微动态丨节油界的性能“天花板”：“雷神”开启混动新时代

梳理混动技术的发展历程，目前已经形成了单电机与双电机；功率分流与串并联；单挡定速与多档变速三类不同技术路线。

(资料图)

2022年12月9日，由盖世汽车主办的2022第三届混动技术发展论坛中，吉利汽车动力总成研究院雷神混动系统总工程师刘国庆看来，日系混动的节油率较为突出，而欧系如大众的混动系统在动力表现上更加强劲。

鱼和熊掌如何兼顾？刘国庆表示，这就需要重溯混动的学名：机电耦合装置，可以看出，混动技术的核心关键词在于解耦，这又包含物理解耦、功能解耦和工况解耦，其中功能解耦（增加电机数量）正是丰田混动技术的秘诀所在，市场上多数混动系统也已经实现了前两种解耦模式。

工况解耦，也就是区分高速、城区、郊区等不同工况，这正是各个企业需要考虑的关键点。刘国庆强调，吉利的雷神混动电驱变速器DHT-Pro通过 P1电机+P2电驱动实现了功能解耦，工况上实现了三档场景按需耦合，能够适配吉利旗下的各级车型架构，以达到“扬电动之长，补电动之短”的目标。

刘国庆 | 吉利汽车动力总成研究院雷神混动系统总工程师

以下为演讲内容整理：

因为我是雷神混动的总工程师，所以我更多从技术维度向大家介绍为什么会设计这样一套系统？我的报告分为两个部分，第一部分是吉利动力系统的诞生背景，第二部分是雷神混动系统的介绍。

雷神混动系统的诞生背景

在2020年2月份，也就是双碳战略发布之前，吉利已经确定要加速电气化转型，吉利的转型分两个方面：第一，推出极氪、几何等品牌主攻纯电市场；第二，主攻节能和新能源市场，这部分主要基于混动技术进行实现，我们的规划是：2023年吉利新能源汽车渗透率占比将继续逐步提升至50%以上，2025年领克全面电气化。

吉利动力系统负责承接这部分行动计划的落地，我们在技术上聚焦四点：动力高效化，驱动电气化，控制智能化，能源多样化。

下图是吉利动力系统成立之初到现在的产品迭代过程，我们的产品连续九年荣获中国心十佳动力，3次获得世界十佳变速器，我们的3.0时代产品也获得了中国汽车工业学会举办的中国汽车工业科学技术奖一等奖。

同时我们自己也推出了HEV、PHEV系统，搭载在销往海外的乘用车车型上，还有商用车车型比如出租车上，我们的第三代产品基本针对所有的混动形式都进行了量产化尝试，从第四代开始，我们开始全面聚焦混动，发动机推出了BHE系列和DHE系列，变速器主要是以DHT pro为主，电驱产品上推出了EDU系统，搭载在领克09上。

图片来源：吉利汽车

2021年10月31日，我们正式发布吉利全球动力科技品牌：雷神动力，致力于提供全球领先的高效智能动力解决方案。我们的品牌标识出三个“V”，分别代表元气Vigor，速度Velocity，多样化Various。

接下来分五个部分对雷神混动进行介绍：混动系统，混动变速器，混动发动机，混动控制系统，吉利在碳中和领域的探索。

首先看下目前混动动力技术的发展方向，我们研究了不同代际产品的特点，发现日系的混动在节油率上表现突出，在动力性上有欠缺，特别是在高速的加速性上面；而德系，像大众的单电机方案或者并联方案，整体来讲节油率大概在20%，但是动力性却非常强。

图片来源：吉利汽车

鱼和熊掌如何兼得？这是我们需要思考的问题，要回答这一问题，就需要回归混动的本质。

混动的学名是机电耦合装置，其核心的问题在于解耦，第一种是物理解耦，也就是把发动机和电机分开，上图的P0和P1是没有办法实现物理解耦的，丰田也没有实现物理解耦，但是为什么丰田的混动系统竞争力强，这是因为它实现了功能解耦。

功能解耦就是第二种解耦，意思是将发电功能和电驱动功能分开；第三种是工况解耦，城市/高速/郊区工况分开。

现在市面上的主流产品，基本上只做到了物理解耦，通常会使用两个电机去达到功能解耦，但是在如何实现工况解耦上仍然有一定的困难。

雷神动力系统第一代P0没有实现物理解耦，P2实现了物理解耦，但是功能解耦没有实现，第三代考虑的是全部场景的解耦。

为什么要考虑解耦，这要从开发混动系统的两个思考维度考虑：终端客户的维度和上游客户的维度，因此，我们在开发之初就对整个混动系统进行了定义：扬电动之长，补电动之短。

第一个维度：亏电工况的动力性，这一问题在纯电或燃油车中都很少出现，但是在双动力源就存在这种问题：无法百分百保证驾驶时的强动力性，这在极端场景中就会演变成安全问题，比如高速超车、山路爬坡的工况下。这一点正是雷神动力系统所重点考虑的：从变速器到发动机，我们都采用了相对于同级别而言的超配系统，从而提供足够的扭矩储备和功率储备。

