鲲鹏混动CD-M搭载热效率44.5%的混动专用发动机背后的技术和算法

奇瑞鲲鹏混动CD-M搭载的第五代ACTECO 1.5TGDI高效混动专用发动机，其热效率达到44.5%的核心技术及算法主要体现在以下方面：

一、关键技术

1. 深度米勒循环
   通过延迟关闭进气门，减少泵气损失并降低压缩比，提升膨胀比，从而提高热效率。这一技术有效优化了发动机的燃烧效率。
2. 第四代i-HEC智效燃烧系统
   采用高滚流进气道设计、350bar高压直喷技术和预燃室设计，增强油气混合均匀性，实现更充分的燃烧，减少能量损失。
3. HTC高效增压系统
   结合涡轮增压与电控技术，优化低速扭矩和高速动力输出，提升进气效率，同时降低油耗。
4. i-LS智能润滑系统
   通过可变排量机油泵和低摩擦涂层技术，减少机械部件摩擦损失，提升传动效率。
5. i-HTM智能热管理系统
   利用电子水泵、分体式冷却等技术，精准控制发动机温度，减少暖机时间并优化热效率。
6. HiDS高稀释系统
   采用低压EGR（废气再循环）技术，降低燃烧温度并抑制爆震，同时提高混合气稀释度，进一步提升热效率。

二、算法支持

1. 燃烧控制算法
   基于实时工况（如负荷、转速、温度）动态调整喷油量、点火时机和EGR率，确保燃烧效率最大化。
2. 热管理策略
   i-HTM系统通过算法优化冷却液流量和温度分布，减少能量损耗，例如在冷启动时快速升温以减少摩擦。
3. 动力分配算法
   与三挡DHT变速箱协同，通过双电机驱动模式（如P2+P3架构）和挡位切换逻辑，实现发动机与电机的高效耦合。例如，在低速时优先纯电驱动，高速时发动机直驱，并通过算法平衡动力需求与能耗。
4. 燃油适应性算法
   支持92号汽油的使用，通过调整空燃比和点火提前角，适应不同燃油品质，降低使用成本。

三、性能表现

• 节油效果：亏电油耗低至4.2L/百公里，综合续航超过1400km。
• 动力输出：百公里加速最快4.26秒，最高车速240km/h，传动效率达97.6%。
• 补能效率：快充模式下18分钟可补能至80%。

四、未来规划

奇瑞已定型热效率超过46%的下一代混动专用发动机，计划进一步突破技术瓶颈。这一技术迭代将结合更先进的燃烧控制算法和材料工艺，持续提升混动系统的综合性能。

综上，奇瑞通过六大核心技术和智能化算法的深度融合，实现了44.5%的高热效率，同时兼顾动力性与燃油经济性，成为混动领域的技术标杆。

♯ 深度米勒循环在提高发动机热效率方面的具体工作原理是什么？

深度米勒循环在提高发动机热效率方面的具体工作原理主要通过以下几个方面实现：

1. 进气门提前关闭：深度米勒循环的核心在于通过提前关闭进气门，从而实现膨胀比大于压缩比的燃烧方式。这种设计使得发动机在膨胀行程中能够充分利用更大的膨胀比，从而提高热效率。
2. 减少泵气损失：通过调整进气门的关闭时刻，深度米勒循环能够减少节气门负荷控制下的泵气损失。在传统米勒循环中，节气门需要保持一定的开度以维持进气量，而深度米勒循环通过提前关闭进气门，减少了节气门的开度，从而降低了泵气损失。
3. 优化压缩比与膨胀比：深度米勒循环通过进气门的提前关闭，使得实际压缩比小于物理压缩比，而膨胀比则大于物理压缩比。这种设计不仅提高了热效率，还避免了爆震问题，因为膨胀行程中物理结构的压缩比较高。
4. 提高做功行程效率：深度米勒循环通过优化膨胀行程，使得更多的热能转化为机械能。在膨胀行程中，由于膨胀比大于压缩比，发动机能够更高效地将燃料燃烧产生的热能转化为机械能，从而提高整体热效率。
5. 结合其他技术提升性能：深度米勒循环通常与其他技术结合使用，如电动VVT（可变气门正时）系统、增压系统等，以进一步提升发动机的性能和热效率。例如，电动VVT系统可以任意调整起动相位，进一步优化气门控制，从而提高经济性和热效率。
6. 减少NOx排放：深度米勒循环通过优化燃烧过程，能够在提高热效率的同时减少NOx排放。这是因为膨胀行程中更大的膨胀比有助于降低燃烧温度，从而减少NOx的生成。
7. 适应不同工况：深度米勒循环能够在不同工况下灵活调整进气门的关闭时刻，从而优化发动机的燃油经济性和动力性能。例如，在低负载工况下，深度米勒循环能够通过提前关闭进气门来减少泵气损失；在高负载工况下，则可以通过调整进气门关闭时刻来提升动力响应。

