【混动百科】4500字看懂「长城Hi4电混系统」

  官方对「长城Hi4」的定义是『全球首创智能四驱电混技术，『Hi4』中的字母和数字分别表示H（Hybrid）代表混动，i代表智能（intelligent），4代表四驱系统（4WD），其构型为前后轴双电机串并联式。』为了方便大家理解，我还是讲前后桥分开解释：

  「混动专用发动机」（1.5L/1.5T，峰值功率80/120kW）以及一枚「P2.5电机」（峰值功率70kW）组成动力源，而控制的机械结构为「离合器」（C0）和两挡的「变速器」（官方称与前一代相比，齿比进行了更合理的改变）；

  「P4电机」（峰值功率150kW）作为动力源，配合一挡「减速齿轮组」，负责驱动后轮。

  如果你对「长城柠檬混动DHT」比较熟悉的，那么在「长城Hi4」的构型上就能第一时间发现三处变化：

  1. 「离合器」处轴系的变化：通过观察上图中标红的区域，我们会发现，轴系的调整使得本来无法与「发动机」物理解耦的「P1电机」，现在能够最终靠「离合器」进行脱离，这也代表着原理P1位置的「电机」成为了集成在「离合器」后的「P2.5电机」，从功能上来说，前桥的这枚「电机」则具备了驱动和发电（TM/GM）的两种功能；

  2. 「P3电机」从前桥调整至后桥成为「P4电机」：由于前桥已经有一枚可单独驱动的「电机」，故此，工程师将原本位于P3位置的「电机」后移至后桥，使得整个架构成为了前桥「ICE+P2.5电机」+后桥「P4电机」,这与之前的「长城柠檬混动DHT」四驱构型（前桥「ICE+P1+P3」+后桥「P4电机」）相比，减少了一个「电机」；

  3. 后桥调整为一组「减速齿轮组」：与之前的「长城柠檬混动DHT」四驱构型的后桥相比，简化为一组「减速齿轮组」，不再为「P4电机」配备二个挡位，这是一个细节变化。

  总体来说，『简化』二字是「长城Hi4」在构型方面做出的最大改变，而通过构型的简化，有趣的事情发生了，用原来「长城柠檬混动DHT」两驱版本的基础组件，即「发动机」配合「双电机」干出了四驱的效果，可谓是『让双电机干原理三电机的活』。说实话，光看构型的简化，个人第一感到是『有趣』和『担忧』。

  关于前桥动力总成的变化：前桥缺乏了「P3电机」会不会降低了动力？「前桥电机」是否会参与驱动？「电机」的功率是否足以支持驱动？

  关于后桥动力总成的变化：减少了原来的二挡变速机构后桥「P4电机」是否还能提供足够的扭力？后桥电机的使用工况到底该如何标定？

  关于整车控制的油电平衡：「发动机」是否能在各种工况下保持高效工作区间？双电机驱动时电池的SOC控制是否能达到平衡？

  其实若将我所有的担忧写成思维导图，那应该是满满的一屏幕，回答起来也会非常的繁琐，所以，为了方便大家理解，我们仍旧是从「长城Hi4」的工作原理一点点来展开。

  首先，我们分析一下官宣的『3擎9模』：『3擎』当然指的就是「发动机」和「双电机」。而『9模』其实是在常规「DHT混动系统」的5种模式下，细分出的9种工作模式，详情可见以上动图。

  但在一些模式细节中，我们就能够正常的看到「长城Hi4」的有趣之处，比如在对应车辆起步和低速、低扭、低功的工况下，系统会遵循『大功率「电机」纯电驱动』的混动基本逻辑，只是这次的「长城Hi4」依靠后桥的「P4电机」进行驱动，也就是后驱。

  而在面对高扭需求时，「长城Hi4」进入纯电四驱模式，「前桥电机」通过一挡「齿轮组」向前轮的轮端输出动力，配合前后桥双电机共同发力，进行驱动。这种模式标定显然使得系统组件的使用效率大幅度的提升，但并非没有风险。比如电耗问题和「前桥电机」的发热问题。好在，构型调整的背后必然有组件的工艺提升来支撑，比如：

  两挡混动专用变速器，多合一轻量化架构；「前桥电机」采用Hair-pin扁线绕组技术、可变润滑流量控制、低阻高效轴承、低粘度油液应用，多项工艺的提升，使得前桥电驱总成的最高传动效率可达98%；

  「后桥电机」峰值功率提升至150kW（此前「P3电机」为135kW）；「减速器」采用高效低粘度齿轮油等技术，实现大于97.7%的传递效率；同时模块通过严苛的EMC电磁兼容测试，性能优异，安全可靠。

  而根据官方对工作模式的介绍，我对『「前桥电机」参与驱动』的分析大概有如下几点：

  「前桥电机」基本不会单独驱动车辆：在纯电模式下，在后桥「电机」驱动车辆达到一定速度后，前桥「电机」在前轮轮速达到一定阈值时，且动力需求增加时才会驱动前轮继续提速；

  「前桥电机」以助力驱动为主：在后面的并联模式中，我们也显而易见「前桥电机」更适合处理大功率需求时的情况，特别是面对需要脱困的路况，70kW的功率也是不小一个动力源。

