广汽本田新闻中心 09-07
油电混合动力车,发动机和电动机如何协同出力?
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来源 / 知乎

不同类型的混合动力技术,发动机和电动机的协调出力方式都不一样,所带来的燃油经济性、动力性能、平顺性等表现都不一样,也正好借本次回答,为大家解读一下,广汽本田搭载的第四代 i-MMD 双电机混动系统,发动机和电动机是如何协同出力的。

一、i-MMD 双电机混动  

电驱混动架构   

需要从其工作逻辑、系统构型、驱动模式开始了解,首先是工作逻辑,第四代 i-MMD 双电机混动系统,从 2013 年诞生的第一代 i-MMD 混动系统开始,它的逻辑就是 " 以电为主 " 的 " 电驱混动 " 的混动类型,也就是大部分情况下都是电机驱动优先。

其次,系统构型是采用 P1+P3 电机,串并混联的构型,结构上,主要有三大部分:E-CVT 双电机 ( P1 发电电机 +P3 驱动电机 ) 变速箱替代传统的变速箱,负责驱动和发电;专为混动系统而生的阿特金森发动机,负责发电和直驱;PCU 电控,负责控制三电系统;IPU 电池,负责供电。

其中,E-CVT 双电机变速箱里面,还集成了直驱齿轮,雅阁 e:PHEV 身上搭载了单挡直驱齿轮,而皓影 e:PHEV&e:HEV 身上则搭载了两挡直驱齿轮,具体是如何与电机协作的,下文会展开。

而驱动模式上,第四代 i-MMD 混动系统大体可以分为三大驱动模式:EV 纯电驱动模式、HEV 混合驱动模式、ENG 发动机直驱模式。而实际上,除了纯电驱动发动机不会协调出力,其余两大驱动模式都会有不同的细分驱动,其油电协调方式也不太一样。

二、电驱核心: 

HEV 混合动力驱动模式  

理解了 i-MMD 的逻辑和结构,就可以快速了解比较复杂的是 HEV 混动模式,正常情况下,因为系统的逻辑是 " 电驱 " 优先,所以发动机和驱动电机的关系是相对区隔的,发动机工作驱动发电机,发电机供电驱动电机,完成驱动

而根据电池的剩余电量不同,发动机产生的电量,会产生三条路径:

1. 经过发电机,再到驱动电机,然后直接驱动车轮。(电量适中,发多少电就用多少电)

2. 经过发电机,部分进入电池储存,另一部分进入驱动电机,再到车轮。(电量不足,边充电边驱动)

3. 经过发电机,进入驱动电机,驱动车轮,同时电池提供助力,共同驱动。(电量充足,边驱动边放电)

对于我们消费者来说,最容易感知到的就是:省油、平顺,而不太容易感知到发动机和电动机的协同工作,因为这套系统会根据各种情况,包括电量、动力需求、驾驶习惯等等,让发动机始终维持在最佳热效率区间工作,这就是 i-MMD 的科技含量之处。

三、高效利用: 

ENG 发动机直驱模式    

除了 HEV 混动模式,还有就是 ENG 发动机直驱模式,很多人以为,从字面上来看,ENG 发动机直驱模式只有发动机会驱动,实际上,直驱模式也会存在非常巧妙的油电协作,电机起着不可或缺的作用

理想情况下,第四代 i-MMD 混动系统会在大概时速 70km/h 以上,动力请求稳定且车速稳定的情况下,系统就会采用纯发动机驱动,发动机与直驱齿轮结合直接驱动,因为这时候的发动机热效率是最高的,也是最省力最省油的。

但实际用车场景会更复杂,达不到最理想的工况,所以就需要电机进行协同工作,主要有两大方式:协助出力、回收电能

当发动机处于直驱模式,如果行驶速度较高,油门开度又比较大,那么为了维持高时速,就需要发动机输出较高的转速,燃烧更多的汽油,所以发动机会处于 " 低热效率 " 工作区间,而这时候驱动电机就会智能介入辅助驱动,协助发动机共同驱动,降低发动机的转速和负荷,从而让发动机回归 " 高热效率 " 区间。

而如果车辆行驶速度比较均匀,动力请求 ( 即油门开度 ) 不大,而且发动机驱动的动力有富余,系统就会通过驱动电机回收动能,把多余的动能转化为电能,储存到电池,实现能效的最大利用。

皓影 e:PHEV&e:HEV 搭载的 E-CVT 变速箱里面是有两挡直驱的,这是为了让相对高整备质量的 SUV 车型在低速的时候,也能保持最高性能和燃效

所以为皓影 e:PHEV&e:HEV 加入了低速直驱齿轮,这样皓影 e:PHEV&e:HEV 在低速的时候,也能使用发动机驱动,同时拥有上文提到的直驱模式下的电机协同出力,所及即便是中低速情况下,皓影 e:PHEV&e:HEV 也能做到又有劲又省油。

ENG 发动机直驱模式虽然说是主体是发动机,但灵魂在电机的运用,两大电机的互相协作,都是为了让发动机发挥出其最佳性能,所以说 i-MMD 对于电机的运动,真正诠释了什么叫 " 电驱混动 "。

不同技术架构的混动系统,都会采用不同的油电协同方式,而即便方式不同,目的都是一致的,最终目的都是为了降低油耗、提高性能。第四代 i-MMD 在先天架构上就展现出优异的优势,以电为主,实现性能和能效的最大化,随着历代发展也在不断进化,真正做到了兼顾性能和环保。

* 以上内容和图片转载至广汽本田知乎机构号

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