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1、混合动力P2 P3介绍 2018 01 20 混合动力P2 P3介绍 一混合动力分类二P2介绍三P3介绍四总结 混合动力P2 P3介绍 二P2介绍 结构布局 所谓电机P2结构 即原有动力总成基础上 在发动机与变速器之间加入一套电动机和两个离合器 来实现混动 图 1 P2系统可实现多档位使用 同时可实现纯电模式内燃机驱动 混合动力驱动的各种工况 如图 2 是P2系统的原理以及系统边界示意图 可以看到 图中红色框内即为P2系统 驱动电机 离合器模块 飞轮 逆变器和其冷却系统 动力电池和控制系统 电控系统 电池包及其冷却系统 图1 图2 二P2介绍 混动模块集成化 如下图为一款P2混动集成模块 该模
2、块由减震器 分离式离合器 执行器 冷却通道 新能源电机 和单向离合器组成 因横置式发动机与变速箱同轴 同时还有水箱等部件 原有的轴向空间基本被限定死 若轴向硬塞一个P2混动模块 空间会变得更加狭小 同时会牺牲部分性能 开发难度大 因此 优化P2结构轴向尺寸 电机的高度集成化布置是一个很好的选择 起步时车辆进入纯电驱动模式 该模式下驱动电机通过集成的分离离合器与发动机脱离 直接通过单向离合器向变速箱侧传输动力以驱动车辆前进 当系统对发动机发出起动命令后 电机需首先通过分离离合器与发动机结合来拖动发动机达到其起动转矩条件 最终扭矩输出再通过单向离合器传向变速箱 此过程中需要离合器接合以及扭矩传递时
3、有很好的可控性和响应特性 此外 还需尽量减小离合器的转动惯量使其不超过双质量飞轮 DMF 的初级第一质量 离合器盘集成了圆柱弹簧减振器功能 通过仿真模拟将电机和离合器相关的共振点移至安全区间 以保证P2模块的最优匹配设计及其可靠安全性 更好的适应整套动力总成 二P2介绍 优劣势 P2模块集成布置灵活 占用轴向空间小 对主机厂而言 整车动力总成开发难度小 P2结构位于主轴上 变速器之前 因此变速器的所有档位都可以被电机利用 电机本身不需要太大的扭矩 可以节省成本 减小电机的体积 与传统内燃机相比 节油效率提高约30 左右 插电式混合动力节油效率更高 P2结构电机与离合模块不集成 开发成本低 技术
4、难度不大 但是对于横置发动机来说 占用机舱轴向尺寸 整车布局困难 P2结构高度集成结构复杂 开发成本高昂 技术难度大 目前P2的集成技术主要掌握在Schaeffler BOSCH ZF手中 国内OEM还没有成熟的技术 因P2结构夹在变速器与发动机之间 驱动电机受温度影响非常明显 发动机高温热辐射促进电机温升加速 从而导致电机降功率运行 减少动力输出 影响动力系统性能 三P3介绍 结构布局 P3与P2相比 电机挪到了变速箱的末端 1 置于变速器的输出轴上 如图 1 2 置于变速器壳体上 由皮带或齿轮啮合连接 如图 2 P3电机动力输出没有档位 在纯电模式下不换挡 同时也可实现纯电模式 内燃机驱动
5、 混合动力驱动的各种工况 图 1 图 2 图 3 如图 3 是P3系统的布局示意图 可以看到 电机直接连接在变速器输出端 动力输出更为直接 但整个过程中电机不可换挡 电机性能匹配时需兼顾整车加速性能与最高车速选择 且纯电模式时电机会克服前面变速器的加速阻力 对电机需求性能要求更加严苛 三P3介绍 优劣势 P3电机在纯电模式下起步为电机直接驱动减速器 减速器驱动传动轴 驱动效率更加直接 高效 车辆制动或者减速时 P3电机回收能量更直接 制动能量回收的效率更高 与传统内燃机相比 节油效率提高约20 30 左右 插电式混合动力节油效率更高 P3结构可以分体设计 无需与相关零部件高度集成 不占用横置发动机轴向空间技术实施难度及成本均较P2偏低 P3电机在纯电模式下的纯电驱动需要克服前面变速器的加速阻力 与P2相比需求更大的功率扭矩 电机开发成本相对较高 匹配相同条件的整车 虽轴向长度没有变化 但一般P3比P2需求的电机体积更大 与变速器配合占用更多的机舱空间 P3电机直接加在变速器输出端 导致驱动电机的工作范围不能优化 综合能耗较P2偏差 目前国内应用P3结构的上市车型有比亚迪 秦 四总结 总结 汽车开发首要指标为动力性经济性以及燃油耗 由对比看出 P2形式更有助于发动机油耗以及动力指标提升 在混动模块集成开发以及可靠性满足的条件下 P2是更好的选择 具体还需参考整车匹配结果
