商用車雙電機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)的案例
商用車雙電機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)構(gòu)型-行星排技術(shù)
新能源專用車也有大規(guī)模應(yīng)用，但總體以微型、 輕型的N1/N2 運(yùn)輸產(chǎn)品為主， 急需在中重型、作業(yè)類的N2/N3 商用車領(lǐng)域取得突破。
針對(duì)純電動(dòng)商用車種類多、 用途廣、 工況復(fù)雜等特點(diǎn)，本文結(jié)合國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃新能源汽車重點(diǎn)專項(xiàng)，研發(fā)了一種基于變速箱+行星排耦合的雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)新構(gòu)型，可實(shí)現(xiàn)雙電機(jī)耦合驅(qū)動(dòng)、協(xié)調(diào)再生制動(dòng)、單電機(jī)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)/作業(yè)等多種工作模式，實(shí)現(xiàn)一種動(dòng)力平臺(tái)滿足行駛與作業(yè)兩種使用需求。
1. 純電動(dòng)商用車動(dòng)力系統(tǒng)主流構(gòu)型方案分析
目前國(guó)內(nèi)外純電動(dòng)商用車的主流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)型，可分為集中式和分布式驅(qū)動(dòng)兩大類。
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THS系統(tǒng)動(dòng)力總成
引言
國(guó)內(nèi)新能源商用車領(lǐng)域， 新能源客車的規(guī)模應(yīng)用取得了良好的示范效果。新能源專用車也有大規(guī)模應(yīng)用，但總體以微型、 輕型的N1/N2 運(yùn)輸產(chǎn)品為主， 急需在中重型、作業(yè)類的N2/N3 商用車領(lǐng)域取得突破。
針對(duì)純電動(dòng)商用車種類多、 用途廣、 工況復(fù)雜等特點(diǎn)，本文結(jié)合國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃新能源汽車重點(diǎn)專項(xiàng)，研發(fā)了一種基于變速箱+行星排耦合的雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)新構(gòu)型，可實(shí)現(xiàn)雙電機(jī)耦合驅(qū)動(dòng)、協(xié)調(diào)再生制動(dòng)、單電機(jī)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)/作業(yè)等多種工作模式，實(shí)現(xiàn)一種動(dòng)力平臺(tái)滿足行駛與作業(yè)兩種使用需求。
1 純電動(dòng)商用車動(dòng)力系統(tǒng)主流構(gòu)型方案分析
目前國(guó)內(nèi)外純電動(dòng)商用車的主流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)型，可分為集中式和分布式驅(qū)動(dòng)兩大類。
集中式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)又可分為兩種，一種是將傳統(tǒng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)更換為純電動(dòng)力系統(tǒng)， 這種構(gòu)型包括電機(jī)直驅(qū)、電機(jī)+減速器、電機(jī)+變速器等型式，如圖1（a）所示，這是中重型純電動(dòng)商用車的主流構(gòu)型，宇通客車、德國(guó)SIEMENS 公司的集中式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，已有規(guī)模化應(yīng)用；另一種是將動(dòng)力系統(tǒng)集成在驅(qū)動(dòng)橋上， 包括電機(jī)直驅(qū)、 電機(jī)+減速器等型式，如圖1（b）所示，是中輕型純電動(dòng)商用車的主流型式。
分布式驅(qū)動(dòng)主要有輪邊電機(jī)+減速器、 輪轂電機(jī)+減速器、輪轂電機(jī)等型式，如圖1（c）所示，德國(guó)ZF、比亞迪的輪邊驅(qū)動(dòng)橋在城市客車領(lǐng)域已有推廣， 在運(yùn)輸與作業(yè)類商用車領(lǐng)域應(yīng)用較少，英國(guó)Protean、荷蘭e-Traction 等公司的輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，目前仍處于應(yīng)用驗(yàn)證階段，未有規(guī)?；瘧?yīng)用。
展開 劉義：集成電機(jī)與變速箱是未來(lái)新能源商用車動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的理想解決方案
