QDSJ172 长城汽车柠檬两挡DHT系统解析

NO.172 长城柠檬两挡DHT系统解析1 技术路线选择长城汽车目前车型所搭载的均为蜂巢易创所开发的7挡湿式双离合变速器，以此为基础版本并进行产品衍生，开发出了多种型号双离合变速器并匹配长城旗下的多款车型。蜂巢易创作为长城汽车旗下独立自主经营企业，负责传统动力总成及新能源动力总成的匹配与开发，而本文所讲述的“柠檬”DHT系统正是其所开发的系统。DHT更符合节能发展初衷，将是主流紧凑型车型最佳选择：1）经济性：DHT(功率分流、串/并联）比其他类型混动节油效果好；2）DHT（P1+P3）受制于挡位或速比范围，50km/h加速动力性不如其他类型的好，100km/h加速动力性基本相当；3）DHT（P2+P3）因三动力输出，50km/h和100km/h加速动力性均比其他类型混动更好；4）DHT受制于电机电控规模化还未实现，整体成本高于其他类型混动类型，但随着电气化发展，电机/电控成本降低，DHT有一定的优势。图5 混动类型节油效果对比图6 混动类型加速性能对比不同混动类型成本对比2 动力总成配置该系统共搭载两种动力形式（HEV/PHEV）、三种动力总成，系统总功率从140KW到320kW，丰富的动力族群支撑不同级别车型的灵活搭配。如表1所示。表1 柠檬平台混合动力系统车型动力总成形式动力电池容量备注A级车1.5L+DHT1001.8kWha.动力系统功率：140kW～170kW;b.动力系统综合效率最高可达50%以上;c.可实现HEV/PHEV两种动力;d.主要应用于A级车型;B级车1.5T+DHT13045kWha.动力系统功率：180kW～240kW;b.动力系统综合效率最高可达50%以上;c.可实现HEV/PHEV两种动力;d.主要应用于B级车型;C级车1.5T+DHT130+P4a.动力系统功率：320kW;b.动力系统综合效率最高可达50%以上;c.可实现HEV/PHEV两种动力;d.主要应用于C级车型;从图8可以看出，柠檬平台的架构布置形式采用的为传统的搭载布局；HEV两驱混动架构为传统的FF型式布局，动力电池占用备胎空间进行放置；PHEV两驱混动架构与HEV两驱混动架构基本相同，动力电池放置于座舱下方；PHEV四驱混动架构与PHEV两驱混动架构基本相同，动力电池放置于座舱下方，后桥搭载蜂巢易创所开发的两挡P4电桥。柠檬平台混合动力系统架构布置形式3 DHT多模混动系统介绍作为长城首款多模混动系统，该系统为蜂巢易创旗下的蜂巢传动所设计开发，共推出两种版本（DHT100与DHT130）。从数据上分析，该系统为平台化产品，仅仅只是发动机的扭矩增大而已，其整体布局及结构未发生相应的调整，如图10所示：表2 DHT电驱系统参数表序号项目代号DHT100DHT130P4电桥项目描述数据1重量不含油133kg148.5kg70kg2尺寸x*y*z658*405*595625*420.31*602390*495*2953发动机功率峰值功率70kW110kW——4扭矩峰值扭矩125Nm230Nm5转速峰值转速6000rpm6驱动电机功率持续功率54kW70kW——7峰值功率100kW130kW135kW8电压工作电压224V224V300V9转速工作转速14000rpm14500rpm12500rpm10机械转速16800rpm17400rpm15000rpm11扭矩峰值扭矩250Nm300Nm232Nm12额定扭矩110Nm138Nm——13冷却方式水冷方式14发电机功率持续功率39kW47kW——15峰值功率60kW81kW16电压工作电压224V224V17转速工作转速12000rpm18机械转速14400rpm19扭矩峰值扭矩80Nm120Nm20额定扭矩60Nm75Nm21冷却方式水冷方式22驻车方式电子驻车22换挡方式电机换挡3.1 DHT系统构成柠檬混动DHT搭载的双电机混动专用变速箱采用高度集成式七合一（双电机+双电机控制器+DCDC+变速箱+PDU）构型设计。