混合动力电动汽车的混动构型按照电机的放置位置进行分类,其中P的定义就是电机的位置。对于单电机的混合动力系统,根据电机相对于传统动力系统的位置,可以把单电机混合动力方案分为五大类,分别以P0、P1、P2、P3、P4命名,如图4-55所示。
1.P0构型电机位于发动机前端皮带上,给发动机增加一款小型发电机(BSG),通过皮带与曲轴连接,当发动机运转时,由曲轴带动发电。自动起停、弱混是常见的P0构型图4-57所示为吉利的P0构型。48V启发电一体机主要实现功能在于快速起停制动能量回收和辅助转矩三个作用,理论上它可以实现在部分巡航时速下停止发动机工作,并保证快速需要动力的时候又能快速启动发动机的作用。
这项微混技术现阶段受到了很多欧系品牌的青睐,在国内,诸如长安、奇瑞等品牌也都有这项技术。它的优势在于改进成本低,与发动机的适配性很好。48VP0微混技术仅仅是更换了一个启发电一体机,其节油效果比较有限,这项技术大概能够实现8%~15%的节油效果。
2.P1构型。
电机位于发动机曲轴上,在发动机后离合器前,原来飞轮的位置。电机和曲轴转速相等,因此电机需要有较大转矩。与P0相仿,支持发动机起停、制动能量回收发电。同时电机与曲轴刚性连接,可以辅助动力输出。目前P1构型多以轻度混合型混合动力电动汽车为主,由于可靠性高而且成本较低,国内公交车和自主品牌多采用P1。本田思域混动和 Insight的第一代本田IMA混动,以及奔驰的S400混动,都采用P1布局。P1不能使用纯电动模式。
图4-58所示为P1构型。
3.P2构型。
P2也需要将电机布置在发动机和变速器中间,但因为不必像P1一样整合在发动机外壳中,P2布置的形式更灵活,电机不仅可以直接套在变速器输入轴上也可以通过皮带与变速器输入轴连接,甚至也可以使用减速齿轮P2在纯电动模式下可以和发动机断开连接,因为电机和发动机之间还有个离合器,因此在纯电动模式下发动机并不会被拖动,同时由于P2模式下,电机的后面有变速器,因此变速器的所有挡位都可以被电机利用P2的模式是发动机→离合器1→电机→离合器2→变速器→差速器→车轮。
P2是目前市场混合动力车型采用最多的模式。电机放在离合器后变速器前,通过在发动机与变速器之间插入两个离合器和一套电机来实现混动;是一种并联式的两个离合器的混合动力系统。P2和P1模式基本相同,唯一区别在于电机和发动机之间有没有离合器,是不是可以切断电机的辅助驱动。P2系统可以实现纯电驱动因为电机和发动机之间有离合器,因此可以单独驱动车轮;在动能回收时也可以切断与发动机的连接。因为电机和轴之间可以有传动比,因此不需要太大的转矩,可以降低成本和电机的体积。
图4-59所示为P2构型。
⒊P3构型。
电机位于变速器输出端,与发动机共享一根轴,同源输出。P3最主要的优势是纯电驱动和动能回收的效率。同时,P3会比P2少一组离合器,且纯电传动更为直接,更高效。比如比亚迪秦,在急加速方面就表现非常突出。P3比较适合后驱车,有充足的空间予以布置。代表车型是本田iDCD、比亚迪秦、长安逸动。
现代的混合动力采用这种系统,此外法拉利的 La ferrari混合动力超级跑车也是P构型。
图4-60所示为P3构型P2.5(也称PS)是介于P2和P3之间的一种混合动力形式,就是将电机整合进入变速器内。相比电机置于发动机输出端的P1及变速器输入端的P2形式,P2.5在油电衔接瞬时冲击方面更具优势。相比电机置于变速器输出端的P3形式，P2.5可将电机的力矩通过变速器多挡位放大,不仅能让电机经济运行区域更广,而且选型时也可以考虑采用功率更小的电机。吉利博瑞GE的PHEV版本,采用的动力系统是1.T+DCT,并采用了P2.5构型的混合动力系统。
图4-61所示为P2.5构型。电机是集成在变速箱壳体内部位置,其输出端与变速箱输出端形成并联结构。在纯电模式下,电机直接驱动车轮;在混合动力模式下,电机与发动机一同协调工作实际应用中被人们称为P3的混合动力构型,其实往往是P2.5。比如大众速腾混动、奥迪A3 e-tron、沃尔沃T5前驱混动、比亚迪秦等。使用P2.5的方案包含了中混、强混、混合策略插电混动以及増程式插电混动等。
5.P4构型。
电机放在后桥上,另外轮边驱动也叫P4。P4布局最大的特点是电机与发动机不驱动同一轴,这意味着车辆可以实现四驱。如果混动车型有两个电机,就是Pxy构型。比如长城WEYP8混合动力汽车,在发动机前端与后轴都有电机,属于P40构型;沃尔沃T8混合动力四驱,在发动机的驱动轴也有一个电机,属于P24构型。
P4大多应用于各种插电混动,或者是微混模式,因为不方便纯电驱动与纯发动机驱动间的切换,P4强混反而是比较少的。因此,大部分P4混动采用插电混动,以电机后驱为主,只有在需要更大功率时才启动发动机驱动前轴图4-62所示为P4构型。
