奇瑞三种 DHT 混动架构技术
深度解析与对比研究
EVH1000
Part.01
奇瑞 DHT 混动技术发展概述与架构体系
奇瑞混动技术发展历程与战略布局
奇瑞汽车在混动技术领域的发展可以追溯到 2017 年,当时奇瑞集团成功中选科技部《新型高性价比乘用车混合动力总成开发与整车集成》专项项目,致力于开发一款具有高性价比的机电耦合变速箱。这一项目成为奇瑞混动技术发展的重要起点,标志着奇瑞正式进入混动技术自主研发的新阶段。
经过多年的技术积累和持续创新,奇瑞在 2021 年正式发布了凝结 20 年混动研发经验的 3 挡 DHT 混动系统,这是全球首创难度最大的三挡双电机混动变速箱技术。随后,奇瑞继续推进技术迭代,从第一代 DHT 的单电机布局,发展到第二代的 P1+P3 双电机架构,再到第三代的 P2+P2.5 三擎三挡架构。
在战略布局方面,奇瑞建立了完整的 "鲲鹏混动全域架构" 体系,将混动技术分为鲲鹏超能电混 CDM 和鲲鹏黄金增程 CEM 两大平台。其中,CDM 平台支持单挡、四挡越野(前驱2挡)、三挡等多种 DHT 架构,而 CEM 平台则专注于增程式混动技术。这一架构体系的建立,体现了奇瑞 "技术矩阵" 的战略思维,通过多路线并行覆盖不同细分市场需求。
三种 DHT 架构的技术定位
与差异化策略
奇瑞三种 DHT 架构在技术定位上形成了清晰的梯度布局,每种架构都有其独特的技术特点和市场定位:
单挡 DHT(无级超级电混 DHT)
定位为入门级混动技术,采用 P1+P3 构型,主要追求经济平顺与低成本。该架构结构简单,故障率低,发电效率可达 3.62 度 / L,成本较低,适配 1.9 吨以下的轿车和标准 SUV,如风云 T 系列入门车型、探索 06 等都有搭载。
前后四挡越野DHT(前驱2挡,后驱2挡)
这里提到的2挡是行业目前唯一的纵置前驱是2挡,采用P2+P3双电机架构,麦格纳供货,见下图左,而后驱也采用的2挡,纳铁福供货,见下图右,常见于山海 L9、捷途 X70CDM 等车型,主要考虑的是越野性能,配合后驱的P4电机一共3电机,支持四驱车型的越野能力。
特别有意思的地方是因为捷途以越野为主,因此IP68的防护等级,可以满足高涉水要求,行业领先。另外,需要基于前后驱以及4挡切换和智能控制算法,驱动重达3顿级别的整车,还能实现极强的爬坡能力。
三挡 DHT(三挡超级电混 DHT)
奇瑞混动的高端架构,采用 P2+P2.5 构型,主打全场景高效,适配 1.9 吨以上的中大型车型,如星途瑶光 CDM、风云 T10 等。其结构复杂,有两台电机加一台发动机的 "三擎" 配置,搭配三组离合器控制三挡齿轮组,实现 "3 擎 3 挡 9 模 11 速",工况覆盖极全,11 个组合速比能让发动机高效区间占比达 78%。
Part.02
单挡 DHT 技术深度解析
单挡 DHT 的 P1+P3 架构工作原理
单挡 DHT 采用 P1+P3 双电机串并联结构,这是目前入门插混车比较常见的技术方案。该架构的核心工作原理是通过离合器控制发动机与 P1 电机的通断,实现纯电、增程、并联、能量回收四种工作模式的智能切换。
在具体结构设计上,P1 电机转子、离合器、发动机曲轴采用同轴设计,发动机的转速和 P1 电机转速是同步的。P1 电机只作为发电机,可以将电能传递给 P3 电机或者电池,P1 电机与 P3 电机是平行轴设计。P3 电机负责前桥驱动,通过单级减速器与车轮相连,形成简单高效的动力传递路径。
纯电模式下,离合器断开,发动机不参与工作,车辆完全由 P3 电机驱动。此时 P1 电机可以根据电池电量情况选择是否发电,但主要功能是作为电动机的备用和能量回收。