♯ 第四代i-HEC智效燃烧系统如何优化油气混合均匀性以减少能量损失？

第四代i-HEC智效燃烧系统通过多种技术手段优化油气混合均匀性，从而减少能量损失。具体措施包括：

1. 超高滚流进气道：第四代i-HEC系统采用了超高滚流进气道设计，这种设计能够有效提高气流的流动效率，确保空气在进入燃烧室前充分混合，从而提高油气混合的均匀性。
2. 350bar缸内燃油喷射：系统配备了350bar的高压缸内燃油喷射技术，这种高压喷射能够将燃油以更细小的颗粒喷入燃烧室，与空气充分混合，形成均匀的混合气。这不仅提高了燃烧效率，还减少了未燃烧的燃油和有害排放物。
3. 高压缩比：第四代i-HEC系统采用了高压缩比的设计，这种设计可以进一步提高燃烧效率。高压缩比意味着在燃烧过程中，混合气的压力和温度会更高，从而促进更完全的燃烧，减少能量损失。
4. 精确控制燃油喷射、进气管理、点火时间：通过精确控制燃油喷射、进气管理和点火时间，第四代i-HEC系统能够实现最佳的燃烧条件，确保油气混合更加均匀，从而提高燃油利用率并降低排放。

这些技术的综合应用，使得第四代i-HEC智效燃烧系统在全工况下实现了更高的燃油效率和更低的排放。

♯ HTC高效增压系统是如何结合涡轮增压与电控技术来提升进气效率的？

HTC高效增压系统通过结合涡轮增压与电控技术，显著提升了进气效率。具体来说，该系统利用电动涡轮增压器（e-Turbo）和传统涡轮增压器的协同工作，实现了在低速和高速下的高效性能。

1. 电动涡轮增压器的作用：电动涡轮增压器在发动机低速运转时提供额外的增压能力，避免了传统涡轮增压器在低速时的迟滞现象。电动机通过直接驱动涡轮增压器的压缩机轮，能够在发动机未负荷时（如刹车或未踩加速踏板时）维持涡轮高速运转，从而消除“涡轮迟滞”现象。这种设计不仅提升了发动机的瞬时响应能力，还减少了加速过程中的等待时间。
2. 传统涡轮增压器的优化：在发动机高负荷运转时，传统涡轮增压器接管工作。电动机与涡轮机的结合确保了在全负荷条件下，涡轮增压器能够提供足够的增压压力，从而提升发动机的输出功率和扭矩。此外，电动机还可以通过回收排气中的能量来驱动涡轮增压器，进一步提高系统的整体效率。
3. 电控技术的应用：HTC高效增压系统通过电控技术实现了对涡轮增压器的精确控制。电控可变截面涡轮增压器（VGT）和电控旁通阀的使用，使得涡轮增压器能够在不同工况下保持在高效率区工作。例如，电控旁通阀可以根据发动机的实际需求调整进气通道的开度，确保涡轮增压器始终处于最佳工作状态，从而提高低速和高速下的扭矩输出。
4. 进气系统的优化：HTC高效增压系统还通过优化进气路径和控制策略，进一步提升了进气效率。例如，通过计算流体动力学（CFD）优化进气路径，可以减少进气阻力，提高空气流量。此外，节流阀（BV）的应用可以在中冷器出口排放部分气流，实现更精确的进气歧管压力控制。

