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吉利的第二代混動技術

科技 更新时间:2024-08-15 20:15:38

吉利汽車的混動系統發展史可以概括為用兩個詞——「搖擺不定」和「難度巨高」。

Part1:搖擺不定的17年

2005年開始,吉利、比亞迪、廣汽等各大車企正式開啟混動技術布局。

2005~2007年,吉利探索的混動技術方向是MHEV模式,與現在日系兩田的混動技術方向幾乎一緻。

因為難度高,且有專利封鎖。2007~2009年,吉利轉向固定軸式機電耦合式、單電機結構PHEV混動系統方向。這與早期比亞迪的DM插電并聯混動系統有些相似,結構比較簡單。

2009~2011年,吉利探索的混動技術方向依舊是固定軸式機電耦合系統PHEV,但為了繞開競争對手的專利,改為開發行星齒輪式機電耦合系統。

2010年,吉利全資收購沃爾沃,開始合作研發epro混動平台(HEV MHEV PHEV,固定軸式機電耦合系統),該平台基于沃爾沃的Drive-E 1.5T發動機技術與沃爾沃的MHEV技術進行拓展開發。

這也是領克01初代并聯混動系統的雛形。

2014年,吉利與科力遠成立CHS(China Hybrid System)合資公司(吉利控股),開始研發CHS混動平台(基于豐田THS混動平台進行複制開發,行星齒輪式機電耦合系統)。

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科力遠與吉利合資簽約儀式

2015年,入局10年,在嘗試了各種混動方式,各種技術路線之後的吉利,還未推出任何一款産品。

從車型發布來看,從第一梯隊開局的吉利汽車,一直到2017年才推出基于CHS混動平台的第一款混動車型——帝豪PHEV。

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第一代帝豪PHEV

得益與科力遠成立合資公司,該系統采用了星齒輪式機電耦合系統,也是中國第一家分流構型混動系統。

其次,通過命名也能看出,吉利的CHS功率分流混動系統與豐田THS混動系統十分相似。不同點則在于,為了避開豐田的專利技術,吉利CHS采用了雙排行星齒輪和三個離合器組成,而豐田THS系統是單行星齒輪組成。

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吉利CHS混動系統結構示意圖

與豐田THS混動相比,吉利CHS的缺點是,系統更加複雜,制造難度和成本更高。優點是,雙排行星齒輪的齒比範圍更廣,能夠一定程度上降低對電動機的轉速要求,增加效率。

從車型能耗數據來看,搭載該技術的帝豪PHEV的官方宣稱饋電油耗為4.9L/100km,媒體實測饋電做到了5.7L/100km左右,僅次于日系兩田。

但有趣的是,吉利并沒有把該技術沿用下來,到2018年,吉利就賣出了CHS合資公司中的全部股權,退出CHS合資公司。有人說吉利已經拿到了科力遠所有的技術,屬于過河拆橋;也有行業人士透露,該系統對行星減速齒輪的制造工藝及精度要求極高,而高精度行星減速齒輪的生産技術完全被日本企業所壟斷;吉利不得不退出。

在推出行星齒輪組混動系統開發後,吉利早期與沃爾沃開發的固定軸式機電耦合系統的epro混動平台進展迅猛,這使得吉利有了換線的保底牌。

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沃爾沃epro P2.5混動示意圖

在吉利退出科力遠股份同期,吉利與沃爾沃合作研發的epro混動平台正式鋪貨,其第一款車型量産上市(領克01混動),該系統采用固定軸式機電耦合系統及P2.5單電機結構(後續搭載衆多吉利和領克車型上),屬于并聯構型,在雙離合變速箱的偶數軸上集成了一個驅動電機,理論上該電機既不是P1,也不是P2,所以被命名為P2.5結構。

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與所有并聯構型混動産品一樣,并聯P2.5系統的饋電油耗太高,導緻市場銷量表現十分一般。

于此同時,比亞迪DM-i串并聯混動開始大殺四方。吉利立即展開了第四代多檔串并聯構型混動技術的研發(雷神混動Hi·X)。

2021年10月,該系統對外發布。官方宣稱:「其采用了P1 P2電機結構,匹配了43.32%熱效率三缸發動機,百公裡油耗僅4.3L。」目前已搭載在星越L雷神HI·X版、領克01EM-F等車型上售賣。

從現在來看,這套名為「雷神智擎Hi·X」的三檔DHT 串并聯構型混動系統,也成了吉利在混動過市場奮戰17年後的最佳選擇。

回顧吉利入局混動市場17年,嘗遍了HEV、MHEV、PHEV三種混動方向,開發了第一代:固定軸P3結構并聯混動系統;第二代:CHS行星齒輪功率分流串并聯混動系統;第三代:P2.5結構的并聯混動系統;以及現售第四代P1 P2.5的串并聯混動系統。

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研發四代,發售三代

其中對應發布的車型分别是:

第一代:未上市發布;

第二代:2017年,搭載帝豪PHEV發布——CHS行星齒輪功率分流串并聯混動系統;

