节油界的性能“天花板”：“雷神”开启混动新时代

梳理技术的发展过程目前已经形成了单电机和双电机，功率分流和串并联，有三种不同的技术路线:单挡恒速和多挡变速。

日前，在盖世汽车主办的2022第三届混动技术发展论坛上，吉利汽车动力总成研究院雷神混动系统总工程师刘国庆发现，日系混动节油率更突出，而大众等欧系混动系统动力性能更强。

鱼和熊掌怎么平衡刘国庆说，有必要追溯一下hybrid的学名:机电耦合装置可见混合动力技术的关键词在于解耦从解耦程度上，可以分为物理解耦，功能解耦和工况解耦市场上大部分混合动力系统已经实现了前两种解耦模式

工况解耦，即区分高速，市区，郊区等不同工况，是每个企业在混合系统架构开发过程中需要考虑的重点刘国庆强调，吉利的雷神混动电驱变速器DHT—Pro通过P1 +P2双电机驱动实现功能解耦，实现工况下按需三速场景耦合，可适应吉利各层级车辆架构，达到扬电强补电弱的目的

吉利汽车动力总成研究所雷神混合动力系统总工程师

组织以下演讲内容:

大家好，我是吉利汽车动力系统的刘国庆非常感谢你的邀请今天主要介绍我们在雷神混合系统开发过程中的技术思路

我的报告分为两部分，第一部分是背景介绍，第二部分是雷神混合系统介绍。

雷神混合系统的诞生背景

2020年国家双碳战略发布的同年2月，我们董事长李书福为吉利集团的发展战略提出了两个电气化转型方向，包括两部分:一是纯电的技术路线大家可以看到，我们集团最近推出了极氪纯电的品牌，全面参与纯电市场目前已经推出了两款极热产品，极氪001/009第二，节能混合新能源路线根据规划，未来90%的内燃机领域将是混合动力，包括多种增程式的混合动力技术路线这部分目前由吉利汽车集团承担今年制定了针对性的落地方案2023年，吉利新能源汽车普及率将继续逐步提升至50%以上，2025年实现全电动化

吉利动力系统负责承担方向1节能与混合动力新能源汽车动力发展的战略落地从技术布局上注重动力的高效化，驱动的电气化，控制的智能化和能源的多元化我们分管动力系统的副总裁王瑞平在今年盖世汽车举办的全球汽车产业峰会上，指出了我们对未来动力市场的预测:混合动力/增程式/纯电动将在世界上，合作竞争，长期存在基于公司的这些战略思考和布局，吉利今年正式推出雷神动力HiX全球智能混合动力系统接下来我简单介绍一下这个系统

我们吉利动力已经经历了四代产品迭代到今年为止，我们已经连续九年获得中国芯十大动力和世界十大变速器前两代主要是技术驱动在3.0产品上，我们开始了混合动力量产的尝试总的来说还是通过平台化和通用电动化，兼容传统动力/BSG/HEV/PHEV/REEV和E85灵活燃料包括轻混，插电式混和增程，已经全面推向市场第一代混合动力车BSG和PHEV主要在国内市场销售，而雷克萨斯01 PHEV和HEV已经在欧洲市场上市具有增程模式的混合动力主要用于伦敦出租车，E85在泰国市场上市从第四代开始，全面专注于混合动力，包括今年推出的DHE和BHE系列混合动力专用发动机，以及DHT系列混合动力专用变速器

对于吉利全新的4.0动力产品，去年10月31日，我们正式发布了全球动力科技品牌雷神动力，拥有三个V品牌标签，符合我们对吉利动力发展的愿景底层含义是Volt，也表明了我们专注于电动化，面向未来碳中和场景，开发多元化技术，为客户带来高性能驾驶体验的决心

接下来我简单介绍一下我们雷神的混合动力系统，主要包括混合动力系统，变速器，发动机，控制系统以及我们在甲醇混合动力上的一些尝试。

首先我简单介绍一下混合动力技术的发展现状1997年，丰田首次推出普锐斯混动，到今天，各种混动架构层出不穷，可以说是神仙打架，百花齐放一般来说，影响比较大的有四种:丰田PS动力分流型，本田混联型，E—Power增程式型，大众P2配置我们国内的主机厂基本都是长期跟随或者观望或者学习

更多的精力投入到攻克变速箱和改进发动机技术上，这也导致了混动技术的长期大噪小浪毕竟是在中国市场五年前，国内车企逐渐攻克变速箱尤其是DCT变速箱的关键技术，借助电动车突破电机电池电控技术的东风，以PHEV/里弗为主的混合动力市场迅速崛起众所周知，今年PHEV/REEV市场的增长率实际上超过了电动汽车当然，国内自主品牌的混合架构基本都是基于DCT技术的串并联结构

