新車資訊丨購車指導丨用車技巧丨專業(yè)解答

新能源車主都在關注的公眾號

這個標題毫不夸張，不要小看自主品牌的研發(fā)能力，上汽從09年開始研發(fā)EDU混動系統(tǒng)開始，就樹立了對標豐田普銳斯的目標。

經(jīng)過十年的發(fā)展，在很多關鍵技術上甚至可以說超過了豐田的HEV，但是苦于國內(nèi)汽車產(chǎn)業(yè)供應體系的薄弱，國外很多關鍵材料工藝技術又不向中國出口，所以反應到整車性能上與進口車型仍有差距。本期單從這套混動系統(tǒng)來解讀上汽EDU混動系統(tǒng)趕超日系的設計思路。

上汽的EDU系統(tǒng)早期搭載在榮威550混動車型上，現(xiàn)在已經(jīng)有越來越多的上汽旗下車型應用這套系統(tǒng)。比如：榮威eRX5、榮威ei6、名爵6混動版等車型都搭載了這套系統(tǒng)。

 

▲EDU系統(tǒng)結構示意圖：由一個兩檔變速箱、兩個電機和兩個離合器組成

EDU系統(tǒng)最獨特之處就是在于為混動系統(tǒng)配備了一臺2速變速箱。這臺變速箱采用液電一體化驅動，其本質與雙離合變速系統(tǒng)有些類似，換擋原理就像手動變速箱那樣，通過同步器與齒輪的咬合實現(xiàn)不同擋位齒輪的選擇。而同步器的驅動由電控液壓機構自動完成，不需要人工干預。

除此之外，在變速箱的兩端還分別配備了兩個電機，P1位置配備了一臺ISG電機，這臺電機的功率略小，主要用于發(fā)電。在變速箱輸入軸的另一端，也就是P2位置配備了一臺TM電機，這臺電機功率較大，主要用于驅動車輛行駛。ISG電機與變速箱之間通過C1離合器連接，TM電機與變速箱輸入軸之間通過C2離合器連接。

從兩個離合器的常態(tài)來看，C1常態(tài)為分離裝填，C2常態(tài)為咬合狀態(tài)。這就意味著，這套系統(tǒng)的設計初衷更傾向于電力驅動。因為從動力傳遞路徑（能量流）來看，當C1分離時，就意味著發(fā)動機的動力無法傳遞給變速箱，從而無法傳遞給車輪，此時發(fā)動機只能帶動ISG電機發(fā)電。而C2處于常咬合狀態(tài)，就意味著TM電機產(chǎn)生的動力可以直接驅動車輛行駛。

從上圖可見，EDU系統(tǒng)更傾向于日常采用純電驅動，既可以用電池儲存的電能驅動又可以通過ISG電機的發(fā)電來給電池補充電力（實現(xiàn)增程驅動）。在這種驅動狀態(tài)下，由于發(fā)動機和ISG電機完全與傳統(tǒng)系統(tǒng)斷開，所以TM電機的動力可以100%的傳遞給驅動輪，不會被發(fā)電機和發(fā)動機造成任何損耗。

不僅如此，在2擋變速箱的加持下，TM電機的性能可以得到進一步優(yōu)化，低速扭矩更充沛、高速電耗更小。所以這套系統(tǒng)在常態(tài)下可以高效的實現(xiàn)純電行駛和串聯(lián)模式（增程模式）行駛。 

▲各種不同工況下的混動系統(tǒng)管理策略

除此之外，在需要大動力加速的情況下，如果電池電量重組，C1離合器接合，就意味著發(fā)動機的輸出動力被接入變速箱，同時ISG電機和TM電機同時使用電池供給的電能釋放出全部功率。這樣就實現(xiàn)了并聯(lián)驅動，也就是發(fā)動機動力+兩臺電機的動力同時輸出用于驅動車輛加速。

在回收制動能量方面，ISG電機和TM電機都可以瞬間轉換為發(fā)電機（電機運轉和發(fā)電原理我在之前的專欄中為大家介紹過），兩臺電機可以同時工作，實現(xiàn)最大程度上的制動能量回收。當電池電量（SOC）過低時，也可以實現(xiàn)發(fā)動機驅動車輛行駛，并在行駛中為電池充電。

