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混動百科 | 厚積薄發(fā)的「雷神智擎Hi·X混動系統(tǒng)」
來自:電動邦
作者:王元祺
2022-01-13 17:33:04
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如果說2021年搭載「比亞迪DM-i混動系統(tǒng)」的車型是混動汽車市場最熱門的車型,那2021年底上市的吉利「星越L Hi·X」則是年末的重磅炸彈。

2021年12月25日上市的星越L Hi·X

「星越L Hi·X」作為搭載了吉利汽車最新一代混動系統(tǒng)的車型,可謂意義重大,今天我們就來聊聊吉利汽車的混動系統(tǒng)。

「雷神動力平臺」:戰(zhàn)略明確,『節(jié)能』+『純電』并行

雷神動力平臺

將時間撥回到2個月前,2021年10月31日吉利汽車發(fā)布了核心為『智能吉利2025九大龍灣行動』戰(zhàn)略,其中「雷神動力平臺」引起了我的重點關(guān)注,該平臺包括四大模塊:


  1. 「高效引擎」模塊指的是一套高度平臺化、通用化、經(jīng)濟(jì)性高且動力強(qiáng)勁的「發(fā)動機(jī)」產(chǎn)品矩陣,包括1.5TD/2.0TD系列「發(fā)動機(jī)」;



  1. 「高效傳動」模塊指的是基于7DCT(7速雙離合變速器)平臺推出的高扭矩、高效率和高性能的「變速器」產(chǎn)品矩陣;



  1. 「E驅(qū)」模塊則是基于400V和800V純電架構(gòu)所打造的一套高效、可靠的定制產(chǎn)品和工程解決方案;



  1. 「雷神智擎Hi·X」模塊則是我們本系列最為關(guān)注的混動系統(tǒng),其包含「DHE15」(1.5TD混動專用發(fā)動機(jī))和「DHE20」(2.0TD混動專用發(fā)動機(jī)),以及「DHT」(1擋混動專用變速器)和「DHT Pro」(3擋混動專用變速器)。

雷神智擎Hi·X混動系統(tǒng)

該混動系統(tǒng)可覆蓋A0級至C級的全部車型,并支持HEV、PHEV、REEV等多種混動架構(gòu)。而文首所提到的「星越L Hi·X」則是搭載了「雷神智擎Hi·X」混動動力總成(「DHT Pro」+「DHE15」),后文我們會展開分析。

雷神動力平臺說明

總之,「雷神動力平臺」的四大模塊從『極致節(jié)油的內(nèi)燃機(jī)』到『更高效的傳動變速器』,從『更為智能的混動平臺』到『智能高效的純電解決方案』,走得是從『節(jié)能』到『純電』的路線,延用著『兩手抓,兩手都要硬』的并行、遞進(jìn)發(fā)展邏輯。優(yōu)點是步步為營,缺點就是前期投入的巨大,這里我們不展開談行業(yè)和成本,本文主要聚焦在「雷神智擎Hi·X」的混動技術(shù)上。

「DHE15」混動專用發(fā)動機(jī):廣告法根本攔不住

榮獲『中國心』2021年度十佳發(fā)動機(jī)的DHE15

吉利汽車的「雷神智擎Hi·X」來勢洶洶,首當(dāng)其沖的就是這枚由全球近500人的工程團(tuán)隊歷時5年打造的「DHE15」(1.5TD混動專用發(fā)動機(jī))。從官方給到的參數(shù)數(shù)據(jù)來看,「發(fā)動機(jī)」最高熱效率達(dá)到了驚人的43.32%,超過了先前剛打破記錄的「比亞迪驍云發(fā)動機(jī)」(1.5L)系列的43.04%?!窪HE15」在5500rpm達(dá)到最高功率110kw,在2500~4000rpm轉(zhuǎn)速區(qū)間可持續(xù)達(dá)到225N·m的峰值扭矩。采用13:1的高壓縮比,實現(xiàn)『深度米勒循環(huán)』。

DHE15的關(guān)鍵技術(shù)特點

而這枚「混動專用發(fā)動機(jī)」之所以能突破廣告法,拿下多項『第一』的原因在于其采用了『高壓直噴』、『增壓中冷』、『深度米勒循環(huán)』和『低壓EGR』等技術(shù),我們舉其中的幾個點解釋一下:

『低壓EGR』:「DHE15」采用了低壓水冷「EGR」技術(shù),利用雙傳感器瞬態(tài)控制技術(shù)實現(xiàn)閉環(huán)「EGR」控制,據(jù)說這項技術(shù)拿下中國汽車工業(yè)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎一等獎;

