對(duì)混合動(dòng)力構(gòu)型感興趣的朋友,如果對(duì)榮威550 PHEV搭載的EDU混動(dòng)系統(tǒng)和本田雅閣的iMMD稍加關(guān)注,就會(huì)有這樣疑惑:這兩個(gè)混合動(dòng)力構(gòu)型看起來(lái)幾乎沒(méi)有什么差別。
沒(méi)錯(cuò),其實(shí)從混合動(dòng)力系統(tǒng)構(gòu)型的分類(lèi)來(lái)說(shuō),兩者的確同屬于一種混聯(lián)式混合動(dòng)力構(gòu)型:串并聯(lián)。
串并聯(lián)和功率分流是混聯(lián)式混合動(dòng)力最常見(jiàn)的兩種構(gòu)型。最為典型的代表就是本田iMMD與豐田THS,兩種構(gòu)型最大的區(qū)別就是功率分流使用了行星齒輪排,也叫作功率分流器或者eCVT,對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率進(jìn)行分配;而串并聯(lián)則通過(guò)控制離合器的開(kāi)合實(shí)現(xiàn)不同的混動(dòng)模式。
那么同為串并聯(lián)的iMMD與榮威550 PHEV的混合動(dòng)力系統(tǒng)區(qū)別在哪里呢?
一、兩者實(shí)現(xiàn)變速的方式不同:榮威550PHEV 有一個(gè)真正的兩檔變速器,iMMD則通過(guò)不同的軸系結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了變速。
榮威550 PHEV的混合動(dòng)力系統(tǒng)核心是一套電驅(qū)動(dòng)變速箱,叫做EDU。它的結(jié)構(gòu)原理如下圖:

EDU原理示意圖
EDU的主要構(gòu)成包括與發(fā)動(dòng)機(jī)直連的ISG電機(jī)與主驅(qū)動(dòng)電機(jī)(TM),在兩者之間有兩個(gè)離合器(C1常開(kāi)離合器、C2常閉離合器),C1和C2之間是一個(gè)差速器,從差速器連接的變速箱,通過(guò)與兩對(duì)變速齒輪之一的齒輪嚙合,對(duì)外輸出動(dòng)力。這張圖和題目里面的圖是一個(gè)意思,不過(guò)這一張更加接近EDU實(shí)際的物理結(jié)構(gòu),見(jiàn)下圖。

EDU結(jié)構(gòu)示意圖
通過(guò)離合器不同的閉合方式,EDU可以實(shí)現(xiàn)純電驅(qū)動(dòng)、串聯(lián)、并聯(lián)、制動(dòng)回饋等不同工作模式。舉其中三個(gè)模式(純電、串聯(lián)、并聯(lián))為例,我簡(jiǎn)單畫(huà)了一下功率流動(dòng)路線的示意圖,如下所示:
在以上三張圖的標(biāo)示中,動(dòng)力都是通過(guò)變速器的一個(gè)檔位輸出的(即左側(cè)的一對(duì)齒輪)。加上變速器有兩個(gè)檔位,僅上述三個(gè)模式,實(shí)際上就可以變?yōu)榱鶄€(gè)模式。
那么為什么要有這個(gè)兩檔變速器呢?是因?yàn)槎嗔俗兯俦冗@一自由度,就可以對(duì)電機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)的工作點(diǎn)進(jìn)行調(diào)節(jié)。通過(guò)換擋,可以讓電機(jī)在純電模式起步時(shí)在車(chē)輪端輸出更大的扭矩(動(dòng)力更強(qiáng));也可以在并聯(lián)模式下,通過(guò)檔位的切換讓電機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行在效率更高的區(qū)域(油耗更低),由于電機(jī)的高效區(qū)較大,這一點(diǎn)對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的意義更為重要。
但iMMD卻沒(méi)有這個(gè)真實(shí)的變速器,卻并不意味著iMMD的自由度更低。原因在于:iMMD比EDU多一個(gè)軸。EDU的兩個(gè)電機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)在同一個(gè)軸上,動(dòng)力輸出在另一根軸,這意味著在并聯(lián)模式下,電機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)保持著相同的轉(zhuǎn)速,正是因?yàn)樘砑恿俗兯傧?,才有了兩個(gè)不同的速比。而iMMD的發(fā)動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)在兩根軸上,動(dòng)力輸出在第三根軸。當(dāng)在并聯(lián)模式下進(jìn)行輸出時(shí),電機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)可以在不同轉(zhuǎn)速進(jìn)行運(yùn)行,這便是iMMD所多出的自由度。
正是因?yàn)檫@一特征,iMMD在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí),可以通過(guò)調(diào)整電機(jī)的輸出功率來(lái)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作點(diǎn)進(jìn)行調(diào)節(jié),讓發(fā)動(dòng)機(jī)始終保持在更高效率的工作區(qū)間。

