【原创】国内外主流双电机混动技术（三）---结构解析①DHT平台化

DHT混动耦合机构为一款智能多模式驱动系统。该系统主要由阿特金森循环发动机、电动无级变速器、动力电池总成、PCU等组成。匹配主机厂旗下混动车型。该混动耦合机构满足平台化要求，分别匹配的车型基本为A级轿车、B级轿车、紧凑型SUV、中型SUV等，整车整备质量区间在1.5吨-2.0吨，匹配的动力系统基本汇总如下。

发动机：

1.5L排量，自然吸气/增压/增压直喷；

驱动电机A：

最高转速12000rpm-14000rpm，最大扭矩300Nm-400Nm，最大功率130kW-140kW；

驱动电机B: 

最高转速12000rpm-14000rpm，最大扭矩220Nm-270Nm，最大功率100kW-120kW；

传动形式：电机同轴/电机平行轴；

档位数量：1档/2档/3档

离合器形式：液压离合/电子离合

冷却方式：油冷/水冷

电压平台：350V-400V(不升压)/600V-700V（升压）

混动类型：HEV/PHEV

整套DHT混动系统近300个零部件，主要包括无级变速系统、电机系统、液压离合系统、MCU控制总成、壳体总成、驻车机构等。传动、壳体、电机、液压、电子驻车等基本实现了较高的通用化，如表1所示BOM示意平台通用零部件。

表1 通用化BOM示意表

根据混动整车平台定义，现定义为两个整车平台，分别命名为A和B，A平台代表A级别轿车或紧凑型SUV及类似级别车型，B平台代表B级轿车或中大型SUV及类似级别车型。

A平台和B平台DHT混动系统主要的性能参数定义如下表2所示（以常规举例说明）。

表2 DHT平台主要参数及性能

基于以上A和B两个平台性能参数定义，下面对两个平台DHT混动系统总体机构尺寸进行对比说明。

A平台匹配小型车辆，DHT混动耦合机构长度为388mm，宽度为530mm，高度为637mm，DHT连接端面根据A平台使用发动机缸体端面进行匹配设计。如下图1所示。

图1 A平台DHT结构尺寸

B平台匹配中大型车辆，DHT混动耦合机构长度为388mm，宽度为530mm，高度为637mm，DHT连接端面根据B平台使用发动机缸体端面进行匹配设计。如下图2所示。

图2 B平台DHT结构尺寸

通过以上A和B两个混动平台的DHT混动系统对比，两个平台的DHT系统总体尺寸一致，主要的差异是与发动机连接的端面形状不同。

两个平台的混动DHT系统结构尺寸相同，关键的长宽高一致，轴系中心距一致，中心差一致，两个平台的DHT系统结构尺寸汇总对比如下图3所示。

图3 A和B平台DHT结构尺寸对比

目前市场上主流的双电机DHT混动的电机均采用扁线油冷电机，实现高效率、高转速、高动力输出。A和B两个平台电机系统的安装尺寸及外形尺寸相同，冲片叠高也相同。如下图4对比所示。

图4 A和B平台电机结构对比

A平台与B平台电机定子模块和定子冲片相同，A平台相对于B平台电机优化了电机线圈的绕组方式（优化的主要原因是A平台DHT系统开发较延后，开发过程中进行了相关的电机优化，同时又不影响平台化效果）。如下图5所示。

图5 A和B平台电机定子对比

平台A和平台B的电机相比较定子冲片相同，线圈的端部绕组局部做了相应优化，优化后可以减小铜线端部长度，降低铜损。

A平台与B平台电机转子模块相同，A平台电机转子平衡板做了相应优化。如下图6所示对比。

图6 A和B平台电机转子对比

A平台与比平台电机相比较转子平衡板上的减重槽做了一定优化，减重设计更极致，重量更轻。

A平台与B平台相比冷却做了简配优化，同时对于温度传感器也做了简配，A平台电机成本优化更极致。如下图7对比所示。

图7 A和B平台电机冷却及监测对比

A平台与B平台相比较定子冷却油管由三个减少为两个（A平台电机与B平台结构尺寸相同，A平台电机输出较小，冷却要求较低），同时去掉了发电机上的定子温度传感器。

传动系统中的A和B两个平台齿轮传动系统几乎没变化，只是A平台在发电机轴中心孔增加润滑油节流挡片装置。如下图8所示对比。

图8 A和B平台传动系对比

A平台与B平台相比在发电机轴内增加了带孔的挡油片，重新优化了冷却油量分配，同时小孔直径较小，提升了液压油流速，提高了冷却效果。

系统A级与B级相比离合器模块没有太大变化，液压模块取消了一个电磁阀。如下图9所示对比。

图9 A和B平台液压离合系统对比

A平台与B平台相比，离合器相同，但A平台的液压模块取消了一个电磁阀，该电磁阀去掉以后会增加冷却油路的流量，更有利于电机冷却。

A平台与B平台相比，在液压油路上进行了相应的优化改进。如下图10所示对比。

图10 A和B平台液压油路对比

 A平台与B平台液压油路相比，在离合器冷却润滑油路上加装钢丝滤网，可以提高过滤润滑油中更细微的杂质，提高离合器端油路的清洁度，增加了对离合器片的防护。A平台的

电机冷却进油管整合到与电机定子油管一个进油口，减少了零部件数量。

A平台与B平台DHT传动系统壳体主要差别为与发动机结合的前壳体，前壳体的设计根据匹配发动机后端缸体差异进行相应的优化匹配设计，前壳体端面可能设计多种接合款式，根据搭载不同的发动机动力进行相应调整。如下图11所示。

为优化A平台电机冷却油路，降低系统成本，对布置电机定转子冷却油路的后壳体进行了优化设计调整。

图11 A和B平台壳体对比

A平台与B平台相比，前壳体根据匹配的发动机不同做了相应调整，后壳体根据油道变化也进行了修改。

A平台与B平台DHT系统相比较整体结构变化不大，两个平台系统零部件的通用化率较高，平台的适应性调整主要变化体现在一些零部件的优化改进方面。除本报告中描述列出的差异件之外，其他零部件基本可以通用。A平台与B平台DHT系统示意如下图12所示。

图12 A和B平台DHT系统对比

DHT系统的设计开发中必须考虑平台化，首先满足各个平台多款车型的DHT混动系统搭载，同时要实现各平台DHT系统高通用化设计，DHT混动系统平台设计开发需要尽量满足以下几个方面的要求。

1.DHT系统平台化设计满足多款车型搭载匹配，一般按照最紧凑的机舱布置空间进行外形尺寸控制设计；

2.DHT系统平台化设计根据不同车型平台性能要求，可以进行局部适应性更改，能够获得

该平台更好的性能发挥，但要保证优化改进部分数量，控制一定的通用化率要求，一般尽量做到DHT平台通用化率达到80%以上（螺栓、堵头等小零部件不计入）；

3.DHT混动系统设计开发平台化考虑必须在概念设计就要进行，要结合开发中定义搭载的车型以及后续开发规划的车型，搭载的车型定义要完善准确；

4.DHT混动系统设计平台化要根据车型需求，进行增减配置，在满足整车性能需求的前提下，实现车型适用后最好的性价比。