上汽e-DCT 混动变速箱
特点
◼ 可实现全部混合动力功能,适用于HEV/PHEV
◼ 高性价比的单电机解决方案
◼ 采用高功率密度的永磁同步电机
◼ 结构紧凑,高度集成
◼ 平稳、快速的发动机重启功能
◼ 出色的节油率
◼ 湿式DCT360已量产,成本低
结构方案
◼ 单电机(EM)并联,方案
◼ 集成电动油泵
◼ 集成湿式360Nm双离合系统
◼ 集成4个同步器系统
◼ 电液控制系统,驱动换挡及离合器动作
◼ 阀体高度集成
功能
◼ 并联混动模式:9个挡位(电机助力或发电)纯电动模式:3个
挡位
◼ 原地驻车充电
◼ 制动能量回收
◼ 发动机模式 (limp home模式)
◼ 发动机启停 (可取消起动电机):原地静态启动/行驶中重启
◼ 倒挡:电机倒转/电机正转 (通过原倒挡机构)/发动机倒挡
e-DCT系统功能
电机通过惰轮与变速箱的三挡齿轮连接;共有12种工作模式(9挡
混动+3挡电动)
e-DCT外形尺寸对比
E-DCT
长度 381mm
宽度 571mm
高度 569mm
中心距 197mm
质量 130kg
DHT
长度 352mm
宽度 640mm
高度 440mm
中心距 197mm
质量 105kg
P2 (DCT360)
长度 508mm
宽度 571mm
高度 451mm
中心距 197mm
质量 130kg
动力总成(发动机+eDCT) 搭载整车性能仿真结果
项目名称 A(SUV) B
搭配发动机平台 4G63T 4A91T
发动机排量(L)
发动机最大扭矩(Kw@rpm) 253@3200 200@2500~4000
发动机最大功率(Kw@rpm) 133@5500 100@5500
持续/峰值电机功率(Kw) 40/84
持续/峰值电机扭矩(Nm) 80/202
整备质量(kg) 1869 1542
纯电动模式0-50km/h加速时间(s)
混合动力模式0-100km/h加速时间(s)
纯电动模式最高车速(km/h)
混合动力模式最高车速(km/h)
综合油耗-NEDC(L/100km)
电平衡油耗-NEDC(L/100km)
e-DCT Motor:UAES SMG180×100
E-motor type: PMSM Max. rpm: 12000
Max. Power
(10s):
78Kw@300V DC voltage: 300V
Max. Torque
(10s):
@300V cooling: water-glycol
Con. Power: 43Kw@300V Power electronics: SAGW自主开发
Con. Torque: @300V Mass: 29Kg
PEB
驱动电机 PEB 控制器数模示意图
e-DCT Motor
项目主要
参数指标
峰值功率 电压等级 电流能力 电机类型 最大效率
≥ 100kW ≥ 750V ≥ 100A PSM ≥ %
Power Electronic Box
⚫ PEB由主控单元及逆变器组成,实现对电机运行状态的控制(不含
DCDC);
⚫ 项目由SAGW自主开发
⚫ 逆变器通过电力电子器件对电机输出三相交流电,以确保电机可
靠地向动力系统输出扭矩以满足其需求;
⚫ 主控单元通过主芯片及其它电路设计、电子元件,实现对旋变、
温度等信号的采集与处理;以及依照控制策略对逆变器进行控制,
兼具安全、诊断机制,最终达到控制电机有效且合理运行的目的。
e-DCT Transmission Control Unit (TCU)
项目名称 技术参数
工作电压(全功能) 9V-15V,15-18V (温度<70℃)
工作电流 9A (最大)
连接器 1371218 DELPHI
防护标准 IP6K9K (DIN40050-9)
重量 390 g±30 g
工作温度 -40℃~105℃
储藏温度 -40℃~105℃
控制系统电气架构示意图
SAGW供货范围
⚫ e-DCT总成(含电子泵)
⚫电机三相高压电缆
⚫ HCU
⚫ TCU
⚫ PEB
⚫OPC
e-DCT Hybrid Control Unit (HCU)
HCU主要功能及交互控制器(绿色部分为SAGW产品)
e-DCT Hybrid Control Unit (HCU)
eDCT总结-系统优势
➢ 集成度高,轴向尺寸仅380mm,易于整车布置
➢ 扭矩大,发动机端输入扭矩360Nm,输出扭矩大于4000Nm
➢ 电机功率高,采用高功率密度永磁同步电机,功率可高达80kW
➢ 单电机实现所有混动功能
➢ 可覆盖中混、强混和插电式混动
混动结构方案对比
