[汽車之家 新鮮技術(shù)解讀]  在混動界,，“兩田”的THS和i-MMD一直該領(lǐng)域的兩座大山,，而隨著《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖2.0》的發(fā)布以及政策的利好，自主品牌混動也仿佛在一夜之間就開了花,，甚至還能全面布局混動市場,。長城檸檬混動DHT作為自主品牌混動的代表之一，更是將單擋直驅(qū)升級為兩擋,，從而進一步提升了發(fā)動機的工作區(qū)間,，那么本期內(nèi)容我們就來解讀一下長城檸檬混動DHT。

　　當(dāng)下的主流混動技術(shù)按結(jié)構(gòu)主要分為三大類,，第一類是像理想ONE一樣的增程式混動,；第二類是如大眾探岳GTE的并聯(lián)式混動；而最后一類則是以長城檸檬DHT,、比亞迪DM-i為代表的混聯(lián)式混動,。

　　整套混動系統(tǒng)采用高度集成化設(shè)計，包括1.5L/1.5T兩款混動專用發(fā)動機,、雙電機及其控制器,、定軸式變速箱以及集成式DC/DC變換器，可以實現(xiàn)EV,、串聯(lián),、并聯(lián)、能量回收等多種工作模式,。

● 1.5L/1.5T混動發(fā)動機有啥亮點,？

　　1.5L自然吸氣發(fā)動機采用阿特金森循環(huán)，壓縮比達到了13:1,，最大功率75kW,，峰值扭矩135N·m，主要應(yīng)用在瑪奇朵DHT-PHEV等緊湊型車型中,；而1.5T渦輪增壓發(fā)動機采用米勒循環(huán),，并配備了長城自主研發(fā)的VGT可變截面渦輪，主要應(yīng)用在摩卡DHT-PHEV等中型車或更高級別的車型中,。

　　我們知道壓縮比是活塞下止點容積與活塞上止點容積的比值,，為了實現(xiàn)膨脹比大于壓縮比，長城在1.5L自然吸氣發(fā)動機上動了一點小心思。

　　其實阿特金森循環(huán)發(fā)動機在高速和低速時的工作效率較低,，扭矩也不高,，而電機恰好在低速或高速時效率高，能夠與阿特金森循環(huán)發(fā)動機的優(yōu)缺點形成互補,，因此阿特金森循環(huán)發(fā)動機目前多用于混合動力車型,。

　　受其影響，下一階段的壓縮行程也是從進氣門關(guān)閉時活塞所處的位置（略高于下止點）到上止點,，但由于做功行程是從上止點到下止點的完整過程,，并且燃燒轉(zhuǎn)換均為有效功，也就實現(xiàn)了膨脹比大于壓縮比,。

【左為米勒循環(huán),，右為奧拓循環(huán)】

　　其實在壓縮行程也是需要耗費發(fā)動機能量的，短一些的壓縮行程能夠減少發(fā)動機在這一階段的能量損失,，同時當(dāng)活塞達到上止點時,，可燃混合氣溫度也更低，能夠有效抑制爆震的發(fā)生,，而且更長的做功行程還能讓可燃混合氣燃燒的更加充分,。

　　這套350Bar高壓噴油系統(tǒng)目前如寶馬M、大眾全新1.5T,、雪佛蘭也都在使用,，自主品牌除長城外，如比亞迪,、吉利,、奇瑞以及長安等品牌也均有配備。

● 缸蓋集成排氣歧管

　　快速暖機帶來的優(yōu)勢其實是顯而易見的,，當(dāng)冷卻液處在合適的溫度下,，燃燒狀態(tài)往往是最好的，此時不僅動力性更好,，油耗和排放還會比較低,；而溫度高則容易產(chǎn)生爆震，溫度低會影響汽油的霧化效果和燃燒效率,。

　　此外為了降低各氣缸之間的排氣干涉,，一般車輛都會將排氣歧管盡量設(shè)計成等長或足夠長，但由于缸蓋空間較小,，集成式排氣歧管無法做成等長造型,，因此無論如何優(yōu)化排氣結(jié)構(gòu)，排氣氣流匯流時的相互干擾都是無法避免的,，只能在排氣效率和快速暖機之間盡量去做平衡,。

● 長城自研VGT渦輪技術(shù)

　　渦輪增壓發(fā)動機最重要的部件是什么,？渦輪當(dāng)屬其中之一，但為了您能更好地理解長城自主研發(fā)的VGT渦輪技術(shù),，首先我們先要簡單了解渦輪增壓的原理,。

　　由于渦輪本身具備一定質(zhì)量，必須要有足夠的廢氣來推動渦輪葉片,，因此動力輸出不可避免會出現(xiàn)遲滯,，除電動渦輪外，各家廠商只能通過不斷優(yōu)化來盡可能減少渦輪遲滯,。

