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干貨 | 一篇看懂「長安藍鯨iDD混動系統(tǒng)」的「電驅(qū)變速器」
來自:電動邦
作者:王元祺
2022-07-19 13:08:55
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沒廢話,圖多,求三連!

■ 藍鯨電驅(qū)變速器的結(jié)構(gòu)——三離合集成

「長安藍鯨iDD混動系統(tǒng)」(后簡稱「藍鯨iDD」)主要由「混動專用發(fā)動機」、「電驅(qū)變速器」、「PHEV 電池」以及「控制系統(tǒng)」四大部分組成,本文主要闡述其中的「電驅(qū)變速器」。關(guān)于「藍鯨iDD」更多內(nèi)容,可回看本專欄中的萬字解讀長文,這里不展開贅述。

「電驅(qū)變速器」屬于單電機(P2)并聯(lián)式混動架構(gòu),主要由集成式的「三離合器」、「P2電機」、6速的定軸式「變速機構(gòu)」以及「高壓液壓控制系統(tǒng)」等組件構(gòu)成。

「電驅(qū)變速器」的軸向結(jié)構(gòu)大致可以被分為2部分:

·「P2電機」的「轉(zhuǎn)子」內(nèi)部集成了3組「離合器」;

·后端的6速「變速機構(gòu)」提供動力的變速調(diào)節(jié)。

「藍鯨iDD」的「電驅(qū)變速器」最大結(jié)構(gòu)亮點在于,將3組「離合器」集成在「P2電機」中, 「轉(zhuǎn)子」的內(nèi)壁支架為整個「 離合器組」提供支撐,故此,縮短了整個「變速器」的軸向長度,故此,根據(jù)官方資料該「電驅(qū)變速器」的軸向長度控制在了415mm左右,可適配A~C級的車型平臺。

■ 藍鯨電驅(qū)變速器的組件連接——邏輯清晰

如果你對傳統(tǒng)「雙離合變速器」的結(jié)構(gòu)比較熟悉的話,那看「藍鯨iDD」的「電驅(qū)變速器」就比較簡單。

  • 1組「離合器」(K0)與「混動專用發(fā)動機」剛性連接,控制其介入系統(tǒng);

  • 2組「離合器」(K1和K2)與「變速機構(gòu)」中的不同軸系連接;

  • 6速「變速機構(gòu)」由2根「輸入軸」和2根「輸出軸」組成;

  • 2根「輸入軸」相互嵌套,2根「輸出軸」平行布局;

  • 2根「輸出軸」上分別嵌套對應(yīng)的擋位齒輪;

  • 4組「同步器」控制動力在不同擋位齒輪中切換。

其連接特點在于通過「離合器」(K0)將「發(fā)動機」與「P2電機」的轉(zhuǎn)扭耦合,故此,兩者匯總的功率都可以在6速「變速機構(gòu)」中得到調(diào)節(jié)。

■ 藍鯨電驅(qū)變速器的動能走向——2輸入軸,2輸出軸

我們以混動模式(并聯(lián))下的功率流走向來分析:

混動模式1擋:「發(fā)動機」的功率通過「離合器」(K0)與「P2電機」的功率共同進入「變速機構(gòu)」,當「離合器」(K1)閉合時,功率流則從「輸入1軸」流向「變速齒輪」,比如當「同步器」(S1)切換至「1擋齒輪」時,功率流進從「輸出1軸」流出,最終通過「減速齒輪」和「差速器」等機構(gòu)到達「車輪」。

混動模式2擋:而當「離合器」(K2)閉合時,功率流則從空心軸(「輸入2軸」)流向「變速齒輪」,比如當「同步器」(S4)切換至「2擋齒輪」時,功率流進從「輸出2軸」流出。當然,也可以從「輸入1軸」流入「輸入2軸」流出,或者「輸入2軸」流入「輸入1軸」。這就是接下來詳解的變速原理。

■ 藍鯨電驅(qū)變速器的變速原理——6擋變速

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仍以混動模式(并聯(lián))來分析「電驅(qū)變速器」的變速原理,此前我們已經(jīng)分析了1擋和2擋的變速原理,可以通過上面的動圖一覽6個前進擋和倒擋的原理。然后簡介余下幾個擋位的變速原理:

混動模式3擋:「離合器」(K1)閉合時,功率流則從「輸入1軸」流向「變速齒輪」,比如當「同步器」(S3)切換至「3擋齒輪」時,功率流進從「輸出2軸」流出;

混動模式4擋:「離合器」(K2)閉合時,功率流則從「輸入2軸」流向「變速齒輪」,比如當「同步器」(S2)切換至「4擋齒輪」時,功率流進從「輸出1軸」流出;

混動模式5擋:「離合器」(K1)閉合時,功率流則從「輸入1軸」流向「變速齒輪」,比如當「同步器」(S1)切換至「5擋齒輪」時,功率流進從「輸出1軸」流出;

