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混动结构深度对比:荣威550 PHEV的EDU与本田雅阁的iMMD

对混合动力构型感兴趣的朋友,如果对荣威550 PHEV搭载的EDU混动系统和本田雅阁的iMMD稍加关注,就会有这样疑惑:这两个混合动力构型看起来几乎没有什么差别。 

没错,其实从混合动力系统构型的分类来说,两者的确同属于一种混联式混合动力构型:串并联。 

串并联和功率分流是混联式混合动力最常见的两种构型。最为典型的代表就是本田iMMD与丰田THS,两种构型最大的区别就是功率分流使用了行星齿轮排,也叫作功率分流器或者eCVT,对发动机的输出功率进行分配;而串并联则通过控制离合器的开合实现不同的混动模式。 

那么同为串并联的iMMD与荣威550 PHEV的混合动力系统区别在哪里呢? 

一、两者实现变速的方式不同:荣威550PHEV 有一个真正的两档变速器,iMMD则通过不同的轴系结构实现了变速。 

荣威550 PHEV的混合动力系统核心是一套电驱动变速箱,叫做EDU。它的结构原理如下图:

                                              image.png

EDU原理示意图 

EDU的主要构成包括与发动机直连的ISG电机与主驱动电机(TM),在两者之间有两个离合器(C1常开离合器、C2常闭离合器),C1和C2之间是一个差速器,从差速器连接的变速箱,通过与两对变速齿轮之一的齿轮啮合,对外输出动力。这张图和题目里面的图是一个意思,不过这一张更加接近EDU实际的物理结构,见下图。

image.png

EDU结构示意图 

通过离合器不同的闭合方式,EDU可以实现纯电驱动、串联、并联、制动回馈等不同工作模式。举其中三个模式(纯电、串联、并联)为例,我简单画了一下功率流动路线的示意图,如下所示:

微信截图_20170815084951.png 

在以上三张图的标示中,动力都是通过变速器的一个档位输出的(即左侧的一对齿轮)。加上变速器有两个档位,仅上述三个模式,实际上就可以变为六个模式。 

那么为什么要有这个两档变速器呢?是因为多了变速比这一自由度,就可以对电机和发动机的工作点进行调节。通过换挡,可以让电机在纯电模式起步时在车轮端输出更大的扭矩(动力更强);也可以在并联模式下,通过档位的切换让电机和发动机运行在效率更高的区域(油耗更低),由于电机的高效区较大,这一点对于发动机的意义更为重要。 

iMMD却没有这个真实的变速器,却并不意味着iMMD的自由度更低。原因在于:iMMD比EDU多一个轴。EDU的两个电机和发动机在同一个轴上,动力输出在另一根轴,这意味着在并联模式下,电机和发动机保持着相同的转速,正是因为添加了变速箱,才有了两个不同的速比。而iMMD的发动机和驱动电机在两根轴上,动力输出在第三根轴。当在并联模式下进行输出时,电机和发动机可以在不同转速进行运行,这便是iMMD所多出的自由度。 

正是因为这一特征,iMMD在发动机运行时,可以通过调整电机的输出功率来对发动机的工作点进行调节,让发动机始终保持在更高效率的工作区间。

image.png

iMMD发动机工作点的优化控制 

二、两者的轴系设计不同:EDU有两根轴,iMMD有三根轴。

这一区别实际上在上一节中已经谈到了,这里再就这个特点多说几句。

这是iMMD的实物图和机械示意图:

image.png

iMMD实物图,包括发动机和双电机 

把右图放大来看:

image.png

iMMD的eCVT截面图 

从图中可以很清楚得看到三个轴的分布,自上而下分别是发动机、电机/发电机和输出轴。电机和发电机从图中看起来是在一根轴上的,实则不然,两者分别是两根轴,以空心轴的形式套在一起。也就是说,主驱动电机的驱动轴是一根空心轴。 

这样高集成度的设计无疑减少了整个系统的体积,这对于轿车的布置来说意义重大。但后果是带来了难题:一是空心轴的强度,二是两个轴的对中,三是轴系和电机的冷却。本田和供应商NSK解决了这些问题,但这些问题对于其他的厂家来说,可能是非常难以克服的。所以iMMD的系统结构看起来容易,想复制它却非常困难。 

所以我们看到EDU选择了两根轴加变速器的方案。代价是整个系统比iMMD更宽(当然,iMMD尺寸上也不是完全占优,它比EDU高一点)。

image.pngimage.png

雅阁混动与荣威550的前发动机舱照片,可以看到550更宽一些 

我非常佩服iMMD的技术,在它的背后是日本强大的基础工业展现的精密加工能力。对于上汽荣威550呢,我同样要树起大拇指,即便不如iMMD,要实现这一套双电机系统的集成、冷却和控制,亦非易事。 

如果说这些年来,中国汽车制造的进步体现在哪里?从这辆车身上,就看得到进步。

参考资料:

1.http://www.kjdb.org/CN/abstract/abstract13500.shtml

2.http://blogs.youwheel.com/wp-content/uploads/2015/03/Development_SPORT_HYBRID_i-MMD_Control_System_2014_Accord.pdf

3.http://prius-pt.com/cafe/cfs-filesystemfile.ashx/__key/CommunityServer.Components.UserFiles/00.00.00.23.01.Honda/Development-of-Motor-and-PCU-for-a-SPORT-HYBRID-i_2D00_MMD-System.pdf

来源:第一电动网

作者:姚青弋

本文地址:https://www.d1ev.com/kol/55138

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