2.新能源商用車動(dòng)力技術(shù)路線分析
除了固定的場(chǎng)所作業(yè)、城市作業(yè)有法規(guī)和路權(quán)問題，在長(zhǎng)途物流和運(yùn)輸當(dāng)中，新能源的發(fā)展之路會(huì)比較長(zhǎng)，我們也進(jìn)行過很多探討。圍繞一些區(qū)域作業(yè)和城市周邊，如何真正做好商用車的新能源發(fā)展，是我們一直努力的方向。我們對(duì)比過很多技術(shù)路線，因?yàn)樾履茉匆话闶?em>電機(jī)代替了發(fā)動(dòng)機(jī)，或者做混動(dòng)的時(shí)候需要跟電機(jī)進(jìn)行耦合。目前市面上的商用車都比較簡(jiǎn)單，直接用電機(jī)代替了發(fā)動(dòng)機(jī)，這個(gè)雖然簡(jiǎn)單，但會(huì)帶來(lái)很多問題。驅(qū)動(dòng)電機(jī)+自動(dòng)變速箱的模式，可以有效的規(guī)避一些問題。高速電機(jī)+減速器的使用范圍要窄一些，比較好的路況會(huì)采取這種方案。輪邊電機(jī)驅(qū)動(dòng)橋，我們看到奔馳的城市專用車輛18噸車也采用了這種技術(shù)路線，對(duì)于城市路況較好的是一種良好解決方案。輪轂電機(jī)，這個(gè)技術(shù)雖然有研究和探討，但是真正在市面上運(yùn)行的產(chǎn)品還暫時(shí)沒有?；旌?em>動(dòng)力在我們國(guó)家的西南西北等一些特殊區(qū)域，在有坡道的地方對(duì)于商用車來(lái)說會(huì)有使用需求。
純電輕卡變速箱是我們的強(qiáng)項(xiàng)，通過這些年的努力，做到性價(jià)比、可靠性最優(yōu)化，滿足用戶需求。我們?cè)谕ㄟ^變速箱和電機(jī)結(jié)合來(lái)做動(dòng)力總成方面做了很多工作，能夠滿足各種工況使用。用戶在深圳使用了幾十臺(tái)車都反映效果很好，運(yùn)營(yíng)里程能夠提升20%以上，這是電機(jī)和變速箱做了很好的能量?jī)?yōu)化，使電機(jī)始終在高效區(qū)域工作，動(dòng)力性也有很好的表現(xiàn)。純電重卡也是跟電機(jī)匹配的，也有很好的應(yīng)用案例。
3.新能源商用車動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃
下一步我們的重點(diǎn)還是發(fā)展電機(jī)+AMT，有2檔AMT、4檔AMT、6檔AMT，適應(yīng)各種不同工況需要。同時(shí)，我們也為商用車將來(lái)在混動(dòng)方面的技術(shù)路線做了積極探討。
展開 長(zhǎng)文丨商用車動(dòng)力總成最高系統(tǒng)效率的探討
目前典型的混合動(dòng)力總成從內(nèi)燃機(jī) (internal combustion engine, ICE) 提供適當(dāng)功率，結(jié)合驅(qū)動(dòng)電機(jī)/發(fā)電機(jī)的功率，以滿足車輛運(yùn)行的需求。驅(qū)動(dòng)電機(jī)/發(fā)電機(jī)可以提供正扭矩或負(fù)扭矩，實(shí)現(xiàn)電趨動(dòng)和電制動(dòng)。儲(chǔ)能系統(tǒng)為高電壓鋰電池系統(tǒng)或超極電容系統(tǒng)等。儲(chǔ)能系統(tǒng)還可以存儲(chǔ)制動(dòng)過程中或內(nèi)燃機(jī)在高效點(diǎn)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的多余功率回收的能量。其他混合動(dòng)力系統(tǒng)采用不同組合的能量轉(zhuǎn)換設(shè)備，如內(nèi)燃機(jī)和液壓蓄能器存儲(chǔ)系統(tǒng)或燃料電池系統(tǒng)和鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)等。混合動(dòng)力總成系統(tǒng)大幅提高了車輛燃油經(jīng)濟(jì)性和排放控制能力。隨著鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的功率密度和能量密度的提升， 純電動(dòng)動(dòng)力總成系統(tǒng)在輕型商用車也得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。
3.1 商用車混合動(dòng)力總成的分類
有許多不同類型的混合動(dòng)力商用車。混合動(dòng)力商用車可以按混合動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)、儲(chǔ)能方法進(jìn)行分類，如表2 所示。
表2 商用車混合動(dòng)力系統(tǒng)分類
混合動(dòng)力系統(tǒng)的基本設(shè)計(jì)原則是充分利用傳動(dòng)系統(tǒng)的特性，同步或異步協(xié)調(diào)發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)，滿足車輛的運(yùn)行要求。因此，這2 種動(dòng)力都可以更有效地工作，以優(yōu)化能源使用并最大限度地減少排放。通常，電機(jī)可以在低速下更高效地提供大扭矩，而發(fā)動(dòng)機(jī)可以在最佳燃油經(jīng)濟(jì)性區(qū)域（從中速到高速）更有效地工作。
