奧迪在“A5/Q5”上搭載新一代混合動(dòng)力系統(tǒng)“MHEV plus”

奧迪全新A5和Q5系列搭載MHEV plus技術(shù)，通過PTG、BAS與磷酸鐵鋰電池的協(xié)作，實(shí)現(xiàn)48伏輕度混合動(dòng)力系統(tǒng)，旨在減少碳排放、提升性能與駕駛感受，展現(xiàn)汽車動(dòng)力技術(shù)的創(chuàng)新與環(huán)保理念的融合。

奧迪推出基于PPC平臺(tái)的全新A5和Q5系列，這是德國市場首款采用全新MHEV plus技術(shù)的內(nèi)燃機(jī)。通過PTG（動(dòng)力總成發(fā)電機(jī)）、BAS（皮帶驅(qū)動(dòng)交流發(fā)電機(jī)起動(dòng)機(jī)）和磷酸鐵鋰電池的獨(dú)特協(xié)作，48伏輕度混合動(dòng)力系統(tǒng)支持內(nèi)燃機(jī)減少碳排放并提高性能，同時(shí)還改善了駕駛感受。

MHEV plus配備了部分電動(dòng)驅(qū)動(dòng)、電動(dòng)助力等功能，提高了效率和舒適性。新A5和Q5所安裝的輕度混合動(dòng)力系統(tǒng)主要由以下三個(gè)主要部件組成。首先是新型PTG，采用緊湊設(shè)計(jì)的集成電力電子設(shè)備和永磁同步電機(jī)，其次是48伏電池和BAS。 48伏系統(tǒng)的組件采用液體冷卻。 PTG完全可連接或可斷開，具有集成電力電子設(shè)備和電動(dòng)機(jī)，可實(shí)現(xiàn)部分電力驅(qū)動(dòng)，該系統(tǒng)可下降油耗并提供更平穩(wěn)的駕駛體驗(yàn)。

MHEV plus系統(tǒng)架構(gòu)可以集成到具有基于PPC的前輪驅(qū)動(dòng)和quattro全輪驅(qū)動(dòng)的各種車型中。電力電子設(shè)備和電動(dòng)機(jī)根據(jù)情況進(jìn)行液冷，通過在所有駕駛條件下提供必要的功率和扭矩，使系統(tǒng)可以在最佳條件下運(yùn)行。新的 MHEV plus 技術(shù)還可以支持純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)或內(nèi)燃機(jī)。

MHEV plus系統(tǒng)的另一個(gè)主要好處是它提高了性能和乘坐舒適度。 PTG是該新系統(tǒng)中使用的緊湊而強(qiáng)大的電力驅(qū)動(dòng)模塊。 PTG作為一個(gè)緊湊單元安裝，集成電力電子設(shè)備直接安裝在變速器的輸出軸上，為驅(qū)動(dòng)器提供高達(dá)18kW (24PS) 的輸出功率。該模塊從變速箱輸出產(chǎn)生高達(dá)230N·m的扭矩，從車輛啟動(dòng)的那一刻起就可以直接用作驅(qū)動(dòng)。 PTG的緊湊型變速箱以 3.6:1 的傳動(dòng)比運(yùn)行。 MHEV plus 利用 PTG 實(shí)現(xiàn)最高效率，最高時(shí)速可達(dá)140公里/小時(shí)。當(dāng)速度較高時(shí)，PTG通過內(nèi)置爪形離合器與傳動(dòng)系統(tǒng)斷開。

PTG重約21公斤，輸出軸每分鐘可達(dá)5550轉(zhuǎn)，允許130至140km/h之間的速度運(yùn)行。還支持內(nèi)燃機(jī)的速度范圍為0km/h至140km/h，MHEV plus可以提供高達(dá)18kW的額外動(dòng)力，使內(nèi)燃機(jī)盡可能高效地運(yùn)行。當(dāng)車輛在此速度范圍內(nèi)停止時(shí)，PTG通過再生制動(dòng)再生高達(dá)25kW的能量。集成混合制動(dòng)控制系統(tǒng)可提供無壓制動(dòng)和最佳再生制動(dòng)，而無需通常使用摩擦制動(dòng)器。此外，得益于電動(dòng)空氣壓縮機(jī)，即使在內(nèi)燃機(jī)停止時(shí)（例如等待紅綠燈時(shí)），MHEV plus也可以連續(xù)運(yùn)行空調(diào)系統(tǒng)。

