【原创】2024年度国内外主流双电机混动技术(二)---架构解析②

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2024年度国内外主流双电机混动技术(一)

---控制解析

长城DHT混动的动力系统包括发动机、两档混动耦合机构、锂电池、MCU电机控制器、DCDC等，主要实现发动机、发电机、电动机的电与油合理匹配使用。两档使用增强了动力性表现，策略也对应发动机扭矩与电动机扭矩叠加的并联为主。如图4-1所示。

图4-1 系统构成

根据长城DHT结构，主要包括14个系统零部件，组成了混动耦合机构，因为两档的使用，零部件数量增加，成本也相应增加。主体系统为电驱系统传递、发动机系统传递、发电系统传递、主减速差速总成、两档机构、离合机构（采用电子离合器），发动机动力和纯电动力输出到车轮，动力输出共用主减差速机构。增程发电时离合器断开、发动机直驱时离合器接合，同时发电机空转，具体如图4-2所示。

图4-2 传动简图

长城混动系统工作模式主要分为三大模式，纯电动驱动模式、混动驱动模式和发动机直驱模式，其中发动机驱动又分为一档和两档运行状态。混动驱动模式主要是并联驱动。发动机直驱模式主要是仅发动机驱动和发动机驱动同时发电；还有发动机驱动和电机驱动一起扭矩叠加的并联模式，主要占比模式为并联驱动，如图4-3、图4-4所示。

图4-3 工作模式1

图4-4 工作模式2

值得注意的是，长城DHT混动系统在某些产品工况具备发电机电驱动功能，能够实现总驱动=TM电机+GM电机+发动机三动力同时驱动模式，实现更好的动力驾驶体验。

广汽GMC混动的动力系统包括发动机、混动耦合机构、锂电池、MCU电机控制器等，主要实现发动机、发电机、电动机的电与油合理匹配使用。广汽GMC是国内最先推入市场的双电机混动，GMC系统的发动机与发电机同轴布置，采用了液压离合结构。如图5-1所示。

图5-1 系统构成

广汽GMC混动结构，主要包括8个系统零部件，组成了混动耦合机构，GMC混动结构零部件较少，结构相对简单。主体系统为电驱系统传递、发动机系统传递、发电系统传递、主减速差速总成、离合机构，发动机动力和纯电动力输出到车轮，动力输出共用主减差速机构。增程发电时离合器断开、发动机直驱时离合器接合，同时发电机空转，具体如图5-2所示。

图5-2 传动简图

广汽GMC混动系统工作模式主要分为三大模式，纯电动驱动模式、混动驱动模式和发动机直驱模式。混动驱动模式主要是串联驱动。发动机直驱模式主要是仅发动机驱动和发动机驱动同时发电，如图5-3所示。

图5-3 工作模式

上汽EDU混动的动力系统包括发动机、混动耦合机构、锂电池、MCU电机控制器、驻车机构、换挡机构等，主要实现发动机、发电机、电动机的电与油合理匹配使用。上汽EDU也是国内比较早推入市场的双电机两档混动，发动机、发电机与电动机同轴布置，轴向空间较长。采用了液压离合和换挡结构，如图6-1所示。

图6-1 系统构成

上汽EDU混动结构，主要包括10个系统零部件，组成了混动耦合机构，EDU混动结构采用两档，同时可以实现发动机两档和电动机两档。动力系统同轴布置，结构较复杂，轴向空间占比较大，一般小型车不适用。主体系统为电驱系统传递、发动机系统传递、发电系统传递、主减速差速总成、离合换挡机构，发动机动力、纯电动力输出到车轮，动力输出共用主减差速机构。增程发电时离合器断开、发动机直驱时离合器接合，同时发电机空转，具体如图6-2所示。

图6-2 传动简图

广汽GMC混动系统工作模式主要分为三大模式，纯电动驱动模式、混动驱动模式和发动机直驱模式。发动机直驱模式主要是仅发动机驱动和发动机驱动同时发电，可实现整车发动机驱动两档和电动机驱动两档，如图6-3、图6-4、图6-5所示。

图6-3 工作模式1

图6-4 工作模式2

图6-5 工作模式3

长按GKN混动的动力系统包括发动机、混动耦合机构、锂电池、MCU电机控制器等，主要实现发动机、发电机、电动机的电与油合理匹配使用。长按GKN是直接采用GKN混动变速箱产品，双电机平行布置，因为是水冷电机，所以空间体积较大。如图7-1所示。

图7-1 系统构成

长安GKN混动结构，主要包括11个系统零部件，组成了混动耦合机构。主体系统为电驱系统传递、发动机系统传递、发电系统传递、主减速差速总成、离合机构，发动机动力和纯电动力输出到车轮，动力输出共用主减差速机构。增程发电时离合器断开、发动机直驱时离合器接合，同时发电机空转，具体如图7-2所示。

图7-2 传动简图

长按GKN混动系统工作模式主要分为三大模式，纯电动驱动模式、混动驱动模式和发动机直驱模式。发动机直驱模式主要是仅发动机驱动和发动机驱动同时发电，如图7-3所示。

图7-3 工作模式

混动构型以丰田功率分流、本田双电机、日产增程为主要混动架构，国内外其它混动构型皆以这三种为源头，进行相应更改设计，针对这三种构型进行对比分析，可以看到三种混动架构如出一辙，只是机械结构做了相应更改以及发动机是不是带有离合器。对于混动构型差异不大，苏途同归，差异较大的还是控制策略。混动构型对比如图8-1所示。

图8-1 混动构型对比

丰田功率分流、本田双电机、日产增程三种基本构型运行工况对比显示，主要的混动模式都是纯电模式、增程模式、混动模式、发动机直驱模式（日产增程不存在）、能量回收模式、怠速充电模式等，日产增程与其它两种混动模式主要差别是发动机不参与直接驱动车轮。运行模式对比如图8-2所示。

图8-2 运行模式对比

通过混动构型和模式对比可以看出，机械结构原理一致，会采用不同机械形式来实现不同模式驱动。总体运行模式也类似，有很多重叠模式，运行模式细节差异通过控制策略和各个动力部件控制阀值来实现。