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混動百科 | 第一代上汽EDU混動系統(tǒng):有創(chuàng)新,也有遺憾
來自:電動邦
作者:王元祺
2022-04-11 11:05:11
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最近隨著多家自主品牌DHT混動系統(tǒng)的產(chǎn)品化,讓我不得不回想起一家起步很早,但挺久沒有換代的主機廠,那就是上汽,今天我就來補上這家早就該聊,卻一直沒聊的混動系統(tǒng)——「上汽EDU混動系統(tǒng)」。

結(jié)構(gòu)特點:雙電機+雙離合+兩檔變速

上汽集團屬于國內(nèi)最早的一批自研混動系統(tǒng)的主機廠,早在2008年~2009年就開始立項,2013年上汽集團發(fā)布了混動系統(tǒng)第一代「上汽EDU混動系統(tǒng)」(或稱為「EDU電驅(qū)系統(tǒng)」)并為其申請了專利。

第一代上汽EDU混動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)爆炸圖

第一代「上汽EDU混動系統(tǒng)」屬于我們此前介紹過的「串并聯(lián)式架構(gòu)」,其由一枚「發(fā)動機」和兩個「電機」組成,其中一個是主要用于發(fā)電和調(diào)整「發(fā)動機」轉(zhuǎn)速的「P1電機」(ISG        電機),而另一個則是主要用于驅(qū)動的「P2電機」(TM電機)。

第一代上汽EDU混動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖(僅供參考)

三大動力組件被兩套「離合器」、一組「同步器」以及若干變速齒輪等組件相連接。其中第一組「離合器C1」控制「發(fā)動機」接入整個系統(tǒng),而「離合器C2」長期處于閉合狀態(tài)(后文詳解),主要負責將「P2電機」的功率接入到系統(tǒng)中。

第一代上汽EDU混動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意簡圖(僅供參考)

而這套系統(tǒng)能在此后的幾年中獲得了國家頒布的多個獎項的原因則在于,系統(tǒng)中還加入了2擋變速機構(gòu)(2AMT),而其設計的初衷是讓「發(fā)動機」和「電機」都能維持在相對高效率的運轉(zhuǎn)區(qū)間。放在今天看,好像也沒有什么了不起,但放在那個連單擋混動系統(tǒng)都沒搞明白的年代,實屬巨大的挑戰(zhàn)。

工作原理:面面俱到,稍顯復雜

第一代上汽EDU混動系統(tǒng)工作原理表(僅供參考)

第一代「上汽EDU混動系統(tǒng)」的結(jié)構(gòu)決定了這套系統(tǒng)可以實現(xiàn)純電模式、串聯(lián)模式、并聯(lián)模式和動能回收模式等幾乎所有的混動模式。此前的章節(jié)中,我們已經(jīng)羅列的官方給出的6種工作模式的基本邏輯(見上表)。由于2擋變速機構(gòu)的存在,我將其繼續(xù)細化,推導出至少14種工作模式的可能性,下面就讓我們看看具體到底有哪些。

image004.gif

純電模式:在「電池」的電量充足或車輛對扭矩的需求適中時,「電池」供電給「P2電機」并由「P2電機」直接輸出動力,最終到達輪端。從上圖中,我們已經(jīng)可以看到,所謂的2擋變速,就是通過左側(cè)的齒輪或右側(cè)的齒輪進行變速,而動力耦合的時機則是通過「電機控制器」做出決定,通過「同步器」進行物理調(diào)節(jié),后面的換擋邏輯基本相同,所以此后不再贅述,大家可以通過動圖進行理解;

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串聯(lián)模式:當「電池」的電量較低或車輛對扭矩的需求較低時,「發(fā)動機」作為「增程器」帶動「P1電機」發(fā)電,大部分情況下「P1電機」發(fā)出的電能作為「電池」補能所用,此時,仍然由「P2電機」作為唯一的驅(qū)動源;

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并聯(lián)模式:當需要較大扭矩時,那么所有能驅(qū)動的單元則必須全部參與,「離合器C1」閉合,「發(fā)動機」直接接入驅(qū)動,「P1電機」在「發(fā)動機」的帶下持續(xù)發(fā)電,必要時直接為「P2電機」供電,「P2電機」并聯(lián)介入驅(qū)動;

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行車充電:行車過程中,「電池」電量低于規(guī)定值時,這時候「發(fā)動機」的作用便要被放大,雖然大部分情況下,此刻系統(tǒng)仍然保持著「并聯(lián)模式」的工作狀態(tài),但對「P2電機」的控制邏輯則會做出調(diào)整。若「電池」的電量過低,且系統(tǒng)判斷「P1電機」所供的電量同樣不適合拖動「P2電機」驅(qū)動,那么系統(tǒng)將短暫地進入「發(fā)動機直驅(qū)」模式。所以,我在上圖中也加入了「發(fā)動機直驅(qū)」的這種工況圖;

