巧夺天工,“红旗混动HMP平台”打造中国豪华混动

2023年是混合动力汽车产品爆发的大年,65岁的红旗汽车品牌也在这一年动作频频:

5438年6月+10月,红旗正式公布【FMEs「旗」超级架构,平台家族的两位成员——HME和他的;

4月8日,红旗召开“会旗科技——红旗新能源科技发布会”,宣布平台家族第三位成员——红旗混动HMP平台(即“ಌHQ模块化动力”,以下简称“HMP平台”)亮相。

今天,我们从技术的角度,来了解一下红旗品牌是如何全面打造其在插电式混合动力汽车技术上的领先优势的。

有四个特点:纵横技能。

“HMP平台”是红旗历时五年打造的新时代混合平台,突破了526项关键核心技术。该平台由混合动力变速器、混合动力发动机、智能电驱动和安全电池、智能能量控制模型四大核心系统组成。

其中“混合传动”包括垂直结构下的“LDU45”和水平结构下的“HDU35”。“混合动力发动机”包括20TD和15TD发动机。从中国一汽董事、总经理、党委副书记邱先东在发布会上的介绍中,我们还可以了解到,HMP平台有以下四个特点:

●安全品牌内涵:构建多重安全屏障,彻底消除电池热扩散风险;

●?低碳能耗:支持200km以上纯续航;b级车百公里油耗不到4升,续航里程超过1400km;;

●?愉悦的驾驶体验:依托全面的隔振降噪设计和智能控制策略,提供安静稳定的驾驶环境,可支持线控转向、主动悬架等高阶配置;

●?动力输出强劲:横纵车型兼顾,覆盖红旗A到C+所有车型;全系车型支持四驱,最大功率495kW。

对我来说,HMP平台的第一个亮点是国际首创的LDU 45,这是一款纵向前置双电机混合动力变速器。注意,关键词是“垂直”!

在燃油时代,我们都知道纵置动力总成的优势在于更合理的利用了发动机舱内有限的空间。在安装更大的大功率发动机和档位更多的传动机构时,可以不影响主动悬挂等高端配置的布局。此外,动力总成沿中轴线布置,轴荷分布最均衡。可以说是兼顾了性能、操控性、舒适性等多方面的动力总成布局。所以往往搭载垂直动力总成的产品都是各车企的豪华车型。

那么,在新能源时代,为什么大部分车企基本都是基于横向前驱平台架构的产品?

个人认为,主要有两个原因:

1,物理结构限制:传统的纵向后驱方案受到传动轴的限制,必然与新能源时代需要搭载大容量电池和电动四驱产生矛盾;

2.R&D更难:如果只是按照“油改电”这种简单的逻辑进行设计调整,就会像德国人设计的动力总成采用立式P2单电机一样,油耗控制很一般,背离了混合第一的原则。真的要研发制造垂直混动系统,成本可能很高。

那么在电动化的背景下,豪华车的总动力成就只能达到吗?

对于红旗来说,答案显然不是这样。在大部分厂商还在探索多档水平驱动DHT的时候,红旗从2018年初开始,已经在R&D团队投入了200多人,持续攻关垂直混合动力技术的关键问题。在筛选排除了单电机后驱、双电机后驱等多种配置方案后,最终的答案是两档发动机直驱变速的垂直混合架构,产品为“LDU45”。

就行业技术而言,红旗的垂直混合架构首先解决了垂直混合传动向前传递动力的技术难题。其次,红旗依托垂直混动架构,形成“纵横”混动技术,可以说是打开了一扇引领豪华车进入电动化时代的大门,激发了混动技术的更多可能性。

因此,我们将继续以“LDU45”为出发点,探讨“HMP平台”有哪些技术优势。

高效节能,动力强劲。

首先,和很多新一代混合动力系统一样,“高效节能”这个词贯穿了HMP平台的整个设计理念。

例如,从“混合动力传动”的特点可以看出,立式“LDU45”采用紧凑高效的五轴平行轴串并联结构,在最小的空间内实现了双电机、双逆变器、耦合器和驱动桥的深度集成,使装配尺寸减小了33%,装配重量减轻了24%。其次,“LDU45”采用多档设计方案,发动机可实现两档直驱,使发动机在更多工况下持续保持最佳工作效率。

横向双电机混合动力变速器“HDU35”,轴向长度仅为376mm,充分发挥了横向结构在这方面的优势。除了比市场同类产品减重10kg以上外,还定向优化传动效率,综合应用低阻力、低摩擦、低泄漏等技术,研发高效扁线油冷马达、混合专用低粘度润滑油、双电动泵按需供能液压系统、超低泄漏压力控制阀、智能低功率控制策略等先进技术,最终实现变速器最高传动效率98.5%以上,混合动力系统综合效率

从20TD和15TD两款“混动发动机”中,我们可以看到更多“高效节能”的设计逻辑。比如“15TD混合动力发动机”采用了一体化进气和分离式排气增压两种技术,可以降低进气阻力和排气干扰。同时配备全新研发的动态润滑控制技术,降低摩擦损失28%,进一步节约能耗,热效率达到45.2%。

