动力总成电气化改造与混合动力系统综述
动力总成电气化改造方向
动力总成的电气化改造主要通过两种方式实现：
- 附加式混合动力系统（Add-On Hybrid）：在现有传统发动机动力总成中安装电动机，构成混合动力，提高效率并减少排放。这种系统结构复杂，适合小批量或高端汽车，常见于将电动机加装在变速器输入轴的并联混合动力系统（P2）。
- 专用混合动力变速器（DHT-Dedicated Hybrid Transmission）：开发全新的专用混合动力变速器，集成电动机与发动机，形成混合动力系统。发展趋势包括：
- 电动机与自动变速器集成，减少挡数以优化成本和空间。
- 电动汽车采用单级或双级变速，简化机械结构但需优化NVH和集成度。
混合动力系统分类与特性
- 混合动力系统分类：
- 按电动机位置分为P1、P2、P3、P4。
- 按驱动方式分为并联（发动机与电动机可同时驱动）和串联（电动机驱动，发动机充电）。
- 按混合程度分为弱混合、强混合和插电混合。
- 运行模式：启停、启停滑行、能量回收、转矩增强、混合驱动、纯电驱动等。
- 节油与性能提升措施：
- 回收制动能量。
- 避免发动机工作在不利模式（如怠速、停车）。
- 利用电动机调整发动机工作点。
- 电动机助力加速。
- 改善自动变速器换挡性能。
- 拥堵时电驱动爬行。
- 短途纯电驱动。
专用混合动力变速器（DHT）分析
- 定义：集成电动机的自动变速器，实现混合动力功能。
- 特点：
- 挡位数减少（一般6挡以下，甚至3挡或无级变速），结构简化，空间占用少。
- 成本分析：初期开发成本高，需达到一定产量才能降低成本。以5AT-DHT为例，产量需超过8.1万台才能低于8AT的批量成本。
- 代表性产品：
- 丰田THS：功率分流混合动力系统，采用行星齿轮组实现串并联驱动和eCVT功能，NEDC油耗3.4L/100km。
- 本田iMMD：智能多模式混合动力系统，变速器结构简单，实现纯电、混合、发动机驱动等模式。
- 大众TwinDrive：结构与iMMD类似，采用双离合器变速器。
- 上汽荣威EDU：双电动机专用混合动力变速器，NEDC油耗1.7L/100km，纯电行驶60km。
- 精进电动DHT：双电动机串并联混合驱动，可实现四种运行模式。
- 大陆公司DHT：优化方案为发动机4挡+电动机固定挡4，需配置高压启动发电机。
- AVL 8mode-DHT：基于AT集成电动机，采用双离合器、制动器和拉威挪式行星齿轮组，实现八种运行模式，包括5挡混合驱动、两挡纯电驱动和eCVT模式。
- 雷诺日产EOLAB ZE-Hybrid：基于AMT的3挡或双电动机DHT，实现纯电、混合、发动机驱动和驻车充电。
- IAV混合动力变速器：基于AMT的模块化结构，提供3挡纯电动或混合驱动。
- 舍弗勒P2-DHCVT：实现纯电、P2混合动力及驻车充电，可通过增加双离合器实现P2/P3混合驱动。
- 万里扬混合动力无级变速器C38 P2P3：基于CVT，NEDC节油22%。
- ZF 8HP：可直接集成混合动力模块，无需改变安装尺寸，所有挡位传动效率高于98%。
- 吉利混动7DCT：采用1.5T三缸发动机+7速双离合器，集成驱动电机实现辅助驱动、纯电动行驶与发电。
研究结论
混合动力系统市场持续扩大，专用混合动力变速器（DHT）将成为主流趋势。通过集成电动机和优化变速器结构，可显著提升燃油经济性和驾驶性能。随着产量增加，DHT的成本优势将逐渐显现，未来将在汽车销售中占据重要比例。