駐車充電(怠速充電):當車輛處于靜止狀態(tài),且「電池」電量低于規(guī)定值時,「發(fā)動機」怠速帶動「P1電機」,為「電池」充電補能;

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動能回收模式:當滑行或踩下制動踏板時,系統(tǒng)將從輪端和系統(tǒng)內(nèi)部進行回收,若車輛正處于「并聯(lián)模式」行駛時,那么兩個「電機」同時工作;而當車輛處于「純電模式」時,「P2電機」進行動能回收。

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第一代上汽EDU混動系統(tǒng)工作模式原理圖(動圖,僅供參考)

這里回收一下談結(jié)構(gòu)時留下的問題『「離合器C2」為什么是常閉?』,從上圖中,我們可以看出,第一代「上汽EDU混動系統(tǒng)」是一套傾向于電驅(qū)的混動系統(tǒng),換言之,有大量的工況需要「P2電機」參與工作,故此,控制接入該「P2電機」的「離合器」在大多數(shù)工況下都是閉合狀態(tài)。

優(yōu)點即缺點:提升有難度,變革成定局

第一代「上汽EDU混動系統(tǒng)」的優(yōu)點,也可以說是其最大的設計特點,即是加入了2擋的變速機構(gòu),可以更好地實現(xiàn)「電機」和「發(fā)動機」的工作點的調(diào)節(jié)。

兩擋齒輪與同步器的布局示意圖(圖片源自網(wǎng)絡)

比如通過換擋放大「P2電機」的扭矩,使得純電的起步可以更帶勁兒一些,此外,多了一檔也可以讓「發(fā)動機」能更早地介入整套動力系統(tǒng),在保證油耗的同時,擴大了「發(fā)動機」經(jīng)濟工作的區(qū)域。

2014款榮威550 Plug-in旗艦版(圖片源自網(wǎng)絡)

第一代「上汽EDU混動系統(tǒng)」的代表車型為榮威550 Plug-in,以2013年「榮威550 Plug-in」(2014款旗艦版)為例,其配備了一枚1.5L的「發(fā)動機」(并不是1.0T的三缸機哦~),其最大功率為80kW,「P1電機」和「P2電機」的最大功率為27kW和50kW,從參數(shù)上看,動力性能較比亞迪第一代的「DM混動系統(tǒng)」強了不少,但額定的持續(xù)輸出功率和扭矩卻依然保留著那個年代的味道,估計也是考慮到燃油經(jīng)濟性的問題。

2014款榮威550 Plug-in旗艦版參數(shù)(僅供參考)

只是第一代「上汽EDU混動系統(tǒng)」缺點也不少,首先2擋的變速機構(gòu)就是一把『雙刃劍』,對于換擋的邏輯控制難度很高,因為每一次換擋都需要走3個步驟:

  1. 1. 首先先要將「同步器」脫開,這就意味著需要進行動力中斷;

  1. 2. 然后對「電機」進行下一個擋位的轉(zhuǎn)速與扭矩同步;

  1. 3. 最終『咯嘣』一聲進行對接,這就意味著存在頓挫的可能。

離合器故障故障案例示意圖

所以,從當時不少車主(特別是專車司機)的體驗來看,這套系統(tǒng)在換擋時的頓挫無法避免的。此外,在我們的維修案例中,遇到的比較多的是「離合器C2」的故障,由于一般車主開這車都比較猛(動力較弱,所以腳頭就會猛),常閉「離合器C2」的故障就會較多。

被第一代上汽EDU混動系統(tǒng)塞滿的發(fā)動機艙(圖片源自網(wǎng)絡)

第一代「上汽EDU混動系統(tǒng)」還有一個令人頭疼的結(jié)構(gòu)缺點——橫向占用空間過大!雖然整套系統(tǒng)不是簡單的『油改電』設計思路,但不得不承認,其「混動變速器」的體積仍然無法與當時「本田i-MMD混動系統(tǒng)」的體積優(yōu)化相比。

3軸 vs 2軸+2擋變速器,邏輯不同

由于「本田i-MMD混動系統(tǒng)」使用三條平行軸,雙電機可以上下放置,利用了縱向空間。而第一代「上汽EDU混動系統(tǒng)」是兩條軸,兩個「電機」無法上下放置,故此,橫向空間很難得到優(yōu)化。這也為第二代「上汽EDU混動系統(tǒng)」的誕生埋下了伏筆。



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