第二个维度：兼容HEV/PHEV/REEV，覆盖A0-D级车应用。这主要是出于对平台化效益的考虑，我们要通过一个混动平台实现所有的混动形式和全混动车型的覆盖。

混动电驱变速器 DHT Pro

现在讲一下3挡双行星齿轮组混动电驱变速器 DHT Pro，我们是首个采用3+3档位数的，当然，做三档不是特别难的事情，难点在于兼具多档和空间的紧凑性，DHT Pro变速器的重量只有120公斤，同日系DHT的重量相当，轴向长度只有354mm，相当于一个14寸笔记本。

采用了双离合器系统，双电机系统，电子双联泵，在工程设计了四层结构，以环环相套的模式进行嵌套，进一步节省了整体的空间，还集成了PCM模块、液压控制模块，传统系统。

除了结构的精巧，该系统内的每一个组成部件在集成度和体积上都做到了行业的领先水平，比如双电机系统，采用了扁线油冷波绕组技术，最高效率可以达到97%；采用了电子双联泵，能够节省能量21%，；液压控制模块采用了60bar高压控制系统，响应做到了小于100ms。

PCM控制器也是高度集成，采用双面Pin-fin直接水冷技术，最高效率可以达到98.9%，是行业顶尖水平。

图片来源：吉利汽车

最后介绍下DHT Pro的工况模式，这一系统可以实现纯电串联，直驱并联，能量回收等20种工况，它是如何实现物理解偶，功能解偶和工况解偶的呢？首先，C0负责发动机和电机耦合实现物理解耦，P1电机发电为主+P2电驱动为主实现功能解耦，B1+B2+C3实现三档场景按需耦合实现工况解耦。

以上是关于雷神混动变速器的介绍，接下来从底层技术层面介绍下混动发动机。

雷神混动专用发动机DHE15

混动发动机和传统发动机的区别在什么地方？传统发动机在开发的时候更加偏重动力兼顾油耗，而混动发动机是偏重油耗的同时也兼顾动力，两者平衡动力和油耗的维度不同，可以从开源和节流的视角去看待。

下图的横轴是发动机转速，纵轴是扭矩，中间是一些油耗等高线，我们可以把整体分成三部分，最下面是发动机点火角的燃烧相位最优线，中间这一部分已经产生爆震，需要通过推角（提前点火角，降低排温，减少喷油）以达成最优，最上面的部分仅仅通过推角是解决不了问题的，就需要加容，在极端情况下需要限扭。

混动发动机的核心开发难点在于燃烧系统的开发，要降低发动机摩擦功率的比重，因此如果在燃烧性上做加法，在摩擦系统上面就可以适当根据成本做一些减法。

图片来源：吉利汽车

燃烧系统设计的核心点有两个：1、知道油去哪儿了，2、知道气去哪儿了。雷神混动发动机针对此进行了专项开发，可以将燃烧效率提升20%，大幅提升节油率。

这是我们这款吉利混动专用发动机DHE15，扭矩最高为225Nm 功率最高可达110kW，最高热效率可以做到43.32%，我们也是目前首个将增压中冷、高压直喷、深度米勒、中冷EGR四项技术均实现量产的企业。

我们也推出了全栈自研的雷神X·System智能控制系统，包含七大核心智能技术，核心在于能量控制，又分为三个层面，第一个层面是系统与硬件的控制优化算法，涉及到最优效率控制，速率选择等。

第二个层面是系统与人的互动，比如智能驾驶模式中对驾驶员意图的识别，如何在动力模式，舒适模式，经济模式下自由切换，以便达到比较好的驾驶性和节油效果。

第三个层面是系统与环境的互动，特别是在能量回收方面所进行智能管理。

当然，一套系统的最关键点还是在于功能安全，这也是一个系统的地基，雷神混动系统满足行业最高标准ASIL D的标准，软件开发体系获得ASPICE L3的行业最高等级认证。

吉利的甲醇汽车技术创新

最后分享吉利在碳中和上的一些探索。碳中和的核心问题在于能量的储存问题，包括如何实现清洁能源的高效储存，目前，我国的能源结构下，70%以上的电力来自于煤炭，而甲醇、氢能等都有机会成为火电的替代品，我们这里着重介绍的是甲醇的开发。

首先说下甲醇在储能上的技术困难点，因其腐蚀性，在储存，排放，应用等环节都需要专项开发。吉利经过17多年持续攻关，解决了甲醇在内燃机应用上的技术难题，是全球唯一拥有甲醇汽车量产技术的企业。将甲醇和混动技术结合起来，吉利推出了全新一代雷神醇电混动系统，每公里醇耗小于0.3元，未来还希望能将甲醇技术和纯电技术相结合。

下图是搭载雷神混动系统车型的性能表现，可以看到，我们的最高车速基本可以做到230km/h，这实际上代表了雷神系统功率储备的性能水平，以上就是针对雷神混动系统的整体介绍。

（以上内容来自吉利汽车动力总成研究院雷神混动系统总工程师刘国庆于2022年12月9日，由盖世汽车主办的2022第三届混动技术发展论坛发表的《吉利雷神混动系统介绍》主题演讲。）