混合新能源(新能源插电混动汽车)

每天学一个汽车小知识

新能源篇

插电混动汽车

定义

插电式混合动力汽车(Plug-in hybrielectric vehicle)简称 PHEV，是一种混合动刀汽车，专为日常通勤距离在十几么里内的用户群体设计。

代表车型宋 Plus DM-i

工作原理

行驶里程超过续航里程时，发动机介入工作，使用燃油驱动。

特点

电池既可通过车上的发电机充电，也可以使用外部电源充电

电池容量比纯电动车小，但大于普通油电混动汽车的电池容量。

优点

日常通勤时，可纯电行驶，并在闲暇时间充电，无需启动发动机。

长途驾驶时，可使用燃油行驶，避免了经常充电的麻烦

可上绿牌，不限行

电+油，提高汽车行驶里程。

2023年是混动汽车产品爆发的大年，而拥有65年历史的红旗汽车品牌，在今年也是动作频频：

1月红旗正式官宣『FMEs「旗帜」超级架构』，以及平台家族的两大成员——「电动平台HME」和「智能平台HIS」；

4月8日，红旗举办『遇见旗技——红旗新能源技术发布会』宣布平台家族的第三个成员——「红旗混动HMP平台」（即『HQ Modular Power』，以下简称「HMP平台」）登场。

今天就让我们从技术角度，一起了解红旗品牌是如何全面构建其插电式混合动力汽车技术的领先优势。

纵横有术，四大特征

「HMP平台」是红旗历时五年，突破了526项关键核心技术，最终构建的面向新时代的混动平台。该平台兼顾横置、纵置两大构型，由「混动变速器」、「混动发动机」、「智能电驱」和「安全电池」四大核心系统及「智慧能量控制模型」构成。

其中「混动变速器」包括纵置架构下的「LDU45」以及横置架构下的「HDU35」。「混动发动机」包含20TD和15TD两款发动机。从发布会上中国一汽董事、总经理、党委副书记邱现东的介绍中，我们也可以了解到「HMP平台」拥有以下四个特征：

● 安全的品牌底蕴：构建多重安全屏障，彻底消除电池热扩散风险；

●?低碳的能源消耗：支持200km以上纯电续航；B级车亏电油耗低于每百公里4升，续航里程超1400km；

●?愉悦的驾乘体验：依托全面的隔振降噪设计和智能化的操控策略，提供了静谧、平稳的驾乘环境，可支持线控转向、主动悬架等高阶配置；

●?强劲的动力输出：兼顾横置和纵置车型，覆盖红旗A级到C+级全部车型；全系车型支持四驱，最大功率495kW。

对我而言，「HMP平台」让我第一个看到的亮点在于国际首创的「纵置前驱双电机混动变速器」——「LDU45」。注意，关键词是『纵置』！

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使用发动机舱有限的空间，在安置体积更大的大功率发动机和挡位数更多的变速机构时，同时能不影响主动悬架等高端配置的布局，此外，动力总成沿中轴线摆放，轴荷分配最为均衡，可以说是兼顾性能、操控、舒适性等方方面面的一种动力总成布局。故此，往往搭载纵置动力总成的产品都是各个车企的豪华款车型。

那么在新能源时代，大多数车企，为何基本都是基于横置前驱平台架构打造的产品呢？

个人认为，其中主要基于两个原因：

1、物理结构限制：传统纵置后驱方案受限于传动轴，必然会与新能源时代所需搭载大容量电池、电动四驱匹配存在矛盾；

2、研发难度较大：若只是遵循简单的『油改电』逻辑进行设计调整，就会像采用纵置P2单电机的动力总成的德系设计，油耗控制上非常一般，这就脱离了混动的第一性原则。可真要研发和制造一套纵置的混动系统，成本可能又会很高。

那么在电动化的背景下，豪华车的动力总成就只能将就了吗？

对于红旗而言，答案显然不是这样的。当大部分厂商还在进行多挡位横置前驱DHT的探索时，红旗从2018年初开始，投入超过200人的研发团队，便持续开展纵置混动技术攻关，经过单电机后驱、双电机后驱等多种构型方案的筛选与淘汰，最终给出的答案便是拥有2挡发动机直驱变速的纵置混动架构，产品为「LDU45」。

就行业技术角度来说，红旗的纵置混动架构首先解决的是纵置混动变速器向前传递动力的技术难题。其次，红旗依靠纵置混动架构，形成『纵横有术』的混动技术打法，可以说是打开了一扇引领豪华车进入电气化时代的大门，激发了混动技术更多的可能。

故此，我们继续以「LDU45」为切入点，探索「HMP平台」还有哪些的技术优势。

高效节能，动力强劲

首先，与目前众多的新一代混动系统一样，『高效节能』四个字始终贯穿了整个「HMP平台」的设计理念。

比如从「混动变速器」的特点上我们便可以看到，纵置的「LDU45」采用了紧凑、高效的五轴平行轴式串并联结构，在最小的空间内实现了双电机、双逆变器、耦合器、驱动桥多合一深度集成，总成尺寸减小33%，总成重量减轻24%。其次，「LDU45」采用了多挡化的设计方案，发动机可实现2挡直驱，使得发动机能在更多工况中持续保持最佳工作效率。

