關于混動汽車的架構內幕,都在這里
2020-10-30 13:58來源:我愛汽車網閱讀量:

就現階段純電車型的產品力來說,是無法滿足現有消費者的全部出行需求,但是時代的發展促進了“出行革命”的必然。在這樣的一個時間節點中,就需要一個承載過渡作用的車型存在,那混動車型的出現就肩負起這個過渡的作用。

現階段簡單意義上講,所謂混動車型無非就是由燃油發動機和電動機組成混合動力的汽車。 但是,發動機和電機之間組合問題上卻是充滿著“內幕”,所以今天便為大家揭開混動系統背后的故事!

混動系統的“P0-P4架構”是什么?

說完了背景知識,下面我們結合具體車型,完整地給大家介紹下人們常說的P0-P4混動架構都是什么情況。這些知識不僅有利于讓你在朋友交流中獲得“汽車專家”的稱號,更有助于你擦亮雙眼,選擇適合自己需求的混動車型。

簡單來說,“P0-P4”只是混動車型上電機相對于發動機和變速箱不同布局位置的簡稱。其中“P”所代表的就是電機,而“0-4”則代表電機所處的不同位置。

混動系統的最強輔助:P0架構

P0架構電機的位置在發動機的皮帶端,它的別名也叫BSG電機。結構上看,它是位于發動機皮帶端的啟動發電一體式電機,通過皮帶與發動機曲軸相連接。這種連接也被稱為“軟連接”。

混動系統P0架構

( 混動系統P0架構 )

P0架構電機相較于傳統的啟動電機擁有更大的功率。比如,目前比亞迪車型上所搭載的P0電機功率在25kW,長城P8上則為15kW。其最大的作用有兩個,一個是可以直接控制發動機的啟動轉速。在車輛行駛過程中,P0架構電機可以直接將發動機轉速“推”到更經濟的合適區間,再點火啟動。這不僅可以提升發動機的工作效率,還能有效增加發動機介入時整套混動系統的平順性。

P0架構的另一個優勢,則是系統擁有更高的發電效率。因為與發動機皮帶端相連接,只要發動機在運轉,P0架構電機便可以持續發電并儲存到電池中。當然,考慮到發動機“燒油發電”的轉換效率,該電機并非一直處于發電狀態,混動系統會根據發動機實時工況進行判斷,在發動機處于高效區間時啟動發電。

從應用上來看,P0架構被廣泛應用在MHEV車型上,這也就是大家常見的48V混動系統。從效果上看,它可以明顯提升整套混動系統的工作效率并降低油耗。此外,由于電機布置位置并不復雜,因此目前主流車型車型都會加入P0架構電機,最有代表性的就是吉利博瑞GE的MHEV版。

此外,P0架構并非單獨出現在MHEV車型上。例如,寶馬X1 PHEV便根據P0電機加入了SAVE模式,從而改善城際間通勤的效率。尤其當車輛在高速路上時,發動機本身處于高效工況,P0電機可以一直為電池充電。之后,這些電量可以用在城市中的純電行駛,實現整車綜合效率的最大化。

混動系統中的“非主流”:P1架構

P1架構電機也被稱作為ISG電機,位置在P0之后。P1架構電機的設計可以說是所有混動架構中最“非主流”的一個。它的電機并不獨立存在,而是連接到發動機本體。電機的定子直接與發動機結合,而轉子則直接設計在曲軸上,這種連接方式也被稱為“硬連接”。

混動系統P1架構

( 混動系統P1架構 )

P1架構的優勢在于,電機是可以直接提供動力,結構上也更為緊湊,動力的傳遞效率也會強于P0架構。但它的缺陷也十分明顯:為滿足其布置方式,整個發動機需要重新設計。這種流程的工作量基本等同于重新研發一套動力系統。不僅設計復雜成本高昂,后期維修保養也更麻煩。

此外,P1架構的電機動力輸出是經由曲軸傳遞到變速箱再到車輪,傳遞效率會高于P0架構,但相較于其他布置形式依舊屬于低效率類別。同時,因為貼近發動機,所以P1架構電機必然會受到發動機溫度的影響。所以,這個架構目前市面上基本上很少應用。此前也僅有老款本田CR-Z和本田Insight。

混動系統屆的“主流”:P2架構

P2架構的電機位于發動機和變速箱之間,動力直接通過變速箱輸出到輪上。這種架構的最大結構特點在于電機前后均有離合器存在。通過兩個離合器的協作,車輛可實現純電、純油和混動三種工作模式。

混動系統P2架構

(混動系統P2架構)

相比較前兩種架構,P2架構的電機可以擁有更高的傳遞效率。同時,由于電機位于變速箱輸入端,動力可以充分利用變速箱中的各檔位齒比,從而實現更高的純電車速。此外,P2架構電機成熟度更高,且不用對發動機和變速箱本體進行重新設計,能夠有效降低成本。

但是,P2架構也擁有著明顯的劣勢。因為P2架構中電機位于發動機和變速箱之間,所以對于橫置發動機布局的車型來說尺寸太大了,需要更高的系統集成度。同樣,P2架構的電機也注定會受到發動機變速箱工作溫度的影響。

