干货 | 一篇看懂「东风马赫电混DH-i」的混动专用变速器

废话不多，干货走起！

马赫DH-i混动变速器的结构-别出心裁

马赫DH-i结构示意图

「马赫DH-i」混动变速器的内部，采用的是目前主流的「P13架构」。用于驱动的「P3电机」、用于发电的「P1电机」、用于实现「功率分流」的一组「行星齿轮机构」、用于实现串并联的两对「齿轮」（配合两套「同步器」）、以及「控制器」等组件共同构建了该混动变速器。

丰田THS（第一代）原理示意图（仅供参考）

我们先简单回顾一下，当下比较流行的两类混动结构。首先是「功率分流系统」，我们以此前详解过的「丰田THS」（第一代）为例：「发动机」的动力在进入「行星齿轮组」后，在「行星齿轮」（上图黄色底色）上被分为了两股「功率流」（上图①和②），一股用于驱动，而另一股则可以用来发电。而这种通过「行星齿轮组」将动力分流的混动构型，也被称为「功率分流」。

丰田THS（第一代）结构示意图（仅供参考）

整套系统的最大特点在于：

平顺性佳：没有「机电耦合机构」产生的切换顿挫；
经济性佳：「发动机」可以更久地保持在高效区间，较传统燃油汽车的能源利用率更高；
动力上限低：由于受限与动力无法解耦，「发动机」时刻拖拽变速机构，动力传递路径长等原因，瞬时提速较弱，最高极速受限较大。

柠檬DHT结构示意图（仅供参考）

而包括长城、吉利等厂商则主推多挡位「串并联」结构，以长城的「柠檬DHT」为例：通过平行轴的布局，使得「发动机」的动力可以在混动和直驱之间切换，特别是并联模式下，「发动机」与「电驱系统」可以共同输出动力，保证瞬时提速的体验，同时亦可拉升最高极速的上限。

柠檬DHT并联模式示意图（动图）

此外，通过增加档位，进一步放大发动机的作用。当然实现换挡的方式可以多种多样，比较常见的方法有两种：使用同步器或多层离合器。当然，世界上没有完美的机械结构，目前多挡串并联结构的混动系统，依旧从以下几个角度在进行优化：

「机电耦合机构」的优化：进一步降低切换时的顿挫可能，比如强化「机电液压系统」的响应速度，亦或尝试采用其他机构，比如五菱采用了「电磁式离合器」；
系统标定的优化：部分多挡位的多挡串并联混动系统，在装车上市前期，其油耗表现并未完全达到预想中的效果，好在伴随汽车智能化的发展，通过OTA升级，也可以完成后续的标定优化；
成本优化：组件越多，硬件和标定的成本越高，所以，对于主机厂而言，要么通过规模化效应来降本。要么则是减少组件，降低成本。不过对于消费者而言，不用考虑。

马赫DH-i结构示意图（仅供参考）

「马赫DH-i」的别出心裁，则是将「功率分流」和「串并联」相结合。粗看之下，便是将「丰田THS」中的单行星排与「柠檬DHT」中的两挡机构相融合，实现了四挡的调节。不过，这里我要划出两个结构上的重点：

马赫DH-i变速器拆解图

『内外』各一套「同步器」：一套「同步器」置于「行星齿轮机构」中（即「低速挡同步器」），实现的是「功率分流」下的两个模拟挡位，即是低速1挡和2挡；另一套「同步器」置于「行星齿轮机构」外（即「高速挡同步器」），实现的是「串并联」下的两个真实挡位，即是高速3挡和4挡。为了方便标注和理解，我将所有挡位画在了一起，而非误导；
没有「机电耦合机构」：由于「行星齿轮机构」的加入，摒弃了「离合器」和「机电液压系统」等组件，整个变速过程是通过两个「电机」进行「发动机」、轴系端的转速调节，「同步器」进行机械啮合。

马赫DH-i系统示意图

所以，从结构逻辑上来说，相比我们最近看到的单挡位DHT，「马赫DH-i」还是比较复杂的。但在结构设计上，两套「同步器」以及两组「齿轮」的布局，可谓是点睛之笔，特别是在近距离观察和工程师的讲解后，我依旧能给出很高的评价。

马赫DH-i混动变速器的变速原理-相对复杂

由于采用了1+1的结构融合，所以「马赫DH-i」的变速逻辑也和其他的混动变速器略有不同：

「行星齿轮机构」模拟低速挡：大部分「功率分流」的混动系统，无论是输入式、输出式还是复合式，皆是以平衡「发动机」效率为目标，而「马赫DH-i」则通过一套附加的「同步器」对「行星齿轮机构」中的组件（个人理解是「内齿圈」、「行星架」或「行星齿轮」中的一个或多个）进行切换（当然也要配合其他的锁止组件共同完成），从而起到放大扭矩的作用，模拟出了两个挡位，具体的标定逻辑，我们在后面的工作模式中展开讲解；