油電混合或氣電混合是目前混合動(dòng)力系統(tǒng)的主流方案。在原有燃油或燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)上，加入電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。電機(jī)作為功率輸出單元，同時(shí)也可用于制動(dòng)能量回收。
展開 
深度解讀混合動(dòng)力汽車雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)
本文以混合動(dòng)力雙電機(jī)系統(tǒng)構(gòu)型為切入點(diǎn)，對(duì)本田i-MMD系統(tǒng)和榮威 EDU系統(tǒng)進(jìn)行了方案描述，重點(diǎn)分析了雙電機(jī)系統(tǒng)的工作模式及控制原理，同時(shí)對(duì)雙電機(jī)系統(tǒng)起步控制和換擋協(xié)調(diào)控制過程進(jìn)行了說明。
1. 本田i-MMD雙電機(jī)系統(tǒng)構(gòu)型
本田雅閣i-MMD（Intelligent Multi-Mode Drive）系統(tǒng)技術(shù)方案結(jié)構(gòu)如圖1所示，其動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要包括2.0 L發(fā)動(dòng)機(jī)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、發(fā)電機(jī)、離合器以及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等。其中，驅(qū)動(dòng)電機(jī)、發(fā)電機(jī)以及離合器集成形成了電動(dòng)耦合 e-CVT，取代了傳統(tǒng)的變速箱，發(fā)電機(jī)始終與發(fā)動(dòng)機(jī)相連，主要用于發(fā)電，驅(qū)動(dòng)電機(jī)與驅(qū)動(dòng)車輪相連，主要用于驅(qū)動(dòng)車輛行駛，在制動(dòng)的時(shí)候，電機(jī)可以回收能量對(duì)電池進(jìn)行充電。
圖一
雅閣混合動(dòng)力汽車搭載了 i-MMD 雙電機(jī)系統(tǒng)，整車動(dòng)力來(lái)源采用了以驅(qū)動(dòng)電機(jī)為主，發(fā)動(dòng)機(jī)為輔的設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)純電動(dòng)、混合動(dòng)力以及發(fā)動(dòng)機(jī)直驅(qū)的模式功能。純電動(dòng)模式下利用驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪；混動(dòng)模式下發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)通過發(fā)電機(jī)給驅(qū)動(dòng)電機(jī)充電，再讓驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪；發(fā)動(dòng)機(jī)直驅(qū)模式下離合器閉合，發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源與傳動(dòng)系相連驅(qū)動(dòng)車輪。通過三種模式有效切換，使得車輛表現(xiàn)出了更為出色的動(dòng)力與節(jié)油優(yōu)勢(shì)。
2. 本田i-MMD雙電機(jī)系統(tǒng)工作模式
（1）純電動(dòng)模式驅(qū)動(dòng)
在純電動(dòng)模式下，動(dòng)力系統(tǒng)能量傳遞如圖2中所示的箭頭方向。在這種模式下，發(fā)動(dòng)機(jī)不工作，動(dòng)力分離裝置離合器斷開，驅(qū)動(dòng)車輛行駛的能量直接來(lái)源于動(dòng)力電池，動(dòng)力電池儲(chǔ)存的電能經(jīng)由逆變器提供給驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛前進(jìn)或者后退。在車輛制動(dòng)時(shí)，所產(chǎn)生的能量將被回收充入動(dòng)力電池內(nèi)進(jìn)行儲(chǔ)存。
圖2
（2）混合動(dòng)力模式驅(qū)動(dòng)
在混合動(dòng)力模式下，動(dòng)力系統(tǒng)能量傳遞如圖3中所示的箭頭方向。
展開 主流雙電機(jī)混合動(dòng)力系統(tǒng)對(duì)比分析
表 1 主流混合動(dòng)力車型參數(shù)對(duì)比
表 2 主流混合動(dòng)力系統(tǒng)及功能對(duì)比
對(duì)比整車參數(shù)來(lái)看， 這幾款雙電機(jī)混合動(dòng)力車均為中型車，綜合 油 耗 在 4.1～5.88L/100km，比 同 級(jí) 別 燃油車節(jié)油率均在 30%以上（綜合油耗），燃油經(jīng)濟(jì)性十分亮眼；百公里加速時(shí)間在 8.13～9S 之間，相較于同級(jí)別燃油車動(dòng)力性也均有不同程度的提高。
從這四款車型搭載的雙電機(jī)混合動(dòng)力系統(tǒng) （表 2）來(lái)看，四種構(gòu)型都有各自的優(yōu)點(diǎn)及不足：
1.
