想寫(xiě)東風(fēng)旗下的混動(dòng)技術(shù)已經(jīng)很久了，其實(shí)早在一年前的上海車(chē)展，我就被邀請(qǐng)參加了技術(shù)直播，當(dāng)時(shí)「東風(fēng)馬赫電混DH-i」（后簡(jiǎn)稱「馬赫DH-i」）還處于半公布狀態(tài)，直播完回來(lái)整理了一下資料，發(fā)現(xiàn)要充分解釋其混動(dòng)變速系統(tǒng)還需要仔細(xì)地思考和制圖，然后……就忙到過(guò)年，現(xiàn)在終于留出了幾天，好好地給這套系統(tǒng)做了一下圖片，廢話不多，干貨走起！
馬赫DH-i混動(dòng)變速器的結(jié)構(gòu)——?jiǎng)e出心裁
馬赫DH-i結(jié)構(gòu)示意圖
「馬赫DH-i」混動(dòng)變速器的內(nèi)部，采用的是目前主流的「P13架構(gòu)」。用于驅(qū)動(dòng)的「P3電機(jī)」、用于發(fā)電的「P1電機(jī)」、用于實(shí)現(xiàn)「功率分流」的一組「行星齒輪機(jī)構(gòu)」、用于實(shí)現(xiàn)串并聯(lián)的兩對(duì)「齒輪」（配合兩套「同步器」）、以及「控制器」等組件共同構(gòu)建了該混動(dòng)變速 器。
豐田THS（第一代）原理示意圖（僅供參考）
我們先簡(jiǎn)單回顧一下，當(dāng)下比較流行的兩類(lèi)混動(dòng)結(jié)構(gòu)。首先是「功率分流系統(tǒng)」，我們以此前詳解過(guò)的「豐田THS」（第一代）為例：「發(fā)動(dòng)機(jī)」的動(dòng)力在進(jìn)入「行星齒輪組」后，在「行星齒輪」（上圖黃色底色）上被分為了兩股「功率流」（上圖①和②），一股用于驅(qū)動(dòng)，而另一股則可以用來(lái)發(fā)電。而這種通過(guò)「行星齒輪組」將動(dòng)力分流的混動(dòng)構(gòu)型，也被稱為「功率分流」。
豐田THS（第一代）結(jié)構(gòu)示意圖（僅供參考）
整套系統(tǒng)的最大特點(diǎn)在于：
平順性佳：沒(méi)有「機(jī)電耦合機(jī)構(gòu)」產(chǎn)生的切換頓挫；
經(jīng)濟(jì)性佳：「發(fā)動(dòng)機(jī)」可以更久地保持在高效區(qū)間，較傳統(tǒng)燃油汽車(chē)的能源利用率更高；
動(dòng)力上限低：由于受限與動(dòng)力無(wú)法解耦，「發(fā)動(dòng)機(jī)」時(shí)刻拖拽變速機(jī)構(gòu)，動(dòng)力傳遞路徑長(zhǎng)等原因，瞬時(shí)提速較弱，最高極速受限較大。
檸檬DHT結(jié)構(gòu)示意圖（僅供參考）
而包括長(zhǎng)城、吉利等廠商則主推多擋位「串并聯(lián)」結(jié)構(gòu)，以長(zhǎng)城的「檸檬DHT」為例：通過(guò)平行軸的布局，使得「發(fā)動(dòng)機(jī)」的動(dòng)力可以在混動(dòng)和直驅(qū)之間切換，特別是并聯(lián)模式下，「發(fā)動(dòng)機(jī)」與「電驅(qū)系統(tǒng)」可以共同輸出動(dòng)力，保證瞬時(shí)提速的體驗(yàn)，同時(shí)亦可拉升最高極速的上限。
檸檬DHT并聯(lián)模式示意圖（動(dòng)圖）
此外，通過(guò)增加檔位，進(jìn)一步放大發(fā)動(dòng)機(jī)的作用。當(dāng)然實(shí)現(xiàn)換擋的方式可以多種多樣，比較常見(jiàn)的方法有兩種：使用同步器或多層離合器。當(dāng)然，世界上沒(méi)有完美的機(jī)械結(jié)構(gòu)，目前多擋串并聯(lián)結(jié)構(gòu)的混動(dòng)系統(tǒng)，依舊從以下幾個(gè)角度在進(jìn)行優(yōu)化：
「機(jī)電耦合機(jī)構(gòu)」的優(yōu)化：進(jìn)一步降低切換時(shí)的頓挫可能，比如強(qiáng)化「機(jī)電液壓系統(tǒng)」的響應(yīng)速度，亦或嘗試采用其他機(jī)構(gòu)，比如五菱采用了「電磁式離合器」；