第三代:2019年5月,搭載吉利缤越PHEV發布——與沃爾沃聯合開發的P2.5構型并聯混動系統;

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吉利第三代 P2.5混動示意圖

第四代:2022年3月,搭載吉利星越L雷神Hi·X混動版發布——P1 P2.5的串并聯混動系統;

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整體來看,吉利在技術路線上的搖擺不定,浪費了太多時間;但這些浪費也為吉利開發出結構精巧、技術難度更高的第四代雷神混動系統,奠定了基礎。

Part2:簡析第四代雷神混動

吉利第四代雷神混動平台的全稱是「雷神智擎Hi·X」混動平台,為了便于寫作,下文統稱為雷神混動。

雷神混動是吉利目前最先進的混動系統,未來将應用到其他各大品牌,全面代替第三代混動産品。

為了便于傳播,吉利對外宣稱的是:雷神混動平台包括「DHE15」(1.5TD三缸混動專用發動機)和「DHE20」(2.0TD混動專用發動機)兩款混動專用發動機(注:2022年5月又新增了一款代号為BHE15的1.5T四缸混動發動機);一款DHT Pro(3擋混動專用變速器)混動變速箱;和不同容量的電池包。

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對比理解:比亞迪有2款混動發動機(秦PLUS上面的1.5T骁雲、和唐上面的2.0T骁雲混動發動機);一款單檔串并聯混動變速箱,以及不同規格的電池包(55km、120km版本)。

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在吉利汽車上,帝豪等緊湊型輕混動車型,将采用小功率發動機「BHE15」 DHT Pro(3擋混動專用變速器)組成輕混車型;再加上55km、120km電池包,則能組成PHEV車型。中大型車型(領克09等),則需采用高功率混動發動機「DHE20」 DHT Pro(3擋混動專用變速器)組成輕混車型;再加不同容量的電池包,則組成PHEV車型。

當然,凡是吉利旗下品牌的混動車型,一定逃不開以上發動機 變速箱 電池的組合匹配。

Part3:雷神混動3檔DHT Pro專用變速箱詳解

混動變速箱是混動系統的靈魂,下文将着重分析雷神3檔DHT Pro混動變速箱的工作原理。

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雷神3檔DHT Pro混動變速箱結構示意圖

吉利對外公布,3DHT Pro混動變速箱采用了P1\P2電機,也有人說是P1\P3電機,但從實際上看,其應該歸類于采用了P1 P2.5電機 雙行星排結構。

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雷神3檔DHT Pro混動變速箱動力傳遞原理圖

首先在發動機後方,其匹配了一套P1電機(這個地方沒有分歧),如上圖藍色部分。

能夠看到,P1電機的轉子連接發動機的輸出軸(如下圖),他的主要作用是發電—給電池充電,同時也肩負起了飛輪、起動機等附件的功能。

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在P1電機的後部,集成力一組雙離合器結構(紅色框内)

不了解混動P0-P4電機位置的讀者,請觀看上期視頻「混動一講」:P0-P4-電機的位置與功能!

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雙離合器片分别驅動者兩根變速箱輸入軸,其中實心輸入軸一(紅色)驅動小行星排的小太陽輪轉動;空心輸入軸二(橙色)驅動了大行星排的大行星架。

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巧妙的是,驅動電機也連接的是了小行星排的小太陽輪。

這意味着,驅動電機的動力傳遞路徑位于離合器之後差速器之前。按照嚴格的分類法則,離合器之後,變速箱輸入軸之前的是P2電機;變速箱之後,能直接驅動差速器的是P3電機。

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而雷神混動的驅動電機位于雙離合器之後,差速器之前,因此應該稱做是P2.5電機。所以,羊咩咩認為,雷神3檔DHTPro變速箱應該算作是P1 P2.5電機結構。當然,也許吉利汽車擔心消費者不必要的聯想到上一代P2.5混動變速箱,不得不将這一代混動系統稱為P2電機結構。

當然,這些都不是重點,消費者能意識到雷神混動變速箱是由雙離合器 雙行星排 P1電機-P2.5電機結構組成的便可。

在動力傳遞路徑的最後,小行星排的行星架與大行星排的齒圈相連,且通過齒輪組傳遞到了差速器的輸入軸,完成動力輸出。

在工作模式方面,這套3DHT Pro混動變速箱能實現純電、串聯驅動、并聯驅動、功率分流三種模式。

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在純電方面,其有2個檔位;串聯方面有2個檔位;并聯直驅有雙離合參與驅動,共有4個檔位;最後還有一個功率分流模式。

