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混动车的P1、P2、P3、P4架构详解:工作原理、优劣及应用案例

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@小白创作中心

混动车的P1、P2、P3、P4架构详解:工作原理、优劣及应用案例

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来源
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https://www.bilibili.com/opus/1033394901265416208

在选购混动车时,你是否曾被P1、P2、P3、P4这些术语搞得一头雾水?这些看似复杂的术语,实际上描述的是电机在动力系统中的不同位置。本文将为你详细解析这些架构的原理、优劣及其实际应用,帮助你更好地理解混动车的技术特点。

P0架构:基础的轻混系统

P0架构的电机安装在发动机前端,通过皮带与发动机曲轴相连。这种设计可以实现在等红绿灯时发动机停机的情况下,带动空调的机械压缩机运转,实现发动机启停、制动能量回收发电,以及辅助动力输出的效果。像48V轻混、BSG轻混车型都是采用的P0架构。这种架构结构简单,有一定的省油效果,但传递效率较低,电机无法直接驱动车轮,只能起到辅助作用。

P1架构:发动机外壳内的整合方案

P1架构将电机整合在发动机外壳内,发动机曲轴充当了P1电机的转子。这种设计的优点是传递效率高,节油效果好,性能也有所提升。但缺点是成本更高,且和P0架构一样,电机旋转时发动机曲轴也必须旋转,电机无法单独驱动车轮,也就没有纯电行驶模式。而且在动能回收和滑行模式下,因为必须带动曲轴空转而浪费动能,且内燃机随动还徒增了噪音和振动。因此,本田在2009年推出的混动版Insight使用了P1架构,但后来转而采用P1+P3的i-MMD系统。

P2架构:发动机与变速箱之间的平衡点

P2架构将电机置于发动机和变速箱之间,通过1-2个离合器与发动机和变速箱相连接。这种设计使得整套电机既可以与发动机协同工作,也可以在离合器的控制下单独驱动车辆,实现纯电行驶。P2电机的兼容性更强,以前的油车稍作改动就能成为可以上绿牌的混动车。因此,很多合资车都选择这个架构,比如大众帕萨特PHEV、宝马530Le等。但这个架构的缺点是“有电一条龙、没电毛毛虫”,即在电量不足时,整体动力性能会明显下降,油耗也会增加,发动机噪音也会变大。

P3架构:变速箱输出端的高效方案

P3架构的电机被安装在变速箱的输出端,并采用齿轮或链条传动与变速箱输出轴进行耦合。现在大多数混动车型不会采用单一的P3架构,因为单独的P3电机和发动机之间还隔了一个变速箱,所以没办法直接启动发动机,单靠P3电机没法实现驻车充电。因此,很多车企采用P1+P3架构打造混动系统,比如本田的i-MMD、比亚迪的DM-i系统。这种组合既能保证低油耗,又能让车辆具备一定的纯电行驶能力,具体能跑多远则取决于电池容量。

P4架构:后桥差速器中的四驱解决方案

P4架构的电机一般集成在后桥的差速器中,与发动机的驱动轴分开工作,能独立驱动从而实现四驱。相比于其他架构,P4架构的好处是动力更强,可以实现前后轮扭矩的独立分配,保证车辆的操控性和稳定性。像保时捷918 Spyder、讴歌NSX、宝马i8都采用了P4架构。但这个架构的缺点也是“有电一条龙、没电毛毛虫”,在电池电量耗尽后,车辆只能靠发动机驱动,如果发动机性能不够强,额外的后电机和传动系统就会成为负担。

混联式混动架构:多架构的组合方案

为了克服单一架构的局限性,很多车型采用了混联式混动架构,即将多个P架构组合使用。例如:

  • 本田i-MMD、比亚迪DM-i采用P1+P3架构
  • 沃尔沃T8采用P1+P4架构
  • 比亚迪唐DM采用P0+P4架构
  • 领克09 EM-P采用P1+P2架构
  • 捷途山海L9采用P2+P3架构
  • 比亚迪唐DM-i四驱版采用P2+P4架构
  • 比亚迪汉DM-P甚至采用了P1+P3+P4的三擎四驱架构

其他创新架构:丰田的PS混动系统

除了上述的P架构外,丰田还开发了PS混动系统,取消了传统意义上的离合器,采用行星齿轮搭配双电机来完成动力分配和转换,实现类似E-CVT的功能。丰田普锐斯就是这种系统的典型代表,严格来说,它使用的是以PS功率分流架构为核心技术的第四代THS混动系统。

总结:选择适合自己的混动架构

不同架构下的车型,其优缺点各不相同。选购时,关键是要明确自己的需求:是追求动力性能,还是注重经济性?架构只是基础,最终的车辆表现还取决于各家厂商的调教水平。因此,在选择混动车时,除了关注架构类型,还要综合考虑品牌、价格、售后服务等因素,做出最适合自己的选择。

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