让人从心底里爱上混动？深度解读通用新一代混动技术

（本文转自微信公众号「 辣笔小星」，作者： Xingwei。与原文相比略有删改，已获得作者授权。本文从技术角度解读了通用新一代混合动力技术。）随着通用集团的三款新能源车型-凯迪拉克 CT6 PHEV 插电混动版，别克君越 HEV 混动版和雪佛兰迈锐宝 XL HEV 在国内上市或即将上市，厂商不仅召开了新能源技术体验营邀请媒体近距离体验相关技术，更是请来了业界大拿 Larry Nitz 先生介绍通用的新能源战略布局和相关驱动技术。 为什么说 Larry Nitz 先生是业界大拿呢？不仅因为他位居通用集团全球驱动系统部变速箱与电气化执行总监 (Executive Director, Global Transmission & Electrification) 的要职，更因为他 40 年在通用的工作经验涵盖了动力总成、变速箱以及几乎所有重要的新能源项目。其中就包括最早的 EV-1 双模混动汽车、Spark EV 纯电动汽车、凯迪拉克 ELR 及雪佛兰 Volt 增程式混动汽车。 他不仅持有超过 40 个专利，而且 4 次获得通用集团最高等级创新大奖 GM Boss Kettering Awards。他领导的团队还首次提出了模块化 DHT 专用混动变速箱理念（Modular Dedicated Hybrid Transmission），并且，以此开发的第二代雪佛兰 Volt 的混动变速箱不仅适用于 Volt 这样的增程混合动力车型，而且经过小幅优化，可以用于插电式混合动力车型如凯迪拉克 CT6 PHEV 或者混合动力车型如君越和迈锐宝 HEV 上。 下面我们就来具体聊聊该模块化 DHT 混合动力系统在君越和迈锐宝两款混合动力车型上是如何得到优化的。上图分别为别克君越 HEV 混动版和雪佛兰迈锐宝 XL HEV 混动版。 如下图所示，这套混合动力系统的核心包括位于车头部的电驱动模块以及 1.8L 发动机（1.8L Engine and drive unit）和位于车尾部的锂电池系统（Lithium-ion Battery System）。 电驱动模块 电驱动系统的设计仍然沿用了第二代雪佛兰 Volt 的主要设计理念。如下图所示，动力电机功率逆变器驱动模块 TPIM 和双电机（Motor A 和 B）集成在一起，这样省却了高压大功率三相交流电缆。来自锂电池系统的高压直流电缆连接器位于模块的上部（High-voltage connection to battery），逆变器与电机的连接被高压连接端子（High-voltage connection to power electronics）所取代并集成在模块内部，这样大幅降低了整体模块的体积。 如下图，由于电驱动模块整体体积非常紧凑，它可以和 1.8L 发动机一起从容的布置在迈锐宝和君越车型的发动机舱内。 为了混动车型以发动机为主电池容量小的特点，迈锐宝和君越的电驱动系统都相对雪佛兰 Volt 车型进行了相应的优化修改。如下表所示，主要的变化体现在节省了一组单向离合器 OWC（One Way Clutch）和双电机均为大功率的汝铁硼磁体材料电机。具体来说，由于混动车型的电池容量相对较小，因此纯电模式下仅保留了单电机驱动模式（1 motor EV）。对应的减少了单向离合器的使用，提高了系统效率。 同时对于电机磁体材料如下图所示，在混动车型注重电池电量维持以及燃油经济性，更经常出现的低速高扭工况，汝铁硼磁体材料的电机具有更低能耗损失，相对效率更高。而雪佛兰 Volt 增程混动车型则更注重电池电量消耗以及纯电续航里程，其扭矩输出在整个车速区间相对稳定，铁磁体材料电机具有更高的效率，且使用更少稀土材料成本较低。 如下图的电驱动模块剖面图所示，双电机定子绕线沿用了雪佛兰 Volt 的条状绕线设计 Bar Winding。这样的设计降低了电机工作时的噪音，提高了工作效率。但最重要的一点，如 Larry Nitz 先生所说，这样的设计使得全自动的电机生产成为可能。 如下图所示是之前 Larry Nitz 先生在美国马里兰州巴尔的摩 Baltimore 动力电机工厂介绍相应电机生产工艺的照片。图中相应的电机绕组即采用了条状绕线方式，可由自动生产设备制造。类似的生产线会否引入国内则有待时间的验证。 发动机 相应的迈锐宝和君越混动车型的发动机也针对混动应用需要更高效更大动力的特点进行了优化。如下图所示为相应混动车型所使用的 1.8L 发动机以及电驱动模块。其相比使用 1.5L 的雪佛兰 Volt 车型，发动机功率和排量更大，但是油耗则不升反降。这其中的原因就是通用集团采用了四种关键性的排气及热管理技术提升发动机的效率。 这四项技术分别是冷却废气再循环系统 Cooled EGR，电控节温器 … 继续阅读