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P0-P4电机架构解读 点赞 关注

   日期:2020-09-11     作者:李里    浏览:187     点赞数:1    
核心提示:聊到混合动力轿车,他们会问你是“P几”,这些黑话究竟代表什么意思呢?

在发烧友和技能控眼中,新能源车更像一件艺术品,每一个核心部件都是其精髓所在。聊到纯电动车,他们会问你电池厂商或是电芯的供应商,这可以视作车辆的第二品牌;聊到混合动力轿车,他们会问你是“P几”,这些黑话究竟代表什么意思呢?
今天就跟大家科普下混合动力轿车不同类型的电机架构。

 

目前行业内关于电机架构的使用方法各有不同,关于不同架构下的详细使用和解释也略有不同,本文的起点是整理p0-p4架构的基本原理以及使用方法,以及不同组合方案的意图。

 

●P0-P4电机的定义与解析




在混合动力汽车中,按电机方位的不同可分为P0-P4和Ps架构,其中P代表电机方位(Position),不同方位的电机扮演着不同的角色,发挥的作用与车辆能耗、动力性有直接关系,究竟哪款混合动力车型更适合你呢?

◆P0架构:结构简单、成名早

P0架构的电机安装在发动机前端,其通过皮带与发动机曲轴相连,搭载P0电机的车型能够做到在等红绿灯发动机停机的时分带动空调的机械压缩机工作,完成发动机启停、制动能量收回发电,以及辅助动力输出。

 

『博世48V MHEV体系』

P0架构的技术和结构比较简单,使用也相对广泛,许多司机朋友上车就关闭的主动启停体系就是典型的P0架构,而主动启停的前史可以追溯到上世纪70年代。与配备主动启停功用的车型比较,P0架构选用较大功率的BSG(Belt-driven Starter/Generator;皮带传动启动/发电一体化电机)电机,并配备了一块容量更大的电池,可以胜任带动压缩机与辅助发动机作业的作业。

 

在发动机停机时,P0电机可以独自带动空调压缩机作业,减少发动机的怠速时间;车辆起步或加速时,P0电机可以辅助发动机作业,帮助发动机快速脱节低效作业区间,节油的一起能有用提升驾乘质感。


因为P0电机经过串联的方式将动力传递给车轮,所以电机没法放下发动机独自驱动车轮,也就没有纯电行进模式。别的,因为P0电机经过皮带与曲轴柔性衔接,所以给发动机加力、回收动能功率的天花板较低。

『2020款改款马自达CX-5 2.5L 主动四驱智尊型』

奥迪SQ7 TDI和马自达i-Eloop弱混体系归于P0架构,因为P0架构传递功率较低、电机无法直驱车轮,在新能源车领域P0电机通常以辅助的身份出现,后文会有相应的解析和案例。

◆P1架构:独自开发/高度集成

P1架构的电机坐落发动机曲轴后端,它取代了传统的飞轮,在继承飞轮储存发动机做功冲程外的能量和惯性的功用外,P1电机与P0电机功用类似,相同支持发动机启停、制动能量回收发电、辅助动力输出。

 

『本田IMA混动体系』

与P0架构比较,P1架构更加紧凑,其电机被整合在发动机外壳内,在规划时需求考虑到发动机的体积、机舱内的布局,因变速箱不同需求有相应的规划方案,所以P1电机的研发和制造本钱相对较高。存在即合理,往往高投入对应高回报,发动机曲轴充当了P1电机的转子,动力传递功率更高,节油作用好,对驾驶功用进步也更加显着。别的,鄙人坡路段P1电机可通过电磁场调理施加辅佐制动力矩,以此进步安全性。

 

虽然所在方位不同,但P0架构和P1架构同病相连,只要电机旋转,发动机曲轴就必须旋转,这样电机没办法独自驱动车轮,也就没有纯电行进形式。在动能收回和滑行形式下,也由于必须带动曲轴空转而糟蹋动能,因内燃机随动还徒增了噪音和振动。

 

『奔跑M254发动机』

 
 

『2020款改款奔跑E级(进口)』


 