THS-III CHS EDU-2 E-DCT DHT
机电耦合
方式
混连式转速与
转矩耦合
混连式转速
耦合
并联式转
矩耦合
并联式转
矩耦合
并联式转速或
转矩耦合
变速箱类
型
E-CVT E-CVT E-6AMT E-6DCT
E-5AT(无液力变
矩器)
行星排
单行星排
1个内齿圈
双行星排
1个内齿圈
无 无
双行星排
2个内齿圈
换挡元件 无
2个湿式多片
制动器
1个电动离合器
3个电动选换挡
同步器
1个双离合器
总成,
4个同步器
2个湿式多片离合
器,
2个湿式多片制动
器
液压系统
功能
润滑、冷却
润滑、冷却、
制动器动作
润滑、冷却
润滑、冷却、
离合器动作、
同步器拨叉动
作
润滑、冷却、离合
器制动器动作
电机数量 2 2 1 1 1
电机布置
小电机与ICE
同轴大电机与
ICE平行轴
双电机同轴,
电机与ICE同
轴
电机与ICE平行
轴
电机与ICE平
行轴
电机与ICE平行轴
电机冷却 油冷 油冷 油冷 水冷 TBD
电驱动系
特点
双电机,可以
同时发电和助
力,调节小电
机转速,使发
动机工作在高
效区。
双电机,可
同时发电和
助力,
同时调节2个
电机转速,
使发
动机工作在
高效区
单电机,不能
同时发电和助
力,6个发动机
定速比,通过
模式切换,使
发动机工作在
高效区
单电机,不能
同时发电和助
力,6个发动
机定速比,通
过模式切换,
使发动机工作
在高效区
单电机,不能同时
发电和助力,5个
发动机定速比,通
过模式切换,使发
动机工作在高效区
工作模式
• ECVT混动
模式
• 1个速比纯
电动模式
• ECVT混动
模式(存在
1个固定速
比模式)
• 1个速比纯
电动模式
• 6个固定速比
混动模式
• 4个速比纯电
动模式
• 9个固定速
比混动模式
• 3个速比纯
电动模式
• 5个固定速比混
动模式
• 1个ECVT混动模
式(只用于充电,
不用于助力)
• 2个速比纯电动
模式
混动结构方案对比
THS-III CHS EDU-2 E-DCT DHT
同轴结构 无
2根电机轴
套在一起
无
2根输入轴套
在一起
3根轴套在一起
(发动机输入轴、
2个太阳轮轴)
平行轴线
数量
4 3 6 8 5
齿轮数量 9 13 18 20 17(双行星排)
倒挡机构 无 无 滑齿 倒挡轴 无
行星架数量 1 1 0 1 1
减振器 damper damper DMF damper DMF
离合器起步
滑磨
无 无 无 有 有
离合器换挡
滑磨
无 无 无 有 有
发动机重启
滑磨
无 无 无 有 TBD
轴向尺寸
数值不
详,但
较小
358mm 384mm 370mm 352mm
重量 88kg 95kg
约
105kg
约120kg
(89+30)
约105kg
项目名称 技术参数
工作电压范围 185~430Vdc
持续工作电流 190Arms
短时工作电流 405Arms@10s
最大工作电流 450Arms@4s
防护等级 IP67
冷却液 乙二醇和水混合溶液
冷却液流量 ≥8L/min
冷却液温度
≤ 65℃(full performance)
Max temperature ≤ 85℃
工作环境温度 -40~+105℃
效率 ≥ 98%(Peak)
寿命 10年/20万公里
DC/DC输出功率 @15V
DC/DC效率 ≥ 95%(Peak)
e-DCT Power Electronics Box (PEB –联合电子)
上汽荣威550混合动力系统
荣威550插电式混合动力电动汽车搭载的自然进气汽油发动机,
其峰值功率为78kW,峰值转矩为135N·m。
配套的主电机和ISG辅助电机均为三相交流电机,电机旁边有变压器,
它的作用是提升来自动力控制单元的电压,以保证电机顺利驱动。
主电机峰值功率为50kW,峰值转矩为317N·m;ISG辅助电机峰值
功率为25kW,峰值转矩为147N·m。
荣威550插电式混合动力系统的组成
荣威550混合动力系统主要由发动机、电驱动系统(Electric Drive
Unit,EDU)、储能系统(Energy Storage System,ESS)、电
力电子箱(Power Electronic Box,PEB)组成,如图所示。
荣威550混合动力系统的组成
电驱动单元
电驱动单元主要由TM电机、ISG电机、C1离合器、C2离合器、平衡
轴式的齿轮组、液压控制模块组成。
其中TM电机为牵引电机,主要作用为输出动力;ISG电机为集成启
