






【歡迎引用】 張國耕, 史訓亮, 王全任. 混合動力驅動單元技術發展與展望[J]. 汽車文摘,2024(XX): X-XX.
【Cite this paper】 ZHANG G G, SHI X L, WANG Q R. Review and Prospect on the Main Development of Hybrid Drive Unit[J]. Automotive Digest (Chinese), 2024(XX): X-XX.
【摘要】隨著新能源汽車發展走向深入,混合動力汽車成為增速較快的細分市場,各汽車制造商加大對混合動力車型及混合動力驅動單元的研發投入。為了更高效地開發混合動力驅動單元,從零部件組成、結構型式、電機位置等維度介紹混動車輛及混動驅動系統的主要概念及分類,結合2024年度中國市場混動車型的驅動系統型式,詳細闡述不同構型混動驅動系統的應用現狀,并以豐田、本田、通用、上汽、比亞迪等汽車公司混合動力驅動單元發展歷程為依托,梳理混動驅動單元的迭代過程,最后對混動驅動單元未來的發展趨勢進行展望,以期為各企業開發具有自主知識產權的混合動力驅動單元提供參考。
關鍵詞:混合動力;驅動單元;機電耦合;電機;逆變器
中圖分類號:U463.2" "文獻標志碼:A" DOI: 10.19822/j.cnki.1671-6329.20230128
【Abstract】 As the development of new energy vehicles deepens, hybrid vehicles have emerged as a relatively rapidly expanding market segment, and OEMs have augmented their investment in the research and development of hybrid vehicles and hybrid drive units. To develop hybrid drive units more efficiently,the main concept and classification of hybrid vehicles and hybrid drive system are introduced from component composition, structure and motor position.Based on the drive system types of hybrid models in the China market in 2024, the application status of different configuration of hybrid drive systems is described in detail.And based on the development history of hybrid drive units of automobile companies such as Toyota, Honda, General Motors, SAIC and BYD, the iterative process of the hybrid drive unit is systematically sorted out, and the future development trend of the hybrid drive unit is ultimately prospected, so as to provide a reference for enterprises to develop hybrid drive units with independent intellectual property rights.