展開 深度解讀混合動(dòng)力汽車雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)
本文以混合動(dòng)力雙電機(jī)系統(tǒng)構(gòu)型為切入點(diǎn)，對(duì)本田i-MMD系統(tǒng)和榮威 EDU系統(tǒng)進(jìn)行了方案描述，重點(diǎn)分析了雙電機(jī)系統(tǒng)的工作模式及控制原理，同時(shí)對(duì)雙電機(jī)系統(tǒng)起步控制和換擋協(xié)調(diào)控制過程進(jìn)行了說明。
1. 本田i-MMD雙電機(jī)系統(tǒng)構(gòu)型
本田雅閣i-MMD（Intelligent Multi-Mode Drive）系統(tǒng)技術(shù)方案結(jié)構(gòu)如圖1所示，其動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要包括2.0 L發(fā)動(dòng)機(jī)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、發(fā)電機(jī)、離合器以及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等。其中，驅(qū)動(dòng)電機(jī)、發(fā)電機(jī)以及離合器集成形成了電動(dòng)耦合 e-CVT，取代了傳統(tǒng)的變速箱，發(fā)電機(jī)始終與發(fā)動(dòng)機(jī)相連，主要用于發(fā)電，驅(qū)動(dòng)電機(jī)與驅(qū)動(dòng)車輪相連，主要用于驅(qū)動(dòng)車輛行駛，在制動(dòng)的時(shí)候，電機(jī)可以回收能量對(duì)電池進(jìn)行充電。
圖一
雅閣混合動(dòng)力汽車搭載了 i-MMD 雙電機(jī)系統(tǒng)，整車動(dòng)力來(lái)源采用了以驅(qū)動(dòng)電機(jī)為主，發(fā)動(dòng)機(jī)為輔的設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)純電動(dòng)、混合動(dòng)力以及發(fā)動(dòng)機(jī)直驅(qū)的模式功能。純電動(dòng)模式下利用驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪；混動(dòng)模式下發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)通過發(fā)電機(jī)給驅(qū)動(dòng)電機(jī)充電，再讓驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪；發(fā)動(dòng)機(jī)直驅(qū)模式下離合器閉合，發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源與傳動(dòng)系相連驅(qū)動(dòng)車輪。通過三種模式有效切換，使得車輛表現(xiàn)出了更為出色的動(dòng)力與節(jié)油優(yōu)勢(shì)。
2. 本田i-MMD雙電機(jī)系統(tǒng)工作模式
（1）純電動(dòng)模式驅(qū)動(dòng)
在純電動(dòng)模式下，動(dòng)力系統(tǒng)能量傳遞如圖2中所示的箭頭方向。在這種模式下，發(fā)動(dòng)機(jī)不工作，動(dòng)力分離裝置離合器斷開，驅(qū)動(dòng)車輛行駛的能量直接來(lái)源于動(dòng)力電池，動(dòng)力電池儲(chǔ)存的電能經(jīng)由逆變器提供給驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛前進(jìn)或者后退。在車輛制動(dòng)時(shí)，所產(chǎn)生的能量將被回收充入動(dòng)力電池內(nèi)進(jìn)行儲(chǔ)存。
圖2
（2）混合動(dòng)力模式驅(qū)動(dòng)
在混合動(dòng)力模式下，動(dòng)力系統(tǒng)能量傳遞如圖3中所示的箭頭方向。
展開 日本本田雙電機(jī)混合動(dòng)力系統(tǒng)的先進(jìn)技術(shù)
圖14中的白色線表示混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)模式中的工作線，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)單機(jī)BSFC的改善，考慮發(fā)動(dòng)機(jī)工作線改善的HEV系統(tǒng)性能的提高，改善了車輛的實(shí)際性能。
圖14 發(fā)動(dòng)機(jī)燃油耗性能
圖15 發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲的降低
6 結(jié)語(yǔ)
本田i-MMD系統(tǒng)通過高功率電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，可主動(dòng)地在高效率區(qū)域使用發(fā)動(dòng)機(jī)，能同時(shí)兼顧駕駛性以及環(huán)保性能。得益于長(zhǎng)期以來(lái)各種設(shè)備的小型化，第三代i-MMD系統(tǒng)具有與汽油車同等的商業(yè)價(jià)值。此外，通過改善發(fā)動(dòng)機(jī)的靜音性，在發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模式下，也能提供更加高質(zhì)量的加速體驗(yàn)。提高混合動(dòng)力車的商品價(jià)值，同時(shí)可向更多客戶提供備選方案，而且也優(yōu)化了環(huán)境問題。
