DHT是混合動力專用變速箱(Dedicated Hybrid Transmission)的簡稱,是一種混合動力驅動系統,本質上借助于電動驅動以實現其功能,例如在汽車的運行中調整內燃機的轉速和轉矩。電動驅動的汽車零部件在DHT系統接收中心任務,是這一設計的中心組成部分,也是DHT驅動器與傳統的“附加驅動方案”根本上的區別。混動專用變速箱DHT是目前國內外應用的比較廣泛的一類混動變速箱,它高度集成了發電機、驅動電機、動力耦合裝置、換擋裝置等。目前該技術多用于混動車型中,自主品牌中使用DHT混動技術的有長城汽車、奇瑞和吉利。
美國、日本和德國在混合動力汽車研究方面處于領先地位。通用汽車汽車公司的Voltec系統,日本豐田汽車的Prius,本田技研工業的I-MMD雙電機混聯式混合動力系統,以及大眾集團的大眾途觀插電混動版等都具有很強的技術實力。而中國雖然起步較晚,但近年來隨著新能源汽車領域扶持力度的加大,混合動力汽車也開始全面發展。比亞迪、理想、長城、奇瑞、榮威和廣汽傳祺等車企都推出了代表性的混合動力系統。
DHT有功率分流和串并混聯兩種,它們具有專利壁壘低、控制簡單、易推廣等優勢。此外,DHT系統結構更加緊密高效。在傳統自動變速器不斷增加傳動裝置數量以推動驅動發展的同時,DHT變速器則會減少傳動裝置;電氣驅動支持內燃機更加精確地運行在高燃效區間,降低能耗;同時借助額外功率使電氣驅動在最佳狀態下運行,提升動力并增強駕駛樂趣,這也是混合驅動汽車能贏得市場的重要優勢。雙電機驅動的DHT采用雙電機和發動機作為動力源,變速機構由3對擋位合齒輪、2個濕式多片式離合器和1個同步器構成。通過離合器和同步器控制整車能量流傳輸路徑。
簡史
國外
美國、日本和德國在混合動力汽車研究方面處于領先地位。通用汽車汽車公司掌握了功率分流型混合動力構型技術,于2010年量產了雪佛蘭Vo1t,2016年推出了第二代Voltec系統。日本豐田汽車早將混合動力汽車推向市場,第四代Prius搭載1.8L發動機,熱效率高達 40%,油耗百公里2.69L。本田技研工業基于IMA混合動力技術原型開發出了I-MMD雙電機混聯式混合動力系統,其2.0L阿特金森循環發動機熱效率達到了40.6%,純電續航里程達 85km。大眾集團在德國政府支持下,大力投入混合動力技術研發,其2020款途觀插電混動版綜合續航里程高達862km,純電動續航里程達 52km,系統最大功率155kW,最大扭矩400Nm,混合動力模式下最高車速可達200km,百公里加速時間82秒,百公里綜合燃油消耗量低至2L。寶馬公司旗下5系、7系和X1均有插電式混合動力車型,而沃爾沃公司的S90、沃爾沃XC60、XC90等車型均采用渦輪雙增壓發動機與電機相結合的并聯插電式混動。
國內
中國混合動力汽車發展起步晚,2007年長安杰勛混合動力汽車批量生產,為混合動力技術奠定基礎。近年來,國家加大新能源汽車領域扶持力度,混合動力汽車全面發展。代表性混合動力系統有比亞迪DM-i、理想ONE、長城檸檬混動DHT、奇瑞鯤鵬DHT、榮威550和傳祺GS4等。2020年,長城汽車發布新一代檸檬混動DHT,搭載13~45kWh電池,純電續航最高200km,各款長城車型饋電油耗均低于5L/100km。2021年,奇瑞發布鯤鵬動力,瑞虎8Plus搭載的鯤鵬DHT能實現9種高效工作模式,新歐洲行駛工況(NEDC)工況電驅動效率大于90%,低電量節油率大于50%,百公里綜合油耗低于1L。廣汽傳祺GS4插電混動版采用G-MC機電耦合混動系統,最高綜合效率超過92.5%,混合動力模式下續航里程可達600Km。榮威550插電混動版搭載雙離合、雙電機構成的混合動力變速器,純電續航里程達60km,百公里綜合油耗1.6L。比亞迪L3混動技術經歷多次升級,形成DM和DM-i兩大系統。其中DM系統突出動力性能,以唐DM為例,搭載2.0T發動機和三元鋰電池,百公里加速4秒級,純電動續航里程50至120km。DM-i系統以電為主,突出經濟性,搭載驍云-插混專用1.5L高效發動機,饋電油耗低至3.8L/100km,綜合續航1300km。
功能原理
模式
純電模式
純電模式下車輛將由電機單獨驅動,而電機的電力來源于電池包。
串聯模式
發動機驅動發電機發電,帶動驅動電機運轉,從而驅動車輛。
并聯模式
發動機的動力經由變速器傳輸到差速器上,差速器會將發動機的動力和電機的動力混合,然后再將動力傳送到各個車輪上。
發動機直驅模式
車輛在中高速行駛(時速大于40km/h)時,發動機理論上處于高效區間,所以由發動機直接驅動車輛,此時電機和發電機都不工作。
