日產前置前驅混合動力系統(tǒng)淺析

2013年混合動力汽車及電動汽車技術研討會上周在美國加利福尼亞州阿納海姆舉辦，日產零排放研究組高級項目工程師為其即將發(fā)布的前置前驅發(fā)動機混動系統(tǒng)（Front-engine, Front-wheel drive，F(xiàn)F）進行了講解。

2010年，日產推出了前置后驅發(fā)動機混動系統(tǒng)，該系統(tǒng)當時在英菲尼迪M中使用，它包含一個發(fā)動機、后驅電動機、兩個離合器總成，日產稱其為智能雙離合控制。2011年日產提出了2016綠色項目計劃并于去年10月對其進行了進一步概述，前置前驅混動系統(tǒng)能夠搭載于各種尺寸的車輛中，并支持四驅、插電式混合配置。

日產前置前驅混動系統(tǒng)主要配置將包括：更小體積的發(fā)動機燃燒室、全新的高效無級變速器以及一個小型鋰電池組。

發(fā)動機。采用一臺全新2.5升4缸機械增壓發(fā)動機代替原本的3.5升V6發(fā)動機。前者基于去年發(fā)布的日產Altima使用的QR25平臺，配置了一個羅茨式增壓器（Roots-type），最大功率與扭矩媲美后者。除了在轉速相當?shù)偷臅r刻之外，其他時刻這臺2.5升4缸發(fā)動機的扭矩均超越3.5升V6發(fā)動機。E-motor輔助裝置將為發(fā)動機在低轉速時提供額外動力，彌補低轉速時的動力缺失。

在發(fā)動機處于低轉速時，小型化設計則幫助它能夠能快的提高轉速，當轉速處于中等水平時，其扭矩也能保持較高水平，此外整體燃油經濟性在較大轉速范圍內都得到了提升。

CVT變速箱

新的無級變速箱具有一個電動機以及兩個離合器裝置

新的無級變速箱與傳統(tǒng)無級變速箱結構區(qū)分

在這款前置前驅混動系統(tǒng)中，無級變速箱是其中的核心組成部分。新的無級變速箱具有更寬泛的齒比，同時，具有一個電動機以及兩個離合器裝置協(xié)同作用，該混動無級變速系統(tǒng)比之普通無級變速箱能夠減少40%的摩擦阻力，能夠與濕式離合器的傳動效率相媲美。

據(jù)數(shù)據(jù)顯示，新的無級變速箱能夠提高發(fā)動機在高速路況中3%的傳動效率，與雙離合變速箱相比能夠提高3-5%的傳動效率。

此外，由于配備了一個電動機，新無級變速箱換擋過程中的平滑程度要更高，換擋間的瞬時動力損失都將由電動機及時彌補。由于其部件增多，在各部件的尺寸上需要進一步小型化以保證該混動系統(tǒng)能夠成功地安裝在普通前驅車的底盤空間內。

為了滿足這個條件，日產設計了一個電動機-離合器集成化結構，使得發(fā)動機在空閑時能夠由集成結構中的電動機負責提供動力。電動機和離合器集成結構所處的空間就和普通汽車的液力變矩器所處位置相同——嵌入在變速箱內部。這樣一來，在普通汽車中安裝該系統(tǒng)變得更容易實現(xiàn)。

集成結構中的電動機在某些時刻需要充當發(fā)電機的角色，當汽車減速時，它負責將無級變速箱中多余的扭矩轉化為電能儲存入安裝在車輛后部的電池組內?；靹酉到y(tǒng)中一個離合器處于汽油發(fā)動機與變速箱輸入軸之間，另一個則在電動機和無級變速箱之間。

車輛減速時，電動機負責將無級變速箱中扭矩轉化為電能儲存在后方電池組內

當兩個離合器同時嚙合時，發(fā)動機和電動機同時與無級變速箱直接連接，根據(jù)需要為發(fā)動機提供更強勁的扭矩。當汽油發(fā)動機處于停轉狀態(tài)時，處于發(fā)動機與電動機之間的離合器則自動脫開，此時后方的鋰離子電池組介入提供動力并由電動機將電能轉化為機械能（扭矩）傳入無級變速箱中。

該混合動力總成能夠與插電式混動車結構兼容

設計靈活性

上文已經介紹過，該混動系統(tǒng)的核心組件為一個無級變速箱以及兩個離合器和一個電動機。這項系統(tǒng)能夠搭配各種尺寸的發(fā)動機及電池組，它具有很強的可擴展性。