　　當(dāng)發(fā)動機處于高轉(zhuǎn)速區(qū)間時,，會有大量的廢氣涌入渦輪中，會使渦輪在旋轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生極強的排氣背壓,，限制發(fā)動機在高轉(zhuǎn)速工況下的增壓效率，同時也限制了發(fā)動機的功率輸出上限,。

　　當(dāng)發(fā)動機處于高轉(zhuǎn)速區(qū)間時,，就會出現(xiàn)廢氣流量大、排氣背壓小的問題,，渦輪也能得到動力從而更好地工作,，發(fā)動機出力也會更加得心應(yīng)手。

　　綜合以上也可以理解為渦輪越小,，響應(yīng)性越好,，但在高轉(zhuǎn)速區(qū)間的增壓效果不理想；渦輪越大,，響應(yīng)性越差,，遲滯也就越明顯。

　　其實VGT技術(shù)在柴油發(fā)動機上早就已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用,，由于柴油發(fā)動機的排氣溫度要遠(yuǎn)低于汽油機,，從VGT的選材和布置來說，都要更加容易,。

　　VGT渦輪的材質(zhì)一般選用耐高溫的航空材料,，通過在廢氣渦輪端增設(shè)角度可變的葉片，從而實現(xiàn)不同轉(zhuǎn)速下不同的廢氣流速和渦輪葉片的推進效果,，保證渦輪在各種工況下的響應(yīng)性和增壓效果,。

　　當(dāng)發(fā)動機低轉(zhuǎn)速排氣壓力較低的時候，導(dǎo)流葉片打開的角度較小,，此時導(dǎo)入渦輪處的空氣流速就更快,，從而可以更容易推動渦輪轉(zhuǎn)動，有效減輕渦輪遲滯的現(xiàn)象,。

　　與當(dāng)下增壓車型普遍使用的小慣量渦輪以及雙渦管設(shè)計類似,，VGT其實也是優(yōu)化渦輪遲滯的其中一種解決方式,，也有的廠商將其稱為VNT，曾廣泛用于沃爾沃,、奧迪以及保時捷等品牌,。

● 長城檸檬混動專用變速箱是怎樣的存在？

　　混動系統(tǒng)最重要的一環(huán)當(dāng)然是其動力傳輸?shù)闹袌龃髮ⅰ�—混動專用變速箱DHT（Dedicated Hybrid Transmission）,，作為檸檬混動的核心部件,，兩擋減速器與雙電機、離合器以及電機控制器都集成在其中,。

● 雙電機總成及其5大特點

　　下面我們就來看看雙電機,，在兩臺電機中，一個是主要用于發(fā)電的GM電機,，另一個是主要用于驅(qū)動的TM電機,，但嚴(yán)格來說，它們都是身兼發(fā)電和驅(qū)動兩個崗位的,。

　　電機部分有5大特點,，也可以理解為電機的核心技術(shù)，分別為高磁阻轉(zhuǎn)矩設(shè)計,、發(fā)卡扁線繞組設(shè)計,、短節(jié)距繞組設(shè)計、轉(zhuǎn)子三段式斜極設(shè)計以及超薄硅鋼片,，下面我們一個個來盤,。

　　高磁阻技術(shù)路線的另一個好處是為了降低反電動勢，反電動勢要求控制的越低,，控制器件的耐擊穿電壓要求也越低,，成本也越低。

　　任何設(shè)計都避不開缺點,，扁線繞組的缺點就是設(shè)計難,，工藝難，而且長時間使用有損耗,，但就現(xiàn)在看來,，越來越多的廠商如豐田、特斯拉,、比亞迪等都選擇了扁線繞組電機,，可見業(yè)內(nèi)還是認(rèn)為扁線繞組更具競爭力。

　　極距：一個極在定子圓周上所跨的距離,，用槽數(shù)計,。
　　節(jié)距：一個線圈兩邊的中心在定子圓周上所跨的距離：節(jié)距=極距（整距）；節(jié)距<極距(短距）,；節(jié)距>極距(長距）,。

　　在結(jié)構(gòu)上,，短節(jié)距繞組設(shè)計還能進一步優(yōu)化氣隙磁場諧波，通過增大氣隙,，可減小氣隙磁場諧波分量,，降低徑向力諧波，實現(xiàn)噪聲的優(yōu)化,，從而有效提升車輛的NVH性能,。

　　怎么理解這兩個優(yōu)點呢？零扭損耗區(qū)別于低扭損耗,，在車輛正常運行時,，電機的旋轉(zhuǎn)會產(chǎn)生一個與動力輸出方向相反的扭矩，阻礙正常動力輸出,，因此要施加一個電流,，讓其能夠產(chǎn)生與反向扭矩相抵消的扭矩，而有了三段式斜極結(jié)構(gòu)的加持,，反向扭矩就會更小,，從而降低能量消耗。同時轉(zhuǎn)子在工作時的轉(zhuǎn)速也會更加均勻,，對提升NVH性能也有一定的積極作用。