Key words: Hybrid Power, Drive Unit, Electromechanical Coupling, Motor, Inverter
0 引言
2020年以來中國新能源汽車得到快速發展。2024年中國新能源汽車年產量首次突破1 000萬輛。以2024年10月為例,該月新能源乘用車批發滲透率達到50.1%[1]。其中混合動力汽車成為增速較快的細分市場,各汽車制造商加大對混合動力車型及混合動力驅動單元的研發投入。
目前,混合動力技術的研究重心主要聚焦于能量管理策略的優化,旨在有效降低整車的能耗水平。施德華[2]提出一種融合駕駛風格的混合動力汽車能量管理策略,以實現更精細的能量調控。毛星宇[3]針對混聯式混合動力汽車,結合模型預測控制與蜣螂優化算法,提出一種新的能量管理策略,進一步提升能量利用效率。杜愛民[4]通過仿真模型,探討基于規則的電量保持模式能量管理策略,基于動態規劃算法的能量管理策略。李東兵[5]創新性地將徑向基函數(Radial Basis Function,RBF)神經網絡與動態規劃方法相融合,為混合動力汽車提供一種新的能量管理策略思路。戴科峰[6]提出了一種將等效燃油消耗最小策略與深度強化學習方法相結合的分層能量管理策略。吳浩東[7]通過對整車燃油消耗量的深入分析,構建以整車實時瞬時燃油消耗率最小為目標的函數模型。王奎俊[8]建立DynaProg最優控制的數學模型,旨在提升運算速度、優化燃油經濟性并降低排放。曾曉帆[9]針對某串并聯混合動力系統,提出一種插電式混合動力汽車(Plug in Hybrid Eletric Vehicle, PHEV)能量管理策略的逆向解析方法,為該類車型的能量管理策略設計提供新思路。蔡楊[10]建立以電池剩余電量(State Of Charge,SOC)為狀態變量,以后驅電機和啟動電機(Integrated Starter Generator,ISG)輸出轉矩為控制變量,以整車燃油消耗最小為目標的能量管理優化模型。欒怡萱[11]從優化效率、實時使用能力等多個角度對各種策略進行綜合評價與比較。張瑞軒[12]對已提出的各種能量管理策略進行綜述,分析近年來混合動力汽車(Hybrid Electric Vehicle, HEV)能量管理策略的研究現狀,并提出未來的研究發展趨勢。
然而,在混合動力驅動系統結構設計的研究方面的成果相對不足,這也是國內各汽車制造商正在積極攻克的技術難題。趙斯力根[13]針對行星齒輪汽車的結構特性與動態特性的關系,提出混合動力汽車動力系統構型的理論設計方法。張利鵬[14]設計了一種可實現發動機與驅動電機高效工作區域重疊的增速離合器,并基于該離合器進行發動機起動平順性的控制研究。周權[15]通過將集成式兩擋P1+P3構型的混合動力專用變速器(Dedicated Hybrid Transmission,DHT)應用在某功能樣車上,對整車頓挫、換擋停機、整車抖動等典型問題進行優化提升,從而形成集成式兩擋DHT的整車技術路線。楊磊[16]提出一種雙模功率分流機構,以改善單模功率分流機構電耗高的缺點。
針對混動動力驅動系統的技術路線和關鍵結構,還有諸多學者結合國內混合動力發展現狀以及國外產品特點進行綜述。羅林[17]針對主流的混合動力車型,按動力傳輸的布置形式,解析不同構型車型的優劣勢,并對不同構型的運行機理進行對比分析。何斌[18]對當前混合動力汽車主要的技術路線、原理及應用場景進行分析。吳梅林[19]對混合動力汽車的技術優勢和不足進行分析研究,并指出當前混合動力汽車產業面臨的一些問題。張立慶[20]對各汽車企業動力分配結構的特點進行分析,并闡述國內外混合動力技術路線的發展狀況。上海交通大學許敏[21]教授則圍繞中國混合動力汽車動力總成技術路線展開深入研討,聚焦多樣化的混動架構與專用化的核心部件,提出了新的混合度定義作為動力總成電氣化程度的統一評價標準,并探討了國內外主流混動技術的異同,剖析了當下中國最前沿的混動技術特點與發展趨勢,從而厘清了中國混動汽車動力總成的發展脈絡。
