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为什么混动汽车会用到好几个电机?原来策略是这样的!
2021-10-09 08:51:30  电动邦  

终于,来到「Px电机架构」的最后一篇,我们来汇总一下此前的内容。

多样的混动系统策略

当初步了解了每个位置「Px电机」的作用后,会发现一个有趣的现象:主机厂很少会采用单独一个「Px电机」,而是将几个「Px电机」以「串联」、「并联」或「串并联」的方式连接在一起,最终将「发动机」、「变速器」、「Px电机」和「电池」等组件构建起一套属于自己的『混动汽车系统』。

 

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沃尔沃S60L PHEV,采用P1P4电机架构的混动系统

有些主机厂会采用将「电机」作为辅助动力,使用直驱「车轮」的「P4电机」与「发动机」        领衔的燃油动力总成,以「并联」的形式构建成一套混合动力系统。由于「P4电机」的加入,必须配合48V的高压「电池」以及为保持电量的「发电机」(「P0电机」或「P1电机」)。

 

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宝马i8,采用P0P4电机架构的混动系统

这样的「混动系统」带来了几个优势:

1. 结构调整简单:在传统燃油汽车的架构上,增加电驱组件并优化原有的组件即可实现;

2. 减小「发动机」排量:由于「驱动电机」的加入,可减小「发动机」的排量(比如将四缸发动机换成三缸发动机……)却仍然可以保持原来的功率和扭矩;

3. 更容易地实现多种模式:比如使用「P4电机架构」的车型,更容易实现四驱模式,同时还可省去了传统汽车上连接「前后桥」的「传动轴」、「差速器」等部件。

纯电驱动的道路

 

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可直接驱动车轮的P2电机

 

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更接近车轮的P3电机

当然,这种「混动系统」的逻辑更趋向于『做加法』的逻辑,而有些主机厂则选择了让「发动机」退居幕后,而让「电机」走到台前,成为驱动的主力。于是我们就可以看到位于「输出轴」上努力工作的「P2电机」,以及更接近「车轮」的「P3电机」。

 

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本田i-MMD混动系统中忙着驱动的P3电机(动图)

 

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以驱动为己任的P3电机,以及以增程为主的发动机

「电机」与「发动机」以「串联」或「串并联」(又称「混联」)的形式进行连接,构成了混合程度更高的动力总成,大幅提升了『电驱』工况的时长,而「发动机」在这样的「混动系统」中,更多地扮演着「增程器」的作用,也就是用来发电。

『不分你我』的混动

 

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基于P2电机的整合思路

 

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基于P3电机的整合思路

更有些主机厂选择了一条将燃油动力与电动力全盘融合的道路,于是他们将「P2电机」或「P3电机」整合到传统汽车的「变速器」中,并独树一帜地形成了「P2.5电机架构」。

 

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将电机集成在双离合变速器的一根轴上(动图)

比如将「P2电机」整合在「双离合变速器」一根轴上的『单电机双离合派』,利用一个「离合器」(上图中的「C2离合器」)进行纯电驱动、混动驱动和发动机直连三种模式的切换。

 

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双电机配合行星齿轮组构建的混动系统(动图)

也有将整合更深一步的『双电机动力分流派』,一颗「E-CVT变速器」将「行星齿轮组」的逻辑玩出了新境界。不过无论是『单电机双离合派』还是『双电机动力分流派』,两种混动逻辑都属于「全(强)混合动力系统」,相比『做加法』的混动逻辑,「P2.5电机架构」带来最大的优势就是整合度高,体积小。

 

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单排行星齿轮在不同工况下的工作逻辑

只是此类「全(强)混合动力系统」也有着一些缺点,比如复杂的内部结构、较高的维护成本、较长的研发和测试期等。就我个人而言,让我对『双电机行星齿轮组派』充满好奇的原因,除了精密的结构和逻辑,还有其技术背后剪不断理还乱的『专利战争』,喜欢听故事的小伙伴,评论区刷一波『专利战争』吧~~

结束和开始

若各位看完了这万余字「Px电机架构」文章,还没有归纳出一些结论的话,那么不妨在回顾一下贯穿本章节的这套图表:

 

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Px电机架构示意图(动图)

 

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Px电机架构知识汇总

或者只是想得到一个简短的结论,那不妨这样理解「Px电机架构」:

  1. 1. 「P0电机」和「P1电机」:「发动机」的好伙伴,发电的小能手;

  1. 2. 「P2电机」和「P2.5电机」:离「变速器」很『近』,能发电能驱动;

  1. 3. 「P3电机」和「P4电机」:直驱「车轮」的打工人,『干饭』(用电)小能手。

 

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按动力系统结构形式的分类

至此,关于「Px电机架构」的章节就全部结束了,但作家三毛曾写道『结束即是新的开始』,「Px电机架构」对于《混动汽车百科》而言,只是一个开始。正如文首所写『主机厂很少会采用单独一个「Px电机」,而是将几个「Px电机」以「串联」、「并联」或「串并联」的方式连接在一起』,所以下一个章节,我们就来深究一下混合动力系统的结构形式~~

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