『增壓中冷』:「渦輪」使用了「電子執(zhí)行渦輪」(E-actuator),確保「內(nèi)燃機(jī)」和「渦輪增壓器」之間的相互作用能達(dá)到最佳平衡狀態(tài),實現(xiàn)高執(zhí)行速度和精準(zhǔn)的增壓管理?!鸽妱訄?zhí)行器」能夠在瞬間達(dá)到最佳的排氣門位置,確保泄壓最小化,從而實現(xiàn)快速增壓。其結(jié)果就是實現(xiàn)了非常良好的同步響應(yīng)效果;


  • 『深度米勒循環(huán)』:通過優(yōu)化「燃燒室」結(jié)構(gòu)和進(jìn)排氣門角度,并優(yōu)化「滾流」方面的關(guān)鍵「masking」參數(shù)設(shè)計。優(yōu)化進(jìn)氣門座圈的尺寸公差,從而實現(xiàn)「滾流」和「流量」的提升。最終效果上來看,最大滾流比提升了80%,「上止點」(TKE)提升120%,從而實現(xiàn)最大的功能轉(zhuǎn)換效率;



  • 『高壓直噴』:超過350Bar的『高壓燃油噴射系統(tǒng)』配合『高能脈沖電暈點火』加快了缸內(nèi)稀薄混合氣體的燃燒速率,使得缸內(nèi)燃燒過程更加高效和清潔。


吉利雷神動力DHE15

除此之外,「DHE」系列還擁有17L電控可變排量「機(jī)油泵」、電子「水泵」,電子「真空泵」等電氣化附件,相比傳統(tǒng)復(fù)雜遲緩的機(jī)械附件,在混合系統(tǒng)中可以進(jìn)行全面升級,無論在響應(yīng)速度、控制精度上和熱管理上進(jìn)一步優(yōu)化,提升「燃燒系統(tǒng)」效率和控制環(huán)境??傊瑥墓俜浇o到的資料上看,我們只看到一個字——強(qiáng)!

「DHT Pro」:3擋「混動專用變速器」

雷神智擎Hi·X 的DHT Pro

而「DHT Pro」作為「雷神智擎Hi·X」另一大核心,則是首個量產(chǎn)的3擋「混動專用變速器」,「DHT Pro」的基本結(jié)構(gòu)是將兩個「電機(jī)」、「變速器」和「電控制器」等組件高度集成,重量為120kg,官方宣稱「DHT Pro」的最大輸出扭矩可達(dá)到4920N·m!換算為『扭質(zhì)比』為41N·m/kg。

雷神智擎Hi·X 的DHT Pro結(jié)構(gòu)示意圖(個人理解)

從目前拿到的資料來分析「DHT Pro」,我們可以確認(rèn)幾點:

「DHT Pro」與「本田i-MMD混動系統(tǒng)」這類的定軸式混動系統(tǒng)不屬于一類;

回顧一下功率分流,大家覺得是哪一種呢?

「DHT Pro」不同于「豐田THS混動系統(tǒng)」的單排「行星齒輪組」,而是通過兩排「行星齒輪組」的設(shè)計布局了3擋變速機(jī)構(gòu),但還是沒有逃開「功率分流」的基本邏輯,與豐田的混動技術(shù)有淵源(后文會尋根);

DHT Pro結(jié)構(gòu)爆炸示意圖

或許你和我一樣會想到「通用Voltec混動系統(tǒng)」,不過,從吉利汽車發(fā)布會上的爆炸圖來看,「DHT Pro」的兩組「行星齒輪」共享中心軸,而「通用Voltec混動系統(tǒng)」是兩組獨(dú)立的「行星齒輪」,所以也是有著結(jié)構(gòu)上的區(qū)別。  

DHT Pro的多種工作模式

「DHT Pro」與其他「混動專用變速器」一樣——純電、串聯(lián)、并聯(lián)和動能回收的『老四樣』工作模式必不可少,而其最大的結(jié)構(gòu)特點便是『3擋變速』。目前還沒有特別準(zhǔn)確的官方資料,等有了資料,我一定為大家補(bǔ)上原創(chuàng)圖片。不過,「DHT Pro」的結(jié)構(gòu)特點也帶來了一些與眾不同的功能特性,比如:

DHT Pro示意圖

彈射起步:「DHT Pro」也可以通過「離合器」匹配1擋大速比,來實現(xiàn)『彈射起步』,提升起步的加速能力;

