【电动新视界】通用汽车混合动力系统发展介绍

  随着美国市场和全球对燃油经济性和排放要求的日益严格，以及客户对的更加高的要求，先进的推进技术在满足这些要求方面发挥着关键作用。为此，公司开发并实施了一系列的汽车电气化方案从e-Assist微型混合动力、2-模式强混合动力、Voltecec增程电动汽车(EREV)、以及纯电动汽车。

  本文不进行详细的结构介绍，其他公众号对相关的结构、技术都进行过相关的介绍，这里不再进行结构介绍，但相关的公众号缺少对混合动力的技术发展由来。本文是在结构及通用发展历史的基础上进行介绍，主要介绍与混动变速器的结构差异性对比。

  首先需要先介绍一下GM旗下的，如下所示。仔细分析研究之后发现，4ET50/5ET50的总体布局形式是轴上设计，其设计类似于的 6T40/45 系列小型汽车前轮驱动自动变速器。为便于包装进入的车辆架构，发动机和输出轴之间的中心距离和垂直下降的驱动单元尺寸被设计为与这些变速器常见。这种设计方法也提供了利用常见链条传动设计和最终驱动传动装置的机会。详见以下介绍。

  为减少润滑油的曝气，6T40/6T45采用一体化链挡板/唇封系统。这样做才能够提高管路压力稳定性，减少自旋损失，并延长传动流体的常规使用的寿命。挡板系统是大规模高效率，设计为容易组装，并满足严格的包装要求。为降低成本，挡板系统被设计为通用的两种6T40和6T45。

  摩擦减振器系统为降低拖曳成为可能，6T40/6T45有一个集成摩擦减振器系统。提供润滑降低拖曳通过捕获和链条沟槽将油输出，同时减少曝气。该装置的缓冲部分限制了链条紧侧的振动，抑制链条的多边形效应，从而改善了NVH特性。

  通过与自动变速器链条润滑系统对比来看，设计思路共通，均为降低液面高度及降低润滑油液曝气问题，且磁铁布置在Chain Baffle的正下面，通过Chain Baffle自身设计有塑料卡扣进行固定。

  新设计平坦的油底壳要求最小的包装空间和增加地面间隙。为低温操作时提供了充足的油量。对于高温操作，油位由恒温元件回位弹簧保持最佳位置;其结构和运行模式。根据油温，油位控制单元打开或关闭一个额外的油箱。在温度不高于60℃时，一个热元件打开与回流油相连接的储层。在较高的温度下，控制单元关闭储层，以保持一定量的油。该蓄水池有防止回流堵塞的溢漏装置。控制循环中的油量和变速器油底壳始终提供一个最佳的油位，进而达到最佳的性能。

  而在4ET50系统中，也采用了类似的系统，通过恒温元件回位弹簧保证在特定工况的润滑油量及油位高度；同时为最大限度降低压力损失，缩短润滑流量损失，润滑油泵与过滤器直接布置安装，接触区域采用O形圈进行密封。

  通过以上分析了解，Voltec所搭载的变速器系统与上述整箱的链条润滑系统、过滤润滑系统及整箱布局形式基本类似，且应用基础原理均被Voltec变速器的系统所应用。

  差速器壳体与单排行星系的行星架为一体式方案，通过被动链轮将扭矩输入，被动链轮采用球轴承进行支撑，被动链轮与太阳轮采用花键进行动力传递，通过单排行星系，可将扭矩逐步扩大（太阳轮输入、齿圈固定、行星架为动力输出）；采用此种类型的差速器结构，可直接采用轴套进行支撑。而今天所说的4ET50的差速器系统也是此结构。

  通用Voltecec 4ET50/5ET50驱动桥的建造采用了通用前轮驱动双模式混合动力MT70驱动桥，并进行了修改，以实现全速度和全运行。一种新的大功率驱动电机、优化的发电机和修改的控制元件使雪佛兰Voltec实现了两种电动汽车和两种ER驾驶模式。

  Voltec 4ET50变速器系统与2MT70系统采用大量的共同元件，但是某些差异是必要的，如下图所示。首先，通过减少齿轮组来简化齿轮传动系统。其次，简化的传动装置能去掉2MT70中使用的一个离合器，使发动机与输出直接耦合，从而在高速行驶时实现固定齿作，这在Voltec中是不需要或不需要的。第三，将用于一次推进的电动机做大并来优化，以实现电动汽车的连续运行。第四，Voltec的电动泵是驱动单元内润滑和冷却的大多数来自，因此泵电机被设计为在高压下工作，而不是12V辅助泵。驱动单元的其他一些变化包括最后的驱动、发动机减振器弹簧、延长外壳和增加阀体垫片以适应离合器的拆卸。

  2MT70变速器通过从动齿轮将输入轴上的动力传递到差速器的齿圈上；2MT70变速器差速器系统采用普通式差速器结构。

  4ET50与5ET50差别主要为使用环境不同，4ET50为增程结构变速器、5ET50为，整体结构差异为5ET50变速箱内的行星齿轮组数量从一个增加到了两个，两台电机和三个换档装置（B1离合器、C1离合器、OWC 单向离合器），电机、换档装置的布置都与4ET50中不同。如下所示。

  通过以上分析，得出一个结论，GM的混合动力系统是在模块化、通用化、平台化基础上进行技术迭代，虽然设计改动并不大，但此种设计思路是在保证结构设计的可靠性的前提下、降低了设计风险点、缩短设计开发周期的前提下，保证设计质量。

  本人也是通过资料的搜集整理，以及对知识的理解消化后，形成自己的阐述方式，将此篇文章奉献给大家，如本人在撰写的文章中，对某些知识有认识不足或有疏漏的地方，还请多多指正。