快看点丨WNEVC 2022 | 浙江吉利动力总成研究院（副院长）林霄喆：吉利雷神智擎Hi·X混动系统简析

由中国科学技术协会、北京市人民政府、海南省人民政府、科学技术部、工业和信息化部、生态环境部、住房和城乡建设部、交通运输部、国家市场监督管理总局、国家能源局联合主办的第四届世界新能源汽车大会（WNEVC 2022）于8月26-28日在北京、海南两地以线上、线下相结合的方式召开。其中，北京会场位于北京经济技术开发区的亦创国际会展中心。

大会由中国汽车工程学会等单位承办，将以“碳中和愿景下的全面电动化与全球合作”为主题，邀请全球各国政产学研界代表展开研讨。本次大会将包含20多场会议、13,000平米技术展览及多场同期活动，200多名政府高层领导、海外机构官员、全球企业领袖、院士及行业专家等出席大会发表演讲。

(资料图片)

其中，在8月26日举办的技术研讨：“乘用车全面电动化产品解决方案”上，浙江吉利动力总成研究院副院长林霄喆发表精彩演讲。

以下内容为现场演讲实录：

各位专家，各位领导，各位伙伴们，大家上午好。

非常遗憾，昨天在机场被北京健康宝给拒绝了，所以今天只能在线上跟大家分享，我是来自吉利动力总成的林霄喆，今天汇报的内容是雷神智擎Hi·X混动系统的简介。

第一个还是稍微介绍一下电动化的趋势，在座的各位大家都是已经对这个耳熟能详了，我们用了两个数据，一个是中汽协的预测数据，一个是普华永道的分析数据，我们可以看到未来10年，我们整个电气化的进程会快速的推进，纯电车和混动车的占比会迅速的提升，2025年混动车型有望达到千万台的体量，我们判断传统的燃油车会逐步的被混动车取代，我们燃油车和纯电车会齐头并进。基于这样的判断，我们实际上在2017年、2018年开始就做我们第二代的混动系统，我们曾经在2018年发布过吉利第一代的混动系统，这是单电机的混动系统，当然它的效果也是不错的，尤其在相对平均车企更多的欧美市场和中国城乡接合部的工况情况下它会有非常好的油耗表现，但是针对我们整个中国特殊的需求，我们模块化的系统可以搭载在不同等级的车上，当然还有很重要的就是智能网联，能够做到能量的智能管理，能够做到自适应的驾驶。我们也希望整个Hi·X系统能够提供从油电混动HEV到插电，PHEV到增程的全套解决方案。整个系统设计的过程中，我们也是遵循了这样一套逻辑，我们会把需求矩阵进行分解，进行相应的分析，同时我们会把对标数据也拿过来，跟我们想达成的这样一个目标进行充分的对比。

定义目标以后，我们会进行工具链搭建，包括我们会做不同的混动结构模型，做出来对比分析，根据能量模型来计算最好的混动的模型是怎么样的。搭建完模型以后会进行虚拟设计的验证，针对这个验证对这些进行优化，最终来确定我们的系统方案和相应的子系统的边界。

针对这样一个情况我们一共设计了大概13款不同的结构，针对不同的权重我们在效率、性能、布置、成本、驾驶性、复杂度、可扩展性方面分别进行权重的分配，分配完了以后我们进行一个打分，就这13种不同的构型进行打分，最终我们选定这样一个结构，最佳的选择还是取决于企业对于整个混动的定义，包括它想匹配的车型对于混动的需求，我们先对比一下，比如说基于同样的0-100公里/小时加速，当然我们这儿是用了一个HEV，就是油电混动的这样一个例子，同样的0-100公里/小时加速的情况下，要做到同样的0-100公里/小时加速，我们的Hi·X和混动1、混动2以及P0、P2的对比，可以看到不同的油耗，包括我们自己吉利在慈溪的城市工况的油耗，包括我们需要什么样的发动机，需要什么样的变速箱，进行一些对比，也可以看到它整个性能和油耗的对比是不同的。