回到五年前，我们成功开发了基于7DCT的P0 BSG和P2.5混合动力车当然，我们也对市场上主流的混合动力系统做了一些研究丰田/本田整体省油率很好，但在高速时动力有些欠缺，至少性能不算优秀大众P2包含我们自己的P2.5是因为基于传统DCT，动力很足，但是省油率受到一些限制，基本在20%左右，性价比不高在这样的背景下，我们都在思考如何鱼和熊掌兼得下一代混动应该是什么样的让我们从混合动力技术的底层逻辑来思考这个问题所谓混合架构，学名是机电耦合器件，核心问题是如何解耦它还包括三个层次第一个是事物和认识的耦合，即发动机和电机是物理分离的P2及以上基本可以实现，BSG和ISG市场基本可以实现第二级是功能解耦，可以实现发电和助力分离可以通过双电机P0/P1+PX来实现要兼顾动力和油耗，就要实现第三个层次，即工况脱钩不同的场景要采用不同的档位，让电机和发动机都运行在相对经济的区域，同时实现扭矩放大当然，P1+P4可以完美实现这一功能，但是中间能量传递和转换损失太大，效率不高

雷神开发混动的初衷，从终端客户维度来说，就是要实现混动全球场景的覆盖，宣传电动的优缺点，充分考虑用户使用车辆的各种场景。

混动技术，低油耗，低能耗肯定是基本要求在具备深度电气化和充足动力的情况下，通过增加电机电池和发动机的功率，很容易为客户提供达到甚至超越电动汽车的驾驶体验而是，需要考虑的是，对于车辆模型的画像，客户能持有的安全加速度是多少

我们更关心的是在动力损失的情况下，比如高速超车，山路爬坡，能否提供足够的动力这种考虑不仅仅是从驾驶维度出发，更强调车辆的驾驶性能是否与供电条件相似，使客户预测的驾驶性能与实际驾驶性能一致客户踩油门100次，99次动力强劲，1次动力超出客户预期极端的情况是致命的，尤其是在电气化时代最高时速180km/h是燃油车时代的入门标准但是很多纯电动汽车的天花板在馈电状态下是混合的，所以在馈电状态下保持足够的扭矩储备和功率储备是雷神在设计之初就充分考虑的重要因素

先说说上游客户提出的要求:日系混动油耗，欧系车动力，全球整车覆盖，兼容HEV/PHEV/REEV要求的动力类型，上下车覆盖A0—D整车覆盖基于不止一个终端客户和上游客户的需求，从战略和技术维度出发，经过五年的发展，我们打造了这个全新的雷神混合平台

雷神混动以DHT为母体，基于平台化，模块化，通过不同的发动机配置，电池配置，电驱动配置，实现不同车型的插电式，混动式应用。

混合电力驱动变速器DHT Pro

首先我们来看看我们混动最关键的部分，混动变速器DHT—Pro，可以实现电驱3挡+发动机3挡。

当然，做三档也不是特别难难点在于多个档位和空间的紧凑性一般采用双行星齿轮+双离合器+双制动器+P1+P2双电机配置最大车轮扭矩输出可达4920Nm，重量仅120kg，扭矩质量比高达41Nm/kg整车配备轴长354mm，是一台14寸笔记本的长度目前是同类产品的内卷产量最大，设计很精致它借用了多级分层同轴俄罗斯人偶All—in—Ring的设计理念，无论从产品本身还是配置上，都极具原创性

除了结构精巧之外，系统各部件在集成度和体积上都达到了业界领先水平如双电机系统采用扁线油冷波绕组技术，最高效率可达百分之九十七采用电子双泵，节能21%液压控制模块采用60bar高压控制系统，响应小于100msPCM控制器也高度集成，采用双面针翅式直接水冷技术，效率最高可达98.9%，为行业顶尖水平

那么，我们就用原理图来直观的解释一下下面的系统用C0实现工况解耦，用P1+P2实现功能结构，用B1+B2+B3实现三档切换，实现功能解耦我们的系统有五种驱动模式，包括纯电动，串联，直驱，并联，全功率和能量回收五种模式，以及一种能量回收模式每种模式可实现三档驱动，累计可实现20个工作场景，提供了极大的灵活性，实现了我们最初对混合动力系统的构想:针对不同场景实现功能解耦，使电机和发动机有更大概率工作在舒适的转速和负载