本文結合2024年度中國市場混動車型的驅動系統型式,詳細闡述不同構型混動驅動系統的應用現狀,梳理混動驅動單元的迭代過程,最后對混動驅動單元未來的發展趨勢進行展望,以期為各企業開發具有自主知識產權的混合動力驅動單元提供參考。
1 混合動力汽車發展現狀
在國家法規要求、政策引導、技術進步以及市場需求的共同推動下,國內主要汽車制造商均加大了對混動技術的研發投入,混合動力在中國市場迎來黃金發展期。結合2024年中國市場銷售的混合動力汽車,對混動系統結構型式進行分析。
(1)輕度混合動力汽車(Mild Hybrid Electric Vehicle,MHEV)以P0構型為主,主要包括90V輕混系統、24V輕混系統。與傳統帶有啟停裝置的車型相比,MHEV節油率約為10%。目前,國內P0構型輕度混合動力在售車型約有115款,主要車型品牌包括奔馳、奧迪、凱迪拉克、路虎、沃爾沃、別克、吉利、寶馬、紅旗、雪佛蘭、奇瑞、領克、長安歐尚、長城以及馬自達。
(2)HEV以功率分流式(Power Split, PS)構型、P1+P3構型為主。與傳統配備啟停裝置的車型相比,HEV節油率約為30%,國內在售車型約有78款。其中PS構型的混動車型約40款,主要包括豐田、雷克薩斯、福特以及廣汽傳祺等品牌。P1+P3構型混動車型約22款,主要包括本田、長城哈弗、長城魏牌、上汽通用五菱以及廣汽傳祺、一汽紅旗等品牌車型。P1+P2構型以吉利汽車為代表。
(3)插電式混合動力汽車主要以P1+P3構型、P2構型、P3構型為主,客戶可自主選擇使用混動驅動模式或純電驅動模式。目前該類型的混動車輛是混合動力汽車的銷售主力,國內在售車型約有171款。其中P1+P3或P1+P3+P4構型的混動車型約49款,主要包括比亞迪、比亞迪騰勢、本田、上海通用、長城汽車、長城魏牌、東風嵐圖以及奇瑞等汽車品牌。P2+8AT或P2+9AT以及可選擇適配P4實現四驅的混動車型約23款,主要包括奔馳、寶馬、JEEP、路虎、沃爾沃等汽車品牌。P2+DCT/AMT或P3+DCT/AMT以及可選擇適配P4實現四驅的混動車型約12款,主要包括大眾、保時捷、法拉利、賓利、榮威以及上汽大通等汽車品牌。PS構型以及可選擇適配P4實現四驅的混動車型約7款,主要包括豐田、福特以及雷克薩斯等汽車品牌。P1+P2構型約4款車型,主要為吉利汽車。(4)增程式混合動力汽車由P1+P4構型為主,發動機作為增程器通過P1電機為電池進行充電,通過主驅電機驅動車輛,實現電動車輛的駕駛感受。國內在售車型約有47款,主要包括理想、賽力斯、零跑、合眾、阿維塔、長安深藍、東風嵐圖、東風猛士、奇瑞星途等汽車品牌。
綜上分析,汽車制造商根據自身技術積累呈現出多樣化的技術路線,以實現節能減排、提升客戶駕駛體驗的目標。豐田汽車主要基于PS構型混動驅動單元發展HEV及PHEV。本田汽車主要基于P1+P3構型混動驅動單元發展HEV及PHEV車型。通用汽車和福特汽車采用PS構型混動驅動單元發展HEV及PHEV車型。奔馳、寶馬、奧迪、沃爾沃以及大眾等歐洲汽車制造商,普遍在現有自動變速箱(8AT、9AT、6DCT、7DCT、8DCT)基礎上,通過增加P2或P3電機研發混合動力車輛。在國內汽車市場,比亞迪、長城、東風、奇瑞以及上汽通用使用的混合動力驅動單元以P1+P3構型為主,吉利汽車使用的混合動力驅動單元以P1+P2構型為主。
2 混動驅動單元主要發展歷程
