在混动系统技术的革新浪潮中,集成化设计成为了提升系统效能与轻量化的关键路径。当前市场上,一种高度集成的多合一混动系统正逐渐崭露头角,它们主要分为两大类。其中,功能集成型占据了主导地位,这类系统通过整合诸如热管理系统(TMS)、主动防滑系统(GWRC)、升压模块等组件,实现了前所未有的高效整合。以吉利为例,其推出的十一合一DHT系统,将双电机、双电控、升压模块、车辆控制单元(VCU)、变速箱控制单元(TCU)、电源分配单元(PDU)、传动系统、TMS及GWRC等核心部件融为一体,展现了集成化设计的极致。
另一项引人注目的技术创新来自东风日产,该公司发布了一项发电驱动一体装置的专利。该装置的核心在于其独特的行星齿轮机构设计,发动机与行星齿轮架相连,而电机内部的转子则与太阳轮相接,定子保持固定。行星齿轮的外齿圈与另一组传动齿轮(包括主动齿轮和从动齿轮)相咬合,最终将动力传递至车轮。这一设计的精妙之处在于电机的双重角色:当发动机驱动行星架转动时,电机转子作为发电机工作;反之,当电机自行转动时,则成为驱动电机,推动车辆前进。
为了实现工作模式的灵活切换,该装置还配备了刹车装置和锁止机构,用于锁死或放开外齿圈及行星架。其工作原理宛如一个“三明治”式的齿轮组合,行星架位于中间,连接发动机,行星齿轮同时与中心的太阳轮和最外层的齿圈咬合。通过控制外齿圈的锁止状态,系统能够在发电与驱动模式间自由切换。
当外齿圈被锁死时,发动机的动力主要用于驱动电机发电,确保发动机与电机均处于高效节能的工作状态。而当齿圈释放时,它则能够输出动力,此时发动机的一部分动力用于发电,另一部分则通过齿圈传递,通过精确控制电机的转速,系统还能实现无级变速。齿圈外齿的动力经过减速齿轮传递至差速器,最终驱动车轮转动。为了容纳主动齿轮,差速器外壳特别设计了延长轴颈,并由轴承支撑,主动齿轮安装于轴颈与差速器壳本体之间,留有间隙以避免摩擦。整个装置封装在一个紧凑的外壳内,上方固定有控制器,负责管理电机及刹车锁止机构。
东风日产的这项创新技术,将发动机、电机、变速机构、差速器、控制系统及冷却系统高度集成于一体,通过控制刹车机构实现发电与驱动模式的灵活切换,同时兼具无级变速功能。这一设计不仅巧妙且紧凑,预示着混动系统技术迈向了一个全新的发展阶段。