日前,奔跑在海外推出的E350车型选用了代号为M254的2.0T 4缸发动机,并在电气化改造过程中加入了48V轻混技能,其搭载的ISG电机最大功率为12kW,峰值扭矩为180N·m,在车轮起步、加快时缓解了涡轮迟滞的体现。这套体系是典型的P1架构,官方将电动机命名为“ FAME”(模块化发动机),有外媒猜想这套电动机将会在其他PHEV车型上出现。

◆P2架构:模块化规划/节油性强,使用广泛

 

P2架构的电机坐落发动机与变速箱之间,由于不用像P1电机相同整合在发动机外壳中,所以安置的形式能够更灵敏。该架构可在发动机与变速箱之间装备1-2个聚散器,详细可分为三种布局方式:①电机安置在聚散器前的单聚散结构,电机起到助力、驻车发电和发动发动机的作用,与P1架构类似;②电机安置在聚散器后的单聚散结构,电机可完成独自驱动车辆,制动能量收回发电以及助力;③电机安置在双聚散结构中心,电机即可独自驱动车辆,还可发动发动机或进行驻车发电。

 

P2架构的兼容性比较强,能与所有变速箱匹配(包含手动变速箱),是目前混合动力车型使用较为广泛的架构,许多零部件供应商都有成熟的解决方案。以博格华纳的P2电机模块为例,它集成双质量飞轮和发动机别离聚散器,可断开聚散器、电机直驱车辆,它可在不改动发动机和变速箱的情况下将内燃机动力车辆转换成混合动力车型,这意味着车企能够以更少的投资、更短的时刻以及更大的灵敏性来扩展车辆的动力组合,丰厚混合动力车型的产品线。

 

『奥迪A3 e-tron动力体系』

 

『2017款奥迪A3新能源(进口)Sportback e-tron舒适型』

奥迪A3 e-tron是选用P2架构的代表车型,该车搭载1.4T发动机,一起搭载了一台最大功率75kW的永磁同步电机。该车动力电池容量为8.8kWh,NEDC工况下纯电续航路程为50km。

◆P3架构:动力传递高效,占用空间大 

P3架构的电机坐落变速箱输出端,其纯电驱动和动能收回的功率高,急加快的作用十分直接。功用方面,P3电机可完成制动能量收回、纯电驱动车辆。由于电机无法与变速箱或发动机进行整合,需求占用额定的体积,所以P3架构比较合适后驱车,有充足的空间予以安置。

 

与P0、P1和P2架构比较,P3架构的动力传递路径不通过变速箱,纯电驱动和制动能量收回的功率更高,一起还下降变速箱的作业时长,有助于延伸其使用寿命。但问题相同显着,P3电机没法完成驻车充电,在户外露营等使用场景缺陷就暴露无遗了。

 

代表车型为比亚迪秦PHEV车型,该车是以P3电机为中心的并联混动,在合作原先的大容量电池设定,既满足我国对于PHEV车型50km的纯电续航能力,又能够将发动机和电机功用叠加起来,完成更强的动力输出。

 

◆P4架构:完成四轮驱动

P4架构的电机与发动机不驱动同一根轴,然后帮车辆完成四轮驱动。它既可所以驱动前轴/后轴的电机,还能够干脆就像歌颂NSX相同撤销轮轴,而直接选用两个轮毂电机驱动车轮。P4架构与P3功用类似,均可完成制动能量收回、纯电驱动车辆。

 

『2020款宝马i8极夜流星限量版』

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P4架构大多使用于插电式混合动力车型,跑车用的比较多,例如保时捷918 Spyder、歌颂NSX、宝马i8等跑车。以宝马i8为例,这套1.5T三缸发动机压榨出231Ps的最大功率以及320N·m的最大扭矩,坐落前轴的永磁同步电机最大功率为131Ps,峰值扭矩为250N·m,并装备一台两速主动变速箱来完成扭矩的调理,官方0-100km/h加快时刻为4.6s,带来出色动力的一起还能够有用下降油耗。

◆Ps架构:双聚散的寄生虫

P3电机在变速箱的输出端耦合,Ps电机直接整合在变速箱内部,由于方位散布接近,Ps架构很简单被人混杂为P3架构。Ps架构的根底是双聚散变速箱,它利用双聚散变速箱具有两个输入轴的特色,将电机集成到了其中一轴上面,能够完成纯电驱动车辆、制动能量收回。