系統(tǒng)標(biāo)定的優(yōu)化：部分多擋位的多擋串并聯(lián)混動(dòng)系統(tǒng)，在裝車(chē)上市前期，其油耗表現(xiàn)并未完全達(dá)到預(yù)想中的效果，好在伴隨汽車(chē)智能化的發(fā)展，通過(guò)OTA升級(jí)，也可以完成后續(xù)的標(biāo)定優(yōu)化；
成本優(yōu)化：組件越多，硬件和標(biāo)定的成本越高，所以，對(duì)于主機(jī)廠而言，要么通過(guò)規(guī)?；?yīng)來(lái)降本。要么則是減少組件，降低成本。不過(guò)對(duì)于消費(fèi)者而言，不用考慮。
馬赫DH-i結(jié)構(gòu)示意圖（僅供參考）
「馬赫DH-i」的別出心裁，則是將「功率分流」和「串并聯(lián)」相結(jié)合。粗看之下，便是將「豐田THS」中的單行星排與「檸檬DHT」中的兩擋機(jī)構(gòu)相融合，實(shí)現(xiàn)了四擋的調(diào)節(jié)。不過(guò)，這里我要?jiǎng)澇鰞蓚€(gè)結(jié)構(gòu)上的重點(diǎn)：
馬赫DH-i變速器拆解圖
『內(nèi)外』各一套「同步器」：一套「同步器」置于「行星齒輪機(jī)構(gòu)」中（即「低速擋同步器」），實(shí)現(xiàn)的是「功率分流」下的兩個(gè)模擬擋位，即是低速1擋和2擋；另一套「同步器」置于「行星齒輪機(jī)構(gòu)」外（即「高速擋同步器」），實(shí)現(xiàn)的是「串并聯(lián)」下的兩個(gè)真實(shí)擋位，即是高速3擋和4擋。為了方便標(biāo)注和理解，我將所有擋位畫(huà)在了一起，而非誤導(dǎo)；
沒(méi)有「機(jī)電耦合機(jī)構(gòu)」：由于「行星齒輪機(jī)構(gòu)」的加入，摒棄了「離合器」和「機(jī)電液壓系統(tǒng)」等組件，整個(gè)變速過(guò)程是通過(guò)兩個(gè)「電機(jī)」進(jìn)行「發(fā)動(dòng)機(jī)」、軸系端的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，「同步器」進(jìn)行機(jī)械嚙合。
馬赫DH-i系統(tǒng)示意圖
所以，從結(jié)構(gòu)邏輯上來(lái)說(shuō)，相比我們最近看到的單擋位DHT，「馬赫DH-i」還是比較復(fù)雜的。但在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，兩套「同步器」以及兩組「齒輪」的布局，可謂是點(diǎn)睛之筆，特別是在近距離觀察和工程師的講解后，我依舊能給出很高的評(píng)價(jià)。
馬赫DH-i混動(dòng)變速器的變速原理——相對(duì)復(fù)雜
由于采用了1+1的結(jié)構(gòu)融合，所以「馬赫DH-i」的變速邏輯也和其他的混動(dòng)變速器略有不同：
「行星齒輪機(jī)構(gòu)」模擬低速擋：大部分「功率分流」的混動(dòng)系統(tǒng)，無(wú)論是輸入式、輸出式還是復(fù)合式，皆是以平衡「發(fā)動(dòng)機(jī)」效率為目標(biāo)，而「馬赫DH-i」則通過(guò)一套附加的「同步器」對(duì)「行星齒輪機(jī)構(gòu)」中的組件（個(gè)人理解是「內(nèi)齒圈」、「行星架」或「行星齒輪」中的一個(gè)或多個(gè)）進(jìn)行切換（當(dāng)然也要配合其他的鎖止組件共同完成），從而起到放大扭矩的作用，模擬出了兩個(gè)擋位，具體的標(biāo)定邏輯，我們?cè)诤竺娴墓ぷ髂Ｊ街姓归_(kāi)講解；
兩對(duì)「（定）齒輪」實(shí)現(xiàn)高速擋：這點(diǎn)比較好理解，與「檸檬DHT」的邏輯基本相同，「同步器」通過(guò)專(zhuān)用的低壓小電機(jī)，在兩對(duì)不同齒比的「齒輪」中切換，從而應(yīng)對(duì)高速工況，實(shí)現(xiàn)3擋和4擋這兩個(gè)高速擋位。