增程模式主要应用于中低速工况,发动机驱动 P1 电机发电,P3 电机驱动轮端,此时发动机作为增程器,属于串联工作模式。这种模式下,发动机可以工作在最佳效率区间,不受车速影响,特别适合城市拥堵路况。
并联模式在需要强动力时激活,发动机和 P3 电机同时驱动车轮,实现混合动力输出。这种模式通常在加速超车或爬坡时使用,能够提供更好的动力性能。
能量回收模式下,两个电机都可以进行能量回收,可以实现单电机能量回收和双电机同时回收的方式。在制动或滑行时,电机切换为发电机模式,将动能转化为电能储存到电池中。
基本上这套策略和其他主流主机厂的串并联架构的实现大同小异。
技术特点与性能表现分析
单挡 DHT 的技术特点主要体现在以下几个方面:
结构简单可靠是单挡 DHT 最突出的优势。相比多挡位 DHT,单挡 DHT 省去了复杂的齿轮变速机构和多组离合器,系统零部件数量大幅减少,制造成本降低约 6000 元。这种简化设计不仅降低了成本,还提高了系统的可靠性和耐久性,维护保养更加简单。
经济平顺性好是单挡 DHT 的另一大特点。由于没有换挡动作,车辆在各种工况下都能保持平顺的动力输出,不会出现换挡顿挫现象。
高速效率有限是单挡 DHT 的主要劣势。由于速比单一,发动机在高速行驶时容易脱离经济区,转速偏高,导致效率和能耗表现不佳。。
适用场景受限也是单挡 DHT 的一个问题。由于缺乏多挡位调节能力,单挡 DHT 难以应对长距离坡道、连续弯道等复杂工况。在极端高海拔、大载重的情况下,单挡 DHT 的动力表现会明显下降。
在 NVH 表现方面,单挡 DHT 具有一定优势。由于结构简单,机械噪音源少,配合优化的电机控制策略,车内静谧性表现较好。奇瑞为单挡 DHT 开发了专门的 NVH 控制技术,通过谐波注入、变载频控制等手段,实现 NVH 降低 6dB (A)。
Part.03
四挡越野DHT 技术深度解析
四挡越野DHT 的 P2+P3+P4
架构工作原理
关于四挡越野DHT的纵置前驱的两挡即采用 P2+P3 双电机架构,这是奇瑞与麦格纳联合开发的技术方案。该架构的设计理念是在保证性能的同时控制成本,通过增加一个挡位来提升动力性。
在具体结构设计上,发动机、P2电机、P3电机,黑色输入轴、红色第一输出轴,橙色齿轮自左向右分别为第一主动齿轮、第二主动齿轮、第三主动齿轮,穿设在黑色输入轴上,离合器装置为狗齿结合机构,狗齿结合机构套设于第二主动齿轮和第三主动齿轮之间的黑色输入轴上(也可设置在红色输出轴上)。红色传动轴为第一输出轴,其上穿设第二从动齿轮、第三从动齿轮。发动机、P2电机、P3电机通过齿轮组驱动车轮。
四挡越野DHT 的工作原理可以概括为 "双电机驱动 + 两挡变速"。在 1 挡模式下,系统提供大速比,主要用于起步、爬坡、急加速等需要大扭矩的工况。在 2 挡模式下,系统提供高传动比,适合高速巡航,能够有效降低发动机转速,提高燃油经济性。
在纯电模式下,四挡越野DHT 可以选择 P2 电机单独驱动、P3 电机单独驱动或者双电机共同驱动。系统会根据车速、动力需求和电池电量等因素,自动选择最优的驱动模式。例如,在低速轻载时,系统可能只使用 P3 电机驱动;在需要强动力时,则会启用双电机驱动模式。
具体工作模式见下方:
关于四挡越野DHT的后驱P4,是奇瑞与纳铁福联合开发的方案,具体参数情况如下:
Part.04
三挡 DHT 技术深度解析
三挡 DHT 的 P2+P2.5
架构工作原理
三挡 DHT 采用 P2+P2.5 双电机架构,是奇瑞混动技术的旗舰产品,代表了目前中国品牌在混动技术领域的最高水平。该架构的核心是“3 擎 3 挡 9 模 11 速” 系统,即 3 个动力源(1 台发动机 + 2 台电机)、3 个物理挡位、9 种工作模式、11 种组合速比。
