上汽 2 挡混动系统解析
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| 专用混动变速器作为新能源混动车型核心的系统之一，被各家车企所推崇，大家也一直在探索各自的设计特点及性能，作为此次介绍的上汽2挡混动变速器堪称市场上难得一见的佳作。 01# 整箱 目前此箱型已经搭载多款混动车型，混动系统为P13串并联混动系统，设计有纯电模式、串联模式、并联模式、发动机直驱模式（1st/2nd)、能量回收模式等。 从外形图可以看到，电机控制器（MCU）只设计有上壳体，未设计下壳体，壳体实现了进一步的轻量化，零件数量可减少，MCU采用双面水冷方案；轴齿布局采用平行轴形式，开放式差速器系统；P1电机与P3电机采用同侧布局，可缩短混动箱轴线尺寸，扩大发动机机舱空间利用率；外置式油冷器，实现更优的热管理系统降低混动箱的热负荷；输入轴轴承采用4颗螺栓进行固定；采用两段式壳体结构，减少了零件数量及节约了成本，结构简图，如图1所示，混动箱外形图，如图2所示。  图1 混动箱结构简图  图2 混动变速器外形图 （110-离壳，140-双电机控制器（MCU），160-油冷器，120-变壳，130-输入轴，150-差速器防护件，300-驱动电机，200-轴齿系统） 02# 壳体模块 采用两段式方案，从壳体内轮廓分析，轴承孔位支撑刚度强，内设加强筋较多，会造成油液的搅拌损失大，同时考虑到此类混动系统均为强制润滑，油液的搅拌损失可有效降低；对此在油液浸入深度较深的地方，会设计导油板结构，进一步降低搅拌损失，如图3所示。  图3 壳体模块 （112-输入轴轴承法兰固定端面，113-驱动电机右轴承固定端面，125/126/127-电机支撑板，128-导油板安装孔。） 03# 轴齿模块 驱动电机/发电机与各自输入轴采用内嵌式方案，其中驱动电机与输入轴采用小斜度-多段接触（此方案对工艺存在挑战，同时国内已经有1家实现量产）可实现设计成本及工艺简便性；2挡速比采用湿式离合器实现，采用离合器外毂焊接从动齿轮实现，成本会上涨，但可以实现挡位切换的柔顺性；受结构限制，中间采用支撑板进行固定，猜测离合器压力油道或许从中进行设计，与本田AT系列类似，但并不精妙，太过复杂，如图4所示。  图4 轴齿系统 （210-支撑轴承，220-发电机，240-驱动电机，250-驻车齿轮，260-中间轴总成，270-差速器系统，280-离合器系统，281-1st主动轮，282-2nd主动轮,291-1st从动轮，293-2nd从动轮。） 04# 润滑系统 采用经典包角油管设计方案+转子甩油方案，由离壳+变壳共同支撑，与行业内的设计思路基本一致，如图5所示。  图5 润滑系统 （注：807-主油管，220-旋变器，40-吸滤器，240-驱动电机，813-发电机。） 05# 双电机控制器 IGBT组件使用双面水冷模块。其中，所有IGBT两面均涂覆导热硅脂。IGBT通过平行水道压紧冷却，流量按需分配，保证了双逆变器的冷却性能。逆变器可采用三相电压型桥式逆变电路，母线电容用于稳定母线电压。母线电容及滤波电容集成到逆变器主壳体中进行一体注塑，优化了空间并提升了电容的散热能力。控制电路板集成了双电机的驱动和控制电路，IGBT采用双面冷却，可实现更大面积的热量散失，满足更高的性能要求，如图6所示。  图6 双电机控制器 （410-电流传感器，420-水冷器，430-IGBT组件，440-控制电路板，450-上壳，460-主壳。） 06# 液压系统 采用电子油泵+吸滤器+过滤器+蓄能器等零件组成，相比机电式方案，液压有先天优势，同时液压系统流阻和压力也同样考验着设计人员，但同样此类方案在应对清洁度敏感性会力不从心，所以控制清洁度又成为设计优先考虑的设计点、油压波动-通常会设计蓄能器进行油压稳定，如图7所示。  图7 液压系统 （601-吸滤器，602-电子油泵，603-上阀体，604-下阀体，605-过滤器，606-壳体，607-离合器油管，608-液压阀组件-1，609-液压阀组件-2，610-液压阀组件-3，611-隔板，612-蓄能器组件，617-泄压阀。） 07# 驻车系统 采用机电式驻车系统，目前混动系统设计有驻车系统的箱型几乎没有了，后续考虑降本需需求也可以取消，但同时国内外的标准其实对驻车系统有详细的明确要求，如图8所示。  图8 驻车系统 （703-棘爪轴，704-驻车回位弹簧，705-推杆，706-驻车电机，707-驻车第一滚柱，708-驻车第二滚柱，709-弹簧。） 总结 作为近一两年开发的专用混动系统，不管是从设计思路及方案构型或是产品结构上均表现出国产品牌的自主设计能力及相应的设计特点，可以让更多的企业学习到其中的细节，的确是一款精雕细琢的产品。 |
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