● 檸檬混動的大腦—雙電機控制器

　　然而整個混動系統(tǒng)的性能再優(yōu)異,，如果沒有同樣優(yōu)秀的“大腦”來指揮,，體驗也難以達到一定的高度，這就不得不說一下檸檬混動DHT聰明的雙電機控制器了,。

　　人類的大腦所消耗的氧氣約占全身的五分之一,，以此來保證日常的工作和學(xué)習(xí)，雙電機控制器也一樣需要不停地運算,，而雙面水冷技術(shù)就是雙電機控制器所需的“氧氣”,。

　　檸檬混動DHT的雙電機控制器體積功率密度為41kW/L（不包含DC/DC變換器），而根據(jù)《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖2.0》的要求,，40kW/L的體積功率密度是國家2025年規(guī)劃的目標(biāo),，也就是說長城檸檬混動DHT現(xiàn)在已經(jīng)超前完成任務(wù)。

● 長城檸檬混動DHT的工作邏輯

　　那么說了這么多,，長城檸檬混動DHT的工作邏輯到底是怎樣的呢,？首先，它有四種工作模式,。

　　【1】純電EV模式：往往在電量充足的低速行駛時啟用,，此時，車輛完全靠TM電機來直接驅(qū)動,。在這套動力架構(gòu)里,，發(fā)動機,、GM電機以及部分減速齒輪是不運轉(zhuǎn)的。

　　【2】串聯(lián)模式：當(dāng)電池電量低于一定程度時,，在市區(qū)內(nèi)行駛會激活“串聯(lián)模式”,。推動車輛行駛的還是EV模式下的TM電機，只不過為了保證充足的電池電量,，這時發(fā)動機開始運轉(zhuǎn)了,，它轉(zhuǎn)動起來僅僅是為了帶動GM電機來發(fā)電，并不參與車輛驅(qū)動,。

　　【3】并聯(lián)模式：當(dāng)車速達到35km/h以上時,，系統(tǒng)會切換為并聯(lián)，這時候發(fā)動機就像一個強大的后援部隊,，與驅(qū)動電機一起發(fā)力來推動汽車,。發(fā)動機加入到驅(qū)動大軍的中介是這套離合器，離合壓緊后扭矩直接傳遞到車輪,。此時的TM驅(qū)動電機很像是發(fā)動機的副手,，它的主要任務(wù)是配合發(fā)動機在高效區(qū)間工作，調(diào)整發(fā)動機的工作負(fù)荷,。

　　【4】制動能量回收模式：和電動車上常見的制動能量回收一樣,，也就是車輛在減速階段，車輪會拖動TM電機來給電池組充電,。

　　根據(jù)長城檸檬混動PHEV四驅(qū)動力架構(gòu)的工作循環(huán)示意圖,，能夠看出它不僅適用于城市工況，也能用于冰雪,、泥濘和沙地等復(fù)雜路況,。

● 兩擋混動有何意義？

　　通俗的來講,，長城檸檬混動系統(tǒng)在市區(qū)低速行駛主要靠純電驅(qū)動,，當(dāng)速度提起來后，電機和發(fā)動機會一起并聯(lián)驅(qū)動,，能看得出這套系統(tǒng)的邏輯吸收了豐田THS和本田i-MMD的很多精華,。

　　在混動形式上，我們知道日系“兩田”的混動均采用自然吸氣發(fā)動機,，而小排量渦輪的理念則是歐系車型普遍喜歡采用的驅(qū)動形式,，在檸檬混動系統(tǒng)上，長城將這兩者巧妙地結(jié)合,，并且加入了日系的混聯(lián)式混動理念,，打造出了具有“中國特色”的混動技術(shù)。

● 全文總結(jié)

　　長城檸檬混動DHT是站在巨人的肩膀上誕生的新技術(shù),，是由長城汽車完全獨立自主設(shè)計和研發(fā),，它不僅能夠在更低的車速下讓發(fā)動機介入,，同時高低擋位的出現(xiàn)還能讓整套系統(tǒng)始終保持在較為高效的工作區(qū)間，實力可見一斑,。不過就現(xiàn)在來看,，自主品牌混動包括長城、比亞迪,、吉利在內(nèi)想要撼動日系“兩田”的領(lǐng)頭羊地位似乎還尚需時日,，只有力求掌握核心技術(shù)，不斷填補自身短板方能更進一步,。但依然感謝那些為了挑戰(zhàn)世界混動霸主不斷奮斗的自主品牌企業(yè)們,，正是因為你們的努力，讓世道變了,。（圖/文 汽車之家 鄭晨）