HTC高效增压系统通过电动涡轮增压器和传统涡轮增压器的协同工作，以及电控技术的精确控制，实现了在低速和高速下的高效性能。

♯ i-HTM智能热管理系统如何通过算法优化冷却液流量和温度分布以减少能量损耗？

i-HTM智能热管理系统通过算法优化冷却液流量和温度分布以减少能量损耗的方式主要体现在以下几个方面：

1. 实时调整冷却液流量和路径
   i-HTM系统通过电子控制阀门和泵的协同工作，精确控制冷却液的流量和流速。根据发动机的实时工况，系统自动调整冷却液的流动路径和流量，优化热交换效率。这种智能控制不仅提高了冷却系统的响应速度和效率，还减少了能量消耗，提升了燃油经济性。
2. 多模式切换控制
   i-HTM系统设计了两种模式的切换控制策略，即内环模式和外环模式。内环模式通过电磁阀和比例阀的配合，实现对冷却液流量的精确控制，从而优化热交换效率。外环模式则根据目标温度的变化，动态调整冷却液的流动路径，确保系统在不同工况下都能保持最佳的温度分布。
3. 基于模型预测控制（MPC）的实时优化
   研究表明，采用迭代动态规划（IDP）策略结合模型预测控制方法，可以显著提高实时BTM策略的温度调节能力。该方法的预测范围为30秒，采样时间为1秒，仿真电子控制单元（ECU）可以在1秒内执行，显著提高了实时性。通过这种策略，可以有效降低驱动周期的冷却/加热能耗。
4. 多目标优化设计
   通过多目标遗传算法对电池热管理系统（BTMS）进行优化设计，可以实现冷却系统效率、尺寸和能耗之间的平衡。优化后的系统在最大单元温度和温度差方面均有显著改善，内部隔板热模型进一步降低了平均温度差。
5. 相变材料（PCM）和微通道冷却技术
   基于相变材料（PCM）和微通道冷却技术的BTM系统，通过液体冷却模式的高热导率和PCM的相变潜热，有效降低了电池模块的最大温度，并显著改善了电池间的温度不均匀性。通过调整流速或增加PCM厚度，可以进一步降低最大温度，使温度保持在正常范围内。
6. 分级管理策略
   通过监测电池组最高温度和环境温度，提出了冷却液流量和入口温度分级管理的优化策略。这种策略可以在不同的环境温度下将系统的温度控制在所需的范围内，减少液冷不必要的能耗。

i-HTM智能热管理系统通过实时调整冷却液流量和路径、多模式切换控制、基于模型预测控制的实时优化、多目标优化设计、相变材料和微通道冷却技术以及分级管理策略等多种方法，有效优化了冷却液流量和温度分布，从而减少了能量损耗。

♯ 奇瑞鲲鹏混动CD-M的动力分配算法是如何实现发动机与电机高效耦合的？

奇瑞鲲鹏混动CD-M的动力分配算法通过多种技术手段实现了发动机与电机的高效耦合，具体如下：

1. 电控系统的智能管理：奇瑞鲲鹏混动CD-M系统的核心在于电控系统，该系统负责整合控制发动机、变速箱、混动电机、电池等核心部件，确保系统高效运行。电控系统通过内部策略和方案设计，生成软件以满足功能安全要求，确保车辆在各种使用场景下的安全。电控系统能够根据导航信息调整用电或用油，并根据驾驶者习惯自动适应能量管理和驾驶风格，提供智能化驾驶体验。
2. 动力分配算法：奇瑞鲲鹏混动CD-M系统采用了先进的动力分配算法，通过FIO定点喷射油冷电机技术和TEM超高效双电机动力分配技术，实现了发动机与电机的高效耦合。这些技术不仅提升了驱动效率，还更适合多挡DHT的实际运转工况。在“双电机驱动+3挡DHT”共同驱动车辆的情况下，系统能够实现最高传动效率超过97.6%，轮端输出扭矩超过4000N·m，电驱动平均效率超过90%。
3. 三挡DHT变速箱：三挡DHT变速箱是奇瑞鲲鹏混动CD-M系统的重要组成部分，采用双电机串并联设计，驱动电机采用I-PIN扁线绕组，同体积下线圈匝数更多，保证了输出功率。该变速箱采用齿面双向加工，低拖曳离合器，按需分配机油泵等，降低能耗损失，最高传动效率超过97.26%。
4. 多种驱动模式：奇瑞鲲鹏混动CD-M系统提供了四种驱动模式，包括纯电模式、混合动力模式、发动机直驱模式和能量回收模式。这些模式可以根据不同的驾驶需求和路况自动切换，确保最佳的动力输出和燃油经济性。
5. 标定优化：奇瑞在不同市场对电控系统进行标定优化，采用了更智能的算法和大数据支持，使电控系统迅速适应各地环境，具备自我训练能力，提升适应性。标定工作基于不同条件下的调研数据优化方案，实现最优化的用电或用油分配。
6. 电池管理系统：奇瑞鲲鹏混动CD-M系统还配备了先进的电池管理系统，通过优化电池保护策略，确保电池保持最佳状态。这一系统不仅提升了电池的使用寿命，还进一步提高了整车的能效和可靠性。