  而在串联模式下，我们就能够正常的看到「前桥电机」的作用回归到发电上。细节在于「发动机」功率与「前桥电机」功率的匹配：1.5L版的「混动专用发动」峰值功率为80kW配合「前桥电机」峰值功率70kW。这也从侧面印证了官方『前桥电驱总成的最高传动效率可达98%』这一数据。

  二挡的直驱模式显然传统保留模式，通过一组「同步器」进行「齿比」的变化。当然我个人觉得，无论是「柠檬混动DHT」还是「长城Hi4」，二挡「变速机构」都是为提升性能而设计，特别是这次长城对两款「混动专用发动机」进行了较大的提升：

  采用阿特金森循环、16:1高压缩比、350bar高压喷射系统、进气VVT、LP-EGR系统、电子水泵、电子节温器及其它降摩擦等技术；

  采用高压缩比、米勒循环、350bar燃油喷射系统、双VVT、LP-EGR系统、VGT增压器、电子水泵等低摩擦、高效率等技术；

  1.5L/1.5T两款混动专用发动机，实现了41.5%的最优工程热效率。

  「长城Hi4」并联模式的工作原理也比较容易理解，两驱时「发动机」作为主动力源，「动力电池」为「前桥电机」供电，两者动力合流共同驱动前轮。而四驱情况下，「动力电池」同时为「后桥电机」供电，整套「长城Hi4」动力总成全部发力。

  比较值得分析的是两种并联模式的应用，这里先谈并联两驱模式，个人觉得切换入这种模式的前提是在铺装路面上，而动力需求些许超出了「发动机」直驱所能高效覆盖区时，能够说是当你持续地、缓慢地踩下「加速踏板」，「前桥电机」起到助力驱动的作用。

  此外，在官方给到的资料中，并联两驱模式暂时只标注了一个挡位（故此自制图片中我也暂时以一挡为例）。而我个人觉得，最终的标定应该是可以在二挡中切换。若理解有误，那并联两驱适用的工况会更少一些，比如只在40~60km/h的车速下才能触发。至于并联四驱模式，我放在『四驱』这个章节展开分析。

  最后是制动能回收模式，其实在此前的文章中，我也提到过，回收制动能最基础的思路是『能量传输的物理和电气间隔越短，回收的效率就越高』。故此，「后桥电机」单独被标注成一种模式——单轴回收。

  而「长城Hi4」的双轴回收模式则是利用了「P2.5电机」和「P4电机」距离车轮近，制动能回收效率高的特点，进行前后桥的能量回收。这也从侧面体现出了整套系统对于『高效』二字的追求。

  我汇总了一张『9模』的工作原理表格，供各位参考，但请不要下载，下载了也请别商业转发，转发了也别给自己打上原创哦。因为最近太多人没有经过授权而商业化使用了我的图片，让我有些苦不堪言……

  我们回归正题，关于「长城Hi4」工作模式的分析，还需强调一点，以上内容只是对目前个人所了解到的所有信息进行的粗浅分析，如有偏颇，欢迎各位评论区与我讨论。

  不过，从「长城Hi4」的构型和工作模式的变化，个人觉得，与上一代长城的混动相比，贯穿「长城Hi4」的主要逻辑就只有一条：利用零件工艺提升带来的『高效』，从而『简化』整套系统的架构。

  最后，我们来聊聊「长城Hi4」另一个『第一性』变化，那就是从上一代的两驱/四驱两种架构模式，彻底转变成为了一套四驱架构的动力总成。但光靠『高效的组件，简化的架构』对于打造一套四驱系统显然是不够的。「长城Hi4」真正的杀手锏或许就是「iTVC智能扭矩矢量控制管理系统」（后简称「iTVC」，Intelligent Torque Vector Control System）。

  这显然是一套将全车前端感知系统与后端动力、制动以及转向等控制管理系统所融合的中间层控制管理系统。官方的介绍中，同时提及了「iTVC」的7种主要应用场景：

  动力均能分配前后轴，起步加速快，相比传统双电机，百公里加速更快（时间缩短1.8s）；

  智能监控车辆状态，实时精准扭矩控制，在毫秒间完成车辆稳定牵引指令，全方面提升湿滑路面的驾驶信心；

  趋于完美的50:50轴荷分配，整车转弯极限更高，「iTVC」将智能修正车辆行驶状态，省心省力平稳安全高速过弯；

  精准解读驾驶员的转向意图，过弯转向响应更灵敏，无需不断调整转向，减轻驾驶员紧张导致的疲劳；

  总地来看，「iTVC」是将「长城Hi4」在四驱方面的架构优势发挥出来的重要实现和保障系统，打通了感知、决策和执行三端的『任督二脉』，这也让人联想到了比亚迪的「iTAC」,如果大家有兴趣，可以在评论区刷一波『混动四驱』，若大家真的感兴趣，我就来对比分析一下。

  「长城Hi4」发布后的那几天，我也看到不少媒体打出了类似『长城硬扛比亚迪』的标题，其实「长城Hi4」这套系统在出发点上就与比亚迪的「DM系列」有着非常大的区别，因为这套系统从底层逻辑上就是一套为了四驱而设计的混动架构，是长城骨子里对SUV的坚定和执着。显然「长城Hi4」将使得长城旗下的SUV产品上如虎添翼。当然啦，我的这种分析逻辑过于工程师化，或许有失偏颇，所以，咱们评论区见。返回搜狐，查看更加多