红旗H7混合动力驱动系统性能分析与探究

2023年12月6日发(作者：商务大众车价格及图片)

第３６卷第１２期０２０年１２月　２吉林工程技术师范学院学报ＪｏｕｒｎａｌｏｆＪｉｌｉｎＥｎｉｎｅｅｒｉｎｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｇｇＮｙＶｏｌ．３６Ｎｏ．１２Ｄｅｃ．２０２０红旗Ｈ７混合动力驱动系统性能分析与探究孙　正，卜　波?（吉林工程技术师范学院，吉林长春１）３００５２［摘　要］探究国产红旗Ｈ７混合动力模式的各项性能对于国内轿车品牌新能源汽车技术的研发有着极从驱动系统基本组成出发，重点分析其碰其重要的意义。以红旗Ｈ７混合动力驱动系统作为研究对象，动力性能、舒适性与平顺性、经济性等各项性能。分析表明：混合动力驱动模式可以显著提高撞安全性、汽车安全性、驾驶舒适性、操作便捷性、行驶平顺性和汽车经济性。［关键词］红旗Ｈ驱动系统；性能分析７ＰＨＥＶ；［中图分类号］Ｕ文献标识码］Ａ　　　［文章编号］１（）４６４　　　［００９?９０４２２０２０１２?００９９?０４０１７年１２月中国一汽新红旗Ｈ７ＰＨＥＶ　　２（“”的缩写，插电式混Ｐｌｕｎｈｂｒｉｄｅｌｅｃｔｒｉｃｖｅｈｉｃｌｅｇｉｙ合动力汽车）轿车与解放ＪＨ６卡车碰撞试验取得了圆满成功，国内多家媒体近百人见证试验过程。此有利次碰撞测试是国内ＰＨＥＶ领域首次公开试验，］１于推动中国新能源汽车产业的进步［。本文针对红２７犘犎犈犞驱动系统碰撞安全　红旗犎性能２．１　红旗犎７犘犎犈犞碰撞试验对碰撞安全性的分析试验条件是选用红旗Ｈ／７ＰＨＥＶ以５０．４ＫＭｈ时速作为子弹车与解放ＪＨ６发生１００％正面碰撞，其试验结果满足于２中国新车评价规０１８Ｃ－ＮＣＡＰ（程）中规定，得到了接近满分的成绩。其碰撞安全性主要体现在电池安全和电路安全组成的电安全以及由碰撞导致发动机位移影响车内乘员安全。红旗Ｈ相７ＰＨＥＶ整车装备质量约为２０１０ＫＧ，比于同款红旗Ｈ其增加的电池组、７车型１８００ＫＧ，电动机及混合动力驱动系统使得整车重量大幅增加。与此同时，其碰撞过程中的动能和冲量也要比普通车型增加很多，这对于其碰撞安全性带来极大不利。２．２　驱动系统对碰撞安全性影响的分析红旗Ｈ７ＰＨＥＶ已采用离合器耦合式电机总成（，单电机混合动力系统结构按电机布置位置ＣＣＭ）的不同分别定义为Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２等构型。其电动机混合动力驱动模块布置在发动机与变速箱之间（Ｐ２构［２］型）。这种电机布置方式在发生碰撞过程中，发动旗Ｈ７ＰＨＥＶ轿车混合动力驱动系统性能进行分析与研究。１７ＰＨＥＶ驱动系统布置　红旗Ｈ为探究红旗Ｈ根据７ＰＨＥＶ汽车的各项性能，红旗Ｈ构型、离合器耦合式７ＰＨＥＶ所采用的“Ｐ２”电机总成（及其各驱动系统组成的布置，如图ＣＣＭ）１所示。垫片、轴承等率先承受冲击，电动机及离合器总成、图１　红旗Ｈ７ＰＨＥＶ驱动系统布置收稿日期：２０２０?０８?２１作者简介：孙　正（），男，吉林工程技术师范学院学生，主要从事车辆工程研究。１９９８??通讯作者机总成较为安全，这对于防漏电提升其电安全和电机完整性及节约维修成本都有一定的好处。但因发·１００·　　　　　　吉林工程技术师范学院学报２０２０年１２月动机采用纵置耦合式电机总成，会导致前部驱动系统长度过长。一方面，汽车车头长度变长，进而影响底盘传动系统的布置。另一方面，碰撞可能会导致前部驱动系统向车厢的侵入量过大，甚至会进入车可能会对前排乘员的安全造成严重威胁。厢内部，轻质量，对提高其动力性有一定的帮助。