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干货 | 一篇看懂「奇瑞鲲鹏DHT混动系统」的「电驱变速器」
来自:电动邦
作者:王元祺
2022-07-24 18:22:42
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没废话,图多,求三连!

■ 鲲鹏电驱变速器的结构——双驱动电机

「奇瑞鲲鹏DHT混动系统」(后简称「鲲鹏DHT」)的「电驱变速器」属于串并联结构,两个可用于驱动的电机,以及一套可3挡变速的机构(3DCT)。

「电驱变速器」主要由两个都可以用于驱动的「电机」、一套简化为3挡的「双离合变速机构」、一组控制「发动机」介入的「离合器」组成和一套相关电机控制机构(包括「电子泵」和「机械泵」等)等构成。

「电驱变速器」的轴向结构大致可以被分为2部分:


· 1组控制「发动机」介入驱动的「离合器」(C1)被集成在「1号电机」(P2)中;



· 1组可3挡变速的「双离合变速机构」与一根「输入轴」连接。此外,主要用于驱动的「2号电机」(P2.5)被与「双离合变速机构」平行布置,不占用轴向空间,通过齿轮介入。


「鲲鹏DHT」的「电驱变速器」的结构特点之一便是「2号电机」的位置布置,其与直接通过「齿轮」(3挡齿轮)进入「双离合变速机构」,这对后面我们理解变速原理有很大的帮助。此外,根据官方的解释,2个「电机」都是可以用于驱动,这也该「电驱变速器」的一大特点。

■ 鲲鹏电驱变速器的组件连接——2根输入轴

正如上面提到的结构特点,我们详细来看「电驱变速器」的组件连接逻辑:


· 「发动机」与「离合器」(C1)连接;



· 「离合器」(C1)与「1号电机」(P2)和「输入1轴」分别连接;



· 「双离合组件」(C2/3)的一端与「输入1轴」连接,另一端于「输入2轴」连接;



· 「2号电机」(P2.5)于「3挡齿轮组」连接。


组件连接的基本逻辑还是比较好理解的,不过如此连接带来的变速效果却十分有趣,请接着往下看。

■ 鲲鹏电驱变速器的动能走向——2轴输入,1轴输出

我们以并联模式下的组合挡位(1+1)来解释:

「发动机」和「1号电机」的功率通过「输入1轴」进入「双离合变速机构」,而「2号电机」的功率通过「3挡齿轮」直接进入「双离合变速机构」。两股功率汇聚在「输入2轴」经过3组「变速齿轮」的变速后,最终走向「输出轴」,通过「减速机构」和「差速器」到达「车轮」。

■ 鲲鹏电驱变速器的变速原理——组合挡位

如果说「鲲鹏DHT」的「电驱变速器」结构比较简单,那么其变速原理就有那么一点点绕,在此前的文章中,我浅析了20多速的可能,其中有一些瑕疵,在这里先向此前在评论区提出修改意见的朋友,表示最真心的感谢。现在根据官方的更新资料,我们确认了「鲲鹏DHT」的『11速』分别是一下11个挡位:

· 单电机驱动时,系统标定了3个挡位;

· 发动机直驱时,系统标定了3个挡位;

· 混合驱动时(应该是包括双电机驱动的情况),系统标定了5个『组合挡位』。

image004.gif

前6个挡位都只有一个驱动源,所以比较好理解,大家看动图就都能懂,难理解的是后5个『组合挡位』,不知道大家能否看出了什么规律?若觉得自己逻辑能力比较强的朋友,可以先别看我的解释,给自己2分钟,找找规律~~

2分钟到!那我先来说,鄙人总结4条基本规律:

1、「离合器」(C2)配合「同步器」控制「发动机」或/和「1号电机」在「1挡」和「3挡」切换;

2、「离合器」(C3)控制「发动机」或/和「1号电机」进入「2挡」;

3、「离合器」(C2)配合「离合器」(C3)「2号电机」进入「2挡」;

4、以上3条基本规律并不孤立,而是可以相互影响。

是不是反而更加迷惑了,不怕,我们还是以并联模式为大前提,好好来分析分析『组合挡位』的原理:

「发动机」与「1号电机」的功率(后将这股功率简称为『发动机端功率』)在「离合器」(C1)汇合通过「输入1轴」到「双离合机构」的壳体,并带动其旋转。若此时「离合器」(C2)闭合,「同步器」切至「1挡齿轮」,所以『发动机端功率』走「1挡齿轮」。然后来看「2号电机」的功率(后将这股功率简称为『2号电机功率』),它沿着「输入2轴」直接到达「1挡齿轮」,最后两股功率流向输出端。此时,『发动机端功率』和『2号电机功率』都走「1挡齿轮」。

简单地说,在「离合器」(C2)闭合时,配合「同步器」切至「1挡齿轮」,将动力分别从「1挡」流向输出端,即是『1挡+1挡』(简写为『1+1』)。


然后我们来看下一组『组合挡位』,『发动机端功率』在「离合器」(C1)汇合通过「输入1轴」到「双离合机构」的壳体,并带动其旋转。接下来会复杂一下,我拆分开来讲:

· 将「离合器」(C3)闭合,则『发动机端功率』(上图以紫色标注)走「2挡齿轮」至「输出轴」,也就是这股功率流在「2挡」;

· 将「离合器」(C2)也闭合,且「同步器」切至「1挡齿轮」,则『2号电机功率』沿着「输入2轴」到达「1挡齿轮」,然后流向至「输出轴」,也就是说这股功率流在「1挡」。

最后,两股功率流在「输出轴」汇总。

简单地说,在「离合器」(C2)和「离合器」(C3)同时闭合时,配合「同步器」切至「1挡齿轮」,将动力分别从「2挡」和「1挡」流向输出端,即是『2+1』。

如果你理解了『2+1』,那么后面就好理解一些了。简单地说,在「离合器」(C2)和「离合器」(C3)同时闭合时,动力最后分别从「2挡」流向输出端,即是『2+2』。

「离合器」(C3)闭合时,配合「同步器」切至「3挡齿轮」,此时『发动机端功率』走「2挡齿轮」。而「同步器」切至「3挡齿轮」,『2号电机功率』直接走「3挡齿轮」至「输出轴」,动力分别从「2挡」和「3挡」流向输出端,即是『2+3』。

「离合器」(C2)闭合时,配合「同步器」切至「3挡齿轮」,此时『发动机端功率』与『2号电机功率』分别流向「3挡齿轮」,故此,动力分别从「3挡」流向输出端。即是『3+3』。

特别提醒:我以一种功率的分流说法来解释,其实不够严谨。看过我写功率分流那个章节的同学大致能明白我的意思,不过用这种说法来解释,旨在让大家更好地理解『组合挡位』形成的逻辑。

我还汇总一张该「电驱变速器」的变速原理表,大家可以对照着动图共同理解。既然动图和表都下载了,跪求给个三连加评论鼓励,不过分吧~~

■ 鲲鹏电驱变速器的工作模式——9种模式,比较复杂

「鲲鹏DHT」主要提供9种工作模式,包括纯电模式、串联模式、并联模式、发动机直驱模式和制动能回收模式等。

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由于「鲲鹏DHT」的「电驱变速器」使用了双电机驱动的理念,与其他P13(「P1电机」+「P3电机」)的串并联式混动系统不同,其纯电模式和制动能回收模式各多了一种双电机介入的模式(详情见上面的动图)。我们还是以日常生活场景为例,比如从公司回家的场景:

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当发动汽车时,「2号电机」从动力电池中获取电能,直接驱动汽车开始行驶,当我驶出公司所在的园区后,我会缓慢的提速,「2号电机」会持续驱动汽车,「电驱变速器」会为「2号电机」进行换挡调速。

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当我遇到前车速度较慢,想要超车时,我会深点加速踏板,系统判定我对轮端的转扭需求超出了「2号电机」所能供给动力的合理范围,此时,如果电量充足,系统会调配「1号电机」加入驱动。

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如果此时电量不是特别充足,而我的动力需求又越来越大,那「离合器」(C1)闭合,「发动机」介入并联驱动,此时主要由「2号电机」与「发动机」共同驱动汽车。当然啦,我个人理解,并联模式下,系统会开放全部5个『组合挡位』以供调速。

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若接下来是一段城市的中低速路段,单个「2号电机」就可以满足我们的动力需求,且「电池」的电量又不是那么充足,系统则会切至串联模式,让发动机带动「1号电机」为「2号电机」供电,甚至可以保持「发动机」在经济的工作区间,提高转速,让「1号电机」有多余的电功率为「电池」补能。

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接着我们会走一段高速公路,在这种保持中高速巡航的路况下,「电驱变速器」会让「发动机」作为主要的驱动源,而发动机直驱模式下,有3个挡位。此时,「2号电机」随时待命,准备介入驱动。

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而在直驱模式下,当扭矩和功率的要求进一步缩小,此时控制系统会时刻观察「发动机」工作状态,若「发动机」在最佳工况区域内,还有多余的功率,便会让「发动机」带动「1号电机」发电。

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若我们遇到了拥堵路段,准备降低速度,踩下制动踏板时,这个系统进入能量回收模式,此时两个「电机」都可以参与发电。

到家楼下停车后,若家里没有充电桩,又想为「电池」补能,那么就可以让「发动机」继续怠速工作,即进入驻车充电模式。

■ 总结

做「鲲鹏DHT」的图表太苦了,求三连……

1、「鲲鹏DHT」的「电驱变速器」属于串并联结构,两个可用于驱动的电机,以及一套可3挡变速的机构;

2、「电驱变速器」结构特点之一是「2号电机」的位置布置,造成了「2号电机」的动力直接通过「齿轮」(3挡齿轮)进入「双离合变速机构」,而不是通过另一组「离合器」;

3、「电驱变速器」被标定了11个挡位,其中5个『组合挡位』的变速原理比较的复杂,不过基本的逻辑还是与传统「双离合变速器」(DCT)类似;

4、「鲲鹏DHT」提供的9种工作模式,由于两个「电机」都可以用于驱动,所以多了双电机驱动模式和双电机制动能回收模式,使得整个混动的逻辑比较的复杂。


PS:本文所有带IP形象的自制图表皆为原创,请勿转载。

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