原理參數
DHT變速器工作原理
通過撥動變速桿,切換中間軸上的主動齒輪,通過大小不同的齒輪組合與動力輸出軸結合,從而改變驅動輪的轉矩和轉速,變速器內有多個不同地齒輪,通過不同大小的齒輪組合在一起,就能實現對發動機轉矩和轉速的調整。從而實現串并聯模式、純電模式以及能力回收模式。
雙電機驅動的DHT,該構型動力源由雙電機和發動機組成,變速機構由3對擋位合齒輪、2個濕式多片式離合器和1個同步器構成。通過離合器作為動力耦合裝置實現轉矩耦合,其中與電機EM1機械連接的輸出軸為前排輸出軸,發動機通過離合器C1與前排輸出軸相連,電機EM2輸出軸經一對固定速比減速齒輪與變速器G3擋齒輪相連,前排輸出軸經離合器C3與變速器G2連接,通過離合器C2與G1和G3齒輪軸相連。由同步器Sy結合/分離實現G1與G3之間的擋位切換。DHT混合動力系統通過3個離合器與1個同步器的結合與分離動作控制整車能量流傳輸路徑。
以上參考資料
分類
基于DHMT動力耦合裝置的不同,分為功率分流DHT和串并混聯DHT,在達到相同性能的條件下,具有專利壁壘低、控制相對簡單、可推廣性容易等優勢。
以上參考資料
生產工藝
微米級制造工藝
DHT微米工廠擁有行業內最先進的設備,能夠進行多種軸加工、齒輪加工、殼體、閥體加工、總成裝配以及閥體總成、變速器總成測試等DHT變速器核心工藝。該生產線采用柔性加工工藝,可以實現多款混合動力變速器和電驅動傳動系統的共線生產。此外,該工廠還采用了行業內最頂級的測量系統,能夠有效保證變速器總成和零部件的形位尺寸和幾何精度。
真空淬火工藝
采用法國ECM真空爐進行熱處理,共使用11個專用真空火爐,表面硬度高達60HRC,芯部硬度在33HRC,硬層深度控制在±0.1mm,展現出內韌外剛的特點。齒輪形狀變形量小于8微米,優于行業水平2倍。全亞洲第一臺EMA全自動水冷壓淬機熱處理后齒圈齒形變形控制在±8微米范圍內,實現熱后小余量珩齒加工工藝,突破了齒圈熱后不加工的現狀。
滾插珩磨精雕工藝
滾插珩復合機是亞洲首臺將熱前滾插內齒工藝和熱后珩內齒工藝集成在一臺設備上的機床,可通過特殊設計的刀夾具實現三維“按需扭曲”特殊齒形及表面無規則紋理,齒面粗糙度提升至Ra0.25,表面加工痕跡深度小于2微米,比行業內普遍采用的磨齒工藝更優,能帶來更平穩運行、更低噪音、更少磨損、更長使用壽命和更安靜的車內環境。
微米級管理
微米級工藝與管理緊密結合,確保產品品質。如DHT Pro的高壓液動系統的混動電驅,采用恒溫、恒濕環境組裝閥體,初、中、高三效過濾,空氣中懸浮物大于等于0.3微米的粒子捕捉率達到99.9%。投資數億的EOL測試和閥體測試兩大測試系統,能全自動檢測變速器功能、性能。智能墊片選配系統能夠微米級分組裝配零部件,保證“0”失誤,“分微不差”。為了打造綠色工廠,配備了油霧凈化處理系統,凈化率達到95%以上。采用多種先進工藝,每年減少淬火油排放15噸、節省切削油60噸,蒸餾水比國家回用水標準高2倍,廢水“零排放”,每年節約6000噸水。。
應用領域
目前該技術多用于混動車型中,自主品牌中使用DHT混動技術的有長城汽車、奇瑞和吉利。通常DHT混動技術會在發動機與差速器之間,安裝一臺帶有2-3個檔位的變速器,車輛的發動機一方面通過軸心與發電機直接連接,另一方面通過離合器與變速箱連接,變速箱的輸出軸與差速器連接,同時驅動電機也與車輪連接。
發展趨勢
近年來,混合動力汽車越來越受重視,市場占有率不斷提升,這推動了變速箱技術的變革。在此過程中,專用混動變速箱技術DHT(Dedicated Hybrid Transmission)由于結構緊密、節能高效等優勢,引起了越來越多車企的關注。雖然fcv被視為未來趨勢,但受充電設施和電池安全等因素限制,短期內銷量依然有限。在此背景下,環保政策日益嚴格,促使車企尋求多樣化的技術發展路徑,其中,混合動力汽車的市場占有率逐漸提升。根據國際能源機構(IEA)的全球銷售預測,到2040年,混動車型的市場占有率有望達到60%。而在國內,新的雙積分政策首次將低油耗乘用車納入其中,這為混合動力汽車提供了新的發展機遇。據長城汽車蜂巢傳動研究院院長陳曉峰表示,“根據低油耗車的國家法規,尤其是中國法規,混動汽車的發展勢在必行。”
參考資料 >
DHT混動技術是什么意思?DHT變速箱缺點是什么.無敵汽車網.2024-02-08
dht變速器工作原理.網站.2024-02-09
如何造出混動神器?探訪全新雷神DHT微米工廠.網易.2024-02-09
混動汽車規模逐步加大,DHT市場未來可期.知乎專欄.2024-02-09