此外，i-MMD系統(tǒng)只通過高功率電機(jī)即可驅(qū)動(dòng)，因此，通過將高電壓蓄電池調(diào)整為高容量型蓄電池，可將其配裝于插電式混合動(dòng)力車(PHEV)上進(jìn)行推廣應(yīng)用，從2017年起已配裝于名為“Clarity”的PHEV并投放北美市場(chǎng)銷售。本田公司今后仍將通過提高i-MMD的效率，以及使裝置進(jìn)一步小型化，提高商品性，為實(shí)現(xiàn)HEV與PHEV的普及而持續(xù)努力。
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本文以混合動(dòng)力雙電機(jī)系統(tǒng)構(gòu)型為切入點(diǎn)，對(duì)本田i-MMD系統(tǒng)和榮威 EDU系統(tǒng)進(jìn)行了方案描述，重點(diǎn)分析了雙電機(jī)系統(tǒng)的工作模式及控制原理，同時(shí)對(duì)雙電機(jī)系統(tǒng)起步控制和換擋協(xié)調(diào)控制過程進(jìn)行了說明。
1. 本田i-MMD雙電機(jī)系統(tǒng)構(gòu)型
本田雅閣i-MMD（Intelligent Multi-Mode Drive）系統(tǒng)技術(shù)方案結(jié)構(gòu)如圖1所示，其動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要包括2.0 L發(fā)動(dòng)機(jī)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、發(fā)電機(jī)、離合器以及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等。其中，驅(qū)動(dòng)電機(jī)、發(fā)電機(jī)以及離合器集成形成了電動(dòng)耦合 e-CVT，取代了傳統(tǒng)的變速箱，發(fā)電機(jī)始終與發(fā)動(dòng)機(jī)相連，主要用于發(fā)電，驅(qū)動(dòng)電機(jī)與驅(qū)動(dòng)車輪相連，主要用于驅(qū)動(dòng)車輛行駛，在制動(dòng)的時(shí)候，電機(jī)可以回收能量對(duì)電池進(jìn)行充電。
圖一
雅閣混合動(dòng)力汽車搭載了 i-MMD 雙電機(jī)系統(tǒng)，整車動(dòng)力來(lái)源采用了以驅(qū)動(dòng)電機(jī)為主，發(fā)動(dòng)機(jī)為輔的設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)純電動(dòng)、混合動(dòng)力以及發(fā)動(dòng)機(jī)直驅(qū)的模式功能。純電動(dòng)模式下利用驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪；混動(dòng)模式下發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)通過發(fā)電機(jī)給驅(qū)動(dòng)電機(jī)充電，再讓驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪；發(fā)動(dòng)機(jī)直驅(qū)模式下離合器閉合，發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源與傳動(dòng)系相連驅(qū)動(dòng)車輪。通過三種模式有效切換，使得車輛表現(xiàn)出了更為出色的動(dòng)力與節(jié)油優(yōu)勢(shì)。
2. 本田i-MMD雙電機(jī)系統(tǒng)工作模式
（1）純電動(dòng)模式驅(qū)動(dòng)
在純電動(dòng)模式下，動(dòng)力系統(tǒng)能量傳遞如圖2中所示的箭頭方向。在這種模式下，發(fā)動(dòng)機(jī)不工作，動(dòng)力分離裝置離合器斷開，驅(qū)動(dòng)車輛行駛的能量直接來(lái)源于動(dòng)力電池，動(dòng)力電池儲(chǔ)存的電能經(jīng)由逆變器提供給驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛前進(jìn)或者后退。在車輛制動(dòng)時(shí)，所產(chǎn)生的能量將被回收充入動(dòng)力電池內(nèi)進(jìn)行儲(chǔ)存。
圖2
（2）混合動(dòng)力模式驅(qū)動(dòng)
在混合動(dòng)力模式下，動(dòng)力系統(tǒng)能量傳遞如圖3中所示的箭頭方向。
展開 主流雙電機(jī)混合動(dòng)力系統(tǒng)對(duì)比分析
之后，通用 Volt、本田 i-MMD、上汽 EDU 等雙電機(jī)混動(dòng)系統(tǒng)相繼問世， 現(xiàn)就市場(chǎng)上幾款主流雙電機(jī)混合動(dòng)力車型參數(shù)（表 1 信息源于網(wǎng)絡(luò)公告）及其搭載的雙電機(jī)混合動(dòng)力系統(tǒng)（表 2 圖片源于網(wǎng)絡(luò)）做簡(jiǎn)要的統(tǒng)計(jì)對(duì)比及優(yōu)缺點(diǎn)分析。
表 1 主流混合動(dòng)力車型參數(shù)對(duì)比
表 2 主流混合動(dòng)力系統(tǒng)及功能對(duì)比
對(duì)比整車參數(shù)來(lái)看， 這幾款雙電機(jī)混合動(dòng)力車均為中型車，綜合 油 耗 在 4.1～5.88L/100km，比 同 級(jí) 別 燃油車節(jié)油率均在 30%以上（綜合油耗），燃油經(jīng)濟(jì)性十分亮眼；百公里加速時(shí)間在 8.13～9S 之間，相較于同級(jí)別燃油車動(dòng)力性也均有不同程度的提高。
從這四款車型搭載的雙電機(jī)混合動(dòng)力系統(tǒng) （表 2）來(lái)看，四種構(gòu)型都有各自的優(yōu)點(diǎn)及不足：
1.
