广汽新能源汽车自适应巡航怎么样(广汽G-MC双电机混动系统解析及第二代产品开发)

广汽G-MC双电机混动系统是一款拥有完全自主知识产权的混合动力机电耦合系统,是广汽混合动力整车最核心的零部件。当前量产的为第一代G-MC,匹配1.5ATK发动机已搭载广汽传祺3款PHEV车型(GA3S PHEV、GA6 PHEV、GS4 PHEV)。同步广汽正在进行第二代G-MC产品开发,预计将于2019年底量产,结构、性能与成本都将得到优化。

第一代G-MC机电耦合系统解析

广汽第一代G-MC混合动力汽车系统方案如下,包括发动机、耦合机构、高压电池、整车控制器、电机控制器、耦合控制器等。

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G-MC系统将发电机、驱动电机、离合器、传动齿轮以及差减集成为一体。该方案采用发动机与发电机同轴、双电机并排布置的结构,单速比传动,通过离合器/制动器的控制实现纯电动、増程、混动、直驱四种模式,满足各种整车工况的高效运行需求。

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发动机及驱动电机参数如下:

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G-MC系统原理图如下:

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工作模式:

1、纯电模式:

离合器处于分离状态,发动机和发电机不工作,驱动电机工作,能量全部来源于动力电池,此时功率流经由中间轴、主减速齿轮传递至车轮。该模式用于动力电池SOC高于一定值时。

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2、增程模式:

离合器处于分离状态,发动机启动,驱动发电机发电,一部分用于电池充电,一部分用于给驱动电机供电驱动电机驱动车辆行驶;该模式用于SOC较低时或急加速需求扭矩较大的行驶工况的低速行驶工况。在增程模式下,发动机转速与车速解耦,可以实现发动机最优控制。

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3、混动模式:

离合器结合,发动机输出动力部分驱动发电机发电,部分输出与驱动电机动力耦合,最后输出到差减,驱动车辆行驶;该模式用于SOC较低时的高速行驶工况。

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4、直驱模式:

离合器接合,发电机和驱动电机空转,发动机高效区域运行,直接驱动车辆行驶,该模式应用在高速巡航时的工况。

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G-MC系统内部结构如下:

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主要部件及功能:

1、电机:

G-MC集成的电机包括驱动电机和发电机,采用油冷技术;双电机采用并排布置;发电机由发动机驱动发电给动力电池充电或为驱动电机供电;驱动电动经传动系驱动车辆行驶。电机其工作电压范围为220V-460V,瞬时电流为350A。

2、传动系(齿轮、轴、轴承、P档):

传动系实现将驱动电机、发动机动力耦合输出到驱动轴;P档机构通过锁止驱动电机输出轴,实现P档驻车;当配置离合器时,中间轴大齿轮同时与驱动电机输出轴齿轮和离合器从动齿轮啮合;当无离合器时,发动机无动力输出到传动系。

3、离合器:

离合器位于扭转减振器与发电机之间,为湿式多片离合器;离合器主动部分与输入轴相连,从动部分与中间轴齿轮相连,离合器总成与输入轴及轴承组成离合器组件;通过控制离合器的接合与分离,控制发动机动力是否输出到车轮参与驱动,从而实现驱动模式的切换。

4、液压系统:

液压系统由液压模块、双泵系统(电动泵 机械泵)、吸滤器组成。液压系统的功能是离合器结合压力控制;离合器冷却润滑;发电机/电动机定子与转子的冷却润滑;齿轴系统润滑。(壳体组拟采用飞溅润滑与分流部分电机冷却油液进行强制润滑,无需液压模块进行专门针对性设计)。

5、 G-MC系统耦合控制器( CCU):

CCU功能有:通过控制电子机油泵建立主回路油压和流量;通过控制电磁阀VBS调节电机冷却流量;根据油压传感器和转速反馈,通过控制电磁阀VFS实现离合器的开合;监控系统的油压和油温。

6、集成电机控制系统:

集成电机控制器是集成了ISG(发电机)、TM(驱动电机)及DC/DC三合一的控制器,其工作电压范围为220V-460V,工作电压范围为220V-460V,瞬时最高电流为445A。集成电机控制器包括控制电路、功率驱动单元、DC/DC、高低压接插件、内部线束和所有相关的软硬件等。集成电机控制器作为发电机和驱动电机的控制器,并集成了DC/DC,是一款双电机控制器。

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第二代G-MC机电耦合系统开发

据悉第一代机电耦合系统匹配的是1.5ATK的发动机,已无法满足国六排放需求。而正在开发的第二代产品(G-MC2.0)则是基于G-MC1.0系统,匹配新的1.5TM的发动机,匹配新的速比,对零部件进行升级优化,目前已开发至C样机阶段,计划2019年底上市销售。

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今年6月份,广汽自主研发的 1.5T缸内直喷米勒循环全铝发动机(1.5TM)已经顺利通过量产评价会,正式步入量产阶段。采用三缸结构,拥有GCCS燃烧控制技术、350bar缸内直喷系统、mile循环、电控废气涡轮增压、缸盖集成排气歧管、超低摩擦、全可控水冷中冷技术、低惯量高脉冲增压器等先进技术,热效率达到38.5%,可满足国6b排放标准。

从技术优化方向看,第一代G-MC产品的总体性能与可靠性表现良好,但仍然存在成本高、重量大的问题,那么新一代升级产品则主要优化上述问题,同时优化电机系统和液压控制系统,提升整体性能。

在电机系统方面,延续集成式双电机系统,实现双电机纯电驱动,拓展系统的工作模式。电机本体采用油冷式,集成于机电耦合系统本体中,并且采用方形导线技术,提升电机电压,提高发电机转速,减小电机体积,使得整个机电系统更加紧凑高效。

在控制系统方面进一步集成化,将电机控制器在布置方式上与机电耦合系统集成,以减少电机控制器与机电耦合系统之间的连接线,进一步提升机电耦合系统的集成度;同时还将液压系统控制、驻车机构控制等集成至电机控制器,提高系统整体的集成度,以达到降低重量和成本的目的。据评估,新一代G-MC成本将降低30%左右。

另外,第二代G-MC将基于一套技术完成HEV/PHEV车型的应用开发,同时并行开发大扭矩版本(匹配2.0TM)和小扭矩版本(匹配1.5TM),覆盖广汽传祺全部整车平台。其中匹配1.5TM发动机将主要适配中小型HEV/PHEV车型,匹配2.0TM发动机将主要适配大型HEV/PHEV车型。

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