上一期我們淺談了「混聯(lián)式結(jié)構(gòu)」之一的「功率分流」，其結(jié)構(gòu)與邏輯可謂復(fù)雜至極，本期我們來(lái)聊以「本田i-MMD混動(dòng)系統(tǒng)」為代表的另一類「混聯(lián)式結(jié)構(gòu)」。

本田i-MMD混動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

在此前「Px電機(jī)架構(gòu)」的章節(jié)中，我們?cè)?jīng)淺談過(guò)「本田i-MMD混動(dòng)系統(tǒng)」，這套混動(dòng)系統(tǒng)與使用「行星齒輪組」的「功率分流」混動(dòng)變速器最大的結(jié)構(gòu)區(qū)別便是：無(wú)法在「串聯(lián)」、「并聯(lián)」兩個(gè)模式之間做無(wú)縫轉(zhuǎn)換，而兩種模式的切換完全取決于「離合器」的開(kāi)合。換言之，「混動(dòng)變速器」內(nèi)的「功率」要么以「機(jī)械功率」傳遞，要么以「電功率」傳遞，沒(méi)有中間檔。

「本田i-MMD混動(dòng)系統(tǒng)」的兩個(gè)小局限：發(fā)動(dòng)機(jī)和擋位

這種『非黑即白』的選擇模式也帶來(lái)一個(gè)技術(shù)難點(diǎn)——如何克服「串聯(lián)模式」下，傳動(dòng)效率較低的問(wèn)題。由于在「串聯(lián)模式」下由于「發(fā)動(dòng)機(jī)」輸出的「功率」必須通過(guò)兩臺(tái)「電機(jī)」傳輸，也就是要進(jìn)行『「機(jī)械功率」轉(zhuǎn)「電功率」再轉(zhuǎn)「機(jī)械功率」』的多次能量形式的轉(zhuǎn)換，無(wú)法避免的有能量損失。

串聯(lián)模式下，功率傳輸流程距離長(zhǎng)

比如整套「本田i-MMD混動(dòng)系統(tǒng)」傳輸效率在大部分情況下都能達(dá)到95%，但在「串聯(lián)模式」下，雖然此時(shí)的「發(fā)動(dòng)機(jī)」在最佳工況高效率進(jìn)行運(yùn)作，但整體傳輸效率卻還要降低5%，即在90%左右，這個(gè)效率只能說(shuō)是中規(guī)中矩，與「CVT變速器」（無(wú)級(jí)變速器）處于同一水平。

本田i-MMD混動(dòng)系統(tǒng)部件/工況對(duì)照表

故此，在車速超過(guò)70公里/時(shí)的高速巡航工況時(shí)，「本田i-MMD混動(dòng)系統(tǒng)」則會(huì)選擇切換至「并聯(lián)模式」，「發(fā)動(dòng)機(jī)」與「電機(jī)」共同驅(qū)動(dòng)汽車，整套系統(tǒng)的傳輸效率恢復(fù)到最佳狀態(tài)。看到這里大家會(huì)問(wèn)，既然「并聯(lián)模式」的效率更高，那「本田i-MMD混動(dòng)系統(tǒng)」為什么不增加「并聯(lián)模式」的范圍呢？其中的原因大致有2點(diǎn)：

奧托循環(huán)&阿特金森循環(huán)的工作原理

1.「阿特金森發(fā)動(dòng)機(jī)」的限制：考慮到「阿特金森發(fā)動(dòng)機(jī)」的熱效率和燃燒穩(wěn)定性，故此，轉(zhuǎn)速一般只能保持在1200~3000轉(zhuǎn)/分鐘。另外，「阿特金森循環(huán)」在高扭矩的效率不如「奧托循環(huán)」，所以，一般只能用于低、中扭矩區(qū)域。更多關(guān)于「阿特金森發(fā)動(dòng)機(jī)」可查看往期內(nèi)容；

HondaCR-VHybrid（2019）

2.「擋位」限制：目前「本田i-MMD混動(dòng)系統(tǒng)」只給「并聯(lián)模式」配備了一個(gè)「擋位」（「?jìng)鲃?dòng)比」為0.803），相當(dāng)于傳統(tǒng)「變速器」里的6擋，所以，系統(tǒng)將「并聯(lián)模式」的介入時(shí)機(jī)定在70公里/時(shí)。

搭載兩個(gè)凸輪的VTEC發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)

既然知道了局限在哪里，那么我們就可以著手解決。比如「本田i-MMD混動(dòng)系統(tǒng)」從「發(fā)動(dòng)機(jī)」進(jìn)行調(diào)整，選擇搭載「VTEC系統(tǒng)」（VariableValveTimingandValveLiftElectronicControlSystem，即「可變氣門(mén)正時(shí)和升程電子控制系統(tǒng)」）的「發(fā)動(dòng)機(jī)」，旨在使「發(fā)動(dòng)機(jī)」能在「阿特金森循環(huán)」與「奧托循環(huán)」中切換，以滿足「扭矩」匹配的要求。

