混动发动机设计正向开发技术探讨(1)

原创 电动车千人会 2023-12-22 18:30

混动发动机设计

正向开发技术探讨(1)

电动车千人会

市场上混动车型发动机有采用前排气,也有采用后排气,对于混动整车需求,更偏向使用前排还是后排呢,下面进行相关探讨。

图1为后排气布置,即排气在后面,靠近电池舱位置;

图2为前排气布置,即排气在机舱,靠近车头前端位置。

图1 混动系统发动机后排气

图2 混动系统发动机前排气



探讨如下:

1.

采用前排方式,主要给电池设计预留更大空间,包括电池热管理、电池热均衡更容易控制和实现较佳效果;而采用后排方式,更有利于排放物优化提升,排气尺寸空间减小,排气成本有所降低,主要的排气热在前机舱,需要解决前机舱热管理问题更多。混动整车底盘布置如图3所示。

前排更利于电池,后排更利于前机舱。


2.

前排布置更有利于前驱电机布置,如果只做后驱,前排和后排在布置上差异不大;


3.

混动车型,因为电机的使用,发动机都趋于更换小发动机(例如原始传统车型匹配2.0TD发动机,更新为混动后匹配1.5TD发动机),这样混动车型在中低速发动机负荷走大,排气温度升高,前排更有利于排气散热;

4.

尤其是PHEV馈电状态,相当于小马拉大车,对于发动机高转速高负荷使用更剧烈,排气热量更高,前排更有利于排气散热;


5.

后排需要面对的是夏季高温,停机后排气周围的热害问题,尤其是对于电池影响,这块采用风机辅助可行性和效果都不是太理想;


6.

从布置角度,前排排气空间较大,重心较高,而后排布置空间小,重心较低;


7.

前排或者后排一般都是主机厂前期设计的产品平台已固定。所以如果如果是前排布置,需要解决的是前机舱热管理;如果是后排布置需要解决电池热管理;根据自身发动机产品在后续布置开发中侧重解决温度有所差异。主要从以下几个方面着重考虑:

7.1 机舱热管理

7.2 电池热管理

7.3 PHEV运行特性需求

7.4 电机布置需求

7.5 排放布置需求

7.6 控制器布置需求

7.7 总体效率


8.

传统车升级为混动,新引进的是电机和电池系统,对于这两个新系统需要解决的问题和难度相对更大些,


9.

前排和后排面临的问题不同,实际产品都有存在,根据前后排布置来完成混动系统优化和问题规避,都可以实现混动车型成功开发。而对于未来如有全新设计的一款发动机,考虑前排或者后排的采用需要从技术、存在问题解决难度、成本、排放、热管理等多方面来考虑(参考7)。

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