2.1 PS構型混動驅動單元
豐田汽車與通用汽車的混合動力驅動單元均以PS構型為主。1997年,豐田汽車推出其第一代混動系統(Toyota Hybrid System, THS),并應用于量產車型普銳斯。最初該車型僅在日本本土銷售,經過改款后,2000年正式出口至北美和歐洲市場,該款車型全球累積銷售12.3萬輛[22]。2004年,普銳斯第二代混合動力汽車上市。混動驅動單元代號為P112,電機工作電壓由274 V提升至500 V[23]。2009年,普銳斯第三代混合動力汽車改款上市。混動驅動單元代號為P410,發動機排量由1.5 L升級為1.8 L,電機工作電壓由500 V提升至650 V[24-25]。2015年,普銳斯第四代混合動力汽車上市,混動驅動單元代號為P610,適配2.5 L發動機,應用于凱美瑞、榮放等車型[26]。針對緊湊車型及中高級車型,豐田先后推出10余款PS構型混動驅動單元,如圖1所示,其中經歷了3次重要升級:P111升級至P112,逆變器增加升壓模塊,電機工作電壓升至500V;P112升級為P310與P410,電機工作電壓升至650V、增加電機減速機構、主減齒輪副由鏈傳動改為齒輪傳動;P410升級至P610,電機采用平行軸布局,電機減速機構由行星齒輪副調整為平行軸齒輪副。2001年,豐田在THS基礎上,配合無級調速自動變速箱,開發一款適合中大型車輛的THS-C混動系統(P210)[27];此后推出P210、L110、L110F、L310等混動驅動單元,其主要區別在于L110可以實現電機兩級減速,L110F在L110基礎上增加了輔助驅動,L310可以實現電機四級減速[28-30]。
通用汽車的混動驅動單元也是較為具有代表性的PS構型。20世紀初,通用汽車與奔馳汽車、寶馬汽車開展合作,開發雙模混合動力專用變速箱。該雙模混動系統主要分為2種工作模式:低速模式以電機驅動為主、發動機驅動為輔;高速模式以發動機驅動為主、電機驅動為輔[31]。此次合作之后,通用汽車陸續推出多種混合動力驅動單元,包括2MT70、4ET50、5ET50等型號[32-34]。通用汽車對第二代Voltec增程混動變速箱進行適當改動,適配1.8 L發動機。其中主減齒輪副由鏈及行星齒輪副組成,速比范圍為2.64~3.50,使用獨立高壓電子油泵,去除單向離合器。2016~2017年間上市的雪佛蘭邁銳寶、別克君越、別克君威等車型均搭載該混動驅動單元[35]。2016年,通用汽車推出凱迪拉克CT6插電混動車型,該混動驅動單元主要由2個電機、3個行星齒輪組、5組離合器、液壓系統以及逆變器組成,通過功率分流實現無級調速,通過固定速比實現混動運行,并在不同速比組合下進行純電驅動[36]。2020年,上汽通用對5ET50混動驅動單元進行了國產化開發,針對插電混動車型需求進行改進,適配1.5 L自然吸氣發動機,搭載蔚藍6插電混動車型在中國市場銷售。
2.2 P1構型混動驅動單元
1999年,本田為了改善思域車型的油耗及排放,開發了一款集成電機的輔助混合動力系統(Integrated Motor Assist,IMA),該系統以發動機驅動為主、電機驅動為輔,直流無刷三相同步電機置于發動機與變速箱之間,實現減速能量回收、加速助力、怠速停機等功能[37],如圖2所示。
此后十余年,本田通過一系列技術迭代,如增加電機定子厚度、增加電機線圈直徑、增加電機尺寸、采用內置永磁體(IPM)型轉子、使用高磁通密度磁鐵、定子采用高空間因子的扁平線圈結構以及電機極對數由6改為8,不斷拓寬IMA與無級變速箱(CVT)、自動變速箱(5AT)、手動變速箱(6MT)的組合應用,先后應用于思域、CR-Z 、FREED等車型[38-39]。
2.3 P2或P2+P4構型混動驅動單元