快速進(jìn)入「并聯(lián)模式」：『多擋位』方案

然而考慮到「發(fā)動(dòng)機(jī)」的經(jīng)濟(jì)性，「本田i-MMD混動(dòng)系統(tǒng)」仍然將「阿特金森循環(huán)」用于多數(shù)的工況。而目前國(guó)內(nèi)的車企在提升「混動(dòng)專用發(fā)動(dòng)機(jī)」「熱效率」的同時(shí)，開(kāi)始在自己的「DHT」（DedicatedHybridTran***ission，即「混合動(dòng)力專用變速器」）增加更多的「擋位」，以便整個(gè)系統(tǒng)更快速地進(jìn)入「并聯(lián)模式」的經(jīng)濟(jì)工況。

長(zhǎng)城檸檬DHT示意圖

這里我們要先來(lái)解釋一下什么叫「DHT」？簡(jiǎn)單地理解便是我們此前提到的所有將雙「電機(jī)」融入「變速器」的『混動(dòng)變速器』總稱。而搭載「DHT」的混動(dòng)系統(tǒng)我們稱其為「DHT混動(dòng)系統(tǒng)」，目前主流的「DHT混動(dòng)系統(tǒng)」都具備以下特點(diǎn)：

長(zhǎng)城檸檬DHT混動(dòng)系統(tǒng)組成部件示意圖

采用「混動(dòng)專用發(fā)動(dòng)機(jī)」：通常為「阿特金森循環(huán)」或深度「米勒循環(huán)」的「發(fā)動(dòng)機(jī)」，峰值熱效率和高效區(qū)范圍遠(yuǎn)比燃油平臺(tái)「發(fā)動(dòng)機(jī)」更出色；更高效的「電機(jī)」：通常采用兩個(gè)『扁線+油冷+高速』配置的「電機(jī)」，擁有功率和扭矩密度高、峰值效率高、高效區(qū)范圍廣、損耗低等特性；結(jié)構(gòu)高度集成化：「電機(jī)」、「變速器」以及「控制器」等部件高度集成，動(dòng)力集成化耦合；多模式，快速切換：包括「發(fā)動(dòng)機(jī)直驅(qū)」、「電機(jī)直驅(qū)」、「串聯(lián)模式」和「并聯(lián)模式」4種對(duì)應(yīng)不同「速域」和「功率」工況的模式。

長(zhǎng)城檸檬DHT結(jié)構(gòu)示意圖

聚焦回『為「DHT」增加「擋位」』的問(wèn)題上，以「長(zhǎng)城檸檬DHT」為例，通過(guò)上圖我們可以看到，其「DHT」擁有2個(gè)「擋位」。

在低車速急加速時(shí)，由于有「1擋」的存在，故此，長(zhǎng)城汽車官宣在40公里/時(shí)左右時(shí)，「發(fā)動(dòng)機(jī)」即可介入動(dòng)力輸出，使得汽車能快速進(jìn)入「并聯(lián)模式」。如此一來(lái)，這套混動(dòng)系統(tǒng)在保證動(dòng)力充沛的同時(shí)，又保證「發(fā)動(dòng)機(jī)」的經(jīng)濟(jì)性。

中高車速全負(fù)荷加速時(shí)，則可以切換至「2擋」，此時(shí)，由于「發(fā)動(dòng)機(jī)」的「功率」被放大，釋放出更大的扭矩，長(zhǎng)城汽車官方宣稱『可比單檔串并聯(lián)架構(gòu)的輪端力矩大1000N·m左右』。

長(zhǎng)城檸檬DHT混動(dòng)系統(tǒng)多種模式（動(dòng)圖）

『兩擋直驅(qū)』應(yīng)該算是「長(zhǎng)城檸檬DHT混動(dòng)系統(tǒng)」最大的特點(diǎn)之一，當(dāng)然，常規(guī)的「純電模式」、「串聯(lián)模式」和「動(dòng)能回收模式」也不會(huì)少。而從混動(dòng)控制的邏輯與工況對(duì)應(yīng)后，我們大致可以歸納如下：

低速工況：車輛采用「純電模式」，內(nèi)部集成高性能驅(qū)動(dòng)「電機(jī)」保證低速爬坡超大馬力，動(dòng)力響應(yīng)迅捷，加速平順，此時(shí)為『零油耗』；

中高速工況：「發(fā)動(dòng)機(jī)」和「電機(jī)」采用「混聯(lián)式」模式，在「并聯(lián)」和「串聯(lián)」中靈活切換，可充分發(fā)揮「發(fā)動(dòng)機(jī)」和「電機(jī)」的雙重驅(qū)動(dòng)能力，保證更好的燃油性；

高速工況：「發(fā)動(dòng)機(jī)」與「電機(jī)」進(jìn)行「并聯(lián)」驅(qū)動(dòng)，提供充沛的動(dòng)力，保證高速路況加速更平穩(wěn)，動(dòng)力更強(qiáng)勁。

