大众mon是什么车( 二 )


▲【大众前几年的官方PPT,讲了自家电气化技术基础】
这台车用的是大众的DQ400e混动变速箱,其中电机为HEM80电机,最大转速为7000转每分钟 。看起来转速挺高了,很多发动机6500转就红区断油了 。
但放在电机里,这转速真心不高 。比如大众家的ID.3的150kW电机,最高转速可达16000转,可把ID.3推倒160km/h 。特斯拉Model S上193kW的电机最高转速为18000转 。小鹏P7的最高转速稍微低点,为12000转,但也都是万转之上 。
▲【大众ID.3,纯电车型】
相比之下,探岳GTE上7000转的插混版电机确实转速不够高,相对高达200km/h的最高车速,这个电机确实需要变速箱换挡变速后才能适应所有场景(最高车速显然是混动模式下而非纯电模式,但是混动模式下电机转子也跟着旋转而非脱开) 。
所以,电机转速范围较窄是探岳GTE需要换挡的一个原因,因为转速范围有限,固定在某一个挡位传动比上,不能适应宽泛的速度变化范围 。
有车友此时会问,7000转的转速不能覆盖全部速域,但是类似0-60 km/h的低速度区间总能覆盖吧,纯电模式不换挡也没问题啊?
看起来是这样,但别忘了这是一台插电混动车型 。插电混动意味着,电池容量比较小,不到15千瓦时,不像纯电车型电池容量基本50千瓦时起步,所以插混车型纯电行驶里程较短,而且电机功率也不够大,强动力模式时发动机才是主力 。
这也意味着,插混车型的电机转速不能由着性子胡来,因为要随时与发动机打配合,要迁就着内燃机的转速 。
▲【大众DQ400e变速箱结构图,奥迪A3 e-tron也在用,能看出来电机转子左连发动机,右连变速箱,是动力传递过程绕不过去的桥梁】
我们来看DQ400e的结构图 。电机的转子与一边与变速箱输入端的两个离合器相连(一直相连,不能断开),另一边通过分离离合器(separating clutch)实现与发动机的连接或断开 。这个分离离合器上没有任何变速装置,所以发动机曲轴和电机转子的转速正常工作时完全一致,需要转速同步时就靠这个分离离合器的滑磨来匹配 。
物理知识告诉我们,转速差过大或扭矩差过大时,离合器容易烧掉,所以发动机转速应该与电机转速相差不大,考虑到一般发动机转速超过4000转时不仅费油而且噪音极大,所以还是让电机迁就发动机比较好,因此电机不能随随便便跑到六七千转,否则队友发动机跟不上 。
这也是为什么插电混动车型的电机7000转够用了,因为就算达到一万八千转,队友发动机也跟不上,纯属浪费 。
▲【从纯电模式切换到混动模式时发动机与电机结合过程 。蓝色为发动机,红色为电机,橙色为分离离合器 。能看出分离离合器动作频繁,发动机、电机的扭矩和转速均需要精准控制】
讲到这里也就说清了为什么这款P2插混车型纯电状态下也要换挡进而带来顿挫 。但是同时我们也发现,这种依靠离合器来完成发动机和电机动力融合的结构,在同步过程中也容易发生顿挫 。
上图是从纯电模式切换到混动模式过程中动力总成步骤图,不难看出,和换挡过程各元件动作非常相似,几乎同样复杂 。
纯电行驶时,分离离合器断开,发动机不工作,变速箱离合器结合,电机工作 。需要启动发动机时,分离离合器部分结合,通过滑磨来带动曲轴转动进而启动发动机,同时电机要增加扭矩但转速不能波动,增加的扭矩要刚好是启动发动机所需的扭矩 。
▲【纯电模式,分离离合器打开,发动机不工作】
▲【分离离合器滑磨,启动发动机】
发动机启动后,分离离合器要再次分开(注意是分开不是结合),电机转速不波动的同时扭矩要立刻降回原来水平,而发动机依靠自身的扭矩开始提高转速,目标转速为当前挡位和车速所匹配的转速,为同步做准备 。
▲【发动机点火后提高到与整车速度匹配的转速,此时分离离合器要分开,否则会和电机干涉】
▲【转速同步完成,分离离合器闭合,发动机开始成为主力】
当发动机转速到达指定转速后,分离离合器再次开始滑磨,而发动机维持转速不变但要降低扭矩 。扭矩降下来后分离离合器开始结合,发动机扭矩开始均匀上升,电机扭矩开始均匀下降,两者维持扭矩总和不变,这样完成顺利交接,发动机上岗,电动机靠边待命 。
在整个切换过程中,分离离合器开开合合,发动机和电机扭矩其起起落落,转速还要匹配精准,可见对控制的要求很高,也意味着整不好容易顿挫 。所以,看起来插电混动只是油车+电车,其实真的不一样;看起来简单的P2,其实没有那么简单 。