[汽車之家 新鮮技術(shù)解讀]  在混動(dòng)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(dòng)也仿佛在一夜之間就開了花,，甚至還能全面布局混動(dòng)市場,。長城檸檬混動(dòng)DHT作為自主品牌混動(dòng)的代表之一，更是將單擋直驅(qū)升級(jí)為兩擋,，從而進(jìn)一步提升了發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)DHT。

　　當(dāng)下的主流混動(dòng)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(dòng),；第二類是如大眾探岳GTE的并聯(lián)式混動(dòng)；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(dòng),。

　　整套混動(dòng)系統(tǒng)采用高度集成化設(shè)計(jì),，包括1.5L/1.5T兩款混動(dòng)專用發(fā)動(dòng)機(jī),、雙電機(jī)及其控制器,、定軸式變速箱以及集成式DC/DC變換器，可以實(shí)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(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)有啥亮點(diǎn),？

　　1.5L自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)采用阿特金森循環(huán)，壓縮比達(dá)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(dòng)機(jī)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(jí)別的車型中,。

　　我們知道壓縮比是活塞下止點(diǎn)容積與活塞上止點(diǎn)容積的比值,，為了實(shí)現(xiàn)膨脹比大于壓縮比，長城在1.5L自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)上動(dòng)了一點(diǎn)小心思,。

　　其實(shí)阿特金森循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)在高速和低速時(shí)的工作效率較低,，扭矩也不高，而電機(jī)恰好在低速或高速時(shí)效率高,，能夠與阿特金森循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)形成互補(bǔ),，因此阿特金森循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)目前多用于混合動(dòng)力車型。

　　受其影響,，下一階段的壓縮行程也是從進(jìn)氣門關(guān)閉時(shí)活塞所處的位置（略高于下止點(diǎn)）到上止點(diǎn),，但由于做功行程是從上止點(diǎn)到下止點(diǎn)的完整過程，并且燃燒轉(zhuǎn)換均為有效功,，也就實(shí)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(shí)在壓縮行程也是需要耗費(fèi)發(fā)動(dòng)機(jī)能量的,，短一些的壓縮行程能夠減少發(fā)動(dòng)機(jī)在這一階段的能量損失,，同時(shí)當(dāng)活塞達(dá)到上止點(diǎn)時(shí)，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(jī)帶來的優(yōu)勢其實(shí)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(shí)不僅動(dòng)力性更好,，油耗和排放還會(huì)比較低,；而溫度高則容易產(chǎn)生爆震，溫度低會(huì)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(huì)將排氣歧管盡量設(shè)計(jì)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(shí)的相互干擾都是無法避免的,，只能在排氣效率和快速暖機(jī)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(dòng)機(jī)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(dòng)渦輪葉片,，因此動(dòng)力輸出不可避免會(huì)出現(xiàn)遲滯，除電動(dòng)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(dòng)機(jī)處于高轉(zhuǎn)速區(qū)間時(shí)，會(huì)有大量的廢氣涌入渦輪中,，會(huì)使渦輪在旋轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生極強(qiáng)的排氣背壓,，限制發(fā)動(dòng)機(jī)在高轉(zhuǎn)速工況下的增壓效率，同時(shí)也限制了發(fā)動(dòng)機(jī)的功率輸出上限,。

　　當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于高轉(zhuǎn)速區(qū)間時(shí),，就會(huì)出現(xiàn)廢氣流量大、排氣背壓小的問題,，渦輪也能得到動(dòng)力從而更好地工作,，發(fā)動(dòng)機(jī)出力也會(huì)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(shí)VGT技術(shù)在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)上早就已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，由于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣溫度要遠(yuǎn)低于汽油機(jī),，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(shí)現(xiàn)不同轉(zhuǎn)速下不同的廢氣流速和渦輪葉片的推進(jìn)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(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速排氣壓力較低的時(shí)候，導(dǎo)流葉片打開的角度較小,，此時(shí)導(dǎo)入渦輪處的空氣流速就更快,，從而可以更容易推動(dòng)渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)，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(jì)類似,，VGT其實(shí)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(shí)捷等品牌。

● 長城檸檬混動(dòng)專用變速箱是怎樣的存在,？

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

● 雙電機(jī)總成及其5大特點(diǎn)

　　下面我們就來看看雙電機(jī)，在兩臺(tái)電機(jī)中,，一個(gè)是主要用于發(fā)電的GM電機(jī),，另一個(gè)是主要用于驅(qū)動(dòng)的TM電機(jī)，但嚴(yán)格來說,，它們都是身兼發(fā)電和驅(qū)動(dòng)兩個(gè)崗位的,。

