本田下一代IMMD混动专利布局技术解析

来源:搜狐汽车 时间:2023-04-20 14:23:44

1997年,本田公司第一代混合动力技术IMA(Integrated Motor Assist)研发完成,搭载J-VX概念车(Insight原型车),IMA属于典型的P1架构并联中混,2012年后不再搭载新车型,被新一代混动技术SPORT HYBRID取代。

1999年3月,第一代Insight量产,成为搭载IMA混动技术的首款轿车,三门两座掀背车,轴距2400mm,整备质量852kg(手动挡),1.0L三缸机,10kW电机。当年EPA综合油耗3.7L/100km(64MPG),直至2014年该车仍被EPA评为最省油的汽油车。次月进军北美市场,成为北美市场上首款量产的混合动力车型(Prius于2000年3月进入北美市场)。


(相关资料图)

2001年,IMA系统搭载第七代思域(CIVIC),该车型同时引入发动机减速停缸技术。

2005年,IMA系统搭载美版第七代雅阁(ACCORD),雅阁成为本田第三款混动车型。搭载3L V6发动机,EPA综合油耗8.4L/100km(28MPG)。

2009年,第二代Insight量产,五门掀背,轴距2552mm,整备质量1237kg,1.3L四缸机,10kW直流无刷电机。EPA综合油耗5.6L/100km(42MPG)。全新开发的混动轿车平台,次年上市的CR-Z混动跑车与其同平台。Insight于2014年夏季停产,CR-Z于2016年夏季停产。接替它们成为本田新能源技术代表车型的是Accord混动版以及燃料电池车Clarity。

2011年,本田发布全新一代动力总成技术体系“EARTH DREAMS TECHNOLOGY”,旨在将驾驶乐趣与燃油经济性高度融合,提高发动机、变速器等传统动力总成技术的效率,并提出名为“SPORT HYBRID”的第二代混合动力技术。

2012年,本田公司第二代混合动力技术SPORT HYBRID的首搭车陆续量产:适用于小型车的i-DCD:2012款飞度(Fit),适用于中型车的i-MMD:2012款九代雅阁(Accord),2014款美版Plug-in适用于性能车的SH-AWD:Acura RLX 以及 Acura NXS。

2013年,国内首款IMMD整车上市,即第一代iMMD双电机混合动力系统。

2016年,第二代IMMD问世,马达重心的磁体磁极更多,电机功率扭矩更大,动力升级。

2018年,第三代IMMD亮相,发动机热效率提升,在细节处进一步优化,马力提升,降低了体积以及重量。

2023年,第四代IMMD搭载第十一代思域上市。

IMMD四代产品参数对比

IMMD产品作为本田最成功的混动产品之一,在国内市场取得了较大成功,同时双电机解决方案也成为国内车企最受欢迎的方案之一。随着国内车企混动系统迭代升级,双电机技术路线的推广及应用逐渐扩大,各大主机厂及企业均有开发了类似IMMD双电机技术路线的产品,虽然构型上存在差异,但工作原理上大体相同,如长城柠檬DHT(P1+P3),比亚迪超级混动DM-i(P1+P3),奇瑞鲲鹏DHT(P2+P2.5),吉利雷神动力DHT-Pro(P1+P2),广汽第二代G-MC(P2+P3),其中不乏有多挡方案,如长城两挡,吉利三挡,奇瑞三挡,广汽两挡等,面对国内自主品牌企业的新一代混动产品落地和竞争力的提升,本田也提前布局多挡位混动产品,并计划在第四代iMMD基础上增加2AT版本。

在地方专利局网上公布的新一代混动产品方案,本田也在近两年布局了多项双电机2AT版本的混动方案,同时围绕该专利撰写了大量控制策略专利。

本田新一代混动系统专利图

新专利与当前IMMD方案模式对比,保留了纯电动EV模式、串联模式,混动HEV模式;同时增加了W马达模式,即双电机纯电动驱动模式,混动模式增加了发动机两挡(2AT)结构。

结构上,发动机和发电机连接联系采用丰田THS方案布局,通过第一行星排连接,单向离合器1防止发动机反转,同时为双电机驱动模式下给发电机驱动提供力矩支撑,实现发电机的动力正常输出;同时发动机传动链增加2AT结构,即第二行星排+两个湿式离合器,双离合器配合使用实现两挡传递。为减小纯电动模式离合器拖曳,驱动电机MG2传动链增加单向离合器2结构,动力只经过中间轴,不传递至第二行星排等零部件。

本田新一代混动系统专利图

专利驱动模式及传递原理解析:

1、纯电动驱动模式:单电机驱动

B1制动器及C1离合器断开,动力直接经由驱动电机MG2输出直至差速器,单向离合器2处于断开状态,无内轴连接端拖曳。

纯电动单电机驱动模式

2、纯电动驱动模式:双电机驱动

双电机驱动模式下,主驱动电机MG2动力传递路线保持不变;发电机MG1通过单向离合器1形成惰轮原理传递出动力扭矩,离合器C1结合,第一行星排速比为1进行发电机动力传递,双电机驱动相比单电机能有效提升纯电动模式下的动力性,同时在一定程度上通过双电机协同控制,能改善纯电模式下高速工况的电机效率,提高经济性。

纯电动双电机驱动模式

3、串联驱动模式

串联模式下,主驱动电机MG2动力传递路径保持不变;离合器C1和制动器B1均结合,固定第二行星排齿圈,使发动机动力顺利输入给发电机MG1。

串联驱动模式

4、混动驱动模式:一挡

一挡混动模式下,C1离合器结合,B1制动器断开,主驱动电机MG2动力传递路径保持不变,由于发电机MG1和发动机连接方式与丰田THS一致,最终动力需由齿圈输出,即发动机最终以功率分流方式输出动力,发动机、驱动电机MG2驱动整车,发电机MG1进行发电,除专利本身硬件与THS差异外,工作原理同THS一致。

混动驱动(一挡)模式

5、混动驱动模式:二挡

二挡混动模式下,C1离合器断开,B1制动器结合,主驱动电机MG2动力传递路径保持不变,同理,发动机动力通过功率分流方式通过二挡输出动力。

混动驱动(二挡)模式

通过以上驱动模式及传递路径分析,新专利主要功能特点增加了纯电动双电机驱动模式,直接提升纯电动模式整体性能,在混动模式下,与当前IMMD的混动(并联)模式完全不同,而采用了丰田的混动(功率分流)模式,使发动机除2AT带来的挡位调速以外,还可以通过发电机,发动机配合实现发动机ECVT无级调速,大大增加了发动机工作区域的灵活性。

新专利相比现有IMMD的硬件特点,改善了纯电模式下的动力性和经济性,在混动模式下,车速与发动机转速解耦,拓宽了发动机工作范围,除了能以低车速直接进入混动模式外,在全车速范围下均能实现发动机动力性和经济性的平衡,并改善NVH性能,整体性能相比之前IMMD产品均有大大提升。

注:

小哥中引用数据和图片来源网络

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