長城汽車共設計有三款不同構型的混動系統(Hi4系統(搭載車型P13-2擋方案、P2-4擋方案)、Hi4-T(搭載車型P2-9擋方案)、Hi4-Z(P2-4擋方案),在這里闡述一點,之所以長城汽車喜歡P2方案,一種原因在于其第一款混動車型就是P2混動架構,同時長城汽車的在售車型均為越野SUV或城市SUV,因其P2電機具備更強的扭矩輸出能力及性能參數,所以很多企業均喜歡并擅長使用P2混動構型。
并且因其長城汽車公司有完善的動力總成設計能力,故而在設計混動系統構型會顯的得心應手,該混動系統的設計理念在于托傳統動力優勢并將其發揮到極致,類似于豐田汽車的混動路線(豐田混動路線并不只是我們看到的功率分流,其混動路線共有4種路線,針對的是不同的混動車型,并且售后市場均可看到),如圖1、圖2所示。
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圖1 Hi4-Z混動變速器截面示意圖
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圖2 Hi4-Z混動變速器各系統示意圖
2、混動工作模式
基于其Hi4-Z混動架構,可以實現純電兩驅、純電四驅、、增程模式1st、增程模式2nd、并聯直驅模式(1st、2nd、3rd)、行星排無級變速模式、發動機直驅模式(1st、2nd、3rd)等模式是全球唯一一個具備這么多模式的混動系統架構,同時扭矩交互可實現無縫換擋動力輸出,使輸出動力更線性。其他混動模式均為普通,主要介紹一下行星排無級變速模式——核心思想是油給電續航,電給油變速的同時,實現更高效的油電混合理念,適合城區工況或偏低速的越野模式工況,兼顧P2電機的充電效能的同時,還能更大效能發揮發動機的能力,實現高壓電池SOC的輸出。如圖3所示。
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圖3 2.0T與3.0T發動機數據示意圖
3、幾個關鍵的模塊
C0濕式離合器
本質上來講離合器作為扭矩器件而言,并不適合在此應用及搭載,采用其原因在于通過熱管理系統技術來強化離合器的弱項,同時P2-DCT項目與DCT項目的成功量產,使其熟知并掌握了離合器的控制難度,當然,也可通過變矩器(這點在本田的混動系統就可以看到,相比變矩器而言,離合器的能力上有些牽強,但其成本便宜且夠用就可以了,或者采用電矩器也可實現相同的功能(當然目前很多專家只是提及此技術,并不知其核心內涵,不在此進行介紹);
P2電機內嵌行星系
這一特點也是其德國專家所推薦的(可在9HAT混動變速器上找到答案),通過將電機轉子+行星系集成-嵌合組成成單一模塊,方便整套系統的裝配與轉運;其電機控制模塊為自制方案-1200V碳化硅(800V電壓平臺,增加升壓模塊,可達到1000V的效果,實現可高效的充電時間);如圖4所示。電機采用扁線油冷電機,類似于后續自制的9HAT項目中的P2模塊。
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圖4 混動變速器-行星齒輪機構示意圖
3前1倒變速器
顧名思義3個前進擋、1個倒車擋,為什么增加1個倒車擋的原因在于,車型需要有倒車功能(并沒有采用電機倒轉實現倒車,而是單獨設計了一個倒車機構),由此可以看出此款車型并非只是單獨銷售國內市場,而是更多考慮到拉美或中亞地區;從拆解視頻看出,其依然采用經典的機電式變速轂換擋方案,從此可以看到長城汽車的技術傳承,擋位切換單元為同步器方案(2個同步器,實現4個擋位的動作),并未涉及有制動器等其他單元;TCU控制單元與早期的Hi4的控制單元為同一個零件;如圖5所示;
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圖5 混動變速器-變速轂示意圖
集成球籠式輸出
采用集成球籠式方案,可縮短半軸的軸向長度的同時,也進一步提升了扭矩密度與功率密度,從這也看到了傳承的影子(聽聞前期長城汽車曾預言過一款扭矩管理器系統,當時的結構特點也曾采用過);如圖6所示。
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圖6 集成球籠式輸出示意圖
總結
從其系統可以看到,在新能源時代背景下,現較于新能源龍頭企業而言,很多車企傳承于以往的結構或設計理念, 采用平臺化設計理念,采用常用結構或性能指標的同時,降低了開發成本及設計風險點,并為同行提供了更多的參考案例。