永磁同步电机有较强的承受能力，在转矩变化较大的工况下仍能达到其额定转矩。首先，因电机调速范围较宽，能够较好的满足与发动机的动力匹其次，永磁同步电机具有高功率密度和控制精度配；高等优点，加上其转动惯量相比于其他类型的电机较小，并因其在低转速时输出的转矩较大，能够提高４］进而提高了整车的动力性［。其整车的加速能力，３７犘犎犈犞驱动系统动力性能　红旗犎３．１　基于红旗犎７犘犎犈犞驱动系统结构分布红旗Ｈ７ＰＨＥＶ采用深度混合方式，整车驱动方式为前置后驱，并使用了ＣＣＭ电机总成。电机在湿式双离合器自动变速器间以并排方式布置，搭载高容量高性能的锂离子电池和２．０Ｔ涡轮增压Ｌ４发动机，电动机为永磁同步电机。表１所示为驱动系统中主要部件的参数。表１　红旗犎７犘犎犈犞驱动系统动力参数发动机电动机电池组类型２．０Ｔ涡轮永磁同锂离子增压Ｌ４步电机电池最大扭矩（Ｎ·ｍ）２８０２８０最大转速（ｒ／ｍｉｎ）５５００５５００最大功率（ＫＷ）１５０５５容量（ＫＷｈ）１２．８．２　驱动系统各组成部分对动力性的影响．２．１　发动机对动力性影响的分析红旗Ｈ７ＰＨＥＶ发动机布置方式为前置后驱，该种布置方式轴荷分配合理，各车轴车轮的垂直负荷相近，各轮胎使用寿命较长，有利于提高车轮对地附着力即动力性提高了；汽车在上坡过程中，前轴一部分负荷会向后轴负荷进行转移，后轴负荷增加，又因后轮为驱动轮，进而增加了后轮的附着力，增大了汽车的爬坡能力，汽车动力性较好；在前置后驱布置下，必须安装有向后轮传递动力的传动轴，进而增加了汽车总长、汽车总质量，汽车在路面行驶过程中汽车所受到的滚动阻力项增大，使总阻力增大，这相当于作用在汽车行驶上的加速度减小了，汽车动力性有一部分的牺牲［３］。相比于一般的ＰＨＥＶ汽车，其发动机和电动机的功率、扭矩更大，动力更强劲。但其发动机舱已经布置有混合动力驱动模块、电动机、离合器、变速器等重要总成，受其发动机舱结构限制的影响下，不能进一步增大发动机的最大功率和扭矩。．２．２　电动机对动力性影响的分析红旗Ｈ７ＰＨＥＶ驱动系统所使用的永磁同步电机，在ＰＨＥＶ汽车发动机舱空间尺寸较为紧张和整车装备质量较大的情况下比较适用。在其与离合器耦合后，能够进一步缩短其驱动系统的总尺寸并减．２．３　电池组对动力性影响的分析电池组布置位置的影响：由于红旗Ｈ７ＰＨＥＶ电池组布置在汽车后部位置。在相同配置的红旗Ｈ７相比之下，汽车质心会向后移，在前置后驱的基础上，后轮的抓地能力更强，有利于提高整车的动力性。电池组部分选用锂离子电池，有利于提高汽车在纯电模式下和整车正常运行下的续驶里程。．２．４　离合器对动力性影响的分析红旗Ｈ７ＰＨＥＶ所搭载的双离合器自动变速器（ＤＣＴ），能够在不同行驶模式切换中，借助电动机扭矩经离合器辅助启动发动机的过程，通过对分离离合器的控制，极大地减少了模式切换时间与起步时间，使汽车原地起步时间更短，汽车的加速能力更好，即汽车动力性好。ＤＣＴ在换挡过程中，传递的扭矩损失比较少，传动效率也较高，动力性更好。　红旗犎７犘犎犈犞驱动系统舒适性与平顺性．１　驱动系统对舒适性的影响因采用前置后驱的布置方式，需有较长传动轴和万向节，车厢内部地板会有较高的凸起，车厢乘员的舒适性相对变坏。“Ｐ２”构型方面，导致汽车前部紧凑，发动机与电动机距离驾驶员较近，其产生的工作噪声和振动容易传入到驾驶室内，对其舒适性不利。另一方面，其整车的动力操纵变得简单，驾驶员切换不同驱动模式变得方便，在动力响应变快的同时，操纵舒适性也提高了。在发动机与电动机混合动力驱动模式下，二者转速接近，有发生共振的可能性，导致舒适性存在隐患。