iMMD發(fā)動(dòng)機(jī)工作點(diǎn)的優(yōu)化控制
二、兩者的軸系設(shè)計(jì)不同:EDU有兩根軸,iMMD有三根軸。
這一區(qū)別實(shí)際上在上一節(jié)中已經(jīng)談到了,這里再就這個(gè)特點(diǎn)多說(shuō)幾句。
這是iMMD的實(shí)物圖和機(jī)械示意圖:

iMMD實(shí)物圖,包括發(fā)動(dòng)機(jī)和雙電機(jī)
把右圖放大來(lái)看:

iMMD的eCVT截面圖
從圖中可以很清楚得看到三個(gè)軸的分布,自上而下分別是發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)/發(fā)電機(jī)和輸出軸。電機(jī)和發(fā)電機(jī)從圖中看起來(lái)是在一根軸上的,實(shí)則不然,兩者分別是兩根軸,以空心軸的形式套在一起。也就是說(shuō),主驅(qū)動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸是一根空心軸。
這樣高集成度的設(shè)計(jì)無(wú)疑減少了整個(gè)系統(tǒng)的體積,這對(duì)于轎車(chē)的布置來(lái)說(shuō)意義重大。但后果是帶來(lái)了難題:一是空心軸的強(qiáng)度,二是兩個(gè)軸的對(duì)中,三是軸系和電機(jī)的冷卻。本田和供應(yīng)商N(yùn)SK解決了這些問(wèn)題,但這些問(wèn)題對(duì)于其他的廠家來(lái)說(shuō),可能是非常難以克服的。所以iMMD的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)看起來(lái)容易,想復(fù)制它卻非常困難。
所以我們看到EDU選擇了兩根軸加變速器的方案。代價(jià)是整個(gè)系統(tǒng)比iMMD更寬(當(dāng)然,iMMD尺寸上也不是完全占優(yōu),它比EDU高一點(diǎn))。


雅閣混動(dòng)與榮威550的前發(fā)動(dòng)機(jī)艙照片,可以看到550更寬一些
我非常佩服iMMD的技術(shù),在它的背后是日本強(qiáng)大的基礎(chǔ)工業(yè)展現(xiàn)的精密加工能力。對(duì)于上汽榮威550呢,我同樣要樹(shù)起大拇指,即便不如iMMD,要實(shí)現(xiàn)這一套雙電機(jī)系統(tǒng)的集成、冷卻和控制,亦非易事。
如果說(shuō)這些年來(lái),中國(guó)汽車(chē)制造的進(jìn)步體現(xiàn)在哪里?從這輛車(chē)身上,就看得到進(jìn)步。
參考資料:
1.http://www.kjdb.org/CN/abstract/abstract13500.shtml
2.http://blogs.youwheel.com/wp-content/uploads/2015/03/Development_SPORT_HYBRID_i-MMD_Control_System_2014_Accord.pdf
3.http://prius-pt.com/cafe/cfs-filesystemfile.ashx/__key/CommunityServer.Components.UserFiles/00.00.00.23.01.Honda/Development-of-Motor-and-PCU-for-a-SPORT-HYBRID-i_2D00_MMD-System.pdf
來(lái)源:第一電動(dòng)網(wǎng)
作者:姚青弋
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