吉利混动平台雷神智擎Hi·X技术解析
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更新时间: 2023/07/17

10月31日，吉利发布了全球动力科技品牌——雷神动力，全新模块化混动平台雷神智擎Hi·X随之亮相。旗下产品矩阵，其中包含高效引擎、高效传动、雷神智擎Hi·X和E驱；两款混动专用发动机（DHE20和DHE15）、两款混动专用变速器（DHT和DHT Pro），并能够覆盖小型到中大型不同大小的车型，以及HEV油电混动、PHEV插电混动和REEV增程混动等多种动力形式。

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前两者用于传统动力车型，E驱“顾名思义”面向纯电动车型，并包含400V和800V两种纯电架构，800V纯电架构上能见到碳化硅控制器、油冷电机等技术，最大功率会超过475kW，综合效率大于92%。

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今天我们要讲解的就是雷神智擎Hi·X的DHE15和DHT Pro，也就是一台混动专用发动机和一台混动专用变速器。

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米勒循环发动机与奥托循环发动机非常类似。米勒循环通过改变进气门关闭角度控制发动机负荷，从而减少了部分负荷下发动机的泵气损失。解决了采用节气门负荷控制的奥拓循环时，发动机泵气损失大、经济性差等一系列问题。发动机的膨胀比大于压缩比，在膨胀行程中可最大限度的将热能转化为机械能，达到改善发动机热效率，降低燃油消耗，减小热荷，降低 NOx排放等目的。
米勒循环与奥托循环的不同之处：在进气冲程时活塞运动到下死点，但进气门保持开放同时活塞进行压缩。直到曲轴通过活塞的下止点后70度，进气门才关闭。简单地说就是在压缩冲程（compression stroke）中，先延迟进气门关闭的时间，活塞在汽缸里上升约五分之二容积时，才完全封闭进气门。所以有部分在汽缸的气体会重新进入进气歧管，并在机械增压（supercharger）的作用下保持气压，故下一次的进气冲程中可提高进气效率且减少泵压损失（pumping loss）。可是这样也造成实际上的压缩空气没有比进气时的多，而降低压缩比。然而在点火冲程中，活塞仍旧由上死点移动至下死点，造成膨胀比大于压缩比的特殊状况。压缩比较小所以油耗低，膨胀比大所以动力大，另一方面也为了避免过高的压缩比引起发动机的爆震（提前点火）。

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可变气门正时技术：传统的VVT技术通过合理的分配气门开启的时间确实可以有效提高发动机的效率和燃油经济性，但是这项技术也有局限性和自身的瓶颈。在此基础上，通过引入可变气门升程技术可以弥补VVT的缺憾，根据发动机的不同工作状态，通过调节气门关闭的时机，从而提高发动机的动力性能，提高燃油经济性。并且能够实现膨胀比大于压缩比的阿特金森循环工况，改善怠速稳定性从而获得较好的舒适性。

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350bar缸内高压直喷：350bar高压喷射系统由博世提供，超高的燃油喷射压力可以大幅度降低颗粒物的排放（对降低PN颗粒物效果显著），喷射平均粒径（SMD）减少17%，改善混合气均匀性，降低炭烟排放，使得燃料的燃烧也会更加的充分，提高 发动机的效率。虽然350bar高压喷射系统也有着不可避免的缺点，例如喷射噪音更大、对发动机的负载更大。

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低压EGR废气再循环系统：废气再循环系统(Exhaust Gas Recirculation)简称EGR，是将发动机产生废气的一小部分导入进气侧再度燃烧。再循环废气由于具有惰性将会延缓燃烧过程，也就是说燃烧速度将会放慢从而导致燃烧室中的压力形成过程放慢，这就是氮氧化合物会减少的主要原因。另外，提高废气再循环率会使总的废气流量(mass flow) 减少，因此废气排放中总的污染物输出量将会相对减少。EGR系统的任务就是使废气的再循环量在每一个工作点都达到最佳状况，从而使燃烧过程始终处于最理想的情况，最终保证排放物中的污染成份最低。

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为了进一步提升发动机的运转效率，DHE15上应用了电动空调压缩机和电动水泵，降低了发动机负荷、提升了整机效率，热效率达到了43.32%，最大功率110kW，最大扭矩225Nm。 DHT Pro登场，吉利混动系统进入了双电机时代。当然，双电机并非都用来驱动车辆，与发动机相连、主要用来发电的是P1电机，负责驱动车辆的是P2电机。

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DHT Pro混动变速器与发动机相连的P1电机，不仅充当了发电机的角色，还替代了启停电机，兼职让发动机更加平顺的启动并到达高效工作区间。相比48V BSG电机（P0电机），P1电机功率更大，能兼顾启停、发电等工作。

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与发动机和GM电机相连的C0离合器，实现了发动机和变速箱解耦，纯电行驶和发动机怠速运转，为电池包充电时，C0离合器都是断开的。 P2电机内集成了换挡机构与双行星齿轮组，离合器组相当于AT变速箱液力变矩器，双行星齿轮组既起到了功率分流的作用，还能提供不同的传动比。

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P2驱动电机采用了扁线连续波绕组。扁线绕组电机有效铜的面积可以提高20%以上，传统电机有效铜槽满率只有45%左右，发卡电机能做到70%左右。永磁电机损耗由绕组铜耗、铁耗、风磨杂散、磁钢涡流损耗，其中绕组铜耗占比50%以上，铜耗大小又和绕组电阻成正比，减小绕组电阻能直接降低铜耗、提升电机效率和功率密度。 绕组表面积大，散热面积大。绕组匝与匝之间接触面积大，热传导更好。绕组每匝之间空隙小，热传导更好；绕组和铁心槽之间接触良好，热传导更好。通过温度场仿真，相同设计的扁铜线电机绕组温升比圆铜线电机低10%。线圈端部结构更紧凑。相比散嵌绕组，端部高度低很多。 通过这种绕组实现了绕组后两端无需焊接，提升了产品可靠性。加上顶部喷淋油冷技术，电机工作能更加稳定。同时借助高压电子双联泵、3.5mm超薄变速器壳体与集成化设计，DHT Pro的重量只有120kg，径向长度仅为354mm，比同类型产品更紧凑。

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与主流混动系统相同，DHE15+DHT Pro也能实现纯电、串联和并联模式。纯电模式就是最大输出扭矩320N·m的P2电机单独驱动车辆，起步或小油门加速时“出镜率”比较高。串联模式下，发动机通过P1电机给动力电池组充电，P2电机负责驱动车辆，并调节发动机负荷。借助纯电和串联模式，相比传统车型其系统效率提升了30%。并联模式下，发动机会直驱车辆，电动机辅助发力。制动过程中，电机还能实现100%动能回收。