以上是雷神混动变速器的介绍接下来从技术层面介绍混动发动机

雷神混合动力发动机DHE15

首先我简单介绍一下特混发动机的开发技术逻辑本质是通过开源节流来平衡动力和油耗传统动力和动力为主，专用混合动力发动机油耗以动力为主

这是发动机的油耗图我们可以用无λ/无爆震两条曲线将发动机的工况分为三部分无爆震不受爆震的影响，因此燃烧相位AI50可以位于上止点8—12度的理论最佳位置

在无λ和无爆震之间，燃烧相位是第二位的，但至少不用通过加浓来解决爆震和排气温度的问题因为摩擦和散热比小，通常是发动机最经济的区域，而λ—free以上是燃烧最差的相位，主要用于功率和扭矩储备专用混合动力发动机最需要的是中间部分的效率要进一步改善，最重要的是使用更高的压缩比，这样会恶化燃烧λ—free和knock—free下移，压缩比带来的好处会被摩擦力吃掉所以我们需要做的就是提高循环效率，通过米勒或者Atk循环来敲，但是效果有限因此，需要使用爆震抑制效果更好的中冷EGR技术和电子水泵，在低速时提供大流量

但Atk适用于自吸发动机，功率密度不高米勒和EGR都会导致燃烧恶化因此，混合动力增压发动机最关键的开发工作应该有更好的燃烧系统来支撑坦白说，发动机发展这么多年，燃烧系统的发展已经很成熟了，想在这方面有一些颠覆性的创新是很难的

让我们回到燃烧系统的本质燃烧系统的设计其实是两个核心问题:第一个是机油都去了哪里，主要涉及到排放和机油稀释第二个是风去了哪里，这涉及到燃烧的速度所以混动发动机的关键是解决风往哪里去在这方面，我们颠覆了以往结构设计然后在这个边界优化气流的思路，而是先打开边界设计气流，再按照气流控风，顺势而为的理念做其他结构和布局工作，研发出吉利雷神高效燃烧系统

吉利DHE15是全球首款量产增压中冷，高压直喷，深米勒，中冷EGR的专用混合动力发动机扭矩达到225Nm，功率110kW，基本相当于2.5NA混动水平即使在极端的动力馈给条件下，三档的发动机也能提供非常好的动力补充，同时热效率领先行业43.32%

雷神智能混合控制系统X系统

发动机说完了，再来说说雷神Power X系统，这是一款面向混合动力应用的全栈自研智能控制系统它采用模块化设计，不仅可以支持我们现有的P1+P2，还可以实现P0—P4混合架构的任意组合，包括七个核心

域控制系统的核心是能量管理策略一般来说，分为三个层次的交互:第一个层次是与混合系统的交互雷神混合动力在硬件方面提供了最大的自由度从软件层面来说，我们需要做的是实时的，以最快的速度找到最优的驾驶模式这不仅仅是能耗最优，还有动力性能，舒适性等方面，涉及到效率控制最优，三档传动比自由调节，动力分配最优，SOC控制等等第二个层次是与人的互动雷神控制系统可以根据驾驶者的习惯，意图和路况，在节能，运动和舒适模式之间主动切换，提供更好的驾驶体验第三部分是与环境的互动雷神控制系统可以根据实时导航信息和周围路况信息自动调整滑行能量回收扭矩，主动识别驾驶员需求

对于控制系统来说，基础还是功能安全，尤其是现在电力系统电气化程度越来越高雷神的电源控制系统在功能安全方面达到了行业最高标准ASIL D级，我们的电源系统软件开发流程也通过了行业最高级别的ASPICE L3

对于电力系统来说，功能安全的关键在于转矩监测系统的开发混合系统的难点在于传输链多，用传感器监控每一条路径是不现实的我们结合当前驾驶模式和档位，轮速和电机转速的速度差，离合器前后端的速度变化趋势，制定相应的算法和策略进行故障监测，从而提高动力总成系统的安全性同时，在多动力源系统中，从传统的EGAS三层轮端扭矩安全细化到单一动力源的扭矩安全，确保在一个动力源出现故障的情况下，系统能够关闭该动力源，将动力需求转移到其他动力源，实现动力的双备份，从而最大程度地保证整个混合动力驱动系统的安全性和可靠性

吉利甲醇混合动力汽车的技术创新

可是，甲醇的腐蚀性，差的自清洁能力和大的汽化潜热使其在内燃机中的应用在可靠性，冷启动和排放方面非常具有挑战性国外20多年前做过一些尝试，基本都放弃了经过17年的持续技术攻关，吉利从燃料端，润滑油，零部件，启动策略等方面彻底解决了甲醇内燃机的问题我们也是全球唯一量产甲醇的企业，已经批量投放了3万多台

今年，我们将雷神混合动力与甲醇技术相结合，推出了新一代醇电混合动力汽车每公里酒精消耗量不到3毛钱，不开一万公里就能减碳0.8吨目前继续在甲醇动力的无人区进行研发，比如甲醇灵活燃料的开发同时，吉利也在不断探索和实践，成立专门公司，建立从绿色甲醇制备，运输，储存，加注到甲醇汽车市场运营的一整套循环商业运营模式，提前布局未来碳中和场景

吉利雷神混合部队

今年我们的雷神产品在4月份上市，陆续发布了5款混动产品和4款插电产品未来将有超过20款雷神电动混合动力产品投放市场