低速并聯(lián):在時速20km/h以上,即可在如此低速的情況下讓「發(fā)動機(jī)」介入,快速進(jìn)入并聯(lián)模式,其中的好處,我們此前已經(jīng)解釋過了,這里不展開贅述;

高速提速:80~120公里/小時加速時,釋放60%的儲備功率,解決了部分混動車型,高速后段加速性能不理想的問題。

總結(jié)起來一句話:「DHT Pro」的設(shè)計核心方向是『全速域全場景的并聯(lián)』。通過「DHT Pro」長期保持「DHE」(「發(fā)動機(jī)」)在高效區(qū)間工作,并擴(kuò)大「發(fā)動機(jī)」在整套系統(tǒng)中的作用。

部分混動系統(tǒng)參數(shù)對比表

由于「雷神智擎Hi·X」的部分部件參數(shù)數(shù)據(jù)尚未透露,我也沒有切實地體驗過(通常是拆解)這套混動系統(tǒng),所以,想要進(jìn)一步了解的朋友,可以關(guān)注這個專欄,我們會持續(xù)更新。就目前的所獲得的信息來看,「雷神智擎Hi·X」絕對算是走在了混動技術(shù)的前列,我覺得吉利汽車2022年要最需要解決的問題可能是『產(chǎn)能』。

『GHS』:我們的愛,過了就不在回來?

關(guān)注本專欄的朋友是否還記得,我們在『Px電機(jī)架構(gòu)』中的「P2.5電機(jī)架構(gòu)」中,曾提到過的吉利汽車的另一套混動系統(tǒng)——「吉利GHS1.0混動系統(tǒng)」(又被成為「吉利ePro混動系統(tǒng)」),這套系統(tǒng)在2018年首次亮相,并首先搭載在「繽越」、「星越」、 「嘉際」、「博瑞」和「帝豪GL」等車型上。此后,領(lǐng)克家族同樣搭載了「吉利GHS1.0混動系統(tǒng)」。

吉利GHS1.0混動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

「吉利GHS1.0混動系統(tǒng)」最顯著的結(jié)構(gòu)特點是將「電機(jī)」則直接布置在控制偶數(shù)擋位的「C2離合器」與「變速齒輪」之間。故此,「C1離合器」控制1、3、5、7奇數(shù)擋位,「C2離合器」負(fù)責(zé)控制R、2、4、6偶數(shù)擋位,從而實現(xiàn)了多種驅(qū)動形式,屬于比較純正的「P2.5電機(jī)架構(gòu)」。

image016.gif

吉利GHS1.0混動系統(tǒng)工作原理(動圖)

純電模式:在純電模式下,兩個「離合器」都斷開,即「發(fā)動機(jī)」與「變速器」徹底斷開,「電機(jī)」由「電池」供電,直接通過「變速器」的偶數(shù)軸輸出到「車輪」上。此時,整臺車就成了一臺搭載了3擋「變速器」的純電動車;

串聯(lián)混動模式:此時,「變速器」會根據(jù)當(dāng)前的動力請求和「電池」的電量等條件,自動選擇合適的擋位,「電機(jī)」仍是驅(qū)動汽車的動力源。當(dāng)車速達(dá)到一定區(qū)間時,「C2離合器」在「行車電腦」的控制下耦合,進(jìn)行動能回收;

串聯(lián)輸出模式:此時,「發(fā)動機(jī)」與「電機(jī)」串聯(lián)共同輸出動力,發(fā)揮整套動力系統(tǒng)的全部能力,且「電機(jī)」的轉(zhuǎn)速可以不受發(fā)動機(jī)限制;

發(fā)動機(jī)直驅(qū)模式:在高速巡航時,車輛對動力要求較低,此時「發(fā)動機(jī)」在高效區(qū)間運(yùn)行,所以,系統(tǒng)將斷開「C2離合器」,耦合「C1離合器」,讓「發(fā)動機(jī)」直接通過「變速器」來驅(qū)動「車輪」。

搭載雷神智擎Hi·X的星越L Hi·X

其實「雷神智擎Hi·X」也可被稱為『吉利GHS2.0混動系統(tǒng)』,只是與「吉利GHS1.0混動系統(tǒng)」相比,兩者在結(jié)構(gòu)上卻有著本質(zhì)的架構(gòu)區(qū)別:

「吉利GHS1.0混動系統(tǒng)」屬于「定軸式機(jī)電耦合系統(tǒng)」(單電機(jī)+7DCTH);