3.1.1传动系统构成（1）该系统由6轴系组成（发电机输入轴、发动机输入轴、发动机中间轴、差速器轴、驱动电机输入轴、驱动电机中间轴）；轴系布置为平行轴式结构。（2）离合器与发动机输入轴嵌套同轴布置；1st/2nd齿轮组件与发动机输入轴嵌套同轴布置；离合器内毂与1st/2nd齿轮组件直接花键联结。（3）同步器布置在发动机中间轴可降低高转速对同步器速差的影响。（4）驻车齿轮布置在驱动电机的输入轴上。（5）发电机输入轴为悬臂结构，因DHT130项目的峰值扭矩在130Nm，可能会造成NVH问题较多一些。（6）差速器采用开放式、非密封式方案，未设置差速器锁。3.1.2密封系统构成因驱动电机与发电机均采用水冷方式，从图10分析，两个电机（发电机、电机）与变速箱采用的是高速油封进行密封；半轴两端采用油封进行密封。3.1.3润滑系统构成从目前官网公开信息及所展示的整箱实物分析，变速器的壳体平行布置两个电子泵，推测其中一个电子泵为润滑系统，另外一个为离合器提供液压压力。机械系统框架图DHT电驱系统3.1.4换挡+驻车系统构成由如下专利布局图可见，通常查找专利系统公告号CN211117538 U可分析出该机构由换挡系统与驻车系统共同组成，通过变速鼓实现换挡与驻车功能实现；如图12所示。（1）由换挡电机、减速机构、换挡机构、驻车机构等几部分组成；（2）从分析可以推测出，DHT系统驻车时，换挡挡位必须为在挡状态；而在车辆行进过程中，驻车挡位必须为N-P挡位；（3）从图10分析，同步器系统为普通式方案；图12 换挡&驻车布局图、型线图3.1.5驱动电机和发电机构成由定子组件、转子组件、水套、后端盖、旋变、弱电接插件、水嘴等零件组成；（1）均为内置式永磁同步电机系统。（2）变速箱壳体与驱动电机/发电机壳体为集成式方案。（3）定子组件采用H-Pin绕组结构。（4）转子组件采用斜极磁铁布置。3.2 工作模式柠檬混动DHT混动工作模式包括：根据系统负荷、驾驶意图、电池电量等因素，可分为纯电驱动模式、串联模式、一挡直驱模式（低速巡航）、一挡直驱模式（性能直驱）、二挡直驱模式（高速巡航）、能量回收模式。（1）EV模式：适用于起步和低速工况，此时发动机不运行，直接由TM电机直接驱动两级减速比的齿轮驱动车辆；（2）串联模式：串联模式适用于市区行驶工况；由TM电机直接驱动两级减速齿轮驱动车辆同时启动发动机（离合器为断开模式、同步器为空挡），驱动GM电机进行发电，发出的电作为TM电机的能量供给，多余的电量存贮至动力电池包；这样可以让发动机保持在较为优秀的燃效区，当然这取决于发动机的热效区的范围区间；（3）并联模式：并联模式适用于高速行驶工况；并联模式共分为并联1st与并联2nd模式；由TM电机、直接驱动两级减速齿轮驱动车辆的同时ICE与GM电机可通过同步器进行1st与2nd的切换，挡位切换的前提是离合器必须断开；在离合器断开、扭矩降低的同时，TCU与HCU协同控制电机驱动输出动力，以此补偿发动机输出动力的减弱；在离合器完全断开时，则由驱动电机单独提供动力；换挡结束离合器需要闭合时，驱动电机动力随着离合器扭矩的增长逐步减小，这样就避免了因为动力突然中断造成的换挡舒适性降低，