需要在设计工作模式中考虑发动机与电动机在匹配上引发的共振问题。红旗Ｈ７ＰＨＥＶ采用电池组后布置的方式在一定程度上提高了乘坐舒适性。汽车发动机、电动机和电池组等组成的驱动系统出现故障或进行检修时，拆装与维修时都比较容易，提高了检修过程中的舒适采用性。３３３３４４３第３６卷　第１２期孙　正等：红旗Ｈ７混合动力驱动系统性能分析与探究·１０１·双质量飞轮能够极大减少发动机低转速工况下所产生的扭转振动，并兼具了降低噪声的能力，在驾驶过程中的舒适性提高了，同时也提高了换挡性能，减少了换挡过程中的操纵力，使得驾驶员在换挡中舒适性好。有更加轻便的感觉，４．２　驱动系统对平顺性的影响４．２．１　变速器对平顺性的影响红旗Ｈ７ＰＨＥＶ所搭载的七速双离合器自动变速器在结构上能够避免手动变速器在换挡过程中的器耦合式电机总成（的设计上，还要多增设一ＣＣＭ）个电动机辅助（发动机）启动模式。纯电动模式一般用于低转速工况。由于发动机低速工况下汽车燃油消耗量陡然增加，导致燃油经济解决了性较差，ＰＨＥＶ通过电动机启动并驱动汽车，传统燃油汽车启动工况下高燃油消耗和排放问题；发高速工况，发动机负荷动机单独驱动模式应用于中、率较高，接近最佳工作范围及最小燃油消耗区间以此提高其经济性；混合动力驱动模式在急加速、爬陡坡冲击感，减少齿轮间的工作噪声。在换挡过程中能够做到平顺柔和的无冲击换挡，整车的平顺性更好。因ＤＣＴ换挡时间极短，所以这也使得驾驶员几乎感觉不到不同档位的转速变化，提高了整个驾驶过程的体验感。．２．２　离合器对平顺性的影响更好的转矩兼容性。在发动机与电动机同时输出较大转矩时，能够可靠地传递转矩，同时减小和消除不同转矩传递过程中的不平衡等因素，极大地提升了汽车的ＮＶＨ（“Ｎｏｉｓｅ、Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ、Ｈａｒｓｈｎｅｓｓ”的缩写，即噪声、振动与声振粗糙度）性能以及操纵时的平顺性。在模式切换的过程中离合器的控制策略也会影响平顺性，该策略通过控制两个离合器的结合和分离进而改变动力输出的方式和动力传递的路线，也为了提升平顺性，进行了相应的优化控制。．２．３　驱动系统模式切换对平顺性的影响在纯电动模式向混合动力模式切换过程中，发动机需要较大的启动转矩，电池组在驱动汽车行驶的同时提供发动机启动扭矩，电机的扭矩变化会引起轮端扭矩的剧烈变化，以此影响汽车的平顺性。因此在电动机辅助发动机启动的过程中，需要对离合器１和２进行控制。发动机启动控制涉及分离离合器、ＤＣＴ离合器与电动机之间的扭矩分配控制，平顺的起动过程依赖这三者扭矩合理的协调控制和离合器滑摩控制。通过这种控制策略可以极大地减少在辅助发动机启动和工作模式切换下产生的抖动，保证了汽车在行驶过程中的平顺性。　红旗犎７犘犎犈犞驱动系统经济性能１．　基于犘犎犈犞的工作模式下的驱动系统控制策略为了最大程度提升ＰＨＥＶ汽车的经济性能，减少燃油消耗和排放，适应较为复杂汽车运行工况，ＨＥＶ工作模式可分为以下５种：纯电动模式、发动机单独驱动模式、混合动力驱动模式、行车充电模式、再生制动回收模式。在红旗Ｈ７ＰＨＥＶ的离合等工况下需要较大动力性，经济性会变差，行车充电模式避免电池组低电量发生过度放电，同时也避免纯电动汽车（ＥＶ）离充电桩位置较远而无法继续行驶问题，相对提升了电池组使用寿命，提高保养维修和使用时的经济性；再生制动回收模式利用电动机对制动能量进行回收，并将能量储存至电池组中，极大提升经济性；电动机辅助（发动机）启动模式是介于纯电动模式向混合动力驱动模式或发动机单独驱动模式切换过程中增设的一种模式，可以减少发动机在启动时高能量消耗，虽然控制过程变得复杂，但极大地提升了经济性。