作為 MHEV plus 技術(shù)的一部分，BAS啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)并向電池供電。 BAS還可在發(fā)動(dòng)機(jī)停止時(shí)恢復(fù)能量，并在重新啟動(dòng)時(shí)確保最佳氣缸位置。鋰離子電池采用LFP（磷酸鐵鋰），容量為37Ah，相當(dāng)于約1.7kWh（總?cè)萘浚ｋ姵丶闪说蜏厮鋮s回路，可以在25至60度之間保持最佳狀態(tài)。

當(dāng)電池的 SoC（充電狀態(tài)）在50%到60%之間時(shí)，混合動(dòng)力系統(tǒng)的效率最高。該SoC可以向電動(dòng)機(jī)提供高電流并在能量再生期間存儲(chǔ)高電流。這種MHEV加混合動(dòng)力系統(tǒng)的目的不是增加電動(dòng)行駛里程，而是快速對(duì)電池進(jìn)行放電和充電。

借助MHEV plus技術(shù)，控制軟件可監(jiān)控車輛的運(yùn)行狀況，并確保內(nèi)燃機(jī)、PTG 和 BAS 之間的最佳交互，已經(jīng)確定了兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)的最佳運(yùn)行條件以及驅(qū)動(dòng)或能量再生所需的扭矩的最佳值。

操作策略考慮了所選的變速箱模式和油門踏板操作量。例如，擋位在“D”時(shí)，僅在油門踏板踩下約80%或更多時(shí)或強(qiáng)制降擋期間，PTG才會(huì)產(chǎn)生高達(dá)18kW的額外動(dòng)力。另一方面，在運(yùn)動(dòng)模式“S”下，即使不踩下加速踏板，也可以使用18kW的額外動(dòng)力。在D模式下，當(dāng)車速高于85公里/小時(shí)，PTG可以斷開，以避免在高速公路和郊區(qū)道路上使用內(nèi)燃機(jī)勻速行駛時(shí)PTG的電動(dòng)機(jī)功率損失。但在S模式下，PTG 保持連接狀態(tài)并對(duì)任何情況立即做出反應(yīng)，最高允許速度為5550rpm。

配備MHEV plus的車型可以實(shí)現(xiàn)全電動(dòng)駕駛，例如在接近市區(qū)時(shí)，并利用 PTG 來保持速度。當(dāng)駕駛員或ACC（自適應(yīng)巡航控制）所需的輸出高于一定值時(shí)，內(nèi)燃機(jī)啟動(dòng)并接管驅(qū)動(dòng)動(dòng)力，啟動(dòng)條件由48伏電池SoC和車速?zèng)Q定。

如果SoC低于目標(biāo)值，內(nèi)燃機(jī)將更快啟動(dòng)，這是為了避免電動(dòng)驅(qū)動(dòng)增加能耗并進(jìn)一步下降SoC性能。此外，內(nèi)燃機(jī)可以結(jié)合BAS和PTG來提高SoC的性能，或根據(jù)需要為其充電。然而，這不適用于電動(dòng)操作期間，例如在交通堵塞或停車時(shí)低速行駛時(shí)，甚至在比目標(biāo)SoC低得多的溫度下也能保持運(yùn)行。

當(dāng)需要更多電力時(shí)，故意將48伏電池放電至目標(biāo)SoC水平，以確保在能量恢復(fù)階段可以吸收足夠的能量。而且，隨著車輛速度的增加，內(nèi)燃機(jī)需要?jiǎng)恿Φ臈l件變得更快。換句話說，車速越高，越多地使用內(nèi)燃機(jī)來驅(qū)動(dòng)車輛。