干货 一篇看懂「长安蓝鲸iDD混动系统」的「电驱变速器」
「长安蓝鲸iDD混动系统」(后简称「蓝鲸iDD」)主要由「混动专用发动机」、「电驱变速器」、「PHEV 电池」以及「控制系统」四大部分组成,本文主要阐述其中的「电驱变速器」。关于「蓝鲸iDD」更多内容,可回看本专栏中的万字解读长文,这里不展开赘述。
「电驱变速器」属于单电机(P2)并联式混动架构,主要由集成式的「三离合器」、「P2电机」、6速的定轴式「变速机构」以及「高压液压控制系统」等组件构成。
「蓝鲸iDD」的「电驱变速器」最大结构亮点在于,将3组「离合器」集成在「P2电机」中, 「转子」的内壁支架为整个「 离合器组」提供支撑,故此,缩短了整个「变速器」的轴向长度,故此,根据官方资料该「电驱变速器」的轴向长度控制在了415mm左右,可适配A~C级的车型平台。
如果你对传统「双离合变速器」的结构比较熟悉的话,那看「蓝鲸iDD」的「电驱变速器」就比较简单。
其连接特点在于通过「离合器」(K0)将「发动机」与「P2电机」的转扭耦合,故此,两者汇总的功率都可以在6速「变速机构」中得到调节。
混动模式1挡:「发动机」的功率通过「离合器」(K0)与「P2电机」的功率共同进入「变速机构」,当「离合器」(K1)闭合时,功率流则从「输入1轴」流向「变速齿轮」,比如当「同步器」(S1)切换至「1挡齿轮」时,功率流进从「输出1轴」流出,最终通过「减速齿轮」和「差速器」等机构到达「车轮」。
混动模式2挡:而当「离合器」(K2)闭合时,功率流则从空心轴(「输入2轴」)流向「变速齿轮」,比如当「同步器」(S4)切换至「2挡齿轮」时,功率流进从「输出2轴」流出。当然,也可以从「输入1轴」流入「输入2轴」流出,或者「输入2轴」流入「输入1轴」。这就是接下来详解的变速原理。
仍以混动模式(并联)来分析「电驱变速器」的变速原理,此前我们已经分析了1挡和2挡的变速原理,可以通过上面的动图一览6个前进挡和倒挡的原理。然后简介余下几个挡位的变速原理:
混动模式3挡:「离合器」(K1)闭合时,功率流则从「输入1轴」流向「变速齿轮」,比如当「同步器」(S3)切换至「3挡齿轮」时,功率流进从「输出2轴」流出;
混动模式4挡:「离合器」(K2)闭合时,功率流则从「输入2轴」流向「变速齿轮」,比如当「同步器」(S2)切换至「4挡齿轮」时,功率流进从「输出1轴」流出;
混动模式5挡:「离合器」(K1)闭合时,功率流则从「输入1轴」流向「变速齿轮」,比如当「同步器」(S1)切换至「5挡齿轮」时,功率流进从「输出1轴」流出;
混动模式6挡:「离合器」(K2)闭合时,功率流则从「输入2轴」流向「变速齿轮」,比如当「同步器」(S4)切换至「6挡齿轮」时,功率流进从「输出2轴」流出;
倒挡:「离合器」(K2)闭合时,功率流则从「输入2轴」流向「变速齿轮」,比如当「同步器」(S2)切换至「倒挡齿轮」时,功率流进从「输出2轴」流出。不过这里要解释一下,倒挡一般不会进入混动模式,通常以纯电驱动为主,此处,主要为了解释变速的原理。
汇总一张变速机构的工作原理表,方便大家更好地理解其变速原理。变速的核心逻辑是:
·「离合器」(K1)控制切入「输入1轴」(即1、3、5挡齿轮所在的轴)。「离合器」(K2)控制切入「输入2轴」(即2、3、6和R挡齿轮所在的轴);
·「同步器」(S1)调节切入1、5挡;「同步器」(S2)调节切入4、R挡;「同步器」(S3)调节切入3挡;「同步器」(S2)调节切入2、6挡。
「蓝鲸iDD」的「电驱变速器」提供了主要5种工作模式,也是我们比较熟悉的纯电模式、混动模式、发动机直驱、充电模式和能量回收模式。我们还是以日常生活场景为例,比如从公司回家的场景:
当发动汽车时,「P2电机」从动力电池中获取电能,直接驱动汽车开始行驶,「P2电机」在低速下能提供较大的扭矩,而且噪音小,没有发动机那样的抖动。当我驶出公司所在的园区后,我会缓慢的提速,「P2电机」会持续驱动汽车,「电驱变速器」会为「P2电机」进行换挡调速。
当我遇到前车速度较慢,想要超车时,我会深点加速踏板,系统判定我对轮端的转扭需求超出了「P2电机」所能供给动力的合理范围,「发动机」启动,「离合器」(K0)闭合,从而进入混动模式。「发动机」与「P2电机」共同发力驱动汽车。
接着我们会走一段高速公路,在这种保持中高速巡航的路况下,「电驱变速器」让「发动机」作为主要的驱动源,进入发动机直驱模式,「P2电机」随时待命,准备介入驱动。
而在直驱模式下,当扭矩和功率的要求进一步缩小,此时控制系统会时刻观察「发动机」工作状态,若「发动机」在最佳工况区域内,还有多余的功率,便会让「发动机」带动「P2电机」发电。
若我们遇到了拥堵路段,准备降低速度,踩下制动踏板时,这个系统进入能量回收模式,此时「发动机」可以空转带动「P2电机」发电,如果此时已经是纯电模式,「发动机」并未工作,那么直接由「P2电机」回收制动能量,进行发电。
到家楼下停车后,若家里没有充电桩,又想为「电池」补能,那么就可以让「发动机」继续怠速工作,即进入怠速充电模式。
汇总了一张工作模式和组件的对应表,帮助大家更精确地理解「蓝鲸iDD」的「电驱变速器」工作原理。
以2挡为例,上图(动图)展示不同工作模式下「电驱变速器」的具体工作原理,大家可以配合上面的表格对应理解。
「长安蓝鲸iDD」的「电驱变速器」属于单电机(P2)并联式混动架构,通过新增「离合器」(K0)将「发动机」介入到动力系统中,「P2电机」可单独驱动汽车,也可与「发动机」并联驱动;
「电驱变速器」的变速逻辑与6速的「双离合变速器」基本逻辑相似,且两个动力源都可以通过6速的「变速机」调速;
「电驱变速器」最大的亮点在于三离合集成技术,相比此前大部分单电机并联架构的混动变速器轴向距离更短,更多的技术亮点,可以在此前的解读文章中了解。
最后的最后,原创图表不容易,求一个三连,不过分吧~~我们下一个【干货篇】,不见不散~~