红旗Ｈ７ＰＨＥＶ驱动系统工作模式之间的控制策略是通过电池组ＳＯＣ值来判断电池组是否会出现过充或过放现象，选择电池组是否向电动机提供能量驱动汽车行驶或进入电池组充电模式，并结合汽车不同行驶工况下，对其工作模式进行选择，从而保证汽车一直运行在高经济性区域中，有较好的经济性能。．２　驱动系统结构组成对经济性的影响双离合自动变速器（ＤＣＴ）不仅对汽车平顺性有利，在减少扭转振动的同时还能够减少在换挡过程中的能量消耗，对经济性也有利。七速变速箱相比于六速，档位的增加，对汽车的动力性和经济性都有利，在不同工况下运行时，能够选择更加接近最佳燃油消耗特性曲线的档位来驱动汽车行驶，其燃油经济性更好。　结论虽然混合动力驱动系统造成整机装备质量增加对碰撞安全性不利，但离合器耦合式电子总成可提升电安全性；红旗Ｈ７ＰＨＥＶ采取前置后驱模式促使轴荷分布合理，大大提升汽车的动力性；驱动系统的前置后驱布置方式，操作室空间变大，舒适性和操作性变强，拆装维修方便；混合动力、七档变速、双离合器模式切换等优势极大保证了汽车行驶过程的平顺性。（下转第１０５页）４４５６５５Ｐ第３６卷　第１２期张　姗等：智能驾驶车辆车道线检测系统研究·１０５·［］张慧莉．基于时空域滤波的红外小目标检测［哈尔滨：４Ｄ］．哈尔滨工业大学，２０１４．［］蒋洁琦．光缆表面瑕疵检测技术研究［南京：南京邮电５Ｄ］．大学，２０１９．［］唐阳山，李栋梁，朱停仃，等．基于ｃ６ａｎｎｙ和霍夫变换的车］汽车实用技术，（）：道线识别算法研究［Ｊ．２０１７２２８１?８３．［］王　越，范先星，刘金城，等．结构化道路上应用区域划分７的车道线识别［］计算机应用，：Ｊ．２０１５，３５（９）２６８７?２６９１＋２７００．犚犲狊犲犪狉犮犺狅狀犔犪狀犲犔犻狀犲犇犲狋犲犮狋犻狅狀犛狊狋犲犿狅犳犐狀狋犲犾犾犻犲狀狋犞犲犺犻犮犾犲狔犵?，，ＺＨＡＮＧＳｈａｎＬＩＱｉｎ?ｈｕａＬＩＷｅｉｇ（犆犺犪狀犮犺狌狀犝狀犻狏犲狉狊犻狋犆犺犪狀犮犺狌狀犑犻犾犻狀１３００２２，犆犺犻狀犪）犵狔，犵：犃犫狊狋狉犪犮狋Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｖｉｓｕａｌｌｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｖａｒｉｏｕｓｐａｒａｍｅｔｅｒｓｉｎｔｈｅｉｎｔｅｌｌｉｅｎｔｙｄｇ，ｖｅｈｉｃｌｅｌａｎｅｌｉｎｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｓｓｔｅｍｏｎｓｓｔｅｍｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅａｖｉｓｕａｌｓｅｎｓｏｒ?ｂａｓｅｄｉｎｔｅｌｌｉｅｎｔｖｅｈｉｃｌｅｙｙｇ，ｌａｎｅｌｉｎｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｓｓｔｅｍｗａｓｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄａｎｄｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌａｎａｌｓｉｓａｎｄｅｘｅｒｉｍｅｎｔａｌｔｅｓｔｓｗｅｒｅｙｙｐｃａｒｒｉｅｄｏｕｔ．