鯤鵬動力的進化之路（一）

2021年是中國混合動力發展的元年，混合動力技術大發展的時期已經拉開。在本屆中國汽車動力技術大會上，來自上汽通用泛亞汽車技術中心、奇瑞汽車、東風風神、長城汽車、日產（中國）投資有限公司、廣汽傳祺、比亞迪汽車的七位技術高管毫無保留地分享了各自最新的技術、研發成果，探討了當前混合動力技術開發中存在的困難和挑戰。為此，我們也為大家帶來了這7篇精彩報告的深度解讀，并以連載的方式為大家一一呈現

奇瑞在本次中國汽車動力技術大會上對其ACTECO動力總成公司旗下主流動力系統進行了大量的技術揭秘，同時也紕漏了關于鯤鵬動力在內的多個關鍵技術細節。多款動力系統潛力巨大，值得期待。

混動架構，電氣能力以及專用發動機熱效率是主要技術方向

跨過P048V，混合動力的深水區是奇瑞未來的主要發展方向。目前多數的第一代PHEV系統，主要基于CVT的P2方案，而下代PHEV系統（鯤鵬動力），則是基于DHT高壓電氣混合系統（電壓高達300V+），而三代PHEV主要基于DHT超高壓（700V+）的深度混合系統，在節油率方面將巨幅提升，預計可以達到80%-90%。

另一方面，當前的輕混發動機利用米勒/阿特金森循環以及高壓縮比可以做到38%熱效率，而隨著PHEV架構的不斷提升，混動策略的深化，發動機利用如低壓冷卻EGR技術提升到41%，未來利用超高壓縮比以及高能點火、超長沖程將熱效率提升到44%-45%。

鯤鵬動力的秘籍

作為一臺純油的發動機，提升整機能力的主要方法是利用長;中程+米勒循環+高壓縮比的技術路線。重新設計燃燒系統，長沖程+米勒循環雖然在缸內流場上的建立相比阿特金森循環困難，但在整機熱效率以及動力性方面提升不少。這就是為什么在燃燒系統i-HEC II的設計中，流場構建尤為重要。除此之外，熱管理系統，快速響應增壓系統以及低摩擦技術可以保證燃燒系統在各個工況上的良好運行，拓寬高效區間。

燃燒系統的要求，高強度滾流進氣系統，以魚肚型氣道在提高滾流的基礎上保障流量系數;（滾流比1.6），設置燃燒室進氣凸臺mask，提高低氣門升程下的滾流比;配備滾流保持型活塞，提高火花塞點火時刻的湍動能。

此外，長沖程的燃燒架構以及低面容比的燃燒室，盡可能利用循環功能轉化降低熱損，保證熱效率。可以看到湍動能在上止點附近提升了38%，并且通過優化噴霧——壁面的相互作用關系，重新設計噴油器油束以及布局，從而顯著降低濕壁現象，減少機油稀釋的發生。與本田地球夢與豐田Dynamic Force相比，燃燒系統的核心理念略有相同，但是在噴霧——氣流的作用方面并沒有借鑒側置的方案，預估在燃燒速度方面有所犧牲，但是在機油稀釋等方面可以做到更好，另一方面增壓的需求也制約了其同“兩田”燃燒系統的相似設計。

熱管理方面該發動機利用IEM、電子離合水泵以及電子節溫器等技術，優先提升缸蓋溫度，在暖機過程里促進噴霧快速蒸發，相比上一代使得暖機時間縮短了30%。要知道大部分排放，特別是顆粒物排放以及沒有三元催化作用的未燃混合物，都是在暖機、怠速區司產生的。一方面熱管理系統縮短了發動機穩定燃燒的過程，更重要的是可以大幅度減少污染物的排放。

而在高溫工況，通過優先冷卻排氣側缸蓋以及缸間開槽，缸體的最高溫度可以得到有效遏制，從而任爆震、超級爆震等極端燃燒情況得到了充分優化，可以不去大幅犧牲點火角從而降低熱效率，同時也保證了整機壽命。

除了對油耗的優化，動力性方面利用輕度米勒循環配備小渦輪的設計，最大程度地提升缸內爆發扭矩和增壓建立速度。在曲柄連桿機構、配氣正時，潤滑系統以及附件系統方面，利用諸如增加涂層、可變機油泵等措施進一步降低摩擦損耗，使得2000rpm整體摩擦功控制在0.52bar。

總體性能表現上，升功率可以達到96kW/L，最大熱效率達到38%，同時在扭矩相應與熱效率MAP圖上可以看到這款發動機得益于米勒循環的加持，在傳統低速低效區也有不錯的熱效率表現，并且扭矩平臺期也不會太晚。