而轴向长度仅为376mm的横置双电机混动变速器「HDU35」，更是发挥出了横置架构在这方面的优势。除了重量相比市场同级产品降低10kg以上，更是定向优化传动效率，全面应用低拖曳、低摩擦、低泄漏等技术，开发高效扁线油冷电机、混动专用低粘度润滑油、双电泵按需供能液压系统、超低泄漏量的压力控制阀及智能低功耗控制策略等先进技术，最终实现变速器最高传动效率达98.5%以上，混动系统综合效率90%以上，支撑整车实现超低油耗。

从20TD和15TD两款「混动发动机」上，我们可以看到更多『高效节能』的设计逻辑。比如「15TD混动发动机」采用集成式进气与分离式排气增压两项技术，可降低进气阻力和排气干扰。同时还搭载了全新开发的动态润滑控制技术，使摩擦损失再降低28%，进一步节省能耗，热效率达到了45.2%。

哪怕是性能更强的「20TD混动发动机」，其采用高压缩比米勒循环、分布式废气再循环等多项技术，热效率也可达到44.3%。并且，红旗也已储备下一代稀燃发动机，实测热效率突破47%。

此外，「HMP平台」还为高效的「混动变速器」和「混动发动机」匹配了「智慧能量控制模型」，其包含了「全域能量流智能管理」和「智慧感知节能规划」两项核心算法：

● 「全域能量流智能管理算法」：能够瞬时识别各系统的工作状态和运行数据，能够根据用户对油门和刹车等操作行为识别驾驶风格，多维度优化发动机和电动机工作区域，有效减低能耗；

● 「智慧感知节能规划算法」：能够根据云端大数据及导航等路网信息，智能识别和预测畅通、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，达到全局能耗最优的开发目标。

其次，从此前我们对「LDU45」的分析中，也可以找到「HMP平台」另一个设计理念——强劲动力。

从发布会上我们了解到，纵/横置两款混动变速器在综合效率达90%以上的前提下，纵置变速器（「LDU45」）可输出扭矩超过4500Nm，横置变速器（「HDU35」）可输出扭矩达3900Nm。究其强大动力输出的源泉，除了拥有可实现升功率超过60kW/L，升扭矩达130N.m/L的强劲「20TD混动发动机」，以及拥有像多挡位「LDU45」带来的混动架构并联支撑。还有「HMP平台」中另一项核心系统来加持，那便是「动力解耦式电驱系统」。

两驱四驱，豪华进阶

对「动力解耦式电驱系统」的理解，可能会相对复杂一些，不如我们先将其拆分为两部分：『动力解耦』和『电驱系统』。

首先我们先分析一下『电驱系统』。其电机峰值功率可达200kW，最高转速达到每分钟18000转，重量仅有74kg。如此强悍纯电动力输出，其实是得益于红旗工程师长久以来对于电驱系统的优化，所以从这套系统上发现以下技术的运用：

● 短跨距多层方导体技术：针对驱动电机的血管脉络——定子绕组，通过提高定子槽内的方导体层数，降低绕组交流损耗；采用三种绕组模块串联的方式实现绕组端部跨线不重叠、结构紧凑，压缩定子长度；同时，利用同心绕组换位结构解决了方导体并联时电磁特性不一致而产生的环流问题，减少了大电流工况的定子绕组内部环流，降低定子铜损，提高效率及输出能力；

●?全域深度变频及超级过调制技术：针对电驱动系统的心脏——功率模块，通过全域深度变频及超级过调制技术主动识别用户不同驾驶工况，并全范围精确调节电驱动系统驱动频率及调制方式，实现电驱动系统效率与性能的最优分配。使得电驱系统在低转速区域效率可提升1%~3%，进一步提升整车经济性。而在高转速区域功率可提升10%以上，提供更加出色的动力响应和加速性能。

若是说提升电驱系统的性能解决的是开起来够快的体验问题，那么目前大部分混动系统都有自己解决的方案，但要被称得上『一套优秀的电驱系统』，还远远不够，特别是对红旗这样追求豪华车企而言。因为除了开得快，还要让驾驶员开起来爽，而且操控质感要更高级，所谓『无四驱，开不爽；无四驱，不豪华』。

不过目前混新能源四驱系统都会面临着，类似永磁电机随动时会感生电磁损耗、传动系统拖曳的损失，最终造成电驱空载能耗大的问题。所以，接下来我们来聊聊『动力解耦』。

针对这个问题，红旗采用差速器集成式断开装置，其原理是利用电磁离合器进行换挡，使得响应更加迅速，高效可靠，伴有「全工况智能控制策略」加持，可在100ms内进行四驱/两驱的转换。在两驱变四驱时，电磁通电预充提前准备，主动调速即刻跟随，前后扭矩有效衔接补偿，实现无延迟切换，一气呵成，动力随叫随到。四驱变两驱，前后扭矩平稳转移，电磁断电，电机主动协调，电磁离合器静默退出，实现两驱经济驾驶。

简而言之，「动力解耦式电驱系统」通过『智能断开+电动辅驱』的创新结构，根据用户使用场景，在经济行驶中，通过一种新的离合结构与传动轴完全分离，大幅度降低了常用工况下的电驱拖曳损失，让车辆拥有四驱车的性能，却只有两驱车的能耗。

而当「动力解耦式电驱系统」与『纵横有术』的「混动变速器」、「全工况智能控制策略」完美结合后，带来的必将是目前其他混动平台所不能拥有的进阶豪华驾驶体验。

加倍安全，别出新『材』

最后但并非不重要，一切豪华的体验都出自于对安全的考虑。故此，红旗在电池系统方面有了更深入的探索，其「高安全耐低温电池系统」从抗击外力冲击以及低温性能提升两个角度，实现全场景和全气候的安心出行。

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