由于C2離合器可以斷開，所以在完全采用燃油驅動時，TM電機不會造成驅動負擔，消耗發(fā)動機輸出的機械能。同時在C1離合器接合后，ISG電機可以轉換為發(fā)電機，在行駛中為電池充電。即便在虧電狀態(tài)下，如果偶發(fā)急加速需求，TM電機也可以在C2離合器的控制下隨時介入加速。

這套EDU系統(tǒng)還有一個小驚喜，就是可以在車輛怠速的時候給電池充電。這得益于C1和C2兩套離合器的設計。如果把兩個離合器都斷開，那么即便是停車鎖車的狀態(tài)下，發(fā)動機仍然可以以最高效的運轉方式為電池充電。

▲上汽EDU系統(tǒng)結構

EDU系統(tǒng)的優(yōu)缺點總結

這套混動系統(tǒng)的獨特之處，在于加入了一個兩檔變速箱。與豐田本田的混動系統(tǒng)相比看似畫蛇添足，實則無奈之舉。與比亞迪一樣，由于上汽同樣缺乏高效率的阿特金森循環(huán)發(fā)動機，但在設定性能目標時又把這臺車的經(jīng)濟性設定得比較高。

為了在僅有的1.5T發(fā)動機的基礎上實現(xiàn)超越豐田THS的燃油經(jīng)濟性，增加一臺2擋變速箱可以讓發(fā)動機的輸出更加優(yōu)化，雖然電機的高效輸出轉速比發(fā)動機寬得多，原則上不需要變速箱，但在這臺2擋變速箱的加持下，TM和ISG電機的輸出性能和電耗性能也得到較大的優(yōu)化。這樣使得整套EDU系統(tǒng)的能耗水平在業(yè)內(nèi)都處于領先地位。

從賬面數(shù)據(jù)上來看，榮威550插混版百公里油耗為5.6L，豐田第三代普銳斯百公里油耗為4.3L，仍然有差距。榮威550插混版百公里加速為9.5秒，豐田第三代普銳斯為10.5秒，雖然加速性能略勝于普銳斯，但油耗仍然存在差距。但是由于普銳斯大量使用了鋼鋁混合材料，其整備質量比榮威550插混版輕了314kg。

另外，在風阻系數(shù)方面普銳斯只有0.25，榮威550為0.34，僅為榮威550的73.5%，再加上普銳斯配備了1.8升高效率的阿特金森循環(huán)發(fā)動機，燃油消耗量為220 g /（kW·h），榮威550的1.5T發(fā)動機為250 g /（kW·h）相差12%。所以整車的經(jīng)濟性仍然不及普銳斯。但是如果把這套EDU系統(tǒng)單獨拿出來和普銳斯的THS進行公平對比情況就不一樣了。

有工程師通過CAE模擬分析了在其它條件相同的情況下，采用上汽EDU混動系統(tǒng)的整車性能。結果令人滿意，其燃油消耗量比第三代普銳斯低了14%，百公里加速性能可以跑進7.9秒，遠高于普銳斯的加速性能。

所以，汽車是一套系統(tǒng)工程，光有高效率、高性能的混合動力解決方案并不能保證最后生產(chǎn)出來的整車就具備超越對手的性能。由于榮威550插電混動版平臺的落后，在輕量化、發(fā)動機效率、風阻系數(shù)等方面都不及普銳斯，所以整車產(chǎn)品與國外一線產(chǎn)品仍有差距。

但是這套EDU系統(tǒng)的高效率和高動力輸出在業(yè)內(nèi)確實比較領先。當然，這套系統(tǒng)也不完美，由于兩檔變速箱的加持，給變速箱控制程序的設計帶來了挑戰(zhàn)，離合器、換擋撥叉的控制時機必須非常精準，否則會出現(xiàn)換擋頓挫等影響舒適性的狀況。經(jīng)過第二代的優(yōu)化，工程師已經(jīng)逐漸提升了這套系統(tǒng)的平順性，相信將來會越來越完善。