双模混合动力系统

动力系统

在后内燃机时代，由于环境保护和能源枯竭问题，全球的汽车厂商都面临了空前的压力，各式各样的应对方案应用而生。不可否认，日本的丰田公司在这场未来竞赛中占到了先机，因为它的混合动力车最早实现了商品化。不过通向未来的路还很长远，究竟鹿死谁手还难以确定。先不说氢动力研究方面各有所长，就是混合动力上也难免后来者居上。现在，世界汽车的三大巨头：通用、奔驰和宝马已经联合在一起，共同推出了双模混合动力系统。

简介

双模是指高、低速电子连续可变速比模式（ECVT ），显然，CVT 模式可以很好地节省燃料消耗。该系统还具有4个固定速比，以适合动力高效传递，提升车辆的操控能力。在双模和固定速比情况下，这套混合动力系统的电机都可以助推动力和利用制动能量发电。

最终，4个固定速比与ECVT 双模构成6 种工作方式，它们是：

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单一ECVT 模式，或连续可变模式1，，工作范围从车辆起步到2档速比

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复合ECVT 模式，或连续可变模式2，，工作范围在2档以后

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1档模式，所有电机可助力内燃机，并能在制动、减速和滑行中把动能转化成电能

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2档模式合并1个电机（助力/制动）

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3档模式合并2个电机（助力/制动）

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4档模式合并1个电机（助力/制动）

从上述工作模式上看，双模混合动力系统有十分新颖的工作方式，它明显有别于传统混合动力，也与变速器内置入电机的通用混合方式有些不同。在双模混合动力系统中，电控模块通过探知驾驶情况，让系统总是工作在最有效率的模式下。双模混合动力系统的电机紧凑、高效，它们被放置在与传统自动变速器相当的空间里。还有，双模混合动力系统在高速巡航时省油效果更明显一些。

双模混合动力系统由三家后驱车主导企业联合开发（通用虽有大量的前驱车，但混合动力主要先用于大型SUV, 他们大都是以后驱车为原型的4轮驱动车型），因此，最早应用到后轮驱动或全轮驱动车型，随后，双模混合动力系统也会发展前驱模式。由于双模混合动力系统与变速装置整合在一起，对发动机布置没有更多的要求，因此，它的适应性好，能和多种排量的汽油机和柴油机匹配，产品覆盖面广，因此分摊到单一产品的费用就降低了。双模混合动力对发动机的尺寸和型式也没有过多的要求，使得与它相配的发动机不需要做较多的改动。这种混合动力系统能轻易地满足三大车厂不同车型的要求，改装成本可以降到一个较低的水平。

传统的混合动力系统只有一种动力结合模式，没有固定速比输出。而通过某些型式的电子可变速比（ECVT, 双模系统没有传统CVT 的钢带）输出动力要降低一些效率（通用认为大约在20% ），这就需要要么降低车辆性能预期，要么采用大电机，不过要忍受成本、重量和安装尺寸等问题。与此相对，双模混合动力系统的电机不但很紧凑，而且相对来讲与内燃机的关联程度不大。双模混合动力的广泛应用性还能让它扩展到一些极端领域，如能应用在需要大排量发动机、强拖曳能力、需要应付爬山和高负载的车辆上。

应用效果

虽然是三巨头联合开发的产品，但对它的重视程度还是有一定区别的。根据资料观察，通用是最积极的倡导者，不但联合开发地设在美国密西根州特洛伊市，通用应用的车型也最多。因此，下面以通用的大型SUV 为例，说明双模混合动力系统的应用效果。

GMC Yukon 双模混合动力已经上市，凯迪拉克凯雷德双模混合动力车不久也将出现。按照EPA 数据，双模混合动力GMC Yukon 的油耗值为城市路百公里11.2 升，高速路10.7 升。实测结果城市路上百公里13.3 升，综合油耗是12.9 升。

GMC Yukon 的双模混合动力利用了两个60 千瓦的电机（奔驰的双模混合动力系统使用的是45 千瓦的电机），双电子无极变速模式可以在高、低速时持续改变工作状态。4个固定齿轮（组）可以在需要时担当自动变速的任务。所有部件由电脑统一控制，为的是确保系统在不同工况有最佳的工作效率。电机的能源来自300 伏镍氢电池，它就放在第2排座椅下（第2排座椅可以翻倒和向前折叠，但需手动）。电池的充电能量主要是制动回收，但也可在车辆巡航时充电。混合动力中的发动机是6.0 升Gen IV V-8 全铝汽油机，带主动燃油管理，即采用进气门关闭技术，允许发动机关闭一半气缸工作和位于美国密西根州特洛伊市的混合动力联合开发中心停车关机。电机全力参与（取决于你的油门深度，车速要高于40 或48 公里/小时）过程平顺且寂静。发动机的启停能被感知但不突兀，但在停车信号和红绿灯前感受寂静无声还得有一定时间来适应。

通用用两种不同的方式向驾驶员传递即时信息：一种是模拟仪表，一种是计算机屏幕。便宜的仪表告诉驾驶员（通过摆动的指针）制动回收能量被利用了多少，加速辅助情况。同样，一个身临其境的“混合动力”情况显示在导航屏幕上，它能提示动力来源（电池还是发动机），动力去向（车轮还是电池）等，两种显示都简单易用。

伴随着混合动力技术整车外观也经过了相应改进以提高空气动力效果，雾灯和两个挂钩开口不见了，格栅稍微变大以获得更好的冷却效果，车顶架也取消了，为的是减小空气阻力。前后脚踏板被做成锥形减小风阻，原先圆润的车体有一部分变得更锋利，锋利的尾灯也让空气流动更顺畅，更长和更宽的前气坝让空气更多地从车下通过。

同样，通用的工程师们想尽量降低车的重量，在车外，铝合金发动机舱盖和尾门取代了原来的钢制部件。当然，采用后固定玻璃门和拆除备胎和千斤顶也是降低车重的办法。减薄的前座椅可以省下4.5 千克的重量，还给第2排乘客多让出了38 毫米的膝部空间。铝合金轮辋、稍小的油箱和42 伏电子转向系统也能让整车降低些重量。

也许比上述细节更引人注目的是车辆尺寸，这是大家庭和周末旅游者用户最关心的。GMC Yukon 双模混合动力车并没有在拖曳、载货能力和乘坐空间方面做过多牺牲，他仍能装下8位乘客，能拉动重2769 千克的游船，能装载623 千克的货物。如果适当加大发动机排量，他似乎就无所不能了。

与非混合动力的GMC Yukon 相比，混合动力车型燃油经济性提升30% 左右，在一个哪怕是改进一点油耗水平（用传统手段）都非常难的世界里，这样的成绩简直太棒了。

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