為什么說PS動力分流技術是更好的混動結構?別克微藍6 PHEV技術解析
提到混合動力技術層面,有個民間傳說——混合動力只有兩種,一種是豐田的,一種是其他的。實際上這樣的說法不太嚴謹,真正嚴謹的說法,實際上應該說混合動力一種是Power Split動力分流技術,一種是并聯混動技術。而目前世界上成功推廣Power Split動力分流技術的只有豐田和通用汽車,余下的都基本上屬于并聯混動技術。

而真正決定混合動力技術含金量的地方,就在如何將汽油發動機的動力輸出與電動機的輸出混合起來的方式。我們先說一下大多數廠商都在用的并聯混動技術,并聯混動技術根據電動機布置相較于發動機和驅動軸的位置,可以分為P0~P4。主流應用就集中在P2和P3的方案,以歐系車和自主品牌為主。

“滿電龍,沒電蟲”并聯式混動
并聯式混動技術的優缺點非常明顯,優點是組合起來非常容易,不需專門調校發動機,只需要將電機合理塞到變速箱里就可以,工程設計簡單粗暴;但是缺點也很明顯,就是燃油部分跟電驅動部分并不能很好地融合在一起,電池電量高低狀態下的性能差異非常明顯,也就是很多消費者俗稱的“滿電龍,沒電蟲。”但正是因為并聯式混動結構布置起來成本低而且專利壁壘小,所以成為了多數在新能源研發層面起步比較晚的車企的務實選擇。然而對于通用汽車以及豐田等新能源研發積累深厚的企業,那么Power Split動力分流技術無疑是最優解。

真·混動:Power Split動力分流技術
上汽通用汽車別克品牌微藍家族將在7月24日迎來新成員——別克微藍6 PHEV,補貼后15.98~17.98萬。作為一款插電混動車型,微藍6 PHEV就是采用了業界領先的Power Split 動力分流技術。

插電式混動別克微藍6

上汽通用汽車應用Power Split動力分流技術其實由來已久,最核心的應用就是E-CVT智能電控無級變速箱了,E-CVT集成了雙驅動電機和雙排行星齒輪組的通用專利技術,通過高效合理的Power Split動力分流技術,將燃油發動機輸入的動力與雙驅動電機的動力有機結合起來,通過10種以上的工況模式,在全車速范圍內不間斷地對發動機動力源與電機動力源進行最優的能量組合。

高性能E-CVT智能電控無級變速箱,集成雙電機、雙排行星齒輪組E-CVT雖然被叫做“無極變速箱”,但實際上它內部的結構跟我們傳統意義上的CVT無級變速箱完全不同,E-CVT不僅向車輪傳遞發動機輸入的燃油動力,本身就集成了雙驅動電機,可以產生足夠大的電驅動力。在龍叔看來,E-CVT實質上是別克微藍6 PHEV整套混合動力系統的中樞部件,它的性能決定了整車的性能,把發動機、電機、電池組做了最優化的整合。從另一個角度來看,這就意味著E-CVT這樣的智能電控無級變速箱,可以根據不同的動力配比來組合成不同的產品類型,適用范圍特別廣,可以衍生出HEV、PHEV以及REEV不同的車型。在別克微藍6 PHEV所使用的E-CVT當中,電驅結構使用的是位于雙排行星齒輪組結構之間的兩組高性能交流永磁同步電機,電機A可輸出49kW最大功率和116Nm最大扭矩,電機B可輸出82kW最大功率和289Nm最大扭矩。配合專為插電式混動別克微藍6設計的最大功率72kW的全新1.5L DVVT四缸發動機,整車綜合最大功率135kW、綜合最大扭矩380Nm,動力性能與一輛2.0T汽油車相當,而微藍6 PHEV的百公里綜合油耗僅為1.4L,體現出傳統動力無法比擬的高效。

插電式混動別克微藍6的插電混動系統布局值得一提的是,微藍6 PHEV使用的交流永磁同步電機,采用的是釹鐵硼永磁材料,線圈采用條狀繞線結構,是非常先進的高性能電機結構,可以在提升冷卻效果的同時,進一步增強扭矩輸出。

那么E-CVT的動力分流是怎樣實現的呢?
行業內大多數插電混動采用單電機的驅動單元,只為城市低速運行工況優化,導致高速行駛時動力不足、電耗和油耗直線上升。而微藍6 PHEV所采用的的E-CVT集成雙電機的優勢在于,兩顆電機可同時參與驅動或單獨發電,有效降低了對電機轉速及轉矩的要求,進而全面提升了能耗轉換率。這就必然要提一下它的高速、低速兩種動力分流模式了,為了最大限度的提高整個混動系統的能效,動力分流模式優先考慮的是盡可能在動力需求不大的工況使用純電動驅動,而動力需求大的急加速或者高速行駛工況,則會充分利用發動機和兩個電機協同輸出的特性。

靜止起步時,電機A直接驅動車輛純電行駛,82千瓦的功率足以讓微藍6以純電模式實現城市通勤。當有更大動力需求的時候,比如急加速、超車等工況,1.5L DVVT發動機開始運轉,與兩個電機形成油電混合驅動,與此同時在混動工況下,電機A和B都能夠參與驅動,繼續高效利用燃油發動機的剩余功率,榨干每一滴燃油的能量。