在2019年的时候，我们也是基于刚才讲的同样的加速性能的情况下，进行一个拓扑结构的对比，我们认为我们三挡的Hi·X的系统，从13种构型里面我们选了三挡Hi·X系统，当然不同的系统都有它的优势，这是2019年基于同样加速性能的情况下进行的对比分析，选定了我们这套目前三挡的方案，对比我们市面上可能看的比较多的是两套混动的方案，我们可以看到更重的车重，更大的一个车型，基于我们现在的发动机和变速箱的匹配，我们整个0-100公里/小时加速的性能和0-30公里/小时的加速性能会体现出更优，那是因为通过三挡我们可以实现全速域并联的功能，在20码的时候就可以进入并联工况，同时在0公里的时候还可以提供滑膜进行弹射起步，当然这块我们会在一会儿的DHT pro的分享中会跟大家进行进一步的分享。

油耗是我们整个混合动力技术非常重要的一部分，也是为什么我们要做混动的一个重要的原因，我们一直坚持油耗这个事不是动力总成单独完成的，这是一项浩大的系统的工程，也就是说动力总成提供一套非常棒的动力产品，同时我们希望对整车的各个层面都要进行相应的优化。举个例子，比如说低风阻，比如说低压负载都是影响到我们整车油耗的一个重要的指标，但我们同时希望能够在动力总成作为动力源这一块，不管是发动机，混动专用的发动机，还是我们传递的传速箱，然后现在因为有了混动以后，当然还有我们的控制器等等，包括我们的热管理要做到进一步的优化。在整个控制，包括能量管理方面也是需要做很多工作的，比如说怎么样通过三挡的速度，选择更加经济的驾驶模式，同时能够满足我们动力性的需求和我们整个油耗的指标。

NVH同样也是非常重要的因素，现在实际上整个电动车行业快速的发展，我们整个纯电车非常大的优势就是他非常的安静，体验过纯电驾驶以后，我觉得大家还是对整个车的NVH会有一定的期待，作为混动来讲，NVH也会显得尤为重要，所以我们从整个系统到零部件，从整机到限速持续的进行184项优化，在发动机、变速箱等等包括其他附件都进行了大量的优化，对比我们相应的竞品，我们车内噪声会低5dB左右，尤其是针对发动机这块我们进行了大量的NVH的优化。

接下来给大家介绍一下我们的Hi·X混动系统的DHE发动机，电子水泵、低摩擦的技术，350W的燃油喷射系统，最终实现不光光是最高的43.32%的热效率，同时大家可以看到40%以上的热效率区间是非常大的，对于整个混动系统来讲，高效率区间越大，对于整套系统的节油能力会有一个显著的提升。第二个混动电驱变速去DHT Pro，这块待会儿详细地跟大家介绍，在这儿不多说了，满足的指标是高效率，第二个是性能优越，我们希望通过这款加速器能够给大家带来电动车的驾驶感受。包括我们整个操控希望能够通过我们换挡功能的实现，包括我们电机实现操控性能体验更优，同时为了满足刚才讲的适配性，不同的车型从A0级到C级D级车都可以满足的条件下，我们希望能够把他的空间做的非常小，整个结构布置的非常紧凑，这也是利用了双擎排的设计。

实际上吉利在电池这块做了很多的工作，现在进入到第二代电池的结构，采用了三片液冷的模式，非常小的电池可以爆发出很大的输出的功率，在成本控制系统和能量密度方面取得了非常好的效果。还有一块非常重要的是我们混动控制系统的开发，整个吉利Hi·X系统的软件从底层软件到应用层软件，均是我们吉利自主开发设计的，这也给我们在中间进行不断的优化，能够通过FOTA的技术常用常新，同时最大限度的去挖掘我们整套系统的一个潜力，提供了基础的保证，同时我们也满足AUTOSAR、ASPICE Level3、ISO26262这三个的认证，我们也可以实现增程到油电混到插电的完成。根据客户的不同驾驶工况最终将影响到我们的燃油经济性，更加激烈的驾驶，通常来讲会让油耗更高一些，但是通过混动系统可以让这样的差距进一步的缩小，又是我们通过双电机这样一个组合，可以让不同的驾驶条件下我们这个差距进行缩小。