 

『Ps架构动力传递形式』

Ps架构的电机、聚散器和减速器被装进同一个壳体内,节油性更好也更加平顺。但缺陷也相同显着,由于双聚散变速箱的偶数轴要比奇数轴接受更大的扭矩,这会导致两轴与聚散器磨损的不一致;别的,电动机集成在变速箱内部会添加维修本钱,由于不管变速箱毛病仍是电动机毛病,需求拆开的是变速箱总成。

 

『2021款博瑞新能源1.5T ePro领耀版』

目前在我国品牌车企中,长城、奇瑞、吉祥等都在研究DHT变速箱,这是Ps架构的基石。以吉祥轿车为例,吉祥ePro宗族车型搭载的1.5T+7DCTH插电式混合动力体系,具有高电机功率和高动力总成匹配的特色,拥有功率高、空间优、质量好(性价比高)的综合优势。其中,Ps架构电机功率为97%,比P2同轴电机进步约2%;Ps架构电机作业转速不受发动机约束,发动机与电机能一起作业在高效区,能有用下降整车油耗。

●组合架构电机

上阵亲兄弟,打仗父子兵,单一架构的电机或多或少都存在缺陷,所以将两种或两种以上架构的电机组合成为眼下最优的解决方案。在P3或P4架构车型上,为了执行发动机启停、发电功用,则有必要为发动机安装另一台电机,所以许多混合动力车型都有两个电机,形成了Px+Py的组合构型。比方WEY P8,发动机前端有BSG电机,后轴安置了永磁同步电机,属于P0+P4构型。下面就通过国内外车企的发展与车型解析,一起来了解下组合架构电机的技能特色。

◆沃尔沃PHEV技能回忆与T8动力总成解析

 

2013年,沃尔沃第一代插电式混合动力(PHEV)技能便使用于S60 PHEV车型上,选用P0+P4架构,由1台发动机前端功率为15kW的BSG电机和1台后驱动桥安置的50kW永磁同步电机组成;2015年,沃尔沃第二代PHEV技能使用于XC90 PHEV车型上,选用P1+P4架构,由1台功率为35kW的ISG电机加上后驱动桥的60kW永磁同步电机组成;目前沃尔沃基于CMA车型渠道开发的第三代PHEV技能,选用发动机匹配P2电机组成的混合动力总成。

详细车型来讲,沃尔沃XC90 PHEV车型选用P1+P4架构的混合动力总成,该车前轴配置了一款名为C-ISG(Crank-integrated Starter Generator)的变速箱集成电机,具有启停操控、发电、助力3种功用,一起后轴也装配了最大功率为65kW的电机。目前沃尔沃的PHEV车型品种掩盖轿车、旅行车和SUV,都使用了模块化的PHEV动力总成。

◆比亚迪DM体系进化史和第三代DM体系解析

从2008年至今,比亚迪DM体系(即Dual Mode体系)进行了两次升级,目前第三代DM插电式混合动力的进步不仅仅是在动力方面,从第二代DM体系提出“542”计划后,顺带着整个比亚迪旗下车型都在“功用”特点上做出进一步升级。

 

“高电耗”是第二代DM体系中比较显着的问题,比亚迪以为BSG电机+电控体系能够解决“避开发动机低效区”,帮忙车辆发电让整个能量流体系更加平衡,还带来了更好的加快功用,所以全新的“BSG架构”体系是这一代DM3中心进步之一。

 

第三代DM体系的BSG电机的最大用途不仅为发动机提供启停功用伺服,行进中为动力电池充电,还能够用于进步加快功用。在车辆以全电驱动形式行进中,在发动机介入时,BSG电机将会带动发动机发动,以下降震动冲击并辅佐换挡。

全文总结:

在排放标准更加苛刻以及新能源轿车的扶持政策下,各主机厂对于新能源商场的越发重视。比较开发一套全新的混动体系,模块化规划的P2技能道路不用改动现有结构,集成方便,合适匹配所有的变速箱,即使节油作用不及混联,但是用较低的本钱既能下降油耗,已经成为许多车企的“捷径”。

 

 


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