環(huán))且會(huì)使用「P1電機(jī)」+「P2.5電機(jī)」的「DHT混動(dòng)架構(gòu)」,限于篇幅,我們會(huì)在混動(dòng)汽車品牌系列中展開單聊。
P2.5電機(jī)架構(gòu)優(yōu)點(diǎn)不少
當(dāng)我們將這類「P2.5電機(jī)架構(gòu)」與「P2電機(jī)架構(gòu)」相比時(shí),會(huì)發(fā)現(xiàn):
1. 效率更高:當(dāng)「P2.5電機(jī)架構(gòu)」的2根「輸入軸」都松開時(shí)(相當(dāng)于空擋),「P2.5電機(jī)」可以單獨(dú)驅(qū)動(dòng)車輪,還可以在不帶動(dòng)「曲軸」的情況下進(jìn)行動(dòng)能回收。這比需要經(jīng)過一整個(gè)「變速器」傳動(dòng)的「P2電機(jī)」的效率更高;
2. 保持了優(yōu)勢(shì):當(dāng)「P2.5電機(jī)」的「輸入軸」與「發(fā)動(dòng)機(jī)」耦合時(shí),「發(fā)動(dòng)機(jī)」和「P2.5電機(jī)」以相同傳動(dòng)比旋轉(zhuǎn),這與「P2電機(jī)」工作邏輯相同,繼承了「P2電機(jī)架構(gòu)」的優(yōu)點(diǎn);
3. 更適合擁堵城市路段:此外,在低速行駛時(shí)可以采用「P2.5電機(jī)」驅(qū)動(dòng),能很好地彌補(bǔ)「雙離合變速器」在擁堵路況平順性差、磨損大的缺點(diǎn)。
結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜,需要經(jīng)驗(yàn)和積累
當(dāng)然,這類「P2.5電機(jī)架構(gòu)」也有兩大缺點(diǎn):
1. 瞬時(shí)頓挫:當(dāng)「P2.5電機(jī)」在驅(qū)動(dòng)汽車時(shí),「發(fā)動(dòng)機(jī)」一旦介入并提供動(dòng)力,便會(huì)在「變速器」中觸發(fā)動(dòng)力的耦合,如果匹配程序不夠完善,反而會(huì)產(chǎn)生更大的頓挫感;
2. 結(jié)構(gòu)復(fù)雜,需要經(jīng)驗(yàn)積累:相比單一添加「P2電機(jī)」類似給動(dòng)力總成『做加法』的設(shè)計(jì)思路,「P2.5電機(jī)架構(gòu)」的結(jié)構(gòu)復(fù)雜了許多,所以對(duì)系統(tǒng)的匹配和調(diào)校要求也就更高,比如「C1離合器」和「C2離合器」的接合控制、「發(fā)動(dòng)機(jī)」和「P2.5電機(jī)」的動(dòng)力融合瞬間控制等,都需要長(zhǎng)時(shí)間的經(jīng)驗(yàn)積累,這對(duì)每個(gè)車企都是一種考驗(yàn)。
基于「P3電機(jī)」的整合思路
豐田的P2.5電機(jī)架構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖匯總
其實(shí)更多的時(shí)候,大家會(huì)發(fā)現(xiàn)「P2.5電機(jī)架構(gòu)」會(huì)被歸入到「P3電機(jī)架構(gòu)」,比如我們此前提到的「豐田THS混動(dòng)系統(tǒng)」,其「MG2電機(jī)」并不是特別符合「P3電機(jī)」靠近「?jìng)鲃?dòng)軸」的位置定義,但發(fā)揮著「P3電機(jī)」的大部分作用。在我看來,這就是典型的『基于將「P3電機(jī)」整合入「變速器」的「P2.5電機(jī)架構(gòu)」思路』。
豐田THS混動(dòng)系統(tǒng)各部件的聯(lián)動(dòng)關(guān)系
這類「P2.5電機(jī)架構(gòu)」相比置于「變速器」輸出端的「P3電機(jī)架構(gòu)」,最大的優(yōu)點(diǎn)在于,「P2.5電機(jī)」可以在輸出動(dòng)力驅(qū)動(dòng)汽車的同時(shí),同時(shí)也吃到「行星齒輪組」帶來的放大力矩的紅利,使其經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)域更廣,而且在選擇「電機(jī)」時(shí),可以考慮采用功率更小、體積更小的「電機(jī)」。簡(jiǎn)言之:花小錢,辦大事兒。
第二代通用Voltec混動(dòng)系統(tǒng)示意圖
而第二代「通用Voltec混動(dòng)系統(tǒng)」汽車則是采用了兩個(gè)「電機(jī)」、兩排「行星齒輪組」的「P2.5電機(jī)架構(gòu)」(可以簡(jiǎn)單地理解成『雙THS』技術(shù)),效率更高、動(dòng)力輸出更平順。限于篇幅,我們會(huì)在混動(dòng)汽車品牌系列中展開單聊。
并未結(jié)束
關(guān)于「P2.5電機(jī)架構(gòu)」的介紹暫告一段,不過并不是終點(diǎn),因?yàn)椤窹2.5電機(jī)架構(gòu)」的復(fù)雜不僅體現(xiàn)在其結(jié)構(gòu)構(gòu)造,而是在于『控制』,所以,在此后的內(nèi)容中,我們會(huì)抽絲剝繭地繼續(xù)展開詳解,下一期,我們來聊聊整合在后橋的「P4電機(jī)」。