利用350bar噴射壓力，顆粒物可以降低80%以上，特別在低負荷區間其降低效果也是非常明顯的。同時利用油一氣一壁的相互作用優化，解決了機油稀釋的問題，走出一條日系高效+歐美動力的綜合路線。此外NVH性能、發動機重量也得到了優化，整體油耗性能指數比較亮眼。總的來說，這套2.0TGDI實現了由高增壓直噴向高壓縮比的轉變，從而實現在保證高效的同時兼顧動力的需求，并大幅度解決了機油稀釋的問題。

混動專用發動機

奇瑞鯤鵬動力的混動專用發動機主要利用了壓縮比13的米勒循環，110mJ的高能點火系統以及低壓水冷EGR技術，配備低面容比高滾流氣道以及低摩擦技術（無輪系，0.4bar），將原有2.0TGDI的燃燒系統效率進一步提升。其中滾流氣道通過對氣道形狀、燃燒室形狀以及活塞形狀進行重新設計，進一步提高滾流強度。而其中EGR技術得到特別重視，EGR率可以達到25%，并針對EGR技術提供了一系列控制策略，例如EGR的動態控制，診斷和自學習系統，配備高能點火系統在穩定燃燒的同時盡可能降低燃燒溫度，節能減排。

抗爆方面主要針對溫度進行優化，利用缸體開槽、優化缸蓋水套對排氣側以及缸體進行極限溫度的溫控，在活塞頂內設內冷油道，壁面遠端熱點造成超級爆震，并在排氣門中設置中空設計，降低排氣側缸內混合氣溫度。

由于米勒循環和EGR應用，增壓器需要匹配更高的壓比（3.0+）。

整體來看，有效萬有特性圖中最大熱效率超過了40%，達到了40.6%左右，并可以看到有較大的運行區間。而相比純油發動機，混動專用發動機的冷卻效率損失，以及機械損耗泵氣損失都得到了很好的抑制，得益于混合動力控制策略的架構，在實際運行中可以更好地突出40%熱效率的優勢。

DHT變速箱

本次技術大會奇瑞同樣給出了雙電機方案。雙電機由一個ISG與一個驅動電機組成，以60+80kw的功率組合，170+160Nm的扭矩組合組成。其中驅動電機可以高達12000rpm。而之前傳聞的9種工作模式在本次技術大會上也給出了詳細解讀，其主要工作特點是EM1/2電機，可以分別單驅以及雙驅，并與發動機聯動混合驅動。

在制動方面可以利用電驅回收以及發動機輔助制動技術聯合進行制動。多機聯合混合動力，特別是特有的雙電機共同驅動機制可以更好地發揮協同效率最大化，相對于單電機，在效率上也同樣占有很高優勢。對比其他DHT的多擋位選擇，多電機輔助可以在某種程度上彌補擋位的摩擦頓挫，并更好地優化傳輸效率，以控補率。該總成最終可以實現510Nm的最大輸出扭矩非常亮眼，不到5L的油耗實現了動力經濟的最佳平衡，在國產車混動平臺中獨一擋的存在。

在混動方面的布局，奇瑞做得也非常詳細。相比于競爭對手，說實話奇瑞這臺混動專用動力發力的有些晚。但是米勒鄺可特金森循環+低壓冷卻EGR的技術方案雖然還可以再打陣，但目前大家都在全力角逐45%至50%熱效率發動機的終極形態。這方面奇瑞早前在上海車展期間給出了未來啟用Pre-chamber的計劃。

在本次大會上，主動預燃室十超稀薄燃燒以及被動預燃室的聯合開發在2025年后被提上應用日程，非常值得期待。簡單對比下主被動預燃室的優缺點，目前唯一商用產品化的只有瑪莎拉蒂海神發動機的被動預燃室，而被動方案成本較低，并且有很好時快速燃燒的能力，可以說是比較成熟的應用，但是在發動機燃燒系統中的引用還明顯不足，需要依靠火花塞以及復雜優良的油氣混合條件，未來很有可能就是按照瑪莎拉蒂這套系統的操作方式進行設計，成本肯定不低。

而主動預燃室搭配小的噴油器，成本更高，但是局部過濃的燃燒使得排放成為一大問題。不過稀薄燃燒后可觀的燃燒效率是一大亮點。兩種技術路線的組合使得奇瑞在未來超高效燃燒方面有足夠的技術儲備。混動架構方面，多組動力的DHT+多排量的混動專用發動機與90-150kw電后橋+不同功率的動力電池組成了清晰的混動架構方案。

總的來看，鯤鵬動力在純油和混動兩條路線同時發力，并且布局了未來的超高效技術路線，雖然目前產品發布稍晚，但后續可期。特別是特有的多電機控制方案以及平衡動力的燃燒系統設計，使得產品的均衡性很好。