混動模式6擋:「離合器」(K2)閉合時,功率流則從「輸入2軸」流向「變速齒輪」,比如當「同步器」(S4)切換至「6擋齒輪」時,功率流進從「輸出2軸」流出;

倒擋:「離合器」(K2)閉合時,功率流則從「輸入2軸」流向「變速齒輪」,比如當「同步器」(S2)切換至「倒擋齒輪」時,功率流進從「輸出2軸」流出。不過這里要解釋一下,倒擋一般不會進入混動模式,通常以純電驅(qū)動為主,此處,主要為了解釋變速的原理。

匯總一張變速機構(gòu)的工作原理表,方便大家更好地理解其變速原理。變速的核心邏輯是:

·「離合器」(K1)控制切入「輸入1軸」(即1、3、5擋齒輪所在的軸)?!鸽x合器」(K2)控制切入「輸入2軸」(即2、3、6和R擋齒輪所在的軸);

·「同步器」(S1)調(diào)節(jié)切入1、5擋;「同步器」(S2)調(diào)節(jié)切入4、R擋;「同步器」(S3)調(diào)節(jié)切入3擋;「同步器」(S2)調(diào)節(jié)切入2、6擋。

■ 藍鯨電驅(qū)變速器的工作模式——變速機構(gòu)作用最大化

「藍鯨iDD」的「電驅(qū)變速器」提供了主要5種工作模式,也是我們比較熟悉的純電模式、混動模式、發(fā)動機直驅(qū)、充電模式和能量回收模式。我們還是以日常生活場景為例,比如從公司回家的場景:

當發(fā)動汽車時,「P2電機」從動力電池中獲取電能,直接驅(qū)動汽車開始行駛,「P2電機」在低速下能提供較大的扭矩,而且噪音小,沒有發(fā)動機那樣的抖動。當我駛出公司所在的園區(qū)后,我會緩慢的提速,「P2電機」會持續(xù)驅(qū)動汽車,「電驅(qū)變速器」會為「P2電機」進行換擋調(diào)速。

當我遇到前車速度較慢,想要超車時,我會深點加速踏板,系統(tǒng)判定我對輪端的轉(zhuǎn)扭需求超出了「P2電機」所能供給動力的合理范圍,「發(fā)動機」啟動,「離合器」(K0)閉合,從而進入混動模式?!赴l(fā)動機」與「P2電機」共同發(fā)力驅(qū)動汽車。

接著我們會走一段高速公路,在這種保持中高速巡航的路況下,「電驅(qū)變速器」讓「發(fā)動機」作為主要的驅(qū)動源,進入發(fā)動機直驅(qū)模式,「P2電機」隨時待命,準備介入驅(qū)動。

而在直驅(qū)模式下,當扭矩和功率的要求進一步縮小,此時控制系統(tǒng)會時刻觀察「發(fā)動機」工作狀態(tài),若「發(fā)動機」在最佳工況區(qū)域內(nèi),還有多余的功率,便會讓「發(fā)動機」帶動「P2電機」發(fā)電。

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若我們遇到了擁堵路段,準備降低速度,踩下制動踏板時,這個系統(tǒng)進入能量回收模式,此時「發(fā)動機」可以空轉(zhuǎn)帶動「P2電機」發(fā)電,如果此時已經(jīng)是純電模式,「發(fā)動機」并未工作,那么直接由「P2電機」回收制動能量,進行發(fā)電。

到家樓下停車后,若家里沒有充電樁,又想為「電池」補能,那么就可以讓「發(fā)動機」繼續(xù)怠速工作,即進入怠速充電模式。

匯總了一張工作模式和組件的對應(yīng)表,幫助大家更精確地理解「藍鯨iDD」的「電驅(qū)變速器」工作原理。

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以2擋為例,上圖(動圖)展示不同工作模式下「電驅(qū)變速器」的具體工作原理,大家可以配合上面的表格對應(yīng)理解。

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■ 總結(jié)

「長安藍鯨iDD」的「電驅(qū)變速器」屬于單電機(P2)并聯(lián)式混動架構(gòu),通過新增「離合器」(K0)將「發(fā)動機」介入到動力系統(tǒng)中,「P2電機」可單獨驅(qū)動汽車,也可與「發(fā)動機」并聯(lián)驅(qū)動;

「電驅(qū)變速器」的變速邏輯與6速的「雙離合變速器」基本邏輯相似,且兩個動力源都可以通過6速的「變速機」調(diào)速;

「電驅(qū)變速器」最大的亮點在于三離合集成技術(shù),相比此前大部分單電機并聯(lián)架構(gòu)的混動變速器軸向距離更短,更多的技術(shù)亮點,可以在此前的解讀文章中了解。

最后的最后,原創(chuàng)圖表不容易,求一個三連,不過分吧~~我們下一個【干貨篇】,不見不散~~


PS:本文所有帶IP形象的自制圖表皆為原創(chuàng),請勿轉(zhuǎn)載。

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