2014年,本田針對小型車輛推出智能雙離合器混動驅動單元SPORT HYBRID i-DCD(intelligent Dual-Clutch Drive),電機直接連接在7速雙離合變速箱主軸的后端,適配1.5 L自然吸氣發動機,主要應用于FIT、CITY、JAZZ等車型[40]。該混動系統為P2結構形式,如圖3所示。
2015年,本田在RLX車型上推出SPORT HYBRID SH-AWD(Super Handling All-Wheel Drive)混動系統,匹配3.5 L V6發動機,前輪由內置電機的7速雙離合變速箱提供動力,后輪由內置雙電機的純電驅動單元獨立驅動左右輪,以實現前輪驅動、后輪驅動以及四輪驅動[41];2016年,本田針對第二代NSX跑車,使用了SPORT HYBRID SH-AWD混動系統,前輪由內置雙電機的純電驅動單元驅動,后輪由內置電機的9速雙離合變速箱提供動力[42]。
2019年,大眾推出途觀L新能源車型,該混動驅動單元是在6擋濕式離合器基礎上增加P2電機,將傳統雙離合自動變速器改造為P2混動驅動單元,隨后該套混動驅動單元應用于帕薩特、途觀L、邁騰GTE、探岳GTE等混動車型。
同時,在奧迪、寶馬、奔馳等汽車公司還使用8速自動變速箱與P2電機組成P2混動驅動單元。
2.4 P1+P2構型混動驅動單元
2008年,比亞迪汽車公司自主研發的中國首款插電混合動力車輛F3DM上市銷售。比亞迪F3DM雙模電動車使用P1+P2結構的DM雙模系統[43],駕駛員通過按鈕可以輕松實現純電驅動或混合動力驅動,其所使用的發動機為1.0 L自然吸氣發動機,如圖4a所示。
2009年,上汽乘用車開始研發P1+P2構型的雙電機混動系統EDU G1,并于2012年實現小批量生產,2013年搭載榮威e550推向市場,2016年及以后實現大批量推廣。EDU G1可以匹配不同發動機及齒輪速比,實現純電、串聯混動、并聯混動、發動機直驅等多種工作模式[44],如圖4b所示。
2.5 P3或P0+P3構型混動驅動單元
2013年,比亞迪汽車公司發布其第二代混動技術(DM II),搭載第二代秦DM上市銷售。其發動機為1.5 L渦輪增壓發動機,混動驅動單元為P3結構即在DCT雙離合器變速箱基礎上配以P3電機。
2018年,比亞迪汽車公司發布其第三代混動技術(DM III),該混動系統搭載秦Pro DM上市銷售。DM III是在DM II基礎上做適當優化,混動驅動系統采用P0+P3結構,即在發動機前端增加P0電機,兼顧啟動發動機和發電。
2019年,上汽捷能發布其第二代插電混動系統EDU G2,該插電混動系統匹配1.5 T渦輪增壓發動機,EDU G2使用的混動專屬變速箱是單電機P3結構,可以實現發動機6個擋位驅動和電機4個擋位驅動,結構如圖5所示[45]。
2020年,由泛亞汽車技術中心與上汽大通聯合開發的P3構型混動驅動單元[46-47]搭載上汽大通EUNIQ 5、EUNIQ6等車型上市銷售。
2.6 P1+P3構型混動驅動單元
2014年,本田推出P1+P3結構的雙電機混動驅動單元,應用于雅閣車型,實現純電驅動、混動驅動和發動機驅動等工作模式。這套混動驅動單元取代傳統內燃機驅動的變速箱,其包括輸入軸、中間軸、輸出軸、發電機、驅動電機、兩個機械泵等,電機工作電壓升壓至700 V,動力控制單元(PCU)安裝在變速箱上,實現混動驅動單元高度集成設計,結構如圖6a所示[48]。
2016年,本田推出第二代i-MMD(intelligent Multi-Mode Drive)混動系統,首先應用于日本市場的Minivan混動車型。為了適配更多車型應用,研發重點是降低混動驅動單元的空間尺寸,將電機線圈由圓線改為扁線、線圈兩端絕緣結構采用涂層,電機扭矩增加2.6%、輸出功率增加8.9%,電機體積減少23%,質量減輕23%,效率保持不變[49-50]。