「雷神智擎Hi·X」卻走上了「行星齒輪式機(jī)電耦合系統(tǒng)」的混動技術(shù)路線(雙電機(jī)+行星齒輪組』)。

雷神智擎Hi·X未發(fā)布前,其實還是叫GHS2.0

或許你會問,為什么吉利汽車會在兩種混動架構(gòu)上搖擺,那就要追溯一下這段歷史了:

2005年~2007,吉利開始研發(fā)混動技術(shù),暫定研究方向是MHEV;

2007~2009年,吉利探索PHEV混動技術(shù),首先涉及的是「定軸式機(jī)電耦合系統(tǒng)」和「單電機(jī)架構(gòu)」;

2009~2011年,吉利繼續(xù)探索PHEV混動技術(shù),并開始涉及研究「行星齒輪式機(jī)電耦合系統(tǒng)」;

吉利ePro混動系統(tǒng)(吉利GHS1.0混動系統(tǒng))部件示意圖

2010年,收購沃爾沃,并于次年與其合作研發(fā)基于「Drive-E 1.5T發(fā)動機(jī)」技術(shù)的「吉利ePro混動系統(tǒng)」(覆蓋『HEV+MHEV+PHEV』全混動技術(shù)的「定軸式機(jī)電耦合系統(tǒng)」);

繞過了豐田專利的CHS混動平臺

2014年,吉利與科力遠(yuǎn)成立CHS合資公司(吉利控股),開始研發(fā)「CHS混動系統(tǒng)」(「行星齒輪式機(jī)電耦合系統(tǒng)」)。這里要提一句:這家名為科力遠(yuǎn)的公司于2013年與豐田公司合資,成立了一家合資電池公司,專為「豐田THS混動系統(tǒng)」生產(chǎn)「電池」,也正因為這個背景,科力遠(yuǎn)獲取了「豐田THS混動系統(tǒng)」的相關(guān)技術(shù)資料;

2017年,吉利「CHS混動系統(tǒng)」(「行星齒輪式機(jī)電耦合系統(tǒng)」)第一款車型量產(chǎn)上市。但在2018年,吉利退出CHS合資公司;

吉利ePro家族的領(lǐng)克01 PHEV

2018年,「吉利ePro混動系統(tǒng)」(「定軸式機(jī)電耦合系統(tǒng)」且是「P2.5單電機(jī)架構(gòu)」)第一款車型量產(chǎn)上市,同年,「雷神智擎Hi·X」開始研發(fā);

2021年,吉利統(tǒng)一了所有動力總成的規(guī)劃,提出了「雷神動力」的動力總成名稱,這里我們就回收了文章的開頭。

吉利汽車旗下的歷代混動系統(tǒng)總結(jié)表(部分)

縱觀吉利汽車在混動方面的發(fā)展歷史,我們可以大致將其劃分為這樣四個階段:

2005~2009年,技術(shù)觀察和探索期;

2010~2018年,與沃爾沃進(jìn)行「定軸式機(jī)電耦合系統(tǒng)」的開發(fā),成果是「吉利ePro混動系統(tǒng)」);

2014~2018年,與科力遠(yuǎn)進(jìn)行「行星齒輪式機(jī)電耦合系統(tǒng)」的開發(fā),成果是「CHS混動系統(tǒng)」);

2018年至今,嘗試新一代混動系統(tǒng)的自研開發(fā),成果是「雷神智擎Hi·X」。

此GHS已非是彼GHS

從混動架構(gòu)和技術(shù)的角度,吉利汽車顯然探索出了一條屬于自己的道路,但在命名時就有些尷尬了。由于『GHS』代表著『吉利混動系統(tǒng)』(Geely Hybird System),而與沃爾沃合作研發(fā)的「吉利ePro混動系統(tǒng)」卻獲得了作為第一代批量裝載的待遇。所以,當(dāng)吉利退出GHS后,混動系統(tǒng)的名字就成了難題,好在吉利也是一家很會取名字的主機(jī)廠,于是『雷神』來了!

最后

本來想用上面那一段軼事來結(jié)尾,不過思前想后,還是來一個正經(jīng)的結(jié)尾。說實話,吉利汽車在混動技術(shù)的探索歷程與其他幾家自主品牌非常相似,充滿了曲折和艱辛,但隨著「雷神動力平臺」的發(fā)布,我們可以看到吉利汽車在混動技術(shù)領(lǐng)域厚積薄發(fā)的氣勢,愿我們的自主品牌能在未來的日子里,化身為翅膀,逆風(fēng)翱翔。

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