長(zhǎng)城檸檬DHT混動(dòng)系統(tǒng)的串聯(lián)模式

若你問(wèn)我，為什么沒(méi)有「發(fā)動(dòng)機(jī)直驅(qū)模式」？其實(shí)是有的，不過(guò)這種工況發(fā)生的情況比較少。因?yàn)橥ǔＴ诟咚傺埠綍r(shí)，才會(huì)有機(jī)會(huì)（非必須）讓「發(fā)動(dòng)機(jī)」單獨(dú)去驅(qū)動(dòng)「車輪」，但只要對(duì)「功率」和「扭矩」的需求有一點(diǎn)點(diǎn)變化，整個(gè)系統(tǒng)就有強(qiáng)烈的趨勢(shì)，去切換到其他的模式，比如：

很難出現(xiàn)的發(fā)動(dòng)機(jī)（2擋）直驅(qū)模式

切換到「串聯(lián)模式」：動(dòng)力要求很弱，「發(fā)動(dòng)機(jī)」的「功率」過(guò)剩，正好可以帶動(dòng)「電機(jī)」來(lái)發(fā)電，為「電池」充電；

切換到「并聯(lián)模式」：動(dòng)力要求較強(qiáng)，「P3電機(jī)」直接介入，與「發(fā)動(dòng)機(jī)」共同輸出「功率」；

切換到「混聯(lián)模式」：動(dòng)力要求一般，此時(shí)，可以是「P1電機(jī)」介入調(diào)整「發(fā)動(dòng)機(jī)」的「扭矩」或「轉(zhuǎn)速」。亦或是「發(fā)動(dòng)機(jī)」帶動(dòng)「P1電機(jī)」為「P3電機(jī)」發(fā)電，并將多余的「功率」傳輸?shù)健篙敵鲚S」。

總之大家要記住一個(gè)原則：「DHT混動(dòng)系統(tǒng)」不刻意追求單一零部件或單點(diǎn)效率最高，而是追求動(dòng)力總成的綜合效率最大化。

國(guó)產(chǎn)DHT的崛起：新混動(dòng)時(shí)代即將到來(lái)？

雷神智擎Hi·X混動(dòng)系統(tǒng)包含兩款DHT和兩款混動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)

無(wú)獨(dú)有偶，最近吉利汽車也發(fā)布了新一代的混動(dòng)平臺(tái)「雷神動(dòng)力平臺(tái)」，而下屬模塊中包含一套混動(dòng)動(dòng)力總成——「雷神智擎Hi·X混動(dòng)系統(tǒng)」，其中的「DHTPro」通過(guò)獨(dú)特的雙排「行星齒輪組」實(shí)現(xiàn)了「3擋」布局。

雷神智擎Hi·X混動(dòng)系統(tǒng)中的DHTPro示意圖

吉利汽車官方資料顯示，「DHTPro」在20公里/時(shí)的速度下便可進(jìn)入「并聯(lián)模式」。且在「1擋」的大速比加持下，實(shí)現(xiàn)彈射起步，讓起步加速的能力提升50%。此外，「DHTPro」將「電機(jī)」、「變速器」和「控制器」等多個(gè)部件進(jìn)行高度集成，能夠承受的最大輸出扭矩達(dá)到了4920N·m。

定軸齒輪換擋結(jié)構(gòu)（長(zhǎng)城檸檬DHT100）示意圖

雖然「雷神智擎Hi·X混動(dòng)系統(tǒng)」與「長(zhǎng)城檸檬DHT混動(dòng)系統(tǒng)」同屬于『多擋位傳輸』的「DHT」，但的確存在著一些區(qū)別：「長(zhǎng)城檸檬DHT混動(dòng)系統(tǒng)」屬于『定軸齒輪換擋結(jié)構(gòu)』，而「雷神智擎Hi·X混動(dòng)系統(tǒng)」屬于『行星齒輪組換擋結(jié)構(gòu)』。這里不展開(kāi)詳解，我們放在單品牌介紹中再細(xì)聊。

市售的部分DHT產(chǎn)品參數(shù)對(duì)比（點(diǎn)擊放大查看）

總而言之，言而總之，增加「DHT」的「擋位」都是為了延長(zhǎng)「發(fā)動(dòng)機(jī)」在最高效率區(qū)間的使用工況，從而減少傳輸損耗較大的工況，達(dá)到提升整套動(dòng)力總成綜合效率的目標(biāo)。

光從技術(shù)的角度來(lái)看，目前國(guó)內(nèi)的「DHT混動(dòng)系統(tǒng)」已有崛起的趨勢(shì)。當(dāng)然，我們還要通過(guò)最終裝車后的實(shí)際表現(xiàn)來(lái)判斷一套混動(dòng)系統(tǒng)是否成功。最后，我用無(wú)限暗示的眼神看向本田，弱弱地問(wèn)一句：