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讴歌MDX,源自超跑技术的混动SUV

讴歌MDX,源自超跑技术的混动SUV

小星之前介绍过本田的混动技术研究方向分为三大方向。小型车基于单电机i-DCD。中型车基于双电机i-MMD。而大型车基于三电机SH-AWD。随着不久前混动雅阁的上市,i-MMD混动系统以其低油耗高性能的特点吸引了众多关注。这次本田旗下的讴歌品牌连续发布了超跑NSX和混动七座SUV车型MDX。它们都是使用了本田最高端的四驱混动系统SH-AWD。这套系统的全称是Super Handling All Wheel Drive,超级操控性全轮驱动系统。今天就来随着小星一起了解一下这套三电机混动四驱系统的特色吧。

↑本田混动技术研究方向

讴歌NSX混动超跑

作为一代跑车经典的本田NSX,迎来了全新一代的车型并借由混动技术赋予了更强的性能和操控性。如下为讴歌NSX动力及电池系统布置示意图。可以看到其整个混动动力总成完全按照车身左右对称布置。一方面其电池系统智能能量单元Intelligent Power Unit(IPU)和电机驱动逆变器Power Drive Unit(PDU)处在车辆中轴线上。另一方面发动机和变速箱集成电机组成的后驱系统处在后轮轴线上,双电机单元TMU组成的前驱系统处在前轮轴线上。使得这个电子四驱系统位置上是完全对称的。同时结合各组件较低的重心,提高了车辆的稳定性和操控性。

↑讴歌NSX动力及电池系统



具体来看混动超跑NSX的驱动系统具体由如下组件组成:位于前轴的双电机单元Twin Motor Unit (TMU)。位于车身中部的电机驱动逆变器Power Drive Unit(PDU)和智能能量单元Intelligent Power Unit(IPU)。位于后轴的双涡轮V6发动机Twin-turbo V6 Engine、后直驱电机Rear Direct Drive Motor和纵置9速双离合变速箱9-speed DCT。

↑讴歌NSX混动系统组成

再来看一下NSX的具体工作模式。具体来说其一共包括6种工作模式。

1. 电机驱动模式motor

包括最左侧的纯电驱动模式EV drive。电池的电量供应前轴TMU驱动前轮。另一个电机驱动模式为最右侧的电机制动能量回收模式Regeneration。前轴和后轴的电机同时提供制动扭矩将能量回收回电池。

2. 发动机驱动模式Engine(motor assist)

包括3种子模式,首先发动机驱动后轮的同时通过变速箱集成电机为电池充电Drive and charge。其次为发动机驱动后轮,此时电池电量较高不需要进行充电。最后电机辅助Assist,发动机驱动后轮,TMU双电机由电池能量驱动前轮。同时出力提升加速能力。

3. 四驱模式Engine+motor


发动机驱动后轮的同时通过变速箱集成电机发电为TMU双电机提供能量驱动前轮,实现电子四驱。

↑讴歌NSX混动系统工作模式(来自本田SAE论文)



具体来说,后驱动力系统包括双涡轮增压双顶置凸轮轴Twin-turbocharged DOHC V6发动机、直驱电机direct drive motor和9速双离合变速箱9-speed DCT。

↑讴歌NSX后驱动力系统


而变速箱内部又包括直驱电机motor、飞轮flywheel、离合器clutch、差速器Diff和限滑差速器LSD。

↑讴歌NSX后驱动力系统(来自本田SAE论文)

前驱动力系统由双电机单元Twin Motor Unit(TMU)组成。内部组件包括左右两个电机motor、双小齿轮齿轮组减速机构Double-pinion Gear deceleration mechanism、齿轮制动离合器Brake和单向离合器One-way Clutch。

↑讴歌NSX前驱双电机单元TMU

↑讴歌NSX前驱双电机单元TMU系统组成(来自本田SAE论文)


由如下本田SAE论文对TMU工作原理的细节描述就能发现,由于双小齿轮齿轮组减速机构(行星齿轮组)的使用。双电机和左右车胎的扭矩传递遵从杠杆原理。电机位于太阳轮,车胎位于行星齿轮架,而齿轮制动离合器Brake控制内齿圈Ring Gear的停止还是运动平衡模式Balanced。当Brake启动将内齿圈锁止时,驱动力和制动能量回收力可不相同。从而提供更大的转向矢量。当Brake未启动从而内齿圈自由旋转时,驱动力和制动能量回收力互相平衡。

↑讴歌NSX前驱双电机单元TMU工作模式(来自本田SAE论文)


如上提到的本田专利的转向矢量技术,使得讴歌NSX拥有了轨道转向On Rail Cornering的特性。顾名思义,其转向过程中就像火车行驶在轨道上一样,遵循驾驶者想要的轨迹。提供更好的过弯操控性。就好像超跑用上了战斗机才有的矢量发动机,具备了超机动性能。妈妈再也不用担心我过弯甩尾了。

