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克莱斯勒也出混动系统?不但技术成熟还将投放中国市场

内置电机额定功率分别为102 kW和65 kW。引擎和丰田混动车一样,采用阿特金森循环,峰值功率低,但热效率高。

编译|驾仕派 休不眠

作为“全美最节能的MPV”,克莱斯勒Pacifica混动系统的技术特点有哪些?让我们从它的变速器“e-flite” 又或称之为“SI-EVT”谈起。

▲hybrid cutaway view

这款变速器的设计源自之前Timken和Ricardo的混动专利。而电子无级变速器并非新事物,丰田在20年前就已量产,随后授权给日产和福特,是一套得到充分验证的可行方案。

▲hybrid automatic transmission for chrysler pacifica

SI-EVT变速器的结构包括:

2个内置电机;2个润滑油泵(一个机械泵,一个电动泵);电子驻车锁执行器;电子辅助冷却器;电子换挡器;电动倒车挡

内置电机额定功率分别为102 kW和65 kW。引擎和丰田混动车一样,采用阿特金森循环,峰值功率低,但热效率高。没有废气再循环系统,空调由电池供能,不再需要引擎带动。曲轴、活塞、火花塞的设计做了优化,油底壳和进气设计也不同于非混动引擎。

混动系统的大脑

变速器集成了电源逆变器模块(PIM),将电池的高压直流电转换为交流电,以驱动电机。当电机发电时(滑行和制动回收),还可以将交流电转换为直流电,为电池充能。该模块可独立更换维修。

▲PIM - Power Inverter Module

PIM是整套系统的大脑。它控制所有电力组件,与高低压电路相连,与所有主控制器直接通信。PIM含有2个主处理器,一个是混动控制处理器(HCP),一个辅助混动控制处理器(AHCP)。HCP监测和控制电机1(102kW,与输出端机械连接),AHCP监测和控制电机2(65kW,与输入端机械连接)。简单讲,电机1是主驱动电机,电机2则为辅助电机。

电机内置于变速器中,通过屏蔽线与PIM相连。电机转动方向和转速信号各自通过旋转变压器A传递到AHCP,旋转变压器B传递到HCP。任意一个旋转变压器的信号丢失,车辆都无法运行。

SI-EVT变速器内部充满变速器油,和许多新推出的自动变速箱一样,没有油管或者液位指示器。

引擎与电机如何协同驱动车轮?

SI-EVT变速器中的电机可完成以下任务:

纯电驱动;辅助引擎运行;发电;空转。

驾驶者通过中控的电子换挡器进行换挡;当系统启动时踩下刹车,驾驶者可以转动换挡旋钮,选择PRND挡,再通过电子换挡模块(ESM)传递挡位信号给PIM。驻车棘爪是电控的,只有踩下刹车才能将其松开。

▲PHEV with controller

变速器的机械结构很简单。在输入端,有一套含4个行星轮的行星齿轮组,离合器操控的太阳轮与电机2直连,引擎与行星架直连。齿圈为输出端,其与差速器相连,将引擎或者电机2的动力传递至前轮(驻车棘爪安装在行星齿轮组上)。

为了输出最大电机功率,电机1通过分动齿轮与齿圈直连,这样两个电机可以合力驱动前轮。

我没有看到离合器的结构,但看到了太阳轮,推测太阳轮通过离合器在输入轴上前后移动,以完成与行星齿轮组的啮合与分离。

SI-EVT变速器有3种基本工作模式

【纯电前进模式】

在纯电模式,2个电机向车轮输出扭矩。如前所述,大电机输出142马力,通过分动齿轮直驱车轮;即便是两吨半重的MPV,大部分工况下,电机功率也够用了。

小电机输出88马力,通过动力分流行星齿轮组的太阳轮向车轮输出扭矩,引擎端的单向离合器会阻止行星架反向转动,于是齿圈正向转动,扭矩再经过分动齿轮,传递到差速器,最终输送至车轮。

【纯电倒退模式】

引擎不参与倒车,这么做简化了传动齿轮。电机1通过分动齿轮反向驱动差速器,从而完成倒车。由于电机1与差速器直连,HCP可以控制它旋转方向来决定车辆前进还是倒退。

【混动模式】

引擎扭矩通过行星齿轮组输送到车轮。同时电机1也可以向车轮输送扭矩;电机2通过太阳轮向行星齿轮组输出反向扭矩。引擎扭矩经过齿圈,再到分动齿轮,最终达到差速器。

▲hybrid engine

在混动模式下,电机2作为发电机为电池充电;电机2产生的大部分电力用于为电机1供能。电机2通过太阳轮,来控制引擎转速和扭矩输出,以达到最佳热效率。

控制策略

PIM有两种基本控制策略——

电量消耗模式:在电机驱动,引擎驱动,电机引擎协同驱动三种工况之间切换,电池电量净减少。

电量保持模式:在电机驱动,引擎驱动,电机引擎协同驱动三种工况之间切换,电池电量相对恒定。

▲charging cap

引用FCA原话:“克莱斯勒Pacifica混动系统的控制策略是利用车载电池组的输出来优化燃油效率,实现强大的动力性能,无论是纯电还是混动模式。事实上,在一般驾驶工况,纯电模式的极速能达到120km/h上下。”

供应商都有谁?下一款车是什么?

SI-EVT变速器组装于美国Tipton变速箱制造厂;齿轮组和壳体产自Kokomo变速箱制造厂。

供应商Magnetti Marelli多次向意大利媒体透露,自己正为SI-EVT供应电子设备,外界猜测很可能是电机。我们相信这个传言,但我们也相信,电机1部分组件采购自中国厂商。韩国LG公司为之供应水冷式高压电池组,重达167公斤,电池组具备车载充电模块(OBCM)和电子温控设备(ECH)。

这套变速器和混动系统将会应用于多款车型,下一款车型是中国市场的2019款Jeep大指挥官,随后克莱斯勒也会推出一款类似大指挥官的跨界车。新车配备的AWD系统基于这套混动系统,在后轮添加了一个独立电机。

原文链接:https://www.allpar.com/mopar/transmissions/hybrid-automatic.html

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