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汽车混动解析:混动系统三分天下?浅谈通用混动系统

原标题:汽车混动解析:混动系统三分天下?浅谈通用混动系统

哈喽,又到了智车派为大家解析汽车混动系统的时间。在之前的文章中,我们曾提到一件事情,那就是在1995年,通用率先注册了其混动专利US 5558595。专利当中表述了双电机和行星齿轮组组成的EVT变速结构。从1995年到2019年,通用家的混动系统都有哪些进步和变化呢?

混动专利

上文中我们提到通用拥有双电机和行星齿轮组组成的EVT变速结构的专利,那么通用家的系统自然也是以行星齿轮和双电机为主。在这可能会有同学会提问,那通用的混动系统不就跟丰田的混动系统一样了吗?这两家不会互相起诉对方抄袭吗?从理论上来说,二者拥有相似的理论基础,但当产品落地后,还是有许多不同。

丰田最开始采用单排行星齿轮做动力分流,当然现在已经进化到了第四代,在第三代就将一组行星齿轮所取代,两套行星齿轮共用一个齿圈,到了第四代将减速结构改为平行轴齿轮。而通用一开始就选择使用双排行星齿轮组,从而起到规避专利的目的,并在凯迪拉克CT6插电混动版上采用了三组行星齿轮。

别克VELITE 5采用EREV增程型电驱技术

我们拿别克VELITE 5为例,其采用了EREV增程型电驱技术,将以往传统的油电混合,转变为更高效、更环保的纯电驾驶体验,同时又解除了纯电动车的里程焦虑。在VELITE 5上通用为其配备了为适应混合动力而改良的1.5L SIDI直喷直列四缸发动机。该发动机最大功率78kW/5800RPM;峰值扭矩138N·m/4400RPM。在继承原系列发动机诸多优点的同时,又为适应混合动力匹配,具有更加优秀的能耗表现。

EVT电控智能无级变速箱

采用通用专利技术的EVT电控智能无级变速箱采用双电机+双行星齿轮组的独特设计,具有更高的自由度,两个电机可同时参与驱动或单独发电,在内部集成的TPIM模块的控制下,发动机与电机可同时100%参与驱动,变速范围更加宽泛,动力输出充沛。

别克VELITE 5额定电量18千瓦时的动力电池组

并拥有性能优秀的三元锂电芯,具备小体积、高稳定、长寿命等多种优势,能够确保在整车寿命区间内电池性能无衰减。电池采用了业界领先的单片式液冷专利技术,工作温度范围宽达零下30至60摄氏度,结合IP67级外壳封装,能够完美确保整车的行驶安全性。

通用在这套系统中独有的片层式冷却技术,做到了精确控制每一片电芯的温度,为其提供更长久的寿命, 更加稳定的性能。至今搭载该种电池的车辆累积行驶里程已达到20亿公里,无一例性能衰减案例。我们拿别克 VELITE 5为例,使用的电池组在设计之初历经了严苛的破坏性试验,大大降低了电池带来的安全问题。

别克VELITE 5充电口

再加上原厂赠送的充电桩或便携式充电器,最快仅需4.7小时即可完成充电(低电量至完全充满)。根据用户的生活习惯和充电费用,用户可以使用多种充电模式进行操作,以节省充电费用、降低电路负荷或快速完成充电。

其中发动机直接与行星齿轮组的外齿相连接,两组电机分别连接在两组行星齿轮的太阳轮上。通用将这套系统的输出都放置行星架上,离合器2一端固定,另一端与行星齿轮连接,通过同时锁定两个离合器实现固定齿比。

1.5L SIDI直喷直列四缸发动机

目前掌握双模技术的汽车厂商只有通用、丰田和比亚迪3家企业。双模技术由纯电动+混合动力(EV+HEV)结合,将控制发电机和电动机两种混合力量,实现了既可充电又可加油的多种能力补充方式。

通用智能电驱系统在双模驱动下可以分为以下几个模式,在起步和倒车时,车辆将由主电机驱动,电池组提供的充足电能令电机在低速下即可输出最大扭矩,起步安静不吵人。在加速情况下,全混动系统会主动针对低速、中速、高速不同速区的加速需求,控制双驱动电机辅助发动机驱动车辆,并自动选择合适的档位。

当车辆进入巡航状态时,全混动系统将以发动机作为主要动力驱动车辆,同时适时调整双电机进行辅助驱动或能量回收,以保证车辆始终处在高效的运营状态之下。当车辆滑行或刹车时,电机自动回收能量为电池组充电,并为下一次发力积蓄充足能量。

如何实现上述功能呢?通用为这一系统加入了新一代TPIM电控模块,TPIM电控模块包括:电机及逆变器控制、制动能量回收、被动式绝缘监测、车辆启动、发动机启动及自动启停、变速箱控制及执行换挡、扭矩安全控制、高压电放电控制、高压电安全控制、电池热管理功率限制等。

其中包括三个独立的逆变模块(逆变器A、逆变器B和电子泵逆变器)、变速箱控制器、混动动力系统控控制器等零部件。其中逆变器负责控制电机,变速器负责控制换挡及扭矩请求,混合动力控制器负责汽车扭矩分配和能量管理。

拥有集成式构造的TPIM电控模块好处在于减少整个智能电驱系统的体积,并拥有更短的数据传输路径控制整个电驱系统。并且TPIM电控模块集成在箱体中。这样一来使电池直流电转化为交流电的工作在箱体内完成,克服了直接在发动机舱布置高压电线的问题,从而大幅的提高耐久性和安全性。从零部件、子系统、到整车,TPIM电控模块好确保系统的耐用与可靠。

写在最后:

毫无疑问,通用在混动技术上还是有相当强悍的实力,工程师通过使用双排行星齿轮和双电机使得这套混动系统具有了更细致的动力分配方案。并且通用混动系统集成化程度很高,电机、电机控制器等元件都集成在了一起,不仅体积更小,而且对元器件尤其是电机控制器的保护更好,因此通用集团混动汽车上市后,也得到了良好的口碑。返回搜狐,查看更多

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