隨著第四階段燃油限值以及新能源汽車積分方案的推行與展開(kāi)，整車廠要想達(dá)到愈來(lái)愈嚴(yán)格的燃油限值，并在2020年實(shí)現(xiàn)5L/100km的油耗指標(biāo)，研發(fā)混合動(dòng)力汽車以及純電動(dòng)汽車成為其必由之路。

針對(duì)純電動(dòng)汽車（以下簡(jiǎn)稱EV），插電式混合動(dòng)力汽車（以下簡(jiǎn)稱PHEV）以及常規(guī)混合動(dòng)力汽車（以下簡(jiǎn)稱HEV），如何從目前市面上的各種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中選擇合適的方案是目前各個(gè)整車廠面臨的一大難題，UAES針對(duì)市面上各種混動(dòng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行了深入細(xì)致的研究，下表列舉了各種混合動(dòng)力拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的功能模式以及基本性能。

● 有該工作模式； ○ 無(wú)該工作模式；

其中SP：串并聯(lián)混動(dòng)系統(tǒng)（Series-Parallel），PS:功率分配混動(dòng)系統(tǒng)（Power Split）,AW: 四輪驅(qū)動(dòng)混動(dòng)系統(tǒng)（All-wheel Drive）

對(duì)于新能源汽車而言，其功能越多，性能越好，相應(yīng)的其控制難度也會(huì)增加，因此如何權(quán)衡這些指標(biāo)成為各大主機(jī)廠需要仔細(xì)考慮的問(wèn)題。下文分別從EV，PHEV以及HEV出發(fā)，針對(duì)其主流拓?fù)錁?gòu)型進(jìn)行分析。

EV

目前市面上EV大多以單電機(jī)通過(guò)一單級(jí)或者兩級(jí)減速器驅(qū)動(dòng)車輛，少部分追求動(dòng)力性的高端電動(dòng)車則采用兩套驅(qū)動(dòng)電機(jī)分別驅(qū)動(dòng)車輛的前后軸。而隨著EV數(shù)量日益增加，其發(fā)展逐漸呈現(xiàn)如下特點(diǎn)：

減速箱級(jí)數(shù)的增加，以調(diào)節(jié)電機(jī)工作點(diǎn)而提高效率；

模塊化以及結(jié)構(gòu)緊湊化，電機(jī)/電機(jī)控制器/減速器逐步集成為一體，以減小空間占用率；

功率以及電壓等級(jí)的提升。

新的趨勢(shì)必然引發(fā)諸如振動(dòng)等級(jí)、制造工藝等問(wèn)題與挑戰(zhàn)，而UAES目前已有成熟的解決方案提供給客戶，可提供分離式電機(jī)SMG 180系列以及電機(jī)控制器INVCON2.3-CN等產(chǎn)品。

圖1 純電動(dòng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

圖2 eAD系統(tǒng)集成示意圖

PHEV

針對(duì)PHEV方案，目前的主流拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包括以下幾類，分別是單電機(jī)雙離合器混動(dòng)系統(tǒng)（P2），四輪驅(qū)動(dòng)混合動(dòng)力系統(tǒng)（AW）以及電機(jī)變速箱集成方案（eDCT/eAMT等），以下簡(jiǎn)要分析上述三類系統(tǒng)。

A

單電機(jī)雙離合器混動(dòng)系統(tǒng)（P2）

P2拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是指單獨(dú)采用TM（Traction Motor）電機(jī)、離合器C1和一個(gè)具有動(dòng)力中斷功能的傳動(dòng)裝置（如離合器C2、液力變矩器、雙離合器模塊等）實(shí)現(xiàn)動(dòng)力混合的一種動(dòng)力驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，示意圖如下圖所示，P2拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的突出優(yōu)勢(shì)在于：

僅采用一套電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，成本較低；

采用單個(gè)電機(jī)實(shí)現(xiàn)多種工作模式，有效優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)燃油消耗；制動(dòng)能量回收功能較強(qiáng)，系統(tǒng)節(jié)油率高；

