深度解读本田i-MMD混动系统

本田早期采用P2电机模式,指的是在变速箱前端布置了一台电机,既适合前置前驱的小型车平台,又适合前置后驱、前置四驱的中大型车平台。

▲本田早期采用单个P2电机布置的IMA混动系统,目前多用于小型车。由于电机布置在发动机之后、变速箱前端,所以电机与发动机变速箱同轴,并且采用了同轴转矩耦合的方式。加速时,电机可以与发动机的扭矩叠加使用,而且只需断开发动机的连接,就能实现纯电行驶,并且电机的动力可以通过变速箱的换挡实现多级调速,更大程度的发挥电机效能。

A级以上的车型就开始全面使用第二代技术,i-MMD技术,淘汰了传统的变速箱,通过电机与发动机的协同工作实现所谓的e-CVT无级变速模式。

如上图,i-MMD由一个发电机、一个电动机以及一个多片离合器组成。发电机与电动机同轴安装,通过空心轴将动力分别与发动机或输出轴耦合。发电机与发动机刚性耦合,无法分离。电动机与输出轴刚性耦合无法分离,但是电动机与发动机之间通过一个多片离合器控制通断。从上图可以看出,本田的i-MMD系统无论是发动机与发电机之间,还是电动机与发动机,输出轴之间都为转矩耦合方式。转矩耦合要求两组动力或多组动力必须同步运转,也就是说转速必须成一定比例关系。

本田i-MMD的电动机与输出轴完全同步运转,刚性连接,但电动机与发动机之间仅由一个离合器控制通断。如果电动机与发动机需要混联输出时,离合器接通,那么电动机和发动机之间必须保持一定的转速比例关系,通过这种转矩耦合方式将两者的扭矩叠加用于加速。

▲采用双电机(电动机+发电机)架构的i-MMD混动系统,可以实现多种模式混联驱动。

发电机与发动机之间也为转矩耦合的方式刚性连接,发电机就必须跟着发动机一起旋转,并且转速与发动机成固定比例。当采用纯电模式时,只需断开离合器,发动机的动力就无法传递给车轮。但此时发动机既可以熄火,让电动机完全使用电池储存的电能,也可以继续运转,带动发动机为电动机提供电力或者为电池充电。所以,既能实现仅依靠电池供电的纯电驱动,也可以实现增程(串联)模式驱动。

当离合器结合之后,发动机和电动机以及发电机三者都刚性耦合(转矩耦合)在一起,此时发电机可以在PCU的控制下转换成电动机参与混联驱动。也就是说可以实现两台电机与一台发动机的动力叠加,实现最强的加速性能。而当SOC值过低时,又可实现仅仅发动机与电动机的混联驱动,发电机继续为系统提供电力。

▲本田i-MMD在不同工况下的多种混动策略

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