日產(chǎn)前置前驅(qū)混合動(dòng)力系統(tǒng)淺析

2013年混合動(dòng)力汽車及電動(dòng)汽車技術(shù)研討會(huì)上周在美國(guó)加利福尼亞州阿納海姆舉辦，日產(chǎn)零排放研究組高級(jí)項(xiàng)目工程師為其即將發(fā)布的前置前驅(qū)發(fā)動(dòng)機(jī)混動(dòng)系統(tǒng)（Front-engine, Front-wheel drive，F(xiàn)F）進(jìn)行了講解。

2010年，日產(chǎn)推出了前置后驅(qū)發(fā)動(dòng)機(jī)混動(dòng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)當(dāng)時(shí)在英菲尼迪M中使用，它包含一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)、后驅(qū)電動(dòng)機(jī)、兩個(gè)離合器總成，日產(chǎn)稱其為智能雙離合控制。2011年日產(chǎn)提出了2016綠色項(xiàng)目計(jì)劃并于去年10月對(duì)其進(jìn)行了進(jìn)一步概述，前置前驅(qū)混動(dòng)系統(tǒng)能夠搭載于各種尺寸的車輛中，并支持四驅(qū)、插電式混合配置。

日產(chǎn)前置前驅(qū)混動(dòng)系統(tǒng)主要配置將包括：更小體積的發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室、全新的高效無(wú)級(jí)變速器以及一個(gè)小型鋰電池組。

發(fā)動(dòng)機(jī)。采用一臺(tái)全新2.5升4缸機(jī)械增壓發(fā)動(dòng)機(jī)代替原本的3.5升V6發(fā)動(dòng)機(jī)。前者基于去年發(fā)布的日產(chǎn)Altima使用的QR25平臺(tái)，配置了一個(gè)羅茨式增壓器（Roots-type），最大功率與扭矩媲美后者。除了在轉(zhuǎn)速相當(dāng)?shù)偷臅r(shí)刻之外，其他時(shí)刻這臺(tái)2.5升4缸發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩均超越3.5升V6發(fā)動(dòng)機(jī)。E-motor輔助裝置將為發(fā)動(dòng)機(jī)在低轉(zhuǎn)速時(shí)提供額外動(dòng)力，彌補(bǔ)低轉(zhuǎn)速時(shí)的動(dòng)力缺失。

在發(fā)動(dòng)機(jī)處于低轉(zhuǎn)速時(shí)，小型化設(shè)計(jì)則幫助它能夠能快的提高轉(zhuǎn)速，當(dāng)轉(zhuǎn)速處于中等水平時(shí)，其扭矩也能保持較高水平，此外整體燃油經(jīng)濟(jì)性在較大轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)都得到了提升。

CVT變速箱

新的無(wú)級(jí)變速箱具有一個(gè)電動(dòng)機(jī)以及兩個(gè)離合器裝置

新的無(wú)級(jí)變速箱與傳統(tǒng)無(wú)級(jí)變速箱結(jié)構(gòu)區(qū)分

在這款前置前驅(qū)混動(dòng)系統(tǒng)中，無(wú)級(jí)變速箱是其中的核心組成部分。新的無(wú)級(jí)變速箱具有更寬泛的齒比，同時(shí)，具有一個(gè)電動(dòng)機(jī)以及兩個(gè)離合器裝置協(xié)同作用，該混動(dòng)無(wú)級(jí)變速系統(tǒng)比之普通無(wú)級(jí)變速箱能夠減少40%的摩擦阻力，能夠與濕式離合器的傳動(dòng)效率相媲美。

據(jù)數(shù)據(jù)顯示，新的無(wú)級(jí)變速箱能夠提高發(fā)動(dòng)機(jī)在高速路況中3%的傳動(dòng)效率，與雙離合變速箱相比能夠提高3-5%的傳動(dòng)效率。

此外，由于配備了一個(gè)電動(dòng)機(jī)，新無(wú)級(jí)變速箱換擋過(guò)程中的平滑程度要更高，換擋間的瞬時(shí)動(dòng)力損失都將由電動(dòng)機(jī)及時(shí)彌補(bǔ)。由于其部件增多，在各部件的尺寸上需要進(jìn)一步小型化以保證該混動(dòng)系統(tǒng)能夠成功地安裝在普通前驅(qū)車的底盤空間內(nèi)。

為了滿足這個(gè)條件，日產(chǎn)設(shè)計(jì)了一個(gè)電動(dòng)機(jī)-離合器集成化結(jié)構(gòu)，使得發(fā)動(dòng)機(jī)在空閑時(shí)能夠由集成結(jié)構(gòu)中的電動(dòng)機(jī)負(fù)責(zé)提供動(dòng)力。電動(dòng)機(jī)和離合器集成結(jié)構(gòu)所處的空間就和普通汽車的液力變矩器所處位置相同——嵌入在變速箱內(nèi)部。這樣一來(lái)，在普通汽車中安裝該系統(tǒng)變得更容易實(shí)現(xiàn)。

集成結(jié)構(gòu)中的電動(dòng)機(jī)在某些時(shí)刻需要充當(dāng)發(fā)電機(jī)的角色，當(dāng)汽車減速時(shí)，它負(fù)責(zé)將無(wú)級(jí)變速箱中多余的扭矩轉(zhuǎn)化為電能儲(chǔ)存入安裝在車輛后部的電池組內(nèi)?；靹?dòng)系統(tǒng)中一個(gè)離合器處于汽油發(fā)動(dòng)機(jī)與變速箱輸入軸之間，另一個(gè)則在電動(dòng)機(jī)和無(wú)級(jí)變速箱之間。

車輛減速時(shí)，電動(dòng)機(jī)負(fù)責(zé)將無(wú)級(jí)變速箱中扭矩轉(zhuǎn)化為電能儲(chǔ)存在后方電池組內(nèi)

當(dāng)兩個(gè)離合器同時(shí)嚙合時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)同時(shí)與無(wú)級(jí)變速箱直接連接，根據(jù)需要為發(fā)動(dòng)機(jī)提供更強(qiáng)勁的扭矩。當(dāng)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)處于停轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，處于發(fā)動(dòng)機(jī)與電動(dòng)機(jī)之間的離合器則自動(dòng)脫開(kāi)，此時(shí)后方的鋰離子電池組介入提供動(dòng)力并由電動(dòng)機(jī)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能（扭矩）傳入無(wú)級(jí)變速箱中。

該混合動(dòng)力總成能夠與插電式混動(dòng)車結(jié)構(gòu)兼容

設(shè)計(jì)靈活性

上文已經(jīng)介紹過(guò)，該混動(dòng)系統(tǒng)的核心組件為一個(gè)無(wú)級(jí)變速箱以及兩個(gè)離合器和一個(gè)電動(dòng)機(jī)。這項(xiàng)系統(tǒng)能夠搭配各種尺寸的發(fā)動(dòng)機(jī)及電池組，它具有很強(qiáng)的可擴(kuò)展性。