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混動百科 | 為什麼混動汽車會用到好幾個電機?原來策略是這樣的

終於,來到「Px電機架構」的最後一篇,我們來彙總一下此前的內容。

多樣的混動系統策略

當初步瞭解了每個位置「Px電機」的作用後,會發現一個有趣的現象:主機廠很少會採用單獨一個「Px電機」,而是將幾個「Px電機」以「串聯」、「並聯」或「串並聯」的方式連線在一起,最終將「發動機」、「變速器」、「Px電機」和「電池」等元件構建起一套屬於自己的『混動汽車系統』。

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沃爾沃S60L PHEV,採用P1P4電機架構的混動系統

有些主機廠會採用將「電機」作為輔助動力,使用直驅「車輪」的「P4電機」與「發動機」 領銜的燃油動力總成,以「並聯」的形式構建成一套混合動力系統。由於「P4電機」的加入,必須配合48V的高壓「電池」以及為保持電量的「發電機」(「P0電機」或「P1電機」)。

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寶馬i8,採用P0P4電機架構的混動系統

這樣的「混動系統」帶來了幾個優勢:

1. 結構調整簡單:

在傳統燃油汽車的架構上,增加電驅元件並最佳化原有的元件即可實現;

2. 減小「發動機」排量:

由於「驅動電機」的加入,可減小「發動機」的排量(比如將四缸發動機換成三缸發動機……)卻仍然可以保持原來的功率和扭矩;

3. 更容易地實現多種模式:

比如使用「P4電機架構」的車型,更容易實現四驅模式,同時還可省去了傳統汽車上連線「前後橋」的「傳動軸」、「差速器」等部件。

純電驅動的道路

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可直接驅動車輪的P2電機

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更接近車輪的P3電機

當然,這種「混動系統」的邏輯更趨向於『做加法』的邏輯,而有些主機廠則選擇了讓「發動機」退居幕後,而讓「電機」走到臺前,成為驅動的主力。於是我們就可以看到位於「輸出軸」上努力工作的「P2電機」,以及更接近「車輪」的「P3電機」。

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本田i-MMD混動系統中忙著驅動的P3電機(動圖)

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以驅動為己任的P3電機,以及以增程為主的發動機

「電機」與「發動機」以「串聯」或「串並聯」(又稱「混聯」)的形式進行連線,構成了混合程度更高的動力總成,大幅提升了『電驅』工況的時長,而「發動機」在這樣的「混動系統」中,更多地扮演著「增程器」的作用,也就是用來發電。

『不分你我』的混動

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基於P2電機的整合思路

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基於P3電機的整合思路

更有些主機廠選擇了一條將燃油動力與電動力全盤融合的道路,於是他們將「P2電機」或「P3電機」整合到傳統汽車的「變速器」中,並獨樹一幟地形成了「P2。5電機架構」。

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將電機整合在雙離合變速器的一根軸上(動圖)

比如將「P2電機」整合在「雙離合變速器」一根軸上的『單電機雙離合派』,利用一個「離合器」(上圖中的「C2離合器」)進行純電驅動、混動驅動和發動機直連三種模式的切換。

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雙電機配合行星齒輪組構建的混動系統(動圖)

也有將整合更深一步的『雙電機動力分流派』,一顆「E-CVT變速器」將「行星齒輪組」的邏輯玩出了新境界。不過無論是『單電機雙離合派』還是『雙電機動力分流派』,兩種混動邏輯都屬於「全(強)混合動力系統」,相比『做加法』的混動邏輯,「P2。5電機架構」帶來最大的優勢就是整合度高,體積小。

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單排行星齒輪在不同工況下的工作邏輯

只是此類「全(強)混合動力系統」也有著一些缺點,比如複雜的內部結構、較高的維護成本、較長的研發和測試期等。就我個人而言,讓我對『雙電機行星齒輪組派』充滿好奇的原因,除了精密的結構和邏輯,還有其技術背後剪不斷理還亂的『專利戰爭』,喜歡聽故事的小夥伴,評論區刷一波『專利戰爭』吧~~

結束和開始

若各位看完了這萬餘字「Px電機架構」文章,還沒有歸納出一些結論的話,那麼不妨在回顧一下貫穿本章節的這套圖表:

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Px電機架構示意圖(動圖)

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Px電機架構知識彙總

或者只是想得到一個簡短的結論,那不妨這樣理解「Px電機架構」:

1. 「P0電機」和「P1電機」:「發動機」的好夥伴,發電的小能手;

2. 「P2電機」和「P2.5電機」:離「變速器」很『近』,能發電能驅動;

3. 「P3電機」和「P4電機」:直驅「車輪」的打工人,『乾飯』(用電)小能手。

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按動力系統結構形式的分類

至此,關於「Px電機架構」的章節就全部結束了,但作家三毛曾寫道『結束即是新的開始』,「Px電機架構」對於《混動汽車百科》而言,只是一個開始。正如文首所寫『主機廠很少會採用單獨一個「Px電機」,而是將幾個「Px電機」以「串聯」、「並聯」或「串並聯」的方式連線在一起』,所以下一個章節,我們就來深究一下混合動力系統的結構形式~~