动发电机,主要作用是启动发动机和给动力电池充电,极端情况下
也作为辅助动力输出;C1离合器属于常开离合器,与发动机连接和
ISG电机搭配工作;C2离合器属于常闭离合器,配合TM电机工作;
平衡轴式的齿轮组提供了2个齿轮速比及一个主减速比;液压控制模
块控制离合器的结合分离和EDU的挡位选择。
TM电机和ISG电机均为三相交流电机,TM电机的峰值功率50kW,
峰值转矩317N·m;ISG电机的峰值功率25kW,峰值转为147N·m。
荣威550电驱动变速器外形
荣威550的电驱动变速器爆炸图
电力电子箱:电力电子箱位于引擎舱左后侧位置,有三个接口,分
别连接至动力电池组、TM电机和ISG电机,如图所示。电力电子箱
的散热形式为水冷式,其作用是通过改变来自动力电池组电流的相
位从而实现向电机分配电流。
荣威550电力电子箱
电力电子箱的内部原理如图所示,图中TC为动力驱动控制模块,ISC
为逆变器控制模块,IGBT为绝缘栅双极型晶体管,DCDC为DC/DC
转换器,TM为主电机,ISG为辅助电机,Batt为电池组。
荣威550电力电子箱的内部原理图
上汽名爵6混合动力系统
上汽名爵6混合动力汽车搭载由三缸发动机和电机组成的插电式
混合动力系统;发动机的峰值功率为86kW,峰值转矩为170N·m;
电机的峰值功率为59kW,工作电压为350V;综合峰值功率为
145kW,峰值转矩为622N·m;搭载高密度磷酸铁锂电池,纯电驱
动模式下续驶里程可达到53km,综合续驶里程为705km;综合油耗
值低至
上汽名爵6混合动力系统的组成
上汽名爵6混合动力系统结构示意图如图所示,它主要由发动机、
EDU变速系统和动力电池组成。
上汽名爵6混合动力系统结构示意图
EDU变速系统主要由ISG电机、TM电机、两个离合器C1和C2、以及
齿轮轴系组成,如图所示。
ISG电机与发动机输出轴相连,同轴上接着有一个C1离合器,离合
器是介于齿轮机构和发动机之间,可以通过离合器的开合来控制发
动机是否介入直接驱动车辆。
而大多数时候发动机是通过ISG电机作为发电机使用,也就是说C1
离合器不常结合,而是将发动机的动能转化为电能储存在动力电池
(锂电池组)中,然后通过TM电机再将锂电池组中的电能转化为动
能驱动车辆。
DU变速系统
能量控制单元(HCU)是混合动力系统的控制核心,它会解析驾驶
需求信号,如踏板输入、车速信号、驾驶模式选择、能量回收强度
选择等,并使用这些信号来分析处理系统能量输出。同时HCU通过
得到发动机、驱动电机和动力电池的状态信息,进而控制混合动力
系统的启动、停止和工作模式的转换。HCU实物如图所示。
HCU实物
综上所述,在上汽名爵6混合动力系统中,ISG电机主要将发动机的
输出动能转化为电能储存在锂电池组中;另一台TM电机则是将锂电
池组的电能转化为动能的电机。而齿轮轴系是当需要发动机直连时
(发动机动力直接输出时),C1离合器结合,发动机的动力就过通
过齿轮轴系,最终传递到车轮。齿轮轴系存在的意义是当发动机直
连时,使发动机有更宽的变速范围。
第三代名爵6搭载的混合动力系统发生了改变,由四缸涡轮增压
发动机、第二代10速智能电驱变速器、容量为·h的锂电池组、
第二代HCU混动中央控制器组成。
这套混合动力系统的综合输出峰值功率可以达到224kW,峰值转矩
可以达到480N·m。纯电动续驶里程为70km;高电量状态的油耗可
以低至
上汽第一代EDU电驱系统搭载在了包括荣威550、荣威eRX5、名爵
6插电式混动版等多款车型上。
第一代EDU电驱系统是由一个ISG电机(主要用于发电)、一个TM
电机(主要用于驱动)、以及一个2挡变速器组成,通过巧妙的结构
来实现混联驱动。发动机、ISG发电机和TM电机同轴布置。发动机
直接与ISG电机连接,并通过离合器C1连接2挡变速器。另一端,
TM电机通过离合器C2与AMT连接,动力最终经2挡变速器传递至
车轮。上汽第二代EDU电驱系统变成10速智能电驱变速器,采用四
合一结构,由永磁同步电机、10挡变速器、电机控制器、第二代
HCU智能混动控制单元组成。换挡动作由电控代替液压,能实现
级动力响应,并且传动效率可以达到94%以上。
上汽第二代10速智能电驱变速器的核心部件是发动机端的6速变速器
以及电机端的4挡变速器,如图所示。6挡变速器与发动机连接、4挡
变速器与驱动电机连接,两套动力系统采用平行布局,最多可以组
合出24个不同挡位。
上汽第二代10速智能电驱变速器原理图
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