馬赫DH-i變速原理（直驅(qū)模式）示意圖（動(dòng)圖）
值得一提的是，相比單一「串并聯(lián)」的混動(dòng)系統(tǒng)，擁有「行星齒輪機(jī)構(gòu)」的「馬赫DH-i」在同步各個(gè)軸系之間轉(zhuǎn)速時(shí)，除了可以利用兩個(gè)「電機(jī)」來(lái)調(diào)速，還能得到「功率分流」結(jié)構(gòu)的加持。如此一來(lái)，在『油電-油混-電混』之間切換時(shí)，平順性進(jìn)一步得到了保證，也是一個(gè)讓我感到有趣的設(shè)計(jì)巧思。
馬赫DH-i混動(dòng)變速器的工作模式——模式繁多
「馬赫DH-i」相對(duì)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，自然到來(lái)了更多的工作模式，從能量管理角度出發(fā)，被分為了純電、串聯(lián)、并聯(lián)（四擋可調(diào)）、直驅(qū)（四擋可調(diào)）、功率分流（雙模）、駐車(chē)充電和制動(dòng)能回收這7種。然后老規(guī)矩，通過(guò)我下班回家的實(shí)際工況，粗淺地來(lái)分析一下：
馬赫DH-i基本工作原理（動(dòng)圖）
再要插一句，我以搭載「馬赫DH-i」的PHEV車(chē)型為例，因?yàn)橛小腹β史至鳌辜映值腍EV車(chē)型，在低速時(shí)會(huì)更多地選擇功率分流模式，而PHEV擁有更大的「動(dòng)力電池」，純電和串聯(lián)的工況才會(huì)更多一些，故此，更適合我去解釋更多的細(xì)分工況。
首先，假設(shè)車(chē)輛出發(fā)前，「動(dòng)力電池」的SOC支持純電行駛，那么優(yōu)先使用純電起步，當(dāng)我駛出公司所在的園區(qū)后，「P3電機(jī)」的功率隨著我對(duì)動(dòng)力的需求增大而不斷提升。此時(shí)，處于純電驅(qū)動(dòng)模式。
當(dāng)我在城市中低速的道路行駛時(shí)，系統(tǒng)基本會(huì)讓「P3電機(jī)」持續(xù)驅(qū)動(dòng)車(chē)輛，當(dāng)「動(dòng)力電池」的SOC降低到一定閾值時(shí)，「發(fā)動(dòng)機(jī)」便會(huì)啟動(dòng)，「發(fā)動(dòng)機(jī)」的動(dòng)力通過(guò)「行星齒輪機(jī)構(gòu)」（個(gè)人理解是帶動(dòng)「太陽(yáng)輪」）帶動(dòng)「P1電機(jī)」進(jìn)行發(fā)電，為「P3電機(jī)」補(bǔ)充供電。
此時(shí)，「馬赫DH-i」的特色就來(lái)了，當(dāng)車(chē)速差不多達(dá)到40km/h左右時(shí)，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)「動(dòng)力電池」的SOC狀態(tài)、「發(fā)動(dòng)機(jī)」的實(shí)時(shí)工況等多方數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，有一定機(jī)率進(jìn)入「功率分流」模式，「發(fā)動(dòng)機(jī)」的動(dòng)力通過(guò)「行星齒輪機(jī)構(gòu)」被分流，一部分發(fā)電，一部分直接用于驅(qū)動(dòng)，此時(shí)「P3電機(jī)」作為補(bǔ)充動(dòng)力源，只在動(dòng)力需求突然提升的瞬間才會(huì)助力驅(qū)動(dòng)。
接下來(lái)有一段高速路需要跑，速度也達(dá)到了60km/h以上，那么便有了適合直驅(qū)的工況，若「動(dòng)力電池」的SOC充足，那么系統(tǒng)則會(huì)從其他工作模式中切換到發(fā)動(dòng)機(jī)直驅(qū)模式。
