讲到e-CVT时,我们已经看到一种很有意思的思路:
既然电机转速范围这么宽,那就尽量少换挡,甚至不要传统挡位。
可到了中国混动技术快速发展的这几年,工程师又突然开始做另一件事:
给混动车重新加挡。
两挡DHT、三挡DHT,甚至“发动机三挡、电机三挡”的复杂结构不断出现。
乍一看有点绕。
电动车不是正在消灭变速箱吗?
为什么混动车反而又把齿轮加回来了?
答案其实还是那个贯穿整个系列的问题:
怎样让发动机和电机,都尽量工作在自己最舒服的区域。
一、DHT到底是什么?
DHT,全称Dedicated Hybrid Transmission。
中文一般叫:
混动专用变速器。
它和传统AT、双离合最大的区别,是从设计之初就不是只为发动机服务。
DHT内部往往会把:
发动机、
发电机、
驱动电机、
离合器、
减速齿轮,
直接集成在一套系统里。
所以它真正管理的不只是“第几挡”。
而是:
现在谁负责驱动车轮?
发动机要不要启动?
发动机是直接驱动车轮,还是先发电?
电机要不要辅助?
什么时候串联,什么时候并联?
什么时候进入发动机直驱?
因此DHT本质上已经不是传统意义上的变速箱。
它更像一套:
混合动力交通调度中心。
二、为什么单挡混动已经很好用?
其实并不是所有混动车都需要三挡。
典型的单挡混动系统已经可以完成很多事情。
低速时:
电机驱动。
电量不足时:
发动机带发电机发电。
高速巡航时:
发动机通过离合器直接驱动车轮。
需要大功率时:
发动机和电机共同工作。
这种结构最大的好处是简单。
齿轮少、离合器少、换挡动作少。
控制逻辑相对清晰。
像比亚迪DM-i的EHS电混系统,就是典型代表之一。它把双电机、直驱离合器和单挡减速机构高度集成,通过EV、串联、并联、发动机直驱等模式覆盖大部分工况。
既然这样已经很省油,为什么还需要多挡?
问题出在:
发动机直驱的速度范围。
三、单挡最大的难题:发动机只能在某一段车速下舒服直驱
假设发动机通过固定齿比连接车轮。
那么车速和发动机转速之间,就建立了相对固定的关系。
车速太低时,如果发动机硬要直接驱动车轮,它的转速可能太低,效率不好,还容易振动。
车速太高时,发动机转速又可能过高。
于是单挡混动通常会选择:
低速主要靠电机;
到了某个较合适的速度以后,发动机才进入直驱。
这本身没有错。
但如果给发动机增加两三个物理挡位,事情就不一样了。
低挡可以让发动机在较低车速就进入高效区。
高挡又可以让它在高速巡航时保持更低转速。
于是发动机能够直接参与驱动的范围被扩大了。
这就是多挡DHT最核心的价值。
四、三挡DHT到底多了什么?
以三挡DHT为例。
可以简单理解成:
发动机连接车轮之间,不再只有一个固定减速比,而是有三套不同速比可以选择。
低挡:
扭矩放大更明显。
中挡:
兼顾加速和效率。
高挡:
适合高速巡航。
这样一来,发动机不再只能等车速很高以后才直驱。
在较低速度下,也可以通过合适挡位进入较高效率区域。
吉利早期的3DHT Pro就是典型案例。
它把两台电机、三挡齿轮和控制系统集成在一起,甚至可以让并联驱动在较低车速就介入。
奇瑞早期三挡DHT也采用相似思路,通过三套物理挡位扩大直驱和并联工作的速度范围。
它们想解决的都是同一个问题:
别让发动机只能在一个很窄的车速窗口里高效工作。
五、那为什么多挡混动加速也往往更强?
因为挡位不仅影响效率,也能放大扭矩。
比如车辆需要快速起步。
如果发动机或者电机经过低挡齿比输出,车轮端得到的扭矩会更大。
到了中高速,再升入更高挡位。
于是多挡DHT理论上可以同时兼顾:
低速动力、
中段加速、
高速效率。
这也是一些多挡混动系统特别强调80—120km/h再加速能力的原因。
高速超车时,如果只有一个固定挡位,发动机工作点不一定理想。
多挡系统可以主动降挡,把发动机重新拉回高功率区域。
这个逻辑其实已经很像传统AT。
只是动力源从一个发动机,变成了:
发动机+电机。
六、既然三挡这么好,为什么不做八挡DHT?
这正是关键。
传统燃油车增加挡位,是因为发动机高效转速范围比较窄。
但混动车里已经有电机。
电机本身转速范围非常宽,而且低速扭矩强。
所以DHT根本不需要复制8AT的逻辑。
如果继续不断增加挡位,会带来新的问题:
齿轮更多;
离合器更多;
控制更复杂;
重量增加;
成本增加;
换挡动作也更多。
最后可能为了提高最后一点效率,反而增加了更多机械损耗和故障点。
所以多挡DHT真正需要寻找的不是:
挡位越多越好。
而是:
最少几个挡,能够覆盖足够多的高效率工况。
两挡、三挡之所以常见,就是在效率与复杂度之间做平衡。
七、为什么有些厂商后来又重新做回单挡?
这也是混动技术最有意思的地方。
多挡DHT并不是绝对先进。
单挡也不是落后。
随着电机效率提升、电池放电能力增强、发动机热效率提高,很多厂商发现:
只要电机足够强,完全可以让低速主要交给电机。
发动机不需要过早介入。
那么原来为了扩大发动机直驱区间而设置的多挡结构,收益就可能变小。
这时候:
结构简单、
重量更低、
换挡更少、
控制更平顺,
反而可能更重要。
所以今天你会看到两条路线同时存在。
一条强调多挡:
让发动机参与更多车速区间。
另一条强调单挡:
让电机承担更多工况,发动机只在最适合的时候出现。
两者没有谁天然高级。
取决于整套系统怎样匹配。
八、多挡DHT最大的难题,其实不是齿轮,而是控制
传统变速箱换挡已经很复杂。
混动DHT更复杂。
因为一次换挡过程中,不只是齿轮改变。
发动机扭矩可能需要降低。
电机要临时补偿动力。
离合器要同步结合。
电池输出也要同时调整。
如果这些动作配合不好,就会出现:
顿挫、
动力中断、
发动机转速突然升高,
甚至让驾驶者不知道车到底在干什么。
所以一套优秀的DHT,并不是挡位越多、模式越多就越厉害。
真正困难的是:
这么多模式切换以后,驾驶者最好什么都感觉不到。
这是混动系统标定最考验功力的地方。
写在最后:挡位消失以后,又回来了
回顾整个变速箱发展史,会发现一个很有意思的循环。
最早的汽车需要挡位,因为发动机不够灵活。
CVT想把挡位消灭。
e-CVT干脆开始用电机调节功率流。
纯电动车甚至可以只用一个固定减速比。
结果到了多挡DHT时代,工程师又把:
一挡、
二挡、
三挡,
重新拿了回来。
但这一次,挡位的意义已经变了。
过去换挡,是为了让发动机适应车轮。
现在换挡,是为了协调:
发动机、电机、电池和车轮。
所以多挡DHT并不是传统变速箱简单复活。
它更像是机械变速进入新能源时代以后的一次重新定义。
它真正追求的,不是让发动机一直工作。
而是让发动机只在最合适的时候工作。
从这个角度看,三挡并不是重点。
真正的重点是:
什么时候用哪一挡,什么时候干脆不用发动机。
这才是混动时代的“变速箱”。
特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.