汽車與新動力ETi 發表於 2019-08-14 10:35:17
伴隨汽車行業當前所面臨的一些重大變革，汽車製造商和供應商需要不斷探索如電動汽車和混動汽車的全新出行概念，從而迎合自動駕駛、電動出行、智能互聯化和城市出行概念的發展趨勢。
P2模塊的布置類型在當前的混合動力領域中備受青睞。當分離離合器布置在內燃機和電機之間時，P2模塊可以純電動模式來驅動汽車行駛。而電機依次布置在發動機和變速器之間。縱觀全球範圍，博格華納能夠輔助汽車製造商解決其所面臨的難題。通過研發創新方案，如博格華納公司的同軸式和偏置式的P2模塊，不僅滿足了混動汽車的技術增長需求，而且加強了其為燃油車、混動車和電動車提供清潔和高效驅動技術的首席供應商的地位。
1 P2布置形式
偏置式布置將電機與主軸進行並聯布置，通過鏈條連接方式來傳遞轉速/扭矩。然而，在同軸布置的方式中，電機直接與主軸相連。由於電機的位置不同，這兩種結構概念主要通過布置空間的差異來進行定義。對於縱向驅動機構以及雙離合器（DCT）而言，採用同軸布置尤為合適。特別是將雙離合器模塊與分離離合器內嵌在電機中，縱向驅動機構的軸空間並未受到一定程度的限制，對DCT應用同軸布置非常實際。雖然在同軸布置中，電機的尺寸和質量較大，但其可集成到現存驅動機構的空間中，既不需要進一步的空間來與變速器相接，也無需增加傳遞扭矩的零部件。
相比之下，儘管電機能夠通過鏈條直接連到主軸上，但因為較小的半軸空間需求和針對電機位置的高度柔性化處理，偏置式布置對橫向發動機布置而言，較為合適。偏置式布置還具有額外的技術優勢，如進一步集成鏈驅動總成的潛力及具有合適的齒輪比。
為了增強P2模塊的效率和匹配性，除了經典的單分離離合器外，使用鎖止機構、單向離合器（OWC）或三片式離合器的結構同樣也較為適合。單分離離合器概念不僅覆蓋了所有的變速器類型，而且能獲得最佳的耐久性和功能性，同時通過使用溼式離合器使布置空間實現最小化。就電機內部的布置而言，同軸的分離離合器通過離合器潤滑油去冷卻轉子，且讓離合器殼體和轉子載體整合到同一個單獨部件上。
對混合動力的DCT提供具有優勢的總長度後，三片式離合器設計與雙離合器及嵌入電機中的分離離合器是DCT混動變速器的基礎選擇方案。通過使用OWC進一步優化分離設備所需的空間。在改善效率和降低系統成本的同時，還減小了系統結構匹配的複雜性。當其與AT、CVT或其他系統相結合時，關於發動機制動損失導致的技術弊端，僅通過在DCT兩根軸中的一根軸上安裝電機和OWC就可在DCTs中實現補償。
尤其是當其集成為一個混合動力分離離合器時，發動機的連接驅動通常會佔據驅動過程的大部分時間。在鎖止狀態得以顯著減小的壓力作用下，通過對其給予最大化的扭矩轉移，鎖止機構進一步加強了溼式摩擦離合器的效率。博格華納在其實施的仿真過程中宣稱CO2的減小量為1.5 g/km。此性能由集成鎖止機構60%的關閉時間及在WLTC駕駛循環下約為0.6 MPa的平均關閉壓力下輔助獲得。
2 P2性能影響因素
電機的運轉和布置、電機的冷卻系統、繞組類型（分布式和集中式）和繞線形狀（圓形和矩形），還有轉子總成設計代表著不同電機布置結構的考慮因素。由於在偏置式布置及有限的軸空間中，電機與發動機易於安裝，所以就布置而言，採用高速小型電機是較為理想的選擇。相比之下，一個低速大直徑的電機，由於其大直徑能產生更高的扭矩，更適合於同軸結構。離合器或者齒輪可嵌入到轉子或定子總成中，以及增大的電機直徑，可進一步優化總布置的效益。
一種高電壓方案可提供超過100 kW的功率輸出，通過許可汽車在純電動模式下行駛，即能實現較好的燃油經濟性；而能提供高性價比的低電壓系統方案，可以大幅降低CO2排放。就其持續運轉性能而言，最高效的方式是通過油冷系統來冷卻電機。冷卻液直接與電機的高溫零件接觸。採用了水乙二醇（WEG）冷卻液系統，結合內部飛濺的機油，在較高的油溫影響下，此結構能夠有效實現高性能。
繞組和繞線形狀也能影響電機的性能。與集中式繞線電機相比，分開式繞線定子總成能提供較低的轉矩波動和齒槽轉矩。當電機重要部分的脈衝有所減小後，可以實現相應的噪聲、振動和聲振粗糙度（NVH）性能。分開式繞組中矩形截面導體可使電流密度最大化，為此改善了散熱，減小了振動與噪聲，增加了功率密度。其他需考慮的因素主要為轉子總成，與感應電機相比，內置式永磁（IPM）電機磁場無需從外部進行勵磁，從而促進了其優良的耐久性和較高的工作效率。此外IPM轉子可與所有類型的定子總成相結合。
博格華納新開發的P2模塊提供了一類混動系統的方案，在對其調整後能夠滿足客戶的特殊需求。此外，博格華納混動形式的多種結構，包括電機、摩擦離合器、鏈條和其他系統構成了其主導技術。
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