展開 深度解讀丨混合動(dòng)力汽車雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)
在不同的運(yùn)行模式下，儀表系統(tǒng)可顯示出不同的混動(dòng)能量流狀態(tài)。根據(jù)當(dāng)前整車工況協(xié)調(diào)控制模式切換，讓各動(dòng)力源處于最佳運(yùn)行狀態(tài)，以使整車表出更好的性能。
4. 雙電機(jī)系統(tǒng)起步分析
混合動(dòng)力車輛執(zhí)行完高壓上電流程之后就要考慮車輛起步的問題。車輛起步在實(shí)際行駛中經(jīng)常發(fā)生，起步性能的好壞對(duì)整車平順性、經(jīng)濟(jì)性有很大的影響。針對(duì)傳統(tǒng)汽車，由于發(fā)動(dòng)機(jī)的特性關(guān)系，車輛起步需要離合器的滑摩來(lái)完成，但對(duì)混合動(dòng)力汽車，特別是搭載雙電機(jī)的混合動(dòng)力汽車，車輛起步所需要的扭矩可以由電機(jī)來(lái)承擔(dān)。因電機(jī)具有在低速時(shí)的大扭矩輸出特性，適合作為起步動(dòng)力源，因此，只要匹配的電機(jī)滿足車輛起步的扭矩和功率需求，就能避免離合器的起步滑摩，達(dá)到較理想的起步特性。
雙電機(jī)混合動(dòng)力系統(tǒng)電機(jī)在匹配時(shí)，不僅要考慮起步功率需求，還要考慮電機(jī)低速驅(qū)動(dòng)時(shí)的效率，因電機(jī)高效區(qū)工作點(diǎn)集中在低速部分，有利于提高電機(jī)起步時(shí)的性能。在整車控制系統(tǒng)中，需要根據(jù)駕駛員的起步要求，控制電機(jī)輸出扭矩完成車輛的起步，當(dāng)車速達(dá)到或超過起步車速時(shí)，可以協(xié)調(diào)控制電機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)工作，由相應(yīng)的動(dòng)力源輸出扭矩完成車輛的起步控制。
5. 雙電機(jī)系統(tǒng)換擋分析
在車輛行駛中，如果換擋過程沒有控制好，容易發(fā)生動(dòng)力中斷的現(xiàn)象?；旌?em>動(dòng)力汽車在換擋過程中，需要進(jìn)行多動(dòng)力源的協(xié)調(diào)控制。比如在帶有雙離合器的雙電機(jī)系統(tǒng)中，發(fā)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)這兩個(gè)雙動(dòng)力源分別通過各自的離合器與變速箱輸入軸進(jìn)行耦合，并經(jīng)由同步器傳遞到相應(yīng)擋位的齒輪，再通過變速箱輸出軸傳遞到車輪。
展開 
深度解讀混合動(dòng)力汽車雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)
本文以混合動(dòng)力雙電機(jī)系統(tǒng)構(gòu)型為切入點(diǎn)，對(duì)本田i-MMD系統(tǒng)和榮威 EDU系統(tǒng)進(jìn)行了方案描述，重點(diǎn)分析了雙電機(jī)系統(tǒng)的工作模式及控制原理，同時(shí)對(duì)雙電機(jī)系統(tǒng)起步控制和換擋協(xié)調(diào)控制過程進(jìn)行了說明。
1. 本田i-MMD雙電機(jī)系統(tǒng)構(gòu)型
本田雅閣i-MMD（Intelligent Multi-Mode Drive）系統(tǒng)技術(shù)方案結(jié)構(gòu)如圖1所示，其動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要包括2.0 L發(fā)動(dòng)機(jī)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、發(fā)電機(jī)、離合器以及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等。其中，驅(qū)動(dòng)電機(jī)、發(fā)電機(jī)以及離合器集成形成了電動(dòng)耦合 e-CVT，取代了傳統(tǒng)的變速箱，發(fā)電機(jī)始終與發(fā)動(dòng)機(jī)相連，主要用于發(fā)電，驅(qū)動(dòng)電機(jī)與驅(qū)動(dòng)車輪相連，主要用于驅(qū)動(dòng)車輛行駛，在制動(dòng)的時(shí)候，電機(jī)可以回收能量對(duì)電池進(jìn)行充電。
圖一
雅閣混合動(dòng)力汽車搭載了 i-MMD 雙電機(jī)系統(tǒng)，整車動(dòng)力來(lái)源采用了以驅(qū)動(dòng)電機(jī)為主，發(fā)動(dòng)機(jī)為輔的設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)純電動(dòng)、混合動(dòng)力以及發(fā)動(dòng)機(jī)直驅(qū)的模式功能。純電動(dòng)模式下利用驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪；混動(dòng)模式下發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)通過發(fā)電機(jī)給驅(qū)動(dòng)電機(jī)充電，再讓驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪；發(fā)動(dòng)機(jī)直驅(qū)模式下離合器閉合，發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源與傳動(dòng)系相連驅(qū)動(dòng)車輪。通過三種模式有效切換，使得車輛表現(xiàn)出了更為出色的動(dòng)力與節(jié)油優(yōu)勢(shì)。