此外,采用P2架構車型在由純電切換到混動模式時,變速箱一端的離合器會先切斷動力連接,同時發動機一端的離合器會完成結合。此時P2架構的電機會將發動機推到合適轉速再啟動,最終再連接變速箱一端離合器。這也就意味著,模式切換的過程中車輛會出現動力中斷的情況呢,這就要求車企具備整個系統的調節能力。

目前,以大眾為主的合資品牌PHEV車型多以P2架構來實現混動技術。因為P2架構對軸向空間要求較高,所以實際應用車型多以中型車和大中型車為主。為此,采埃孚就曾專為P2架構推出專屬的9AT變速箱。

混動系統的中國“網紅”:P2.5架構

作為中國特色,P2.5架構更多出現在自主品牌車型上。原因很簡單,大家的車多以緊湊級車為主,發動機艙及軸向空間無法容納P2架構。所以大家另辟蹊徑,直接將電機設計到變速箱上。這種方案的集大成者,便是吉利。

混動系統P2.5架構

( 混動系統P2.5架構 )

吉利的P2.5架構是將電機設計在雙離合變速箱上,將電機的輸出端直接接入變速箱偶數軸。也就是說,吉利混動車的電機動力也是經由變速箱傳遞到車輪。電機可以充分利用變速箱偶數軸,也就是為什么吉利60kW電機可以實現120km/h的速度巡航。而發動機的動力則更多經由奇數軸傳遞。

P2.5架構最大的優勢在于研發難度低,系統尺寸小,可以充分滿足了現階段自主品牌的需求。但由于電機本身功率較低,車輛動力表現成為了劣勢。另外,因為吉利P2.5架構的整套混動系統取消了傳統的啟動電機,系統只能拿通過P2.5架構的動力電機來啟動發動機,因此車輛硬件結構導致每一次啟動,發動機都要經過變速箱齒輪,這也無形當中就增加了離合器的磨損次數。

同時,車輛在由純電模式切換到混動模式時需要同樣的流程,這也意味著效率降低的同時還會增加頓挫的感受。

混動電機的上位者:P3架構

P3架構的電機位置位于變速箱的輸出軸,更接近車輪。因此某種意義上講,P3架構電機的位置并不接入燃油發動機動力系統,更像是位于變速箱“后面”的一套獨立電驅動系統。從整體角度看,系統采用并聯式混動架構。

WechatIMG285.jpeg

( 混動系統P3架構 )

由于P3架構獨立于燃油動力系統且更靠近車輪,所以電機需要搭配固定齒比減速器。這意味著搭載P3架構的混動系統在動力表現上更接近于電動車,動力響應更為及時。同時,更接近電動車的配置形式也意味著P3架構擁有更高的動能回收效率。

但是由于需要獨立搭配減速器,這意味著系統將占據更多空間。同時,P3架構的電機可以直接將動力傳遞到車輪,所以是無法直接啟動發動機,且驅動過程中是無法兼顧動力輸出和反向充電。所以,P3架構都需要組合P0架構來提升整套系統的工作效率。

比亞迪第二代DM系統就是采用了單獨的P3架構。而在實際用車過程中,第二代DM系統的真實反饋卻是“有電沒電兩臺車”。因此在第三代DM系統,比亞迪則加入了P0架構,進而有效降低了第二代DM系統的劣勢。

“獨霸一方”的混動電機:P4架構

相較于P3架構,P4架構應該用“自立”來形容。相比較前四種“依附”發動機和變速箱的方案,P4架構的電機位置完全“另起爐灶”,放到了后軸上。其中的電機,僅用于后軸的動力輸出。我們常能看到“電四驅”就是由位于后軸的電機實現的。

混動系統P4架構

( 混動系統P4架構 )

P4架構最大好處在于整體架構與動力總成無硬性連接的同時,還實現四驅功能且避免了傳動軸和差速器帶來的效率損失和額外車重。 但是,P4架構的電機使得整個車輛后懸架結構需要重新設計。設計師一方面要考慮到電機及減速器的布局,另一方面也需要考慮到電機動力輸出時后懸架結構的抗扭性,開發的難度以及實現的成本都非常高。

需要明確的是,P4架構基本上沒有單獨存在的,現階段更多是以P0+P4或者P2+P4的組合形式出現。例如寶馬X1 PHEV就是由P0+P4組合的結構實現的混動形式,這代表這款車在純電模式下將是會擁有后驅車的動態表現。

最后

如今,文章所說的P0-P4架構,更多是在PHEV車型上出現。當然,這并不意味只有PHEV車型才會搭載,早期的HEV車型也有類似的混動架構。只不過從整體效率優化的考慮來看,PHEV車型更適合P0-P4的混動形式。

同樣考慮到綜合效率最大化,未來的PHEV車型會越來越多的采用P0+Px的組合形式, 在提升效率的同時也能進一步滿足消費者對混動車型的性能需求。


    分享:


    ?
    江苏七星麻将下载 白小姐平码资料 广东26选5玩法复式26 (*^▽^*)MG神庙古墓技巧介绍 香港马会奖券一码中特 (-^O^-)MG冒险丛林投注 实力单双中特118 (^ω^)MG K歌乐韵首页 (*^▽^*)MG高速公路之王游戏规则 (★^O^★)MG四灵怎么玩 河内五分彩结果走势图 亿客隆-官网 (★^O^★)MG守财奴爆分打法 (★^O^★)MG沉默的武士爆分打法 (★^O^★)MG真爱_官方版 上海快3 (^ω^)MG开心点心免费下载