2017年,本田推出第三代i-MMD混動系統,應用于雅閣、CR-V、艾力紳等車型。采用新型轉子結構,設計了適合無重質稀土磁體磁性的磁路,其抗退磁性能提高了24%。此外,利用離心力向轉子內部提供冷卻液,實現23%的磁鐵冷卻性能提高。將12V DC/DC轉換模塊,集成到位于混動驅動單元的PCU之中,降低IPU對后備箱空間的占用[51]。2022年,本田推出第四代i-MMD混動系統,應用于思域等車型,適配2.0 L阿特金森循環發動機。
2021年,比亞迪汽車公司發布其第四代混動技術(DM-i超級混動),包括1.5 L與1.5T 2種混動專屬發動機,EHS混動專用變速箱同樣采用P1+P3結構,由2個電機組成,包含EHS132、EHS145、EHS160 3種型號,可以實現純電、發動機直驅、增程和混動等驅動模式,結構如圖6b所示[52]。
2021年,泛亞汽車技術中心聯合上海汽車變速器有限公司和上汽通用汽車有限公司聯合開發P1+P3構型的雙電機混動驅動單元。2024年其搭載雪佛蘭探界者plus、別克GL8陸尊PHEV等車型量產。
3 混動驅動單元發展趨勢展望
3.1 機電耦合機構
機電耦合機構構成了混合動力驅動單元的基礎構型,主要傳遞發動機動力、電機動力,以及實現發動機與電機動力的耦合。機電耦合機構未來的發展趨勢包括以下3點:
(1)雙電機平行布置的設計策略,不僅有助于縮減驅動單元的軸向尺寸,還拓寬車型應用范圍。相比于豐田THS、本田i-MMD、通用5ET50以及比亞迪EHS等混合動力驅動單元結構,采用雙電機結構的機電耦合裝置可以增加系統的自由度,大幅提升駕乘舒適性和響應性。在雙電機配置下,其中一個電機專注于發電及啟動發動機的任務,而另一個電機則全力負責驅動及制動能量的回收,實現了功能的明確劃分和高效協同。
(2)簡化機電耦合裝置的結構是混動驅動單元未來發展的必然趨勢。以比亞迪EHS和本田i-MMD為例,二者均采用了電機和發動機單擋位驅動車輛前進的設計,同時配備了1組齒輪副用于發電機的發電過程,該設計簡化了齒輪傳動系統,不僅有助于減小整體尺寸和減輕質量,還顯著提升了產品的可靠性和耐用性。
(3)自動換擋機構可選液壓控制或電機控制,企業可結合自身實際情況進行選用。液壓自動選換擋技術以其成熟度高、控制精度高的特點而著稱,但相應地,其對制造精度和系統清潔度的要求更為嚴格。而電機自動選換擋則以其結構簡單、環境適應性強以及成本上的優勢,成為了另一種值得考慮的選擇。企業可以根據自身的實際情況和技術需求,靈活選擇最適合的自動換擋機構。
3.2 電機
電機作為混合動力驅動系統的核心組件,其設計革新標志著混動驅動單元產品的重大進步。展望未來,電機技術的發展將聚焦于高性能、高效率、小型化、智能化以及環保等前沿趨勢,引領行業邁向新的高度。
在高性能、高效率與小型化方面,電機設計的優化與新材料的運用將成為關鍵驅動力。通過創新轉子結構、優化磁路布局等設計手段,如本田在第3代i-MMD系統中所展現的,能夠顯著提升電機的抗退磁性能與功率密度,同時減少材料使用。結合先進的冷卻技術,如本田利用離心力實現的高效磁鐵冷卻,進一步提升電機的運行效率[53]。此外,新材料的應用,如高性能稀土永磁體釹鐵硼,不僅提高磁通密度與抗退磁能力,還使得電機在緊湊的體積內實現更高的輸出功率。電阻率低的線材、分段磁鋼及粘膠工藝鐵心等工藝創新,同樣為提升電機效率做出貢獻。在轉子材料的選擇上,鋁基復合材料等輕質高強材料的引入,有效減輕電機質量,推動小型化與輕量化設計的進步。
智能化方面,電機技術的發展將更加注重對電機溫度、運行工況的精準控制與監測,實現與車輛運行數據的無縫對接。電機控制系統將依據實時數據,動態優化控制策略,提升能效與駕駛體驗。未來,電機還將具備自學習與自適應能力,能夠根據車輛運行狀態及外部環境自動調節,確保始終處于最佳性能狀態。