通常情況下，直驅(qū)模式會(huì)落在高速擋的第一擋，也就是「馬赫DH-i」的3擋，何時(shí)會(huì)上4擋，大家往下看。
此時(shí)，前方出現(xiàn)了一輛速度較慢的貨車(chē)，我想在高速巡航的情況下，進(jìn)一步提速，所以深踩加速踏板，系統(tǒng)則會(huì)檢測(cè)到動(dòng)力需求還在提升，故此，系統(tǒng)會(huì)讓「動(dòng)力電池」給「P3電機(jī)」供電，讓它快速給到動(dòng)力的補(bǔ)充，進(jìn)入并聯(lián)模式。
而并聯(lián)模式的極速標(biāo)定上限，據(jù)我所知大概是在110km/h。若要突破這一速度極限，目前則標(biāo)定為進(jìn)入直驅(qū)，進(jìn)入高速擋的二擋，即是4擋。
現(xiàn)在我將從高速路會(huì)到城市低速路段，在匝道口需要進(jìn)行減速，當(dāng)我們踩下制動(dòng)踏板時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)入制動(dòng)能回收模式，此時(shí)輪端的制動(dòng)能通過(guò)「P3電機(jī)」進(jìn)行回收。最終在多種工作模式的動(dòng)態(tài)切換中，我回到了所住的小區(qū)。
當(dāng)然，由于模式比較多，故此，今天我必須加一點(diǎn)戲份了。比如，今晚我還要送家里的小祖宗去學(xué)畫(huà)畫(huà)，那么在我駐車(chē)時(shí)，若「動(dòng)力電池」的SOC較低，那也可以進(jìn)入駐車(chē)充電模式。
當(dāng)接到小祖宗，聽(tīng)說(shuō)今天又在學(xué)校里惹禍，我的心情頓時(shí)就有幾分急躁，一看手表，距離晚上的課也就只有不到20分鐘了，所以便將駕駛模式切到了『SPORT』。而此時(shí)，「馬赫DH-i」才會(huì)釋放低速擋位，即1擋和2擋。此時(shí)，當(dāng)你猛踩油門(mén)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)在直驅(qū)模式和并聯(lián)模式中，進(jìn)行低速兩擋的切換。
馬赫DH-i組件特寫(xiě)圖
這里也要為網(wǎng)上的一些媒體的誤讀糾正一下，官方介紹的『并聯(lián)直驅(qū)四擋，功率分流兩擋』，不是『4+2』六擋意思，『并聯(lián)直驅(qū)四擋』是要配合「行星齒輪機(jī)構(gòu)」那模擬的兩擋共同實(shí)現(xiàn)，也就是兩套「同步器」共同作用產(chǎn)生的『2*2=4』可能。
巧思背后的可能性
「馬赫DH-i」應(yīng)該是2023年中，我見(jiàn)過(guò)比較復(fù)雜的新一代量產(chǎn)混動(dòng)變速器，故此，光是結(jié)構(gòu)和原理的介紹就寫(xiě)了3000多字。限于篇幅，整套系統(tǒng)的參數(shù)內(nèi)容，比如「混動(dòng)專(zhuān)用發(fā)動(dòng)機(jī)」、「電驅(qū)系統(tǒng)」等，就留在淺析篇中展開(kāi)聊。
首搭車(chē)型：皓瀚DH-i
近3年來(lái)，幾乎每一款新一代量產(chǎn)混動(dòng)變速器發(fā)布后，鄙人或多或少地有機(jī)會(huì)近距離接觸，特別是自主品牌的產(chǎn)品，從中我看到了不少基于輕量化、集成化、智能化、高效化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)巧思。
有人會(huì)說(shuō)：『是工程師更厲害了』。然則在巧思的背后，是中國(guó)在汽車(chē)工業(yè)上整體制造工藝的提升，亦是整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈愈發(fā)成熟帶來(lái)的可能性，個(gè)人尋思著，是不是要開(kāi)一篇來(lái)詳解一下，那么讓我在評(píng)論區(qū)看到大家的心聲吧~~
