同級最好插混系統?這榮威滿身黑科技 可不輸比亞迪!

2023-10-21     玩車教授

插混車,現在新能源車市場上的絕對主流,也許有人會覺得,插混車這玩意在技術結構上很簡單,不就是「一台發動機綁一台電動機,再加個變速箱完事兒」麼?確實,從大體結構上來看,插混確實挺簡單的,相比起BEV那複雜的電機-油機耦合,相比起純電車那技術含量極高的三電系統,插混車從表面上看,結構貌似並不複雜。

但有時候,看起來越是簡單的東西,往往就越複雜。最近,上汽榮威舉辦了一場關於榮威D7 DMH插混系統的深度技術分享會。趁這個機會,我們打算和大家好好聊聊榮威的這套DMH插電混動系統,看看在P1+P3這個國產插混車常見的結構下,榮威到底做了什麼創新。

插混車整個動力系統一個分為4個模塊:ICE(油機)、EV(電機)和連結這兩個驅動裝置的混動專用變速箱,以及電控系統。而整個系統的核心,也是決定一套插混系統傳動效率的機械裝置,就是混動專用變速箱。

這個變速箱和我們傳統認知上的AT、CVT和雙離合之類的變速箱有著結構上的明顯區別。首先大家必須知道的一個事實是,混動專用變速箱不是單純的齒輪傳動裝置,而是結合了傳統變速箱和驅動電機的復合型機電一體化結構。

混動專用變速箱有三條軸,一條連結發動機曲軸端,稱之為輸入軸,或稱1軸。第二條是輸出軸,或稱3軸,用於把發動機的動力輸出到變速箱外的其他結構上,1軸和3軸不是硬連接的,因此需要一條中間軸,用於在1和3兩條軸之間傳遞能量,這條中間軸叫2軸。

而因為插混車需要實現發動機停機狀態下的純電行駛,而又因為插混車的整體結構其實接近燃油車而非純電車,因此這種車的驅動電機,是要安裝在變速箱結構里,在發動機停機時實現純電驅動的。驅動電機P安裝的位置,就是現在混動專用變速箱幾種構型的區別。

目前大多數國產插混車採用的是P1+P3構型,通過上面的結構解析我們可以知道,P1就是輸入軸有一台電機,P3是輸出軸有一台電機,也就是說,P1+P3構型實際上安裝了2台電機。

看到這裡你可能要說,那P1+P3構型的電機出力,是不是要比單P2構型來得更猛呢?畢竟兩個電機啊?並非如此,變速箱區域的可用區域其實不大,要裝兩個電機,每個電機的功率輸出必然不可能比一個大的單電機更大,因此單P2構型和P1+P3構型之間,其實不存在電機出力的差異,更多的只是結構上的區別而已。

在清楚了P1+P3構型到底是咋回事之後,我們接下來聊聊榮威的DMH插混系統對於這個構型到底做了什麼優化。首先是P1電機部分,這也是這套系統在結構上優化最大的地方。簡單來說,榮威D7 DMH系統的P1電機採用了同軸且集成在殼體內的設計,大幅度改善了P1電機的噪音振動等諸多先天問題。

看蒙了吧?我們一個個來解釋。首先是「同軸P1電機」,我們前面說到,放在P1和P3軸上的是驅動電機,驅動電機的體型是很大的,絕大多數的變速箱構型中,因為變速箱本體是沒有辦法容納這麼大型的驅動電機的,因此一般會把P1軸的驅動電機放在變速箱殼體外面,通過一條單獨的傳動軸或傳動齒輪和P1端齒輪連接。這叫異軸電機設計,而這,就是P1端經常出現高頻噪聲及某個特定速度下共振音的元兇。

榮威的DMH所做的事情,就是把P1電機完全封裝在了P1軸內部,具體結構如圖所示,而且實現了和P1軸的同軸設計。這個做法有兩個好處,第一,同軸設計完全消除了所有因為異軸設計會出現的諸如高頻噪聲之類的技術難題,而且因為電機共振點可以設計為和P1齒輪及變速箱殼體相近,因此在特定速度下,P1電機的整體共振特性會大幅度減弱。

這個技術改良帶來的好處在於,榮威D7 DMH無論在任何工況下,用戶是基本聽不到電機噪音的,因為插混系統帶來的某些奇怪的車內共振聲音也完全消失。簡單來說,P1同軸電機能讓整台車的NVH瞬間拔高一個層次。

說完了在結構上實現了巨大改變的P1電機,我們接下來聊聊P3電機。根據變速箱殼體的尺寸和整套插混系統的整合度來看,目前是沒有辦法把P3電機也整合進P3軸內部的,所以DMH系統的P3電機仍然採用和其他系統相同的異軸設計,但這並不是我們要討論的重點。

我們的重點在於,P3電機在定子和轉子部分做了很多技術升級。例如轉子採用了插片式設計,插片式轉子繞組能讓電機在高速運轉的時候,使得來自轉子繞組間的漏電率和嘯叫率大幅度降低。

另外一個技術升級點來自於定子部分,DMH系統的P3電機定子採用了扁線繞組設計,這個其實不是新技術,現在部分國產車企已經應用扁線繞組了。但關鍵在於,這個定子繞組的Pin還特別進行了補強設計。Pin這個東西沒有中文名,它的作用是把高壓電流引入定子。而在高電流高電壓工況(也就是電機全力發力的時候)下,Pin的焊接工藝會引起電流通過的紋波率。大家別小看了這個紋波率,如果紋波過高,是會直接影響電機在大負荷下的電能損失的。換句話說,Pin這東西的焊接工藝優劣,直接影響電機在高速運轉下的耗電量。

榮威D7 DMH這套插混系統除了針對P1和P3電機做了各種技術改良外,其實還有一個看不見摸不著的技術升級:高度集成化的電控系統。電控系統的重要性不言而喻,但在技術層面看,電控系統還有一個很重要的技術指標:集成化率。集成化率很好理解,就是這塊電控板能做到多么小。

小的電控板有啥作用呢?對於這類本質上屬於集成電路領域的東西,向來都有一個「規矩」,集成度越小的東西,零件數量越多,故障率越高,反之亦然。因此更高集成度的電控系統,本身在電子穩定性上就更高,更不容易出現因電控系統本身導致的各種奇奇怪怪的問題。

說白了,電控系統的集成度越高,車子長期使用的穩定性就越高。

實際上榮威D7這套DMH插混系統,我們並沒有過多地介紹它在一些顯性參數上和競爭對手的區別,因為參數這些東西,相對來說是很好調的,高几個甚至十幾個千瓦的輸出其實並不難,但難就難在對整套系統進行核心技術結構上的優化。

而這種優化能力,其實才能真正看出一家車企的技術底蘊和積累。如今擺在我們面前的榮威DMH插混系統,以及搭載這套系統的榮威D7,就是上汽榮威技術能力的一個顯然例證。

文章來源: https://twgreatdaily.com/zh-my/c1f849458cf48f7f9a4710cc34ccc49e.html