即使是性能更强的“20TD混合动力发动机”,也采用了高压缩比米勒循环、分布式废气再循环等多项技术,热效率可达44.3%。而且红旗还预留了下一代稀燃发动机,实测热效率已经超过47%。

此外,HMP平台还为高效混合动力变速器和混合动力发动机匹配了智能能源控制模型,该模型包括全局能量流智能管理和智能感知节能规划两大核心算法:

●“全局能量流智能管理算法”:可即时识别各系统工作状态和运行数据,根据用户油门、刹车等操作行为识别驾驶风格,多维度优化发动机和电机的工作区域,有效降低能耗;

●“智能感知节能规划算法”:可根据云大数据、导航等路网信息,智能识别和预测畅通和拥堵路况,对整车未来能耗进行全局规划,智能调配油电能源,实现全局能耗最优的发展目标。

其次,从我们之前对“LDU45”的分析中,还可以发现“HMP平台”的另一种设计理念——强劲动力。

从发布会上我们了解到,在两种混合动力变速器综合效率达到90%以上的前提下,纵向变速器(“LDU45”)和横向变速器(“HDU35”)的输出扭矩可以分别达到4500Nm和3900Nm。其强大动力输出的来源不仅是功率上升超过60kW/L、扭矩上升1.30N·m/L的强劲“20TD混动发动机”,更是多挡位“LDU45”带来的混动架构并行支撑。HMP平台还有一个核心系统,就是动力解耦电驱动系统。

两驱和四驱,豪华高级

“动力解耦电驱动系统”的理解可能相对复杂,我们先把它拆分成“动力解耦”和“电驱动系统”两部分。

首先,我们来分析一下电传动系统。电机峰值功率可达200kW,最高转速可达18000 rpm,重量仅为74kg。如此强劲的纯电动动力输出,其实得益于红旗工程师对电驱动系统的长期优化,所以在这套系统中发现了以下技术:

●短跨距多层方形导体技术:针对驱动电机-定子绕组的血管静脉,通过增加定子槽内方形导体层数来降低绕组的交流损耗;三种绕组模块串联,实现绕组端部跨线不重叠,结构紧凑,压缩定子长度;同时采用同心绕组换位结构,解决了方形导体并联时电磁特性不一致引起的环流问题,减少了大电流条件下定子绕组的内环流,降低了定子的铜损,提高了效率和输出容量;

●?全局深度变频和超级过调制技术:针对电驱动系统的心脏——功率模块,全局深度变频和超级过调制技术能够主动识别用户的不同驱动工况,在全范围内精确调整电驱动系统的驱动频率和调制方式,实现电驱动系统效率和性能的最优分配。电驱动系统在低速区效率可提高1%~3%,整车经济性可进一步提高。在高速区域,功率可提高10%以上,提供更好的动态响应和加速性能。

如果说提升电驱系统性能解决了快速驾驶体验的问题,目前大部分混动系统都有自己的解决方案,但要称之为“一套优秀的电驱系统”还远远不够,尤其是对于红旗这样追求豪华车的企业。因为除了开得快,还要让驾驶者开得爽,操控质感更高级。所谓“没有四驱,不容易开;没有四驱,没有豪华。”

但目前混合新能源四驱系统会面临永磁电机在跟随时会诱发电磁损耗和传动系统牵引力损耗的问题,最终导致空载时电驱动能耗高的问题。那么,接下来我们来谈谈“动态解耦”。

为了解决这个问题,红旗采用了差动综合断开装置。其原理是通过电磁离合器换挡,使响应更加迅速、高效、可靠。在“全工况智能控制策略”的支持下,可在100 ms内实现四驱和两驱切换,两驱变四驱时,提前准备电磁充电,立即跟随主动调速,前后扭矩有效衔接补偿,一气呵成实现无延迟切换,动力随叫随到。四驱变两驱,前后扭矩平稳传递,电磁动力切断,电机主动协调,电磁离合器无声退出,实现两驱经济行驶。

简而言之,“动力解耦电驱动系统”根据用户使用场景,基于“智能断开+电辅助驱动”的创新结构,通过全新的离合器结构与传动轴完全分离,大大降低了电驱动在普通工况下的阻力损失,使车辆具备四驱的性能,而只有两驱的能耗。

当“动力解耦电驱系统”与“混合动力传动”和“全工况智能控制策略”完美结合,将带来目前其他混合动力平台无法拥有的高级豪华驾驶体验。

双重安全,不产生新材料。

最后,所有的奢华体验都来自于对安全的考虑。因此,红旗在电池系统上做了更深层次的探索,其“高安全性耐低温电池系统”从抵御外界冲击和提高低温性能两个角度实现全场景、全气候的安全出行。

& ltimg src = "/app image-1268-w 1/mapi/news/2023/04/17/efe5d 3

本文来自车易号作者典邦,版权归作者所有。任何形式的转载请联系作者。内容仅代表作者观点,与车改无关。