當車輛進入巡航狀態時,比如行駛在城市高架橋或者環路,車速穩定且行駛速度高,傳統結構的混動車已經進入到效率惡化的工況的時候,E-CVT的Power Split動力分流技術展現出不一樣的魅力,通過內部離合器的鎖止,E-CVT進入到Fix Gear固定擋位模式,可以理解成整個E-CVT以傳統自動變速箱的最高擋位行駛,由燃油發動機直接以固定速比驅動車輪,實現機械傳動效率最大化。此工況下,電機A恒定處于鎖止狀態,電機B則作為動力調節器,用來輔助發動機提速或者作為發電機給電池充電,可以說在固定速比模式下,微藍6 PHEV整車進入到最高燃效狀態。

當駕駛者在高速行駛工況,或者全功率輸出時,微藍6 PHEV會自動進入高速模式,不僅發動機全力輸出,AB兩個電機也全力輸出,整車138千瓦系統綜合功率全部釋放。
不知道說到這里大家有沒有看到,隨著車輛速度從靜止到最高車速的整個全過程,車速的變化完全由雙電機的速度變化與發動機的轉速提升協同完成,沒有傳統變速箱的擋位齒比的變化,所以整個加速過程形成了無級變速的平順特性,沒有換擋沖擊感。而且微藍6 PHEV的變速器具有2個連續可變速比區間+1個固定速比,它可以使系統在低、中、高速各工況下都處于高效運轉區,而這是其他P2/P3形式的插混以及豐田THS所不具備的特性。因此,簡單理解插電式混動別克微藍6的優勢就是,在于不同工況下發動機或雙電機均可參與驅動,在任意電量狀態下車輛的起步、加速性能都不會衰減。充分發揮混合動力的兩種動力源的優勢,實現能效最大化,兼顧性能、操控和燃油經濟性。這也是微藍6 PHEV具備780公里綜合續航和最低1.4L綜合工況百公里油耗的底氣所在。

一些令人欣喜的技術細節
作為一輛出色的插電混動車型,別克微藍6 PHEV的純電驅動的三電部分和燃油動力的發動機部分亦是技術亮點多多。在電驅控制層面,E-CVT當中設計了TPIM集成式驅動功率逆變器模塊,控制混合動力各個系統的協同高效工作。深度集成化設計,三個獨立逆變模塊,控制扭矩高效、快速響應;取消電機控制器與電機的高壓線束,提升安全性。

1.5L DVVT四缸發動機為與智能電驅系統及混動策略進行更好配合,全新設計了進氣歧管;結構輕量化設計,增加抗扭曲支架提升剛度;大量采用低摩擦零部件;全新設計排氣后處理系統,滿足國六b排放標準,專為混動新能源車而設計。

插電式混動別克微藍6專屬的1.5L DVVT四缸發動機動力電池采用LG高能比長壽命的三元鋰電,104組大容量軟包電芯單元,額定電量9.5kWh。這套電池組最矚目的技術,就是通用專利的片層液冷系統,每兩個電芯之間都夾有帶水道的熱導層,冷卻液能夠在水道里面流通從而調節電池溫度,做到了精確控制每一片電芯的溫度,提供更長久的使用壽命和更加穩定的性能。配合通用汽車模塊化電池管理技術和其他三電安全設計,整套電池組集成度更高,具有小體積、大容量、高穩定、高耐用的特點。

插電式混動別克微藍6的高性能三元鋰離子動力電池

后記·總結:
新能源汽車技術全球大爆發的風口下,也有著越來越多形式的新能源車型在市場出現。但龍叔一直認為,當下新能源技術最優的應用方案,依舊是混合動力,尤其是插電式混合動力PHEV,其能源補充靈活便捷、純電續航足夠長、對充電設施依賴小等特點,對于終端用戶的遠期利益更大。縱觀世界汽車技術發展史,通用汽車在新能源領域起步非常早,早在上世紀60年代就開始進行各類動力新技術的嘗試與積累,從上世紀90年代EV1首次量產推出以來,通用汽車在新能源領域的技術創新都是極富特色的。別克新能源家族不斷擴大,能夠用短短幾年時間就涵蓋所有主流新能源技術路線,這都與通用汽車的技術積累與創新一脈相承。而微藍6 PHEV的到來,令人最期待的不是它如何引領目前國內的插混市場,而是它是否會瓜分同級別中級車龐大的蛋糕?
——The End——
請輸入評論內容...
請輸入評論/評論長度6~500個字
圖片新聞
最新活動更多
-
11月27日立即報名>> 【工程師系列】汽車電子技術在線大會
-
精彩回顧立即查看>> Works With 開發者大會深圳站
-
精彩回顧立即查看>> 【限時福利】TE 2025國際物聯網展·深圳站
-
精彩回顧立即查看>> 7月30日- 8月1日 2025全數會工業芯片與傳感儀表展
-
精彩回顧立即查看>> 【在線研討會】普源精電--激光原理應用與測試解決方案
-
精彩回顧立即查看>> 【工程師系列】汽車電子技術在線大會
推薦專題


分享