2. 本田i-MMD雙電機(jī)系統(tǒng)工作模式
（1）純電動(dòng)模式驅(qū)動(dòng)
在純電動(dòng)模式下，動(dòng)力系統(tǒng)能量傳遞如圖2中所示的箭頭方向。在這種模式下，發(fā)動(dòng)機(jī)不工作，動(dòng)力分離裝置離合器斷開，驅(qū)動(dòng)車輛行駛的能量直接來(lái)源于動(dòng)力電池，動(dòng)力電池儲(chǔ)存的電能經(jīng)由逆變器提供給驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛前進(jìn)或者后退。在車輛制動(dòng)時(shí)，所產(chǎn)生的能量將被回收充入動(dòng)力電池內(nèi)進(jìn)行儲(chǔ)存。
圖2
（2）混合動(dòng)力模式驅(qū)動(dòng)
在混合動(dòng)力模式下，動(dòng)力系統(tǒng)能量傳遞如圖3中所示的箭頭方向。
展開 深度解讀混合動(dòng)力汽車雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)
在不同的運(yùn)行模式下，儀表系統(tǒng)可顯示出不同的混動(dòng)能量流狀態(tài)。根據(jù)當(dāng)前整車工況協(xié)調(diào)控制模式切換，讓各動(dòng)力源處于最佳運(yùn)行狀態(tài)，以使整車表出更好的性能。
4. 雙電機(jī)系統(tǒng)起步分析
混合動(dòng)力車輛執(zhí)行完高壓上電流程之后就要考慮車輛起步的問題。車輛起步在實(shí)際行駛中經(jīng)常發(fā)生，起步性能的好壞對(duì)整車平順性、經(jīng)濟(jì)性有很大的影響。針對(duì)傳統(tǒng)汽車，由于發(fā)動(dòng)機(jī)的特性關(guān)系，車輛起步需要離合器的滑摩來(lái)完成，但對(duì)混合動(dòng)力汽車，特別是搭載雙電機(jī)的混合動(dòng)力汽車，車輛起步所需要的扭矩可以由電機(jī)來(lái)承擔(dān)。因電機(jī)具有在低速時(shí)的大扭矩輸出特性，適合作為起步動(dòng)力源，因此，只要匹配的電機(jī)滿足車輛起步的扭矩和功率需求，就能避免離合器的起步滑摩，達(dá)到較理想的起步特性。
雙電機(jī)混合動(dòng)力系統(tǒng)電機(jī)在匹配時(shí)，不僅要考慮起步功率需求，還要考慮電機(jī)低速驅(qū)動(dòng)時(shí)的效率，因電機(jī)高效區(qū)工作點(diǎn)集中在低速部分，有利于提高電機(jī)起步時(shí)的性能。在整車控制系統(tǒng)中，需要根據(jù)駕駛員的起步要求，控制電機(jī)輸出扭矩完成車輛的起步，當(dāng)車速達(dá)到或超過起步車速時(shí)，可以協(xié)調(diào)控制電機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)工作，由相應(yīng)的動(dòng)力源輸出扭矩完成車輛的起步控制。
5. 雙電機(jī)系統(tǒng)換擋分析
在車輛行駛中，如果換擋過程沒有控制好，容易發(fā)生動(dòng)力中斷的現(xiàn)象?；旌?em>動(dòng)力汽車在換擋過程中，需要進(jìn)行多動(dòng)力源的協(xié)調(diào)控制。比如在帶有雙離合器的雙電機(jī)系統(tǒng)中，發(fā)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)這兩個(gè)雙動(dòng)力源分別通過各自的離合器與變速箱輸入軸進(jìn)行耦合，并經(jīng)由同步器傳遞到相應(yīng)擋位的齒輪，再通過變速箱輸出軸傳遞到車輪。
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雙電機(jī)混合動(dòng)力系統(tǒng)電機(jī)在匹配時(shí)，不僅要考慮起步功率需求，還要考慮電機(jī)低速驅(qū)動(dòng)時(shí)的效率，因電機(jī)高效區(qū)工作點(diǎn)集中在低速部分，有利于提高電機(jī)起步時(shí)的性能。在整車控制系統(tǒng)中，需要根據(jù)駕駛員的起步要求，控制電機(jī)輸出扭矩完成車輛的起步，當(dāng)車速達(dá)到或超過起步車速時(shí)，可以協(xié)調(diào)控制電機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)工作，由相應(yīng)的動(dòng)力源輸出扭矩完成車輛的起步控制。
5. 雙電機(jī)系統(tǒng)換擋分析
