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堪稱最“偷懶”的混動系統,解密吉利混動技術!

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前面幾篇專欄為大家分享了關於比亞迪,上汽以及廣汽的混合動力系統。可以說這就是國內排名前三的自主品牌混合動力系統,它們也有著各自的獨門絕技。這三家車企的混合動力實現方式都截然不同,性能側重點也各不一樣。但是無論是混動策略還是實現方式,都可以說是目前世界領先的,最終的性能表現也可圈可點。本期來為大家介紹明星自主品牌吉利的混動系統。

從吉利的48V 輕混講起

吉利目前已經量產的混動系統有兩套,一套叫MHEV,另一套叫PHEV。MHEV又可以稱之為48V輕混。其實48V這個技術在幾年前就已經被歐洲車廠廣泛使用,目前最新款的奔馳S級就全面採用了48V電氣系統。

我們知道傳統汽車電子電器系統的工作電壓是12V,這個電壓標準應用了很多年,但由於12V電壓能夠驅動的電器功率有限,所以無法用來滿足輕混合動力的需求,而僅能驅動車內的電子電器設備。當電器系統電壓提升到48V之後,驅動P0電機就變成了可能。

同時擁有MHEV和PHEV版本的吉利博瑞GE

P0電機的布置位置,我在前面的專欄為大家介紹比亞迪DM混動系統的時候提到過,它是位於發動機前端、皮帶輪處的電機。這台電機往往功率並不大,通常只有10-20匹,但是有了它的加入,MHEV可以輕鬆實現隨時停機和隨時啟動,最重要的是可以通過P0電機在製動的時候回收製動能量。

在比亞迪的DM系統裡,這台電機被叫做BSG電機,在吉利的系統裡同樣被叫做iBSG。除了可以無縫啟動發動機和回收製動能量以外,iBSG還有一個功能,就是在發動機加速過程中提供一定的輔助加速能力。也就是可以讓燃油發動機加速更快,特別是在低速起步時,由於電機效率比內燃機更高,所以可以輔助為發動機在低速時的起步加速提供額外的扭矩。

當然,MHEV除了iBSG電機的輔助外,由於採用了48V電器架構,以往需要皮帶或者齒輪驅動的發動機附件比如:水泵、機油泵、空調壓縮機等,都可以採用電機來直接驅動,在很大程度上減小了發動機的負擔,讓發動機輸出的機械能能夠全部用於車輛的加速,從而達到省油環保的目的。在奔馳寶馬的48V電器架構中,甚至可以用電機來驅動渦輪增壓器,用於改善發動機低轉速時的渦輪遲滯問題。

這套系統結構非常簡單,不需要對傳統燃油車型做較大的平台改造,也不需要插電充電環境,僅僅只需要增加一套48V電機和一個比較小的電池包,再通過升級電器系統電壓就可以輕鬆實現。

所以48V電器架構不單單在吉利的車型上應用,未來絕大多數燃油車都有可能會升級到48V電器架構。目前吉利博瑞MHEV採用的就是這套48V電壓的輕混系統。與其說是輕混,倒不如說是弱混系統,因為電機能夠提供的性能實在太有限。

“偷懶”但務實的吉利PHEV插混系統

除此之外,吉利還開發了一套PHEV插電混動系統。這套系統的結構原理可以說是目前市面上所見的PHEV中最“省事”的做法。大家知道,吉利目前主打的燃油發動機是一台1.5T三缸發動機,配合7DCT雙離合變速箱,系統廣泛應用於吉利旗下的吉利車型和領克車型。而吉利這套PHEV系統正式從原有的1.5T三缸發動機+7DCT基礎上發展而來。

眾所周知,DCT變速箱擁有兩個離合器和兩根輸入軸,一個離合器控制1、3、5、7奇數擋位換擋,另一個離合器負責控制2、4、6、R偶數擋位換擋。而吉利的PHEV系統則是將電動機布置在了控制偶數擋位換擋的離合器之後,也就是說,奇數擋位並沒有電機參與驅動,電動機只能參與偶數擋位的驅動。

由於這種布置方式極不對稱,而且電機位置又在變速箱之前、離合器之後,所以業內把這套系統稱之為P2.5系統,也就是電機位置位於P2和P3之間的意思。

所以,吉利的PHEV實現起來非常的簡單粗暴。1.5T三缸發動機是現成的,7DCT雙離合變速箱是現成的,既沒有上汽EDU那種專門為PHEV開發的2擋變速箱,也沒有廣汽G-MC那種高技術含量的動力耦合裝置。吉利所做的就是增加了一台電機和一套PCU動力管理系統,僅此而已。但正式這種簡單粗暴的設計方式,讓吉利PHEV獲得了三種驅動模式。

當奇數擋離合器分離,偶數擋離合器也分離時,就能獲得純電驅動模式。由於雙離合器都處於分離狀態,發動機動力無法傳遞給變速箱,而電機又布置在偶數擋離合器的後端,所以此時可以實現電動機純電驅動車輛行駛,並且通過2、4、6偶數擋的換擋可以實現電動機+一台三檔變速箱的驅動方式,這進一步優化了電機的性能。

當奇數擋離合器分離,偶數擋離合器結合的情況下,可以實現發動機邊驅動車輛邊充電的模式,也就是邊走邊充模式。此時發動機只能通過2、4、6擋三種齒比來驅動車輛,所以這種模式通常只能在有一定車速的前提下實現。

同樣,當奇數擋離合器分離,偶數擋離合器結合時,發動機和電動機可以同時用來驅動車輛加速,實現並聯驅動。此時車輛能夠同時獲得發動機和電動機的最大扭矩。

當電動機斷電的情況下,發動機又可以通過兩組離合器的結合和分離,實現傳統燃油車的行駛性能。當然,由於電動機不能與偶數擋位完全斷開,所以在純燃油驅動狀態下,偶數擋加速時,會由於電動機的存在產生比奇數擋更大的運動慣量和電磁阻力。所以,純燃油驅動狀態下,換擋加速的平順性會打一些折扣,這需要PCU程序的精準控制才能對這種頓挫有所緩解。

結論

總的來說,吉利的混動系統無論從性能和結構上都要落後於比亞迪的DM、上汽的EDU,甚至廣汽的G-MC系統,但卻是一種最務實的做法。它最大程度的利用了吉利現有的零組件體系,能夠極大的縮短研發周期,技術成熟度也很高,擁有不錯的可靠性。

當然,這套系統除了需要增加一台電機和一個PCU以外,變速箱偶數軸上的齒輪和軸承也需要經過強化。因為電機的動力介入之後會使偶數軸的負荷變大,齒輪和軸承需能承受更大的扭矩。但總的來說還是比較容易實現的一套系統,結合吉利1.5T三缸發動機的節油優勢,此套系統的實際使用性能也是可圈可點的。

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