Ｔｈｅｅｘｅｒｉｍｅｎｔａｌｔｅｓｔｉｎｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｉｎｔｅｌｌｉｅｎｔｖｅｈｉｃｌｅｌａｎｅｌｉｎｅｐｇｒｇ，ｄｅｔｅｃｔｉｏｎｓｓｔｅｍｑｕｉｃｋｒｅａｃｔｉｏｎａｎｄｃｌｅａｒｒｅｃｏｎｉｔｉｏｎｗｈｉｃｈｓｉｎｉｆｉｃａｎｔｌｈｏｒｔｅｎｓｔｈｅｔｉｍｅｒｅｕｉｒｅｄｙｇｇｙｓｑ，ａｔｏｉｄｅｎｔｉｆｈｅｌａｎｅｌｉｎｅｄｕｒｉｎｎｔｅｌｌｉｅｎｔｄｒｉｖｉｎｎｄｐｒｏｖｉｄｅｓｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｔｈｅａｌｌ?ｒｏｕｎｄｙｔｇｉｇｇｄｅｖｅｌｏｍｅｎｔｏｆｔｈｅｉｎｔｅｌｌｉｅｎｔｖｅｈｉｃｌｅｌａｎｅｌｉｎｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｓｓｔｅｍ．ｐｇｙ：；；犓犲狅狉犱狊ＶｅｈｉｃｌｅＥｎｉｎｅｅｒｉｎＩｎｔｅｌｌｉｅｎｔＤｒｉｖｉｎＶｉｓｉｏｎ；ＬａｎｅＬｉｎｅＤｅｔｅｃｔｉｏｎｇｇｇｇ狔狑［责任编辑　任利民］（上接第１０１页）参考文献：［］包崇美．将安全进行到底———关注新红旗Ｈ１７ＰＨＥＶ与解］世界汽车，）：放ＪＨ６卡车碰撞试验［Ｊ．２０１８（２１０８?１１１．［］贺红伟，赵慧超，梁伟朋，等．红旗Ｈ２７ＰＨＥＶ用离合器耦］汽车文摘，（）：合式电机总成研发［Ｊ．２０１９１２３?２７．［］宁甲奎，田　辉，赵　彬．基于Ｐ３２构型的混合动力汽车电］传动技术，：机启动发动机过程协调控制［Ｊ．２０１７（３）１９?２３．［］赵　彬，宁甲奎，周　达，等．４Ｐ２混合动力离合器辅助发动机起动控制方法研究［］汽车技术，（）：Ｊ．２０１８１２２３?２７．犃狀犃狀犪犾狊犻狊狅犳犎７犇狉犻狏犲犎犫狉犻犱犇狉犻狏犲犛狊狋犲犿犘犲狉犳狅狉犿犪狀犮犲狔狔狔?，ＳＵＮＺｈｅｎＢＵＢｏｇ（犑犻犾犻狀犈狀犻狀犲犲狉犻狀狅狉犿犪犾犝狀犻狏犲狉狊犻狋犆犺犪狀犮犺狌狀犑犻犾犻狀１３００５２，犆犺犻狀犪）犵犵犖狔，犵：犃犫狊狋狉犪犮狋ＡｓａｎａｎａｌｓｉｓｏｆｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆＨｏｎｉＨ７＇ｓｈｂｒｉｄｓｓｔｅｍｉｓｏｆｇｒｅａｔｓｉｎｉｆｉａｎｃｅｆｏｒｙｇｑｙｙｇ，Ａｓ，ｐｔｕｄａｓｍａｄｅｏｆｔｈｅｃｒａｓｈｓａｆｅｔｏｗｅｒｔｈｅｄｅｖｅｌｏｍｅｎｔｏｆｄｏｍｅｓｔｉｃＮＥＶｔｅｃｈｎｏｌｏｙｗｙｐｇｙ，ｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｄｒｉｖｉｎｏｍｆｏｒｔａｎｄｃｏｎｖｅｎｉｅｎｃｅａｎｄｅｎｅｒｆｆｉｃｉｅｎｃｆｔｈｅｄｒｉｖｅｓｓｔｅｍｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｇｃｇｙｅｙｏｙｐｏｆａｎｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎｔｏｔｈｅｂａｓｉｃｃｏｍｏｎｅｎｔｓ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｈｂｒｉｄｄｒｉｖｅｍｏｄｅｃａｎｐｙ，ｄ，，ｓｉｎｉｆｉｃａｎｔｌｍｒｏｖｅｖｅｈｉｃｌｅｓａｆｅｔｒｉｖｉｎｏｍｆｏｒｔｏｅｒａｔｉｏｎｃｏｎｖｅｎｉｅｎｃｅｒｉｄｅｓｔｅａｄｉｎｅｓｓａｎｄｇｙｉｐｙｇｃｐｅｎｅｒｃｏｎｏｍ．ｇｙｅｙ：犓犲狅狉犱狊ＨｏｎｉＨ７ＰＨＥＶ；ＤｒｉｖｅＳｓｔｅｍ；ＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅＡｎａｌｓｉｓｇｑｙｙ狔狑［责任编辑　任利民］