↑讴歌NSX轨道转向On Rail Cornering技术(来自本田SAE论文)


讴歌NSX在入弯和出弯的整个过程中,可根据如上不同的4种需求(Full Regenerate全力制动、Regenerate with Torque Vectoring带扭矩矢量的制动、Torque Vectoring扭矩矢量和Drive with Torque Vectoring带扭矩矢量的驱动)将驱动力或者制动力分配到左右车轮。其实这种技术在运动车型上也有配备,比如如下提到的奥迪A6。不过他们所基于的都是机械四驱系统中的运动差速器。可将驱动力扭矩分配至左右轮。制动分配则交由刹车电子稳定系统完成。而讴歌NSX所配备的TMU则是一套基于电机的转向矢量系统。它不仅可以左右分配驱动力,而且可以分配制动力。可以更高效的回收制动能量,为电池充电。这为其提供良好过弯性能的同时改善了油耗。

↑奥迪A6配备运动差速器的四驱系统工作原理

讴歌MDX混动SUV

而讴歌MDX则是一款全长近五米,整备质量2吨的大型七座SUV。而且售价也从300万降低至70~80万的区间。这样完全不同特性的车型如何使用上文提到的超跑NSX所用的混动技术呢?下面我们看看车型细节。

↑讴歌MDX混动SUV

讴歌MDX基本上把NSX所用的混动系统前后轴做了对换。前轴由一台3.0L自然吸气V6发动机配合集成在横置7速双离合变速箱内电机驱动。后轴由两台电机组成的双电机单元TMU驱动。而电机驱动逆变器Power Drive Unit(PDU)和智能能量单元Intelligent Power Unit(IPU)仍然保持在车身中部。不过通过巧妙的空间设计,其隐藏在了前排座位下方。从而为后排座位提供了全平的地板,保证宽敞脚步空间的同时后备箱的空间也未受到影响。

↑讴歌MDX混动系统

↑讴歌MDX混动系统侧面示意图

↑讴歌MDX混动系统组成


↑讴歌MDX前驱动力系统


↑讴歌MDX后驱双电机单元TMU

相应的MDX的具体工作模式也基本上是NSX的前后轴对换。

1. 电机驱动模式motor

包括最左侧的纯电驱动模式EV drive。电池的电量供应后轴TMU驱动后轮。另一个电机驱动模式为最右侧的电机制动能量回收模式Regeneration。前轴和后轴的电机同时提供制动扭矩将能量回收回电池。

2. 发动机驱动模式Engine(Efficient Generation / motor assist)

包括2种子模式,首先发动机驱动前轮的同时通过变速箱集成电机为电池充电。其次电机辅助Assist,发动机驱动前轮,TMU双电机由电池能量驱动后轮。同时出力提升加速能力。

3. 四驱模式Engine+motor

发动机驱动前轮的同时通过变速箱集成电机发电为TMU双电机提供能量驱动后轮,实现电子四驱。


↑讴歌MDX混动系统工作模式(来自本田SAE论文)


如上提到的本田专利的转向矢量技术,在MDX这样的大型SUV上的应用与超跑NSX在乎的过弯操控性不同,更多考虑的是优化电子四驱系统提升通过性和安全性。MDX配备的四驱系统不仅配备了传统的城市和越野模式,而且优化了高速侧风和雪天行驶的驾驶工况。当然降油耗也是重点考虑的一方面。


综上所述,讴歌MDX作为大型七座SUV用上了超跑NSX所使用的混动系统。在不占据过多车内空间的情况下,优化电子四驱系统提升通过性和安全性。同时降低了油耗改善了车辆的驾驶性能。本田引入该混动系统的目标为提供V8发动机的性能同时仅使用四缸发动机的油耗。能否实现有待市场的考验。如果考虑大号SUV又喜欢新能源不妨去试驾感受一下。


参考文献与扩展阅读:

SAE论文 SAE 2016-01-1685 全新运动混合动力超跑车型的电驱动系统开发Development of Electric Drive System for New Model Super Sports Hybrid Vehicle

SAE论文 SAE 2015-01-1575 运动混合动力SH-AWD四驱系统的操控性能开发Development of Handling Performance Control for SPORT HYBRID SH-AWD

SAE论文 SAE 2015-01-1206 运动混合动力SH-AWD四驱系统电机减振Vibration Reduction in Motors for the SPORT HYBRID SH-AWD

SAE论文 SAE 2014-01-1821 运动混合动力SH-AWD的电驱动系统Electric Drive System for SPORT HYBRID SH-AWD

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发布于 2017-06-12

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    微信号辣笔小星,本人作为汽车电子系统应用工程师,服务国际国内各大汽车电子零部件供应商及整车厂提供系统解决方案。设立此专栏专注汽车及相关电子技术研究与探讨论