为何雷神混动不会出现失速问题?工程师手把手带你分析

一些单档DHT的混动结构有不少消费者报导说出现亏电失速问题,其实这个问题对于我们工程师来说太常见了,只要跟过整车三高试验,遇到上长坡等工况,失速非常频繁。

其主要原因就在于串并联式混动先天性的架构,决定了有失速的风险。而采用了类似雷神混动的多挡DHT结构,就可以解决失速问题,这一点是不是匪夷所思?大家觉得越是简单的东西越不容易坏,这句话是对的,但是简单的系统必然也无法应对各种复杂的工况,没有备案来确保安全。

最近看到不少品牌的混动车型都去高原,用来验证可靠性。对混动系统来说,高原对混动系统性能和电量平衡策略是非常大的挑战。

下图1中所显示的是大气压力的变化,曲线在缓慢下降,说明车辆在进行爬坡。下图2蓝色曲线为驾驶员需求的动力,红色曲线为实际轮端测得的数据,可以看到,动力在海拔变化中,仍然能够满足驾驶员对动力的需求,带来随踩随有的驾驶体验。

图 雷神混动爬高原数据

在高原想要做到这一点真不容易,传统混动单挡DHT架构下的小发动机+P1+P2电机组合,高原很容易发生系统失速:长时间爬坡下,电量SOC无法平衡,导致亏电,会出现无法加速的问题,最主要原因是发动机发电功率跟不上电机消耗功率。

举个例子,假设在高原地区高速维持在100km/h,平路上需求功率可能是20kW,爬坡需要40kW功率。如果是直驱模式,由于单挡DHT的传动比限制,发动机转速是固定的,又因为高原气压低,此转速下发动机输出功率达不到40kW,如果把电池SOC耗完了,那么就会彻底失速。这有点像大家开手动挡燃油车挂高挡位上坡,会发现即使油门踩死也没法加速,甚至发动机熄火,这是一个道理。如果是串联模式呢?串联模式理论上发动机在高转速下输出功率是可以超过40kW的,但是物理制约条件之一有发电机输出功率,一般行业P2电机可以做到100kW以上,但是P1电机功率会比较小,峰值功率几十kW,额定功率就更小了,长期上坡由于热负荷等问题,P1电机的功率会跟不上,也导致充电功率达不到40kW,等电池彻底没电,也就失速了。

图 单挡DHT混动在部分极端工况导致失速的原理

而有一套多挡位的DHT就没问题了,即使没电情况下,也可以使用直驱,通过降挡提高发动机转速,功率达到大几十kW是没有任何问题的,不会出现亏电情况,高原可靠性就保障了,这就类似油车的超车降挡,输出功率就起来了。就像吉利雷神混动公众号里面的数据,依靠3挡DHT Pro,在高原爬坡也能够用到发动机高转速高负荷,不会出现失速问题。

图 雷神混动爬坡发动机运行工况图

从纯技术角度,多挡DHT结构肯定比单档DHT的上限更高,不过如今混动技术比的是谁油耗低,谁性能强,谁可靠性高,谁成本低,技术方案还需要考虑成本等因素。众多车企都在选择自己觉得最合适的道路,我觉得串并联式是未来的趋势,而在串并联基础上做多挡位也是发展方向之一。

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