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雷神混動專利證書截圖

上圖是吉利雷神混動3DHT PRO變速箱的專利申請圖。從上圖也能看出,雷神混動實際上是4DHT結構,而并非自稱的3DHT;工作模式共有9種。

從上示意圖和工作模式,吉利與比亞迪、長城等混動變速箱的最大差别在于内部的并聯驅動結構。其它車企都是固定軸齒輪組,僅有吉利是采用了雙行星排傳動結構。

從設計難度來看,目前隻有豐田和通用完成了單行星排組合的混動系統開發,所以說,羊咩咩在文章開頭講到「吉利的雙行星排混動變速箱設計難度巨高」,一點都沒吹牛。

除此之外,我們能看出,吉利能夠開發出這套技術難度更高的混動變速箱,離不開與科力遠合作時積累下來的CHS行星齒輪結構研發能力。

這就像我們的人生一樣,那些看似錯誤的選擇,最終都成就了如今這個更強大的自己。

而從結構密度來看,行星齒輪結構其實跟小巧,可以套在驅動電機裡面,所以這套混動系統也具備豐田混動的優點,同時也并不涉及比亞迪等固定軸、固定齒比變速箱的專利。

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所以說,吉利的雷神混動,既融合了比亞迪、本田IMMD的串并聯結構優點,同時又加入了豐田行星齒輪混聯結構的結構密度,功率分流結構優勢。是一套體積小,功率密度高,齒比範圍廣的高難度科技産品。

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雷神混動3DHT Pro變速箱實物圖,體積精巧

當然,行星齒輪對制造的要求更高,吉利第一次放棄行星齒輪組混動系統研發的一部分原因就是制造技術掌握在日系車企手裡,不過那都是十年前的事情了。

Part4:實測感受

國慶前,羊咩咩拿到了搭載雷神混動的領克01EM-F車型,這是一台搭載了1.5T三缸混動發動機 3DHT Pro變速箱的輕混車型。最大功率245KW,最大扭矩545牛米,零百加速僅需7.8S。工信部油耗4.88L/100km。

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領克01EM-F車型實拍

這裡必須要說的是,目前網上詳解雷神混動變速箱的内容少之又少,很多媒體同行都是照本宣科,囫囵吞棗。以至于如此精美絕倫的工業設計産品,猶如滄海遺忘珠,無人欣賞(希望吉利以後多找我做一下宣傳)。

在惋惜之下,羊咩咩決定在推出領克01EM-F試駕視頻之前,先為大家科普一波吉利混動的開發曆史,以及最新一代混動系統的先進性能。

下文,我将從三個部分說說對領克01 EM-F的試駕體驗。

一、三缸抖不抖?

99%的工況都不抖!

我看到有很多人擔心這套三缸混動發動機會抖動,但又不知道這套混動發動機工作原理。

實際上,三缸機在這套系統裡使用了米勒循環,不追求高功率和高扭矩,隻要求實現最高熱效率。

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領克01EM-F混動發動機實拍

混動發動機和驅動發動機不同,前者要的就是發電時的最高熱效率,以取得最大的發電效率;所以調校更加保守,更加平順。

除此之外,因為怠速,低速起步全是純電行駛,中低速平穩行駛也是以純電為主,混動發動機隻需要發電即可,所以消費者在99%的工況下,都感覺不到這台發動機的存在。

剩下1%的工況,會有抖動産生。

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羊咩咩駕駛領克01EM-F車型,25分鐘連續爬升了25公裡山路(挑戰妙峰山,下一期視頻播出),導緻後期電池完全饋電,P2.5電機基本不工作,整車完全依賴于發動機直驅,所以放大了3缸車的特性。

2.加速能力怎麼樣?

很多同行在宣傳雷神混動系統時表示,該系統在20碼以上才能可以切入并聯;為此很多人擔心該系統的低速蠕行和脫困的扭矩能力不足。

事實上,該系統咋起步階段,發動機也可以參與驅動,隻不過是通過離合器磨擦的方式(彈離合)。

這導緻其加速不完全依賴于電池電量,連續爬坡後的加速衰減很小,系統十分可靠。羊咩咩多次測試了領克01EM-F的零百加速,都在8.5S以内。

3.節油性能如何?

這套系統在中低速基本都是純電行駛,與市面上大多數混動車型一緻;所以市區油耗在6.5L左右。

不同的是,高速時系統會切入并聯,系統判斷發動機效率更高才會進入直驅。

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在并聯時,該系統具備與豐田混動一樣的功率分流模式,開啟并聯直驅 功率分流混動模式;一邊驅動車輛,一邊将多餘的能量發電給電池充電。

從實際數據來看,羊咩咩駕駛該車型行駛了113.9公裡高速公路,綜合油耗為4.8L/100km,與工信部申報油耗4.88L/100km,幾乎一緻。

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領克01EM-F 實測油耗截圖

因為雷神混動采用了行星排結構,所以高速油耗表現略低于同行競争對手,這也是其差異化優勢之一。

而關于領克01 EM-F的油耗表現,駕駛性能等細節,羊咩咩将在下期視頻做詳細彙報,歡迎關注牛車網報道。

Part5:總結

一個壞消息是,吉利混動技術搖擺不定,17年才确定現有産品。一個好消息是,現有混動系統各項參數十分優秀,實測測試效果俱佳!但從市場來看,消費者還不夠了解吉利雷神混動系統的獨特之處,甚至将其與長城、奇瑞的軸傳動式多檔位DHT比作一氣。

希望吉利能開足火力搞宣傳,讓更多消費者找到好産品!

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