在環保領域,電機技術的發展同樣展現出綠色化趨勢。高效節能材料,如稀土永磁材料與非晶合金材料的應用,降低電機的能耗與排放。同時,環保型絕緣材料,如生物基絕緣材料與無鹵阻燃絕緣材料的推廣使用,進一步減少對環境的污染與破壞。此外,通過優化電機設計與制造工藝,有效降低電機的噪聲與振動,為創造更加寧靜、舒適的駕駛環境做出貢獻。
綜上所述,電機技術的未來發展將緊密圍繞高性能、高效率、小型化、智能化與環保等核心趨勢,推動混動驅動單元產品不斷迭代升級,為汽車行業乃至整個社會的可持續發展注入動力。
3.3 逆變器
逆變器作為電機的核心控制器,其主要職責在于控制電機的運轉并實現交直流電能的轉換。當前,逆變器的發展正朝向集成化、模塊化、智能化以及高效率的方向邁進。
在集成化層面,逆變器正逐步實現電機、逆變器與減速器的三合一高度集成,將它們封裝于同一外殼之內,從而大幅削減逆變器與電機間的三相線連接,進而在質量、尺寸及成本上展現出集成優勢。這一趨勢不僅顯著提升系統的集成度與性能,更預示著未來可能實現更多關鍵部件的集成,例如低壓直流轉換器、車載充電器、混動控制器、熱管理系統及故障診斷模塊等,旨在構建一個更為全面、高效的系統控制架構[53]。
模塊化設計方面,通過將逆變器細分為多個功能模塊,如功率變換模塊、電容、電感、控制電路板、驅動電路板等,使得各模塊能夠獨立進行生產與測試。這一策略不僅可以提升生產效率與產品質量,而且得益于標準化設計的引入,生產成本得以有效降低,研發周期大幅縮短。
在智能化方面,逆變器通過融合先進的控制算法與傳感器技術,實現對系統更為精準的控制與故障診斷,進而提升系統的穩定性與安全性。此外,逆變器還能夠無縫對接車輛的運行工況與狀態,確保系統始終處于最優性能狀態。
在提升控制器效率方面,SiC(碳化硅)功率模塊的應用尤為引人注目。SiC模塊憑借其出色的耐溫性能、更低的損耗以及更高的開關頻率,為提升控制器的效率與性能提供了有力支持。展望未來,隨著SiC技術的持續成熟與成本的不斷降低,SiC模塊有望在新能源汽車電機控制器領域實現更為廣泛的應用。同時,逆變器中升壓模塊的引入也是提升效率的重要手段。例如,豐田THS混動驅動單元通過升壓模塊將電機工作電壓提升至500 V及650 V,本田更是將其提升至700 V。在逆變器中增加升壓模塊或直接提升電池電壓,不僅能夠拓寬電機峰值扭矩持續的轉速范圍,還能顯著改善整車的加速性能,進一步提升系統效率。
4 結束語
本文從零部件構成、結構形態以及電機布局等維度,解析混合動力車輛及其驅動系統的核心概念與分類。結合2023年中國市場混動車型的驅動系統現狀,詳盡闡述不同架構下混動驅動系統的實際應用情況。通過追溯豐田、本田、通用、上汽、比亞迪等汽車公司在混合動力驅動單元領域的演進歷程,梳理出混動驅動單元的迭代脈絡。在此基礎上,展望混動驅動單元的發展趨勢:機電耦合機構未來發展將主要聚焦于雙電機構型;簡化機電耦合機構的結構;在自動換擋機構的選擇上,企業可以根據實際需求,在液壓控制與電機控制之間做出抉擇;電機技術的發展將聚焦于高性能、高效率、小型化、智能化以及環保等前沿趨勢;逆變器的發展正朝向集成化、模塊化、智能化以及高效率發展。
本文基于現有產品,對混動驅動單元的結構進行了深入對比與分析,旨在提供一個關于混合動力汽車及其驅動單元的全面認知框架。然而,本文缺乏從新產品開發角度對混合動力驅動單元的產品定義、構型設計以及驗證過程的詳細闡述,這些方面將在后續研究中進一步豐富和完善。
參 考 文 獻
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(責任編輯 梵玲)