下面重点还是跟大家介绍一下我们的混动电驱变速器DHT Pro，DHT Pro最早开发的时候也是跟我们Hi·X系统目标定义是保持一致的，大家可以看到，我们整个系统采用了发动机三挡和电机三挡的这样一个一共3+3挡位的设计，重量只有120kg，我们的电机分别可以提供320N·m和100kW的数据，当然功率会根据我们的电压进行变更。这一大特点之一，就是我们布置怎么样紧凑，怎么样在不同的车型上面都可以应用到我们的DHT Pro的系统，整个轴向空间只有354毫米，比一般我们的双电机的混合动力的控制器小26-55毫米，大家可以看到下图就是我们把整套系统展开的这样一个画面，实际上利用了类似俄罗斯套娃结构的原理，我们把整个双行星排紧凑的布置在一起，同时双行星排又分别存在我们发电机和驱动电机的转子内部，这样整套空间压缩的非常小，基本上就是两套电机的长度，这样的话使得我们空间布置在整车上面更加游刃有余。

我们的驱动电机采用Wave Winding波绕组的技术，最高效率可以达到97%，同时波绕组技术可以提供高的功率密度。油冷技术，通过我们定子端部直接油冷，可以转子的飞溅油轮，可以保持高的持续性的性能，整体来讲空间非常的小，同时他的扭矩非常的大，然后通过非常良好的一套油冷系统，让整个系统能够达到最优的设置。

第二块是我们的控制器PCM模块，PCM集成了两个电离控制器以及PCU，因为我们需要进行一换挡的工作，所以TCU的功能也被集成在PCM里面，同时进行水冷，使得我们整个冷却性能更好。

第三，我们高压的液压系统，大家知道一般液压系统可能是在20Bar左右的压力，我们采用了60Bar超高压的液压系统，通过高压系统基本上可以接近零泄漏，我们的低压系统的泄漏量还是比较大的，通过高压系统我们可以实现接近0泄漏，整个提升液压系统的效率。大家可以对比，包括响应设计，大家可以对比上面两张图，整个高压系统换挡响应的时间会远远低于我们低压系统换挡的响应时间，这样使得我们整个在控制层也更加游刃有余。在输出扭矩方面，可以说到我们在轴向尺寸，目前应该是做到全球最小的354的轴向尺寸，双电机，同时三挡，做到354，应该是全球最小之一的，同时我们可以做到4920N·m的扭矩，大家一听这个数字比较大，还是讲速比放大以后，同时通过滑膜实现弹射起步，百公里加速节省0.5秒。

刚才专门我们讲了NVH的模块，NVH在齿轮方面我们采用了OPD的最优相位差的时间，使得我们最终总体的机力整体的下降，最终可以降低60%-70%的行星齿轮的机力，最终达到车内的噪音比竞品低5-10dB。在电机噪音方面我们也做了大量的工作，是经过非常长时间的精细打磨，采用了一些相应的技术，大家可以看图对比很多的纯电的车型，我们电机的NVH性能也是非常优秀的。

