科力遠(yuǎn)CHS系統(tǒng)實(shí)際是來自于吉利的技術(shù),其首席技術(shù)官張彤也是來自吉利。仔細(xì)研究CHS公布的這套用于混動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力分流裝置,核心是一個(gè)拉威娜式的雙排行星齒輪組,這樣的結(jié)構(gòu)在自動(dòng)變速箱中運(yùn)用十分廣泛,豐田經(jīng)典的4AT上就在使用,說起來并不是什么新鮮事物,關(guān)鍵是吉利通過運(yùn)用雙排行星齒輪組,巧妙地規(guī)避了豐田的專利限制,同時(shí)也讓該系統(tǒng)向自身的技術(shù)水平傾斜,取長補(bǔ)短,實(shí)現(xiàn)非常接近豐田THS系統(tǒng)的性能。
利用行星齒輪組的差速特性,把發(fā)動(dòng)機(jī)、主電機(jī)和發(fā)電機(jī)三個(gè)轉(zhuǎn)速進(jìn)行耦合,由齒圈進(jìn)行輸出。上圖是二代普銳斯的系統(tǒng),三代系統(tǒng)為了進(jìn)一步改善電機(jī)的輸出特性,給主電機(jī)和齒圈之間加了一個(gè)行星齒輪組,如下圖: 就是左邊的那個(gè)齒輪組,注意,由于這個(gè)行星齒輪組的行星架是固定在殼體上的,這只能算是一套減速齒輪,所以并不是說THS變成了雙排行星輪結(jié)構(gòu),同時(shí),將齒圈與主減之間的帶傳動(dòng)改成了齒輪傳動(dòng)。 由于有豐田THS專利限制,單排行星輪的方案行不通,大家只能想雙排行星輪的辦法,在檢索吉利專利的時(shí)候順手看了一下其他如長安、長城這樣廠商的專利,感覺大多是把傳統(tǒng)自動(dòng)變速箱內(nèi)核挖出來然后把幾個(gè)軸做組合,把原來的鎖止離合器之類的全都保留下來了,系統(tǒng)比較復(fù)雜。
吉利的訴求比較明確:
可以看到,這樣的系統(tǒng),主要體現(xiàn)了吉利對自己電機(jī)制造、控制以及熱管理方面的技術(shù)水平較弱的而做出針對性設(shè)計(jì)。 然而這樣的系統(tǒng)離合器太多,控制較為復(fù)雜,同時(shí)發(fā)電機(jī)調(diào)速也比較局限。因此,吉利才選擇了目前看到的CHS系統(tǒng)作為最終的解決方案。(實(shí)際上CHS系統(tǒng)的專利申請要早于上面的這套系統(tǒng),可以看出吉利也是通過大量的選型比較之后才確定下來的,而且,貌似也只有這套系統(tǒng)的專利發(fā)明人中有李書福,可以說是吉利內(nèi)部比較滿意和認(rèn)可的方案) 下面就來簡單說說這套系統(tǒng),圖片是自己在專利圖上做了一些簡單標(biāo)注而來的,手拙還望見諒。 CHS系統(tǒng)相比之前的系統(tǒng)做了大幅簡化,核心變成了一個(gè)拉威娜雙排行星齒輪系。下圖可能比較直觀,1,2是太陽輪,4,5是分別與2,1嚙合的行星輪,4和5共用一套行星架,而4是一個(gè)長齒輪,又與5嚙合,5再與外面的齒圈嚙合,所以4是不直接與齒圈嚙合的。 于是系統(tǒng)就變成了下圖這樣,發(fā)動(dòng)機(jī)輸出到行星架,藍(lán)色的是主電機(jī),與大太陽輪相連,紅色的輔助電機(jī)(主要起發(fā)電和調(diào)速作用)與小太陽輪相連。主電機(jī)與長行星齒輪嚙合,輔助電機(jī)與短行星齒輪嚙合。 這樣,這個(gè)系統(tǒng)與豐田THS最大的區(qū)別就是主電機(jī)通過長行星齒輪-行星架直接與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速耦合了,長行星齒輪就充當(dāng)了上面說到3代普銳斯中加入的減速行星齒輪組,同時(shí)由于與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速耦合獲得額外的速比,希望獲得比較寬范圍傳動(dòng)比而降低主電機(jī)制造要求的目的就達(dá)到了。這樣一來,撇開藍(lán)色的長行星齒輪不看,剩下的另外一排行星齒輪組是不是就基本上可以當(dāng)成THS的那個(gè)單排行星齒輪系統(tǒng)來看了?只不過主電機(jī)的轉(zhuǎn)速是經(jīng)過了耦合再傳遞到齒圈上去的。 除此之外,這套系統(tǒng)還是保留了兩個(gè)鎖止離合器,一個(gè)用來鎖止發(fā)動(dòng)機(jī),避免在發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的倒轉(zhuǎn),降低純電驅(qū)動(dòng)時(shí)的控制負(fù)責(zé)度,另一個(gè)用來鎖止輔助電機(jī),避免輔助電機(jī)工作在零轉(zhuǎn)速附近的低效率狀態(tài)。相比于豐田THS系統(tǒng),兩個(gè)鎖止離合器的作用其實(shí)主要是為了降低調(diào)速控制中的復(fù)雜度,這也是吉利希望避開的技術(shù)弱項(xiàng)。 幾個(gè)工作模式如下
起步時(shí)直接將發(fā)動(dòng)機(jī)鎖止,由主電機(jī)進(jìn)行輸出,完全就是一臺純電動(dòng)車。這樣,如果未來系統(tǒng)用于插電混動(dòng),增大電機(jī),也比較容易適配。 2. 混動(dòng)行駛 當(dāng)超過一定車速后,由于輔助電機(jī)達(dá)到較高轉(zhuǎn)速,發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)進(jìn)行調(diào)速,同時(shí)將動(dòng)力分流用于動(dòng)力輸出和充電(或輔助電機(jī)調(diào)速)。 3. 混動(dòng)巡航 在高速巡航狀態(tài)下,當(dāng)輔助電機(jī)工作在零轉(zhuǎn)速附近時(shí),直接將輔助電機(jī)鎖止,以提高傳動(dòng)效率。 4. 制動(dòng)回收 當(dāng)減速或下坡時(shí),車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)輪系,通過兩個(gè)電機(jī)為電池充電。 (摘自:汽車講談社 作者:張星宇) |
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