混动百科丨15张图带你看懂「P2电机」，收藏了！

我们接着上一期的内容，继续来聊聊混动汽车中的「电机」，今天我们来详解一下「P2电机」。

「P2电机」的3种基本结构

通常情况下，「P2电机」的位置被定义在「变速器」与「发动机」之间，且位于「离合器」后，这个位置有以下几个特点：

P2电机示意图

不被整合在「发动机」的外壳中：由于「P2电机」和「发动机」之间有「离合器」，故此，「P2电机」可以单独驱动「车轮」，实现纯电行驶模式。此外，在动能回收时也可以切断与「发动机」的连接，这是与「P1电机」显而易见的区别；

情况1：P2电机直接套在变速器输入轴上 （正面）

情况2：P2电机通过传动带或齿轮传动与变速器输入轴连接（正面）

情况3：P2电机连接减速齿轮，配合P1电机（简图）

1. 基础结构简单、布置形式灵活：「P2电机」不仅可以直接套在「变速器」的「输入轴」上，也可以通过「传动带」或「传动齿轮」与「变速器」的「输入轴」连接，甚至可以使用「减速齿轮」进行链接（见上图）。

情况1：P2电机直接套在变速器输入轴上（俯视）

我们以『「P2电机」直接套在「变速器」的「输入轴」上』为举例，最常见的就是我们此前文章中提到的大众集团的『「P2电机」+「双离合变速箱」』方案，代表车型为奥迪Q5（参数丨图片） Hybrid、奥迪A3 Sportback e-tron和大众途锐Hybrid等。

奥迪A3 Sportback e-tron（2017），德味十足的P2电机架构

比如奥迪A3 Sportback e-tron的「P2电机架构」，德味十足，将一颗峰值功率75kW（峰值扭矩330N·m）的「P2电机」套在了6速的「e-S troinc变速箱」输入轴上，通过「双离合器」分配动力，属于经典的『单电机双离合派』。其工作原理比较简单，大致如下：

当你开启汽车，「电池」与「高压系统」就已经准备好唤醒「P2电机」，时刻准备向它供电。

起步后，「电池」为「P2电机」供电，「P2电机」带动「变速箱」中的「齿轮」转动输出动力，通过传动机构最终带动「车轮」。

当需要大扭矩或是急加速时，「发动机」强势介入，此时「离合器」中的「离合片」相互耦合，「发动机」与「P2电机」串联在一起，共同输出动力，同时「电池」也为「P2电机」，释放整套动力总成所有动力。

在滑行时，或是踩下刹车后，动能回收系统便开始发挥作用，「离合器」松开，断开「发动机」的连接，「车轮」反向带动「P2电机」发电，为「电池」充电。

奥迪「P2电机架构」原理（动图）

这套『单电机双离合』方案的优点是结构相对简单，相比传统燃油汽车结构调整较少，但是这种『独苗』的「单电机」架构有一个小小的缺点——保电（或叫馈电）能力较弱，因为「P2电机」长时间用于驱动车辆，其发电效率自然要下降一些。

『充电小能手』——「P0电机」已有些安奈不住了

所以，总有一个嗷嗷待哺「电池」在系统中呼唤「发动机」和「P2电机」，特别在馈电时和堵车工况下，「发动机」在驱动和带动「P2电机」发电两种模式下来回切换，用过平顺性及NVH（Noise、Vibration、Harshness噪声、振动与声振粗糙度）都会有一定的影响。有缺点？于是乎，各种「P2电机」的变种架构孕育而生。

变种一：「P0P2电机架构」

九代索纳塔混动版（2016）搭载的TMED混合动力系统

我们知道「P0电机」最大的作用之一便是用于为「动力电池」充电，故此，在P0位置安排上一个中高压的「P0电机」便可有效的解决「单电机」馈电能力弱的结构缺点。而让我印象比较深刻的「P0P2电机架构」的车型是九代索纳塔混动版，其搭载的是现代汽车的『TMED混合动力系统』（Transmission-Mounted Electrical Device）。

TMED混合动力系统工作原理

该「P0P2电机架构」由一颗Nu 2.0 GDi发动机、一枚「P0电机」（此处又称「HSG电机」启动/发电一体式电机）、一台永磁交流「P2电机」（此处又名「TM电机」即Traction Motor 驱动电机）以及传统的6挡手自一体「变速器」组成。可实现纯电驱动、发动机直驱、混动驱动多种模式。

变种二：「P1P2电机架构」

『双电机双离合』方案（P1P2电机架构），同样是P2电机架构

如果嫌「P0电机」传动效率低，那可以换成与「发动机」刚性连接的「P1电机」（ISG电机）组成『加强版双双组合』（即「P1P2电机架构」、双电机双离合），其架构特点是：

1. 「C1离合器」常态为分离，而「C2离合器」常态为咬合。这就意味着「P2电机」长期处于工作状态，故此，这套「P1P2电机架构」也是倾向于电力驱动的；

2. 当「C1离合器」分离时，就意味着「发动机」不参与驱动汽车，而是带动「P1电机」（ISG电机）发电，「电池」表示十分满意。此时，「P2电机」直接驱动「车轮」；

3. 「C2离合器」长期处于咬合状态，若「C1离合器」同样处于咬合状态，那么「P2电机」（TM电机）将与「发动机」共同驱动「车轮」。

EDU混动系统爆炸图（注释）

这套「P1P2电机架构」的代表就是上汽的二代『EDU混动系统』，其早期搭载在荣威550混动车型上，随着『EDU混动系统』不断优化，现在已经有越来越多的上汽旗下的车型在用这套系统。比如荣威eRX5、荣威ei6、名爵6混动版等。最后汇总了一张表，方便大家理解。

EDU混动系统工作原理

解决问题的方法有很多种

看到这里大家会发现，上文仅从「P2电机」一个小小的『保电能力弱』问题切入，展开讨论了其中的一种解决方案——再增加1个强力的「发电机」（P0或P1电机），由此衍生出变种的「PxP2电机架构」。其实，解决『保电能力弱』的方法还有很多种，比如：

宝马530e iPerformance（2018）采用2.0T双涡管发动机，大力！

1. 使用高功率的「发动机」：大力出奇迹，高功率「发动机」可使「P2电机」在单位时间内多发一点电，只是「电池」满足了，「油箱」又不乐意了，有违了混动『省油』的初衷……

2. 增加「P2电机」发电的时长：延长「发动机」串联驱动汽车的时长，从而让「发动机」大哥多带带「P2电机」这个小弟，不过好像又违背了『「P2电机」为驱动汽车』的设计初衷……

貌似我提了一些自相矛盾的建议，但聪明的读者已经明白了我的意思：

引子

最后，我们再提一个衍生问题，由于「P2电机架构」是在「发动机」和「变速器」中间硬生生地加入了「离合器」和「电机」，这样就增加整套动力总成的轴向尺寸。为了解决这个硬件问题，混动工程师们又掉了大把头发，想出了几套解决方法：

一体化设计的P2电机架构

1. 减少「发动机」的「气缸」：六缸变四缸、四缸变三缸、三缸变……

2. 架构调整布局：将增加的「离合器」和「电机」等部件进行横向或纵向的布局调整；

3. 一体化设计：比如将「P2电机」的壳体进行优化整合；或将「离合器」整合入「P2电机」内部等（如上图），将「离合器系统」集成至「P2电机」的「定子」中，采用了「电动中心式执行」机构（ECA），在减少执行机构体积的同时，提高了「离合器」的控制精度。

丰田THS正在路上

但！若是我们将「P2电机」进一步往后端的「变速器」整合又会怎么样呢？我们下期再聊。