在車輛行駛中，如果換擋過程沒有控制好，容易發(fā)生動(dòng)力中斷的現(xiàn)象?；旌?em>動(dòng)力汽車在換擋過程中，需要進(jìn)行多動(dòng)力源的協(xié)調(diào)控制。比如在帶有雙離合器的雙電機(jī)系統(tǒng)中，發(fā)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)這兩個(gè)雙動(dòng)力源分別通過各自的離合器與變速箱輸入軸進(jìn)行耦合，并經(jīng)由同步器傳遞到相應(yīng)擋位的齒輪，再通過變速箱輸出軸傳遞到車輪。換擋過程涉及到動(dòng)力源的調(diào)速、升扭和降扭的控制，由整車控制系統(tǒng)接收換擋需求信號(hào)指令，然后發(fā)出各動(dòng)力源降扭矩指令并判斷是否降到了目標(biāo)扭矩范圍內(nèi)，然后進(jìn)行動(dòng)力源的調(diào)速，待調(diào)速后轉(zhuǎn)速滿足一定范圍內(nèi)，則控制動(dòng)力源升扭完成換擋過程。
換擋過程中應(yīng)注意避免因扭矩不平順或變化太快而引發(fā)的頓挫和沖擊，避免由于動(dòng)力系統(tǒng)輸出扭矩產(chǎn)生波動(dòng)。雙電機(jī)混合動(dòng)力系統(tǒng)的換擋過程既有對(duì)變速器的控制，又有對(duì)電機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)的控制，既有自動(dòng)變速控制技術(shù)，又有混合動(dòng)力系統(tǒng)控制技術(shù)，是自動(dòng)變速技術(shù)與混合動(dòng)力技術(shù)的綜合協(xié)調(diào)控制過程。
展開 深度解讀丨混合動(dòng)力汽車雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)
本文以混合動(dòng)力雙電機(jī)系統(tǒng)構(gòu)型為切入點(diǎn)，對(duì)本田i-MMD系統(tǒng)和榮威 EDU系統(tǒng)進(jìn)行了方案描述，重點(diǎn)分析了雙電機(jī)系統(tǒng)的工作模式及控制原理，同時(shí)對(duì)雙電機(jī)系統(tǒng)起步控制和換擋協(xié)調(diào)控制過程進(jìn)行了說明。
1. 本田i-MMD雙電機(jī)系統(tǒng)構(gòu)型
本田雅閣i-MMD（Intelligent Multi-Mode Drive）系統(tǒng)技術(shù)方案結(jié)構(gòu)如圖1所示，其動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要包括2.0 L發(fā)動(dòng)機(jī)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、發(fā)電機(jī)、離合器以及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等。其中，驅(qū)動(dòng)電機(jī)、發(fā)電機(jī)以及離合器集成形成了電動(dòng)耦合 e-CVT，取代了傳統(tǒng)的變速箱，發(fā)電機(jī)始終與發(fā)動(dòng)機(jī)相連，主要用于發(fā)電，驅(qū)動(dòng)電機(jī)與驅(qū)動(dòng)車輪相連，主要用于驅(qū)動(dòng)車輛行駛，在制動(dòng)的時(shí)候，電機(jī)可以回收能量對(duì)電池進(jìn)行充電。
圖一
雅閣混合動(dòng)力汽車搭載了 i-MMD 雙電機(jī)系統(tǒng)，整車動(dòng)力來(lái)源采用了以驅(qū)動(dòng)電機(jī)為主，發(fā)動(dòng)機(jī)為輔的設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)純電動(dòng)、混合動(dòng)力以及發(fā)動(dòng)機(jī)直驅(qū)的模式功能。
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商用車雙電機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)雙電機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)雙電機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)構(gòu)型無(wú)刷電機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)電機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)構(gòu)型雙電機(jī)混合動(dòng)力系統(tǒng) 電力系統(tǒng)電機(jī)汽車動(dòng)力動(dòng)力綜合系統(tǒng)工程 商用車駕駛室懸置系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性研究商用車低壓系統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)商用車商用車電機(jī)冷卻方式商用車熱管理系統(tǒng)商用車混動(dòng)系統(tǒng)