可配合使用不同類型變速箱（AMT/AT/CVT/DCT），機(jī)械改動(dòng)量相對(duì)較低；

系統(tǒng)動(dòng)力性優(yōu)；

而其技術(shù)挑戰(zhàn)在于：控制系統(tǒng)復(fù)雜，同時(shí)該系統(tǒng)一般配備三缸發(fā)動(dòng)機(jī)，國(guó)內(nèi)技術(shù)不夠成熟；并且變速箱的研發(fā)挑戰(zhàn)較大。目前市面上典型P2拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)應(yīng)用車型包括大眾途銳、保時(shí)捷卡宴、寶馬3系/5系/7系、奧迪Q5等。對(duì)于P2方案，BOSCH已在這一方面積累了豐富的項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，而UAES也具有成熟的技術(shù)方案，目前UAES針對(duì)P2方案可以提供集成式電機(jī)以及INVCON2.3-CN,INVCON3U電機(jī)控制器等。

圖3 P2拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖

圖4 P2模塊示意圖

B

四輪驅(qū)動(dòng)混動(dòng)系統(tǒng)（AW）

AW拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是指采用電力軸驅(qū)動(dòng)和傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)加電機(jī)這兩套動(dòng)力系統(tǒng)并在路面進(jìn)行動(dòng)力耦合的一種動(dòng)力驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)的前軸以及后軸分別包含一套動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。就AW系統(tǒng)而言，其主要優(yōu)勢(shì)在于：

四輪驅(qū)動(dòng)，整車動(dòng)力性優(yōu)，駕駛樂(lè)趣較好；

平臺(tái)的復(fù)用性較高；

但其不足之處在于復(fù)雜的動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)提升了四驅(qū)控制的復(fù)雜性以及成本，一般用于中高端的SUV上。典型AW拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)應(yīng)用車型包括PSA 3008、沃爾沃V60等，UAES 針對(duì)四驅(qū)車輛可以提供IMG 270 集成式電機(jī)系列，SMG 138與SMG 180分離式電機(jī)系列以及電機(jī)控制器等多種組合方案。

圖5 AW拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖（ISG+eAD）

圖6 AW拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖（BSG+eAD）

圖7 BMW X1 BSG+eAD 結(jié)構(gòu)圖

C

電機(jī)變速箱集成方案(eDCT/eAMT)

eDCT/eAMT是指的驅(qū)動(dòng)電機(jī)與變速箱的集成方案，電機(jī)通過(guò)變速機(jī)構(gòu)與變速箱的中間軸或者輸出軸耦合，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)與發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩的疊加。以eDCT為例，其示意圖如下所示。eDCT/eAMT系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)在于：

電機(jī)位置可根據(jù)需要調(diào)整，設(shè)計(jì)的靈活度比較大；

驅(qū)動(dòng)電機(jī)多檔位，提升了電機(jī)的效率；

不增加額外的離合器，電機(jī)軸向布置相對(duì)容易；

其技術(shù)難點(diǎn)在于對(duì)變速箱本體改動(dòng)較大，集成方案設(shè)計(jì)困難，生產(chǎn)成本較高。目前市面上典型的車型包括比亞迪 秦，比亞迪 唐等。UAES針對(duì)該類型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，可提供包括SMG 分離式電機(jī)系列，INVCON電機(jī)控制器系列多種產(chǎn)品。

圖8 eDCT拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖

HEV

HEV最典型的拓?fù)錇镻S，即采用單排或者多排行星齒輪裝置實(shí)現(xiàn)功率分配的一種動(dòng)力驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)。最典型的代表是豐田Prius的前三代產(chǎn)品，在國(guó)內(nèi)則以科力遠(yuǎn)公司的PS系統(tǒng)最為著名。

相比于其他類型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，PS系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于：

可以實(shí)現(xiàn)無(wú)極變速，更靈活地調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)工作點(diǎn)，提高工作效率，保證經(jīng)濟(jì)性；

動(dòng)力性較好；

結(jié)構(gòu)緊湊，空間占用率低；

但其缺點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工難度比較大，成本較高，同時(shí)復(fù)雜的模式切換也使得其控制難度較大。UAES針對(duì)PS結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)方案推薦為IMG270集成電機(jī)加INV2CON2.2雙電機(jī)控制器。

圖9 PS拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖

圖10 eCVT 實(shí)物圖

低壓混動(dòng)

為滿足油耗限值，目前市面上還存在一種48V低壓混動(dòng)方案，通過(guò)在傳統(tǒng)車上增加一套48V系統(tǒng)以達(dá)到節(jié)油的目的，該方案具體分析詳見(jiàn)后續(xù)的48V 系統(tǒng)專題介紹。

圖11 BSG拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