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『汤叔解惑』最“偷懒”的混动系统,吉利混动技术简析

2019-08-22 10:33

来自 :电动邦

作者 :汤启隆

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前面几篇专栏为大家分享了关于比亚迪,上汽以及广汽的混合动力系统。可以说这就是国内排名前三的自主品牌混合动力系统,它们也有着各自的独门绝技。这三家车企的混合动力实现方式都截然不同,性能侧重点也各不一样。但是无论是混动策略还是实现方式,都可以说是目前世界领先的,最终的性能表现也可圈可点。本期来为大家介绍明星自主品牌吉利的混动系统。

■ 从吉利的48V 轻混讲起

吉利目前已经量产的混动系统有两套,一套叫MHEV,另一套叫PHEV。MHEV又可以称之为48V轻混。其实48V这个技术在几年前就已经被欧洲车厂广泛使用,目前最新款的奔驰S级就全面采用了48V电气系统。我们知道传统汽车电子电器系统的工作电压是12V,这个电压标准应用了很多年,但由于12V电压能够驱动的电器功率有限,所以无法用来满足轻混合动力的需求,而仅能驱动车内的电子电器设备。当电器系统电压提升到48V之后,驱动P0电机就变成了可能。

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▲同时拥有MHEV和PHEV版本的吉利博瑞GE

P0电机的布置位置,我在前面的专栏为大家介绍比亚迪DM混动系统的时候提到过,它是位于发动机前端、皮带轮处的电机。这台电机往往功率并不大,通常只有10-20匹,但是有了它的加入,MHEV可以轻松实现随时停机和随时启动,最重要的是可以通过P0电机在制动的时候回收制动能量。在比亚迪的DM系统里,这台电机被叫做BSG电机,在吉利的系统里同样被叫做iBSG。除了可以无缝启动发动机和回收制动能量以外,iBSG还有一个功能,就是在发动机加速过程中提供一定的辅助加速能力。也就是可以让燃油发动机加速更快,特别是在低速起步时,由于电机效率比内燃机更高,所以可以辅助为发动机在低速时的起步加速提供额外的扭矩。

当然,MHEV除了iBSG电机的辅助外,由于采用了48V电器架构,以往需要皮带或者齿轮驱动的发动机附件比如:水泵、机油泵、空调压缩机等,都可以采用电机来直接驱动,在很大程度上减小了发动机的负担,让发动机输出的机械能能够全部用于车辆的加速,从而达到省油环保的目的。在奔驰宝马的48V电器架构中,甚至可以用电机来驱动涡轮增压器,用于改善发动机低转速时的涡轮迟滞问题。

这套系统结构非常简单,不需要对传统燃油车型做较大的平台改造,也不需要插电充电环境,仅仅只需要增加一套48V电机和一个比较小的电池包,再通过升级电器系统电压就可以轻松实现。所以48V电器架构不单单在吉利的车型上应用,未来绝大多数燃油车都有可能会升级到48V电器架构。目前吉利博瑞MHEV采用的就是这套48V电压的轻混系统。与其说是轻混,倒不如说是弱混系统,因为电机能够提供的性能实在太有限。

■ “偷懒”但务实的吉利PHEV插混系统

除此之外,吉利还开发了一套PHEV插电混动系统。这套系统的结构原理可以说是目前市面上所见的PHEV中最“省事”的做法。大家知道,吉利目前主打的燃油发动机是一台1.5T三缸发动机,配合7DCT双离合变速箱,系统广泛应用于吉利旗下的吉利车型和领克车型。而吉利这套PHEV系统正式从原有的1.5T三缸发动机+7DCT基础上发展而来。

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众所周知,DCT变速箱拥有两个离合器和两根输入轴,一个离合器控制1、3、5、7奇数挡位换挡,另一个离合器负责控制2、4、6、R偶数挡位换挡。而吉利的PHEV系统则是将电动机布置在了控制偶数挡位换挡的离合器之后,也就是说,奇数挡位并没有电机参与驱动,电动机只能参与偶数挡位的驱动。由于这种布置方式极不对称,而且电机位置又在变速箱之前、离合器之后,所以业内把这套系统称之为P2.5系统,也就是电机位置位于P2和P3之间的意思。

所以,吉利的PHEV实现起来非常的简单粗暴。1.5T三缸发动机是现成的,7DCT双离合变速箱是现成的,既没有上汽EDU那种专门为PHEV开发的2挡变速箱,也没有广汽G-MC那种高技术含量的动力耦合装置。吉利所做的就是增加了一台电机和一套PCU动力管理系统,仅此而已。但正式这种简单粗暴的设计方式,让吉利PHEV获得了三种驱动模式。

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当奇数挡离合器分离,偶数挡离合器也分离时,就能获得纯电驱动模式。由于双离合器都处于分离状态,发动机动力无法传递给变速箱,而电机又布置在偶数挡离合器的后端,所以此时可以实现电动机纯电驱动车辆行驶,并且通过2、4、6偶数挡的换挡可以实现电动机+一台三档变速箱的驱动方式,这进一步优化了电机的性能。

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当奇数挡离合器分离,偶数挡离合器结合的情况下,可以实现发动机边驱动车辆边充电的模式,也就是边走边充模式。此时发动机只能通过2、4、6挡三种齿比来驱动车辆,所以这种模式通常只能在有一定车速的前提下实现。

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同样,当奇数挡离合器分离,偶数挡离合器结合时,发动机和电动机可以同时用来驱动车辆加速,实现并联驱动。此时车辆能够同时获得发动机和电动机的最大扭矩。

当电动机断电的情况下,发动机又可以通过两组离合器的结合和分离,实现传统燃油车的行驶性能。当然,由于电动机不能与偶数挡位完全断开,所以在纯燃油驱动状态下,偶数挡加速时,会由于电动机的存在产生比奇数挡更大的运动惯量和电磁阻力。所以,纯燃油驱动状态下,换挡加速的平顺性会打一些折扣,这需要PCU程序的精准控制才能对这种顿挫有所缓解。

■  结论

总的来说,吉利的混动系统无论从性能和结构上都要落后于比亚迪的DM、上汽的EDU,甚至广汽的G-MC系统,但却是一种最务实的做法。它最大程度的利用了吉利现有的零部件体系,能够极大的缩短研发周期,技术成熟度也很高,拥有不错的可靠性。

当然,这套系统除了需要增加一台电机和一个PCU以外,变速箱偶数轴上的齿轮和轴承也需要经过强化。因为电机的动力介入之后会使偶数轴的负荷变大,齿轮和轴承需能承受更大的扭矩。但总的来说还是比较容易实现的一套系统,结合吉利1.5T三缸发动机的节油优势,此套系统的实际使用性能也是可圈可点的。

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