2022年吉利汽车混合动力汽车技术解析 吉利汽车新一代雷神Hi·X混动系统蓄势待发
- 来源:天风证券
- 发布时间:2022/01/20
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1. 吉利 ePro 混动系统
吉利汽车的 P2.5 构型的 ePro 混动系统,搭载在吉利汽车的缤越 ePro、嘉际 ePro、博瑞 ePro、星越 ePro、帝豪 GL PHEV 以及领克汽车 01、02、03、05、06 的混动版本等。总体 而言,吉利 ePro 混动系统的应用已经实现对轿车、SUV 和 MPV 等各个细分市场的全覆盖。
吉利 ePro 混动系统由吉利汽车和沃尔沃汽车、FEV 合作研发,采用了 P2.5 构型,即将电 机集成在双离合器内部,并与 7 速双离合器的偶数挡输入轴(2、4、6、R 挡)集成在一起。 P2.5 构型为单电机构型,只需一套电机和 PEB 总成,成本低;吉利的构型所使用的变速箱 与传统车的双离合变速箱较为接近,便于与传统车型同平台共同开发。
整套动力传动系统由一台 1.5T 发动机、7DCTH 湿式双离合混合动力专用变速箱、以及一 台高效电机组成。其中,发动机最大功率 130kW,最大扭矩 255Nm,热效率高达 38%。 7DCTH湿式双离合变速箱换挡平顺,传动效率高达97%。整套动力系统综合最大功率190kW、 最大扭矩 415Nm。动力性能达到 3.0L 排量传统燃油车的水平,零到百公里加速仅 6.9s(缤 越 ePro)。
图:吉利 P2.5 构型混动系统 ePro
由于吉利的 P2.5 构型中的变速箱采用了双离合的结构,因此随着两个离合器状态的不同, 可以有以下几种驱动模式:1)纯电驱动,当奇数挡离合器分离,偶数挡离合器也分离时, 发动机不参与驱动,车辆为纯电驱动;2)并联充电,当奇数挡离合器分离,偶数挡离合 器结合的情况下,可以实现发动机边驱动车辆边充电的模式;3)并联驱动,当奇数挡离 合器分离,偶数挡离合器结合时,发动机和电动机可以同时用来驱动车辆行驶,实现并联 驱动。
与上汽的 EDU Gen2 单电机构型类似,吉利的 P2.5 构型同样无法以串联模式工作,理论上 经济性较双电机构型稍差。且由于单电机在同一时刻只能处于发电或电动中的一种状态, 在 HEV 车型上由于电池容量较小,电机需要频繁在驱动和发电状态下频繁切换以避免电池 过充或过放,因此该构型应用在 HEV 车型的控制难度也较双电机更大。
2021 年 2 月 26 日吉利和沃尔沃宣布,双方将以股权合并形式成立动力总成新公司,重点 开发新一代双电机混合动力系统和高效内燃发动机,并计划在年底之前投入运营。7 月 8日,沃尔沃宣布将与吉利控股公司联合成立名为 Aurobay 的合资公司,双方将合并部分业 务,通过新公司研发下一代内燃机、变速箱及混合动力系统。新公司将成为全球完整的动 力系统解决方案供应商,起初将由沃尔沃和吉利控股共有,沃尔沃将转让其全资子公司瑞 典动力总成公司的所有资产。此后,沃尔沃将全面专注于全新电动车的研发。未来,混合 动力系统将由新公司 Aurobay 提供。
2. 雷神智擎 Hi·X 混合动力系统
2021 年 10 月 31 日,吉利汽车在“智能吉利 2025”战略发布会上正式发布了科技品牌雷 神动力,并推出雷神智擎 Hi·X 混动系统,发布了全球最高热效率 43.32%的 DHE15 混动 专用发动机、三档 DHT Pro 混动专用变速器等多项技术。雷神智擎 Hi·X 平台可提供强混、 插混、增程多项动力组合,将搭载在未来 20 余款车型上。雷神智擎 Hi·X 平台的推出, 使吉利在电动化转型的过程中不在处于被动地位。 雷神动力的产品布局包括:雷神智擎、高效引擎、高效传动和 E 驱。雷神智擎包括 1.5TD/2.0TD 混动专用发动机、DHT/三档 DHT Pro 混动专用变速器;高效引擎包括 1.5TD/2.0TD 高效燃油发动机;高效传动包括第二代 DCT300/380 扭矩高校变速器;E 驱包 括 400V/800V 新一代电驱装置。
雷神智擎 Hi·X 混动平台拥有极高可扩展性,具备六大关键特性,分别是:模块化、智能 控制系统、全域 FOTA、新能领先、舒适以及节油。雷神智擎 Hi·X 混动平台极高的可扩 展性表现在可适配 A0-C 级车型,涵盖 FHEV、PHEV、REEV 等不同混动方案。未来三年, 雷神智擎 Hi·X 动力平台将提供包括 Hi·F 强混、Hi·P 插混和 Hi·R 增程在内的多种动 力组合,搭载在吉利和领克等品牌的 20 余款车型上。
雷神智擎 Hi·X 混动系统采用串并联模式,混动专用发动机配合三档双电机变速器,兼顾 经济性、动力性、智能化和舒适性。雷神智擎 Hi·X 智能混动系统,包含 DHE 20/DHE 15 混动专用发电机,DHT Pro/DHT 混动专用变速箱及其他电系统。
DHE15 混动专用发动机:
DHE15 是世界首款量产增压直喷混动专用发动机,采用了高压直喷、增压中冷、米勒循 环,低压 EGR 四大先进技术。实现最高热效率记录 43.32%,高热效区域覆盖率接近 50%, 40%节油率,百公里油耗低至 3.6L。
Aeolus 驭风燃烧系统配合高精度低压 EGR 控制技术,实现米勒发动机在超高 EGR 率下高 效稳定燃烧,43.32%的热效率是当前世界量产混动专用发动机的最高热效率记录。此外, 高 EGR 率使燃烧更加柔和,配合橡胶减震齿轮等多项柔性驱动技术,使发动机拥有优良的 NVH 表现。DHE15 混动专用发动机 1.5 升的排量,却拥有 2.5 升的性能,最大扭矩 225N·m, 最大功率 110kw,兼顾高热效率和高动力性。电气化集成、缸盖集成、进气集成、排气集 成、悬置集成这五大系统集成技术,使 DHE15 的轴向尺寸仅为同等动力发动机的 77%,为 电气化时代整车搭载带来了极大的灵活性,系统的深度集成大幅提高了发动机的整体刚度。 雷神动力 DHE15 实现更省,更强,更小,更静,将澎湃动力装进小小的冰箱。
DHT Pro 混动专用变速箱:
DHE15 已经达到了 43.32%的全球最高热效率,下一步将高热效率转化成极佳的经济性需要 极高系统效率。DHT Pro 混动专用变速箱通过三档速比、发电机和驱动电机的可分离结构 设计,保证了发动机在高效区间工作,并降低能量传递损失,兼具节油,驾控与舒适。DHT Pro 重量仅 120kg,却拥有 4920N·m 的最大输出扭距,扭质比 41N·m/kg,是全球目前 为止最紧凑、动力最强劲、扭质比最高的混动专用变速器。
经济性方面:DHT Pro 通过三档速比,能够更多地利用直接驱动的模式将能量直接传递到 车轮,不需要中间的能量转换,实现转换能量零损耗;采用可变流量油泵,神经网络般的 供油系统主动按需提供润滑与冷却,可降低约 21%的能量损失;采用中国首个 60bar 超高 压液压系统,相比低压系统节能约 60%;采用低摩擦、高效率的双列角接触球轴承替代传 统的锥轴承方案,将摩擦力距降低 50%,能量损失减少 42%。经过上述所有细节的累积, DHT Pro 实现了高效与节油,保证了良好的经济性。
驾控方面:P1 发电机可以轻巧地启动或停止发动机,提供无感能量切换;三挡速比与动力 强劲的 P2 电机,能够保证所需动力随叫随到。轻量化、小型化与强劲动力的权衡方面, 在发动机的空间上,DHT Pro 整箱六合一高度集成,轴向长度仅有 354 毫米,比竞品小 26-56 毫米,是目前全球轴向长度最小的混动专用变速器;电机内部双行星排传动机构和换挡执 行机构均集成在电机转子内部,能够超高效利用轴向空间;高压电子双联泵,体积比相同 功率的分体双棒小 20%以上;3.5 毫米超薄变速器壳体较同类产品薄 12.5%;双电机控制器 与变速器控制单元高度集成在变速器的 PCM 中;双面 Pin-fin 直接水冷模块大幅度提升功 率密度;P2 驱动电机采用扁线连续波绕组,成型后,两头端部无需焊接,在极小的空间下, 电机能爆发出 320N·m 的最大输出扭矩;顶部喷淋油冷技术能够实现更稳定的热管理。 经过上述所有细节的累积,使 DHT Pro 可以做到 120kg 的重量,4920N·m 的最大输出扭 距,扭质比 41N·m/kg,为驾驶者带来丝滑般的平顺,并兼顾闪电般的迅捷。
图:DHT Pro 混动专用变速箱参数
舒适性方面:采用 OPD 最优相位差设计技术,可降低 60%-70%的齿轮噪音,轴齿均采用低 噪音磨削和强力夯等高精密的齿轮加工技术,通过齿面纹理的优化,使 NVH 性能进一步 提升。P1 电机拥有良好 NVH 表现,在发电机正常行驶过程中,车内噪音比竞品低 30%。
雷神智擎 Hi·X 的工作模式:
启动车辆:起步时,DHT Pro 实现弹射起步,提升起步加速性能 50%;车速在 0-30km/h, Hi·X 采用 EV 模式行驶;
持续低速运行:Hi·X 进入串联模式,通过电机对发动机负荷的调节,使发动机在更高的效 率区间发电,同时实现更多纯电驾驶体验;
制动能量回收:Hi·X 的动能回收系统通过电机实现 100%能量回收;
限速 80km/h 城市快速路:Hi·X 的三档 DHT Pro,在 20 km/h 以上便可进入并联直驱模 式,匹配 DHE 发动机宽广的高效率区间,大幅减少能量损失,实现全速域并联,提升系统 效率 20%;
高速超车:Hi·X 瞬间完成三降二,释放 60%的储备功率,结合 DHE 发动机的瞬态响应特 性和高功率助力电机,迸发出 2680N·m 的扭矩,80-120km/h,加速比同级竞品快 30%。
星越 L 混动版将成为首款搭载“雷神智擎”HI・X 混动技术的车型,零百加速 7.9s,NEDC 百公里油耗 4.3L,综合续航里程 1300km。
(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)
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