在结构设计上,三挡 DHT 具有高度的复杂性和集成度。P2 电机与发动机采用同轴布置,可以通过离合器 C1 控制与发动机的连接。P2.5 电机则采用平行轴布置,通过减速齿轮与输出轴相连。整个系统包含三组离合器(C1、C2、C3)和一个同步器,通过这些部件的协同工作,实现了极其复杂的动力分配逻辑。
三挡 DHT 的工作原理可以从以下几个方面理解:
多动力源协同。三挡 DHT 实现了发动机、P2 电机、P2.5 电机三个动力源的灵活组合。在不同工况下,系统可以选择单动力源驱动、双动力源驱动或三动力源同时驱动。例如,在纯电模式下,可以选择 P2 电机单独驱动、P2.5 电机单独驱动或者双电机共同驱动;在混动模式下,可以实现发动机 + P2 电机、发动机 + P2.5 电机、发动机 + P2 电机 + P2.5 电机等多种组合。
三挡变速机构。三挡 DHT 采用了独特的变速机构设计,通过三组离合器和一个同步器的配合,可以实现 1 挡、2 挡、3 挡的切换。其中,离合器 C2 控制 1 挡和 3 挡的切换,离合器 C3 控制 2 挡的接合,同步器则负责挡位的平顺切换。这种设计使得发动机和两个电机都能够使用三个挡位,大大扩展了动力系统的工作范围。
九种工作模式。三挡 DHT 具备 9 种不同的工作模式,包括:单电机驱动(P2 或 P2.5 单独驱动)、双电机驱动、发动机直驱、串联式增程、并联式混动、行车充电、驻车充电、单电机能量回收、双电机能量回收。每种模式都有其特定的工作条件和能量流动路径,系统会根据工况自动切换到最优模式。
十一种组合速比。通过三个挡位与三个动力源的排列组合,三挡 DHT 可以实现 11 种不同的速比输出。这 11 种速比覆盖了从起步到高速的全车速范围,使得发动机在任何工况下都能保持在高效区间工作。
技术创新与性能优势
三挡 DHT 在技术创新方面取得了多项突破,主要体现在以下几个方面:
全球首创的三挡双电机架构。三挡 DHT 是全球首创的三挡双电机混动变速箱技术,从 1000 多个构型中脱颖而出,成为唯一中选国家重点新能源科技项目的技术。这种架构设计相比传统的单挡或两挡系统,在动力性、经济性和适应性方面都有显著提升。
超高传动效率。三挡 DHT 采用了高精度磨齿工艺(精度等级 ISO 6 级)和低粘度全合成变速箱油(100℃运动粘度 5.5mm²/s),传动效率高达 97.6%,较传统单挡 DHT 提升 2.6 个百分点,每百公里可减少 0.3L 燃油消耗。电驱动的平均效率超过 90%,在同级别产品中处于领先水平。
智能化控制技术。三挡 DHT 采用了先进的电控系统,包括车规级四核双电控 MCU,支持谐波注入、变载频控制等技术。通过双电机转速同步控制技术,实现了 0.2 秒内的动力耦合切换,相比单电机方案响应速度提升 50%,彻底消除了油电切换时的顿挫感。
NVH 性能优化。三挡 DHT 在 NVH 控制方面采用了多项技术:电机采用 Hair-PIN 扁线技术、V 型磁钢和转子斜级设计,大大提升了电机 NVH 性能;通过优化齿轮参数和采用低噪音轴承,降低了机械噪音;采用主动扭矩控制技术,消除了换挡冲击。
Part.05
小结
奇瑞在混动技术路线上的一挡、四挡越野DHT和三挡DHT方案,体现了对不同场景需求的精准适配:
一挡DHT:结构简单、成本低,适合城市通勤等中低负载场景,侧重经济性与可靠性,是当前比较主流的架构,也是居家必备之选;
四挡越野DHT:通过三电机实现越野无极限,属于玩车一族特别需要去水里游泳的选择;
三挡DHT:多挡位设计强化高速工况动力输出,优化全速域效率,适合追求高性能与长途驾驶的车型。
三者共同构成奇瑞混动技术矩阵,覆盖从经济型到高端市场的多元化需求,展现技术纵深与场景化创新能力,四挡越野DHT和三挡DHT都是奇瑞独有的方案,能不能经得起市场的考验,期待更多后续市场表现,加油。