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

　　高磁阻技術(shù)路線的另一個(gè)好處是為了降低反電動(dòng)勢，反電動(dòng)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(jì)都避不開缺點(diǎn),，扁線繞組的缺點(diǎn)就是設(shè)計(jì)難,，工藝難，而且長時(shí)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(jī),，可見業(yè)內(nèi)還是認(rèn)為扁線繞組更具競爭力。

　　極距：一個(gè)極在定子圓周上所跨的距離,，用槽數(shù)計(jì),。
　　節(jié)距：一個(gè)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(jì)還能進(jìn)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(shí)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(gè)優(yōu)點(diǎn)呢,？零扭損耗區(qū)別于低扭損耗,，在車輛正常運(yùn)行時(shí)，電機(jī)的旋轉(zhuǎn)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)與動(dòng)力輸出方向相反的扭矩,，阻礙正常動(dòng)力輸出,，因此要施加一個(gè)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(huì)更小，從而降低能量消耗,。同時(shí)轉(zhuǎn)子在工作時(shí)的轉(zhuǎn)速也會(huì)更加均勻,，對(duì)提升NVH性能也有一定的積極作用。

● 檸檬混動(dòng)的大腦—雙電機(jī)控制器

　　然而整個(gè)混動(dòng)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(yàn)也難以達(dá)到一定的高度,，這就不得不說一下檸檬混動(dòng)DHT聰明的雙電機(jī)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(jī)控制器也一樣需要不停地運(yùn)算，而雙面水冷技術(shù)就是雙電機(jī)控制器所需的“氧氣”,。

　　檸檬混動(dòng)DHT的雙電機(jī)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(dòng)DHT現(xiàn)在已經(jīng)超前完成任務(wù),。

● 長城檸檬混動(dòng)DHT的工作邏輯

　　那么說了這么多，長城檸檬混動(dòng)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(shí)啟用,，此時(shí)，車輛完全靠TM電機(jī)來直接驅(qū)動(dòng),。在這套動(dòng)力架構(gòu)里,，發(fā)動(dòng)機(jī)、GM電機(jī)以及部分減速齒輪是不運(yùn)轉(zhuǎn)的,。

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

　　【3】并聯(lián)模式：當(dāng)車速達(dá)到35km/h以上時(shí)，系統(tǒng)會(huì)切換為并聯(lián),，這時(shí)候發(fā)動(dòng)機(jī)就像一個(gè)強(qiáng)大的后援部隊(duì),，與驅(qū)動(dòng)電機(jī)一起發(fā)力來推動(dòng)汽車。發(fā)動(dòng)機(jī)加入到驅(qū)動(dòng)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(shí)的TM驅(qū)動(dòng)電機(jī)很像是發(fā)動(dòng)機(jī)的副手，它的主要任務(wù)是配合發(fā)動(dòng)機(jī)在高效區(qū)間工作,，調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)的工作負(fù)荷,。

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

　　根據(jù)長城檸檬混動(dòng)PHEV四驅(qū)動(dòng)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(dòng)有何意義？

　　通俗的來講,，長城檸檬混動(dòng)系統(tǒng)在市區(qū)低速行駛主要靠純電驅(qū)動(dòng),，當(dāng)速度提起來后，電機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)一起并聯(lián)驅(qū)動(dòng),，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(dòng)形式上，我們知道日系“兩田”的混動(dòng)均采用自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī),，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(dòng)形式,，在檸檬混動(dòng)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(dòng)理念,，打造出了具有“中國特色”的混動(dòng)技術(shù)。

● 全文總結(jié)

　　長城檸檬混動(dòng)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(dú)立自主設(shè)計(jì)和研發(fā),，它不僅能夠在更低的車速下讓發(fā)動(dòng)機(jī)介入，同時(shí)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(shí)力可見一斑,。不過就現(xiàn)在來看，自主品牌混動(dòng)包括長城,、比亞迪,、吉利在內(nèi)想要撼動(dòng)日系“兩田”的領(lǐng)頭羊地位似乎還尚需時(shí)日，只有力求掌握核心技術(shù),，不斷填補(bǔ)自身短板方能更進(jìn)一步,。但依然感謝那些為了挑戰(zhàn)世界混動(dòng)霸主不斷奮斗的自主品牌企業(yè)們，正是因?yàn)槟銈兊呐�,，讓世道變了,。（圖/文 汽車之家 鄭晨）