走功率分流路線 比亞迪新混動專利解讀

　　[汽車之家 變速箱技術]  隨著中國車企電動化技術的突飛猛進，在卷完了多擋位串并聯構型混動系統后，又開始對功率分流型混動系統發起了沖刺。東風風神浩瀚DH-i混動系統就是目前中國品牌中為數不多帶有功率分流功能的量產多擋位混動系統（相關技術解析）。實際上，在功率分流型混動系統的技術布局上，各大中國車企一直不遺余力，比亞迪早在2021年3月就申請了一份功率分流型混動系統專利，申請日期甚至比東風風神浩瀚DH-i混動系統更早，下面我們就根據專利描述來剖析一下這套比亞迪功率分流型混動系統吧！

● 新混動專利將會用于方程豹車型？

　　比亞迪這份功率分流型混動專利發布后，就有媒體猜測它會是DM5.0的技術基礎，將會應用在方程豹品牌的車型上。不過隨著方程豹豹5車型的發布，新車詳細信息的披露，證明了猜測是錯誤的。

　　這么看來，比亞迪這套功率分流混動系統要不就是為未來的新車做技術儲備，要不就是為構建專利壁壘而做的布局。

● 同為功率分流架構，但比豐田THS結構更復雜

　　首先來看看這份來自比亞迪，公告號為“CN115042610A”的專利。從上面的示意圖，我們可以很容易就看出這是一套雙電機混合動力系統，這套混合動力系統中集成了雙排行星齒輪結構，整套系統沒有采用任何的換擋同步器或離合器部件。

　　顯然，采用雙排行星齒輪結構的這套比亞迪混動系統看上去要比豐田THS系統更為復雜一些。但實際上，比亞迪這套系統的基本原理與豐田THS并沒有本質的區別。

　　下面畫出了豐田初代普銳斯THS系統的結構圖，雖然乍一看與比亞迪功率分流型專利結構圖有不少差異，但其實它們本質上并無太大不同，下文將詳細說明。

　　眾所周知，豐田THS系統是通過單排行星齒輪組進行動力耦合的，比亞迪的這套混動系統采用了雙排行星齒輪，本質上就是為轉速方程以及扭矩方程額外增加了一個常量而已，行星齒輪組功率分流的本質并沒有改變。比亞迪功率分流混動系統專利與豐田THS混動系統轉速/扭矩關系公式對比可以參看下圖。

　　采用雙排行星齒輪結構的一個重要原因很可能是為了提升該混合動力變速箱的扭矩容量，使得采用更大功率的發動機成為可能，如2.0T或更高功率的發動機。同時，雙排行星齒輪組也更有利于在設計上對發電機轉速進行調優，避免發電機轉速上限對車輛行駛極速造成限制。

　　功率分流型混合動力系統有這樣一個突出的特點，那就是輸入到行星齒輪組的某一部件（太陽輪、行星架以及外齒圈其中之一）的扭矩會根據固定的比例傳遞至其它部件。這種特性配合電機快速調節能力，就可以實現讓發動機穩定工作在高效工況點，動態的扭矩需求由電機輸出來滿足。

　　雖然比亞迪這套功率分流型混動系統具體結構設計與豐田各代THS系統都有明顯差異，但依然沒有跳出功率分流型混動系統的框框，只能算是在新時代里，結合新的高性能電機和發動機的匹配優化設計。

● 多種工作模式

　　比亞迪的這套功率分流型混動系統也有多種工作模式，包括：起步模式、駐車發電模式、純電模式、混動模式（功率分流模式）以及動能回收模式等。下面我們挑幾種主要模式來展開介紹一下。這里依然采用上面展示過的轉速關系圖來講解。

　　首先來看看起步模式，在正常起步情況下，首先由驅動電機提供動力驅動車輛起步。當駕駛員深踩油門起步時，發電機會帶動發動機啟動，然后由發動機與驅動電機合力驅動車輛，從而提升車輛起步動力響應。

　　在純電模式下，驅動電機純電驅動車輛，發動機停轉，發電機空轉不工作。車輛倒車時也是由驅動電機純電驅動的。

　　在混動模式（功率分流模式）下，發動機、發電機以及驅動電機都工作，上述三個動力源的輸出功率根據車輛行駛工況動態調整。

　　此外，在專利中還提到了低負荷混動模式（即上圖中的低速功率分流工況），相當于是在城區日常代步的工況。在這個模式下，發動機的動力一部分用于驅動，另一部分驅動發電機發電。

　　高速巡航模式，相當于在高速公路上以較高車速勻速行駛工況。在這個模式下，發動機全部動力用于驅動車輛（即發動機負責主要驅動），發電機此時也可用于驅動車輛，轉動方向與發動機相反。此時，發電/能量回收工作由驅動電機負責。

● 與比亞迪現有DM系統的區別

　　目前比亞迪的DM系統發展到4.0，衍生出了DM-i、DM-p以及DM-o等多種不同的形式。雖然名字有一定不同，但這三套衍生系統都采用雙電機串并聯架構。

　　DM-o在方程豹豹5上面首次搭載，這里的“o”指的是“off-road”，意思是專為越野而優化，該系統前橋動力總成采用縱置形式，與DM-p相似的是，它同樣采用1.5T發動機+前置雙電機+后置單電機的設計。

　　比亞迪這套功率分流型混動系統和目前比亞迪的DM系列混動系統相比，前者采用功率分流構型，在其機械結構中沒有離合器和換擋同步器，可以通過電機控制的快速響應，實現無感模式切換；后者基于雙電機串并聯構型，根據不同的定位匹配不同的電機組合，以適配不同定位的車型。

　　比亞的的這套功率分流型系統由于沒有離合器并且采用了雙排行星齒輪組設計，理論上可以適配動力更強的發動機。由于采用了功率分流構型，所以通過對電機轉速和扭矩的精確控制，能夠讓發動機的轉速和負載穩定在更窄的高效工況區中，從而節約燃油消耗。

　　基于比亞迪這套功率分流型系統的特性，如果它能夠量產，大概率是會匹配到一些高端行政級車型之上，超低油耗、超長續航、極致的動力系統平順性都與該級別車型定位相匹配。而注重動力性能的高性能轎車或者SUV，大概率還是會采用雙電機串并聯構型的混動系統，如DM-p和DM-o。走性價比路線的車型也將繼續沿用DM-i的設計。

● 全文總結：

　　比亞迪這份專利中的功率分流型混合動力系統從設計上來看可以算是豐田THS系統的優化版本，而且從專利細節來看，這套系統目前的設計還處于相當早期的階段，更多的是概念的展示。筆者的觀點是，這份專利更多的是作為比亞迪前瞻技術儲備以及構建專利壁壘的籌碼，是否會量產目前還真不好說。假若有一天真的量產了，個人覺得也會配在行政級高端車型之上。對于比亞迪這套功率分流型混動系統，屏幕前的你怎么看呢？不妨在評論區留言，分享你的觀點。（圖/文/汽車之家 常慶林）

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