下面还是要跟大家说一下，就是我们为什么选择双电机。首先用一张发动机的图，前段时间我在北京，我们在二环三环四环开的时候经常碰到比较拥堵的情况，我们通常可能会在1700、1800转/分钟，所以它需要的扭矩比较低，所以我们可能在A的工况在做，可以看到整个对发动机是非常不友好的。通过混动系统我们可以调节整个发动机的一个工作点，通过单电机的混动系统我们可以从A点提升到B点，就是因为它的转速没有办法进行变更，因为前进的速度是一致的，通过单电机系统，但是可以增加一个负载，这样的话他可以从A到1点这样一个发动机工作点的调整。通过双电机的系统，因为我这样的话，实际上驾驶的车速通过驱动电机来实现，可以同发动机的转速拖开，拖开以后就从A点到2点的转移，当然双电机也可以实现从A点到1点的工况转移，这样的话整个发动机的工况会有大幅度的提升，但是是不是我们所有的电都要提升到2点，也不尽然，这个还是要跟大家讲一下我们整个能量转换的一个路径。正常情况下，我们如果一个混动的系统，从发动机，当然我们这是个举例，用了很多的数据，有些是用我们的数据，有些是用的其他的数据。假如这个发动机热效率是43.3%，最后到发电机这一整套走下来，很多的能量损失在了能量转换的过程中，我们每次从化学能、电能、机械能等等之间的每次转换，通过一个器件他都会有相应的损失，但如果说现在发动机的效率本身远远低于38%，可能只有20%或者30%的情况下，通过这样一种形式是非常好的。这也是刚才我们讲的，怎么样从A点到2点，通过整个把发动机和我们行动的车速脱开，这样至少让发动机在保守的区间，虽然我们有些能量损失，但是我们仍然可以得到非常好的发动机的效率，这是串联的功耗，双电机不管是增程还是串联还是串并联，都可以实现最好的效果。这是不是最佳？其实也不一定，当我们发动机进入到非常高效的区间的时候，我们实际上更多的以直驱的形式出现，不要通过发动机或者通过电机控制器去进行能量的转换。大家也知道我们平时在开传统内燃机车的时候，我们在高速上面用一个比较理想的速度，我们往前走的时候实际上是非常省油的，这是为什么呢？因为这时候发动机实际上是在非常经济的点，他可以通过直驱，我们把他比喻成什么？就没有中间商赚差价，从我们的原产地直接到了您家，在我们的淘宝或者在京东上面购物，直接从原产地到了，这样没有中间商赚差价，这样的效率是非常高的，这个时候可以达到42%，甚至比通过电机更高。所以我们希望的点，还是怎么样让这个系统能够最终的综合效率更高，我们回过头来看这张图，所以说我们通过三挡的一个速比，以及我们大数据的一个智能的计算，也就是说把变速箱的效率，发动机的热效率和我们电机和A控制器的效率所有的叠加在一起，我们会进行一个全效率域的巡源，这个时候我们希望他直驱的时候，我们更多的进入到直驱的模式，这个时候实际上他可能已经在2这个点了，我们就不要突破电机来做，如果说他本身在A这个点的时候，我们可能就是要通过电机的辅助进行工况里的调节。这儿还有两种工况，我到底要不要去充电还是不去充电，实际上大家可以看到，进入电池包它仍然有效率的损失，所以说这个讲起来时间就很长了，是一个非常智能化的一个计算工作，这个时候我到底是不是需要辅助的发电，还是通过功率跟随去选择工况点，这就是整个Hi·X在这方面做了大量的工作，使得我们在任何一个工况的情况下我们会选择他最优的点去完成我们整个发动机和变速箱到底应该在什么样的一个点工作，当然这是通过DHD Pro三挡来实现，我们从20km/h就可以进入到直驱并联的模式，在20km/h往上都可以很多的进入到直驱模式，刚才讲的，我们就没有能量转换的损失，所以使得我们整体的效率能够实现最优，同时我们的动力性也保持的非常好。

我们再快速对比一下我们这边两张图，刚才讲了很多的原理，传统的多挡自动变速器和DHT Pro三挡，更多的发动机工况点是在什么样的位置，实际上传统的多挡位变速器在持续工况的情况下，他会有很多的发动机在相对比较低效的区间，DHT Pro就可以把这些工况点往上调，大家会说为什么不是所有都在蓝色最中心的位置，这里就涉及到有些能量转换，我们不希望很多的能量转换，实际上在其他外围线点，通过功率跟随的方式整体效率更高，单挡的DHT对比三挡，大家可以看到，实际上整个通过上电机的单挡DHT仍然可以大幅度的调节我们发动机的工况点，也可以把他们调到非常优秀的位置，但是对比三挡，它们调节的范围相对比较有限一点，当然单挡有它的优势，可能相对来讲比如说机械的效率会略高一点，但是发动机这块调节的空间相对就比较小，整体来讲从系统效率来讲，通过三挡的方式，我们认为可能是更优的方式，可以使得我们的性能，以及我们整体的效率达到最优。

最后总结一下，我们乘用车要在2030年前做到碳达峰，整个节能技术是关键，当然混动和电动肯定是共同发展的，混合动力是节能汽车的关键技术路径之一，我们也是希望混动和电动共同发展，非常有利于企业快速平稳的电气化的转型，而且他们的基础技术是有共通性的，也就是说做混动我们也会有利于推动电动发展，做电动也会有利于推动混动的发展。我们雷神智擎Hi·X会大力的助力我们电动化的转型，通过我们非常高热效率的发动机，三挡全域并联的变速器，实现系统节油率超过40%，拥有20个不同的驾驶模式，实现常用常新的OTA。

以上就是今天的汇报，谢谢大家。

（注：本文根据现场速记整理，未经演讲嘉宾审阅）

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