AKKA穆青:不同拓扑结构DHT技术路线的对比分析

NE时代

阅读 1950   更新于 2021-06-23 08:42:17

今天跟大家分享的话题是不同拓扑结构DHT技术路线的对比分析。内容主要分成四个部分:第一部分美日系主流车企DHT路线比对,第二部分美日系主流车企DHT控制策略小结,第三部分国内车企DHT路线对比,第四部分国内车企DHT路线对比控制策略小结。

关于第一部分:为什么我只说美系和日系,没有说欧系,做动力方面的都清楚,欧系最早希望的不是全新开发的DHT,而是P2比较多,而严格意义上来讲,按照2015年CTI会议上第一次提到关于DHT的定义即专业混动变速箱,因此P2并不算DHT,所以我们更多的看日系和美系的方案。

日系车企主要是混联、串并联方案,低油耗的很大贡献来自发动机、电气平台及整车技术,劣势是混联动力性偏弱,串并联成本偏高;美系公司主要是混联方案,以行星齿轮结构为主,油耗相对偏低,转速转矩解耦,控制非常复杂。

从功率分流的定义简单做一个分类,可以看到像丰田、福特、克莱斯勒都是用了输入式功率分流,用行星齿轮系实现了发动机的转速和车速的解耦。为什么采用输入式功率分流,其最终目的就是要实现把发动机玩到极致,让发动机在最舒服的转速区间,比如1500-2000转左右。

输出式的是通用第一代Voltec,油耗、成本不是很理想,可能最初它也想做丰田这种,但是由于技术壁垒自己做了一套;而复合式是通用第二代Voltec,变速箱设计非常优秀,但成本和控制难度比较大。

本田就是串并联,也是因为它不想绕过丰田,技术壁垒没办法,最后弄出了一套蛮简单、但却很高效的结构。

本田新一代串并联架构

本田混合动力系统参数

现在说到第二部分: 美日系主流车企DHT控制策略小结。

在CS模式工况下,第一种是输出式,通用第一代实际上很多时候在大部分区域是一个增程的方案,而在高速一定负荷情况下,是一个并联直驱的情况,过去通用为什么说自己的方案是串联,据说有一些噱头和想法。第二是输入式的,输入式功率分流我这里说的是低速类似、高速类似,因为它是行星齿轮系,所以不是完全意义上我们看到的像理想汽车单纯的增程,可以把行星齿轮系类比成一个杠杆,三个动力源可以在杠杆协调之间达到一个平衡,所以在低速的时候可以让所有动力直接走电机,通过电机发电,把电传给了电动机,由电机驱动,而高速时,模型最终实现的是类似直驱的效果,电机基本上接近0转速,只需要恒定在这个区间。

纯电动的时候你的电全部是从曾经的油或者踩刹车转过来的制动能量回收,所有这些在CS模式下电必须从发动机里面抠出来的,更多的时候是通过发动机的各种模式,串联或者混联各种模式下实现。

CS1就是一个偏向于增程的方案,CS2也是一个增程,但是是固定齿比的关系,CS3是一个B点往上,车速再增加区间的运行方式,应该也是一个复合式分流的方案。

第三部分:国内车企DHT路线对比。

可以看到目前绝大部分的主机厂都是用了串并联的方案,丰田的方案或者福特的方案还有一些技术壁垒、专利,如果完全跳过他们去做比较困难,而且行星齿轮系这个东西不是那么好做的,大家可能更多的都是照抄本田的IMMD方案,把齿轮等结构往左、往右放其实最终效果差不多。长城其实就是一个两档IMMD。在需要动力性的时候用1档,需要经济性就换到2档。好比一个传统汽车,为什么不只6档, 可能到7、8、9档,既能满足动力性又提高经济性,但是传统车无法在电池电量较低的时候避免发动机运行在一千多转,热效率百分之十几的低效率区域,现在号称热效率业界做得比较好的已经到43%了,很多公司号称2025年到45%,2030年到50%,基本上就是热燃机的天花板,实现起来还是比较困难的。

吉利3DHT虽然用了两个行星齿轮系,但最终跟丰田、福特行星齿轮系实现的转速解耦不一样,它通过离合器的结合断开把这个结构当成了几组齿轮实现了三个发动机档位和三个电机档位,尺寸相对比较小,可以实现一个平台化。

广汽前段时间刚发布一个THS方案,另外它第一代也是一个串并联的方案,最近有一个升级方案。业界比较多一点就是P2、P3,这个不算DHT,这里不再做分享。

关于第四部分:国内车企DHT路线对比控制策略小结

比亚迪DM第一代在发动机和电机间没有齿轮,效率上没办法让发动机和电机运行在最舒服的区域,DM-I已经改进了这一点。另外,比亚迪有它自己的方法能够实现效率比较高,因为它的电池比较大,所以某些时候需要动力性的时候,不需要像IMMD完全靠增程模式,而是采用直驱并联。

其次是长城,常规的时候都是四驱工况都是串联,车速到一定程度的时候,就开始用一档,如果偏动力性要求的时候是并联1档,偏经济性走2档,高速大负荷区间也是走发动机直驱1档,跟IMMD相比,发动机强一点,电池也可以强一点,又是1档的关系,又可以实现减速增速的效果。

吉利3DHT也非常复杂,最终通过两星齿轮系实现最终的效果也是比较类似长城的几个工况,在低速的时候、特别低速的时候,再到后面是发动机直驱三个档可以实现相应的效果。

最后介绍一下,我们公司原来是奔驰下面的一个子公司,类似于现在主机厂下面的零部件公司,我们不提供产品,只提供工程方面的咨询和服务,后来慢慢独立出来,2018年完全被法国的AKKA公司收购了,我们对外叫AKKA,而不是梅赛德斯奔驰,所以这是我们大概的业务,动力总成设计、标定、培训等等,分享到这里,谢谢大家!

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