两对「（定）齿轮」实现高速挡：这点比较好理解，与「柠檬DHT」的逻辑基本相同，「同步器」通过专用的低压小电机，在两对不同齿比的「齿轮」中切换，从而应对高速工况，实现3挡和4挡这两个高速挡位。

马赫DH-i变速原理（直驱模式）示意图（动图）

值得一提的是，相比单一「串并联」的混动系统，拥有「行星齿轮机构」的「马赫DH-i」在同步各个轴系之间转速时，除了可以利用两个「电机」来调速，还能得到「功率分流」结构的加持。如此一来，在『油电-油混-电混』之间切换时，平顺性进一步得到了保证，也是一个让我感到有趣的设计巧思。

马赫DH-i混动变速器的工作模式-模式繁多

「马赫DH-i」相对复杂的结构，自然到来了更多的工作模式，从能量管理角度出发，被分为了纯电、串联、并联（四挡可调）、直驱（四挡可调）、功率分流（双模）、驻车充电和制动能回收这7种。然后老规矩，通过我下班回家的实际工况，粗浅地来分析一下：

马赫DH-i基本工作原理（动图）

再要插一句，我以搭载「马赫DH-i」的PHEV车型为例，因为有「功率分流」加持的HEV车型，在低速时会更多地选择功率分流模式，而PHEV拥有更大的「动力电池」，纯电和串联的工况才会更多一些，故此，更适合我去解释更多的细分工况。

首先，假设车辆出发前，「动力电池」的SOC支持纯电行驶，那么优先使用纯电起步，当我驶出公司所在的园区后，「P3电机」的功率随着我对动力的需求增大而不断提升。此时，处于纯电驱动模式。

当我在城市中低速的道路行驶时，系统基本会让「P3电机」持续驱动车辆，当「动力电池」的SOC降低到一定阈值时，「发动机」便会启动，「发动机」的动力通过「行星齿轮机构」（个人理解是带动「太阳轮」）带动「P1电机」进行发电，为「P3电机」补充供电。

此时，「马赫DH-i」的特色就来了，当车速差不多达到40km/h左右时，系统会根据「动力电池」的SOC状态、「发动机」的实时工况等多方数据进行判断，有一定机率进入「功率分流」模式，「发动机」的动力通过「行星齿轮机构」被分流，一部分发电，一部分直接用于驱动，此时「P3电机」作为补充动力源，只在动力需求突然提升的瞬间才会助力驱动。

接下来有一段高速路需要跑，速度也达到了60km/h以上，那么便有了适合直驱的工况，若「动力电池」的SOC充足，那么系统则会从其他工作模式中切换到发动机直驱模式。

通常情况下，直驱模式会落在高速挡的第一挡，也就是「马赫DH-i」的3挡，何时会上4挡，大家往下看。

此时，前方出现了一辆速度较慢的货车，我想在高速巡航的情况下，进一步提速，所以深踩加速踏板，系统则会检测到动力需求还在提升，故此，系统会让「动力电池」给「P3电机」供电，让它快速给到动力的补充，进入并联模式。

而并联模式的极速标定上限，据我所知大概是在110km/h。若要突破这一速度极限，目前则标定为进入直驱，进入高速挡的二挡，即是4挡。

现在我将从高速路会到城市低速路段，在匝道口需要进行减速，当我们踩下制动踏板时，系统进入制动能回收模式，此时轮端的制动能通过「P3电机」进行回收。最终在多种工作模式的动态切换中，我回到了所住的小区。

当然，由于模式比较多，故此，今天我必须加一点戏份了。比如，今晚我还要送家里的小祖宗去学画画，那么在我驻车时，若「动力电池」的SOC较低，那也可以进入驻车充电模式。

当接到小祖宗，听说今天又在学校里惹祸，我的心情顿时就有几分急躁，一看手表，距离晚上的课也就只有不到20分钟了，所以便将驾驶模式切到了『SPORT』。而此时，「马赫DH-i」才会释放低速挡位，即1挡和2挡。此时，当你猛踩油门时，系统会在直驱模式和并联模式中，进行低速两挡的切换。

马赫DH-i组件特写图

这里也要为网上的一些媒体的误读纠正一下，官方介绍的『并联直驱四挡，功率分流两挡』，不是『4+2』六挡意思，『并联直驱四挡』是要配合「行星齿轮机构」那模拟的两挡共同实现，也就是两套「同步器」共同作用产生的『2*2=4』可能。

巧思背后的可能性

「马赫DH-i」应该是2023年中，我见过比较复杂的新一代量产混动变速器，故此，光是结构和原理的介绍就写了3000多字。限于篇幅，整套系统的参数内容，比如「混动专用发动机」、「电驱系统」等，就留在浅析篇中展开聊。

首搭车型：皓瀚DH-i

近3年来，几乎每一款新一代量产混动变速器发布后，鄙人或多或少地有机会近距离接触，特别是自主品牌的产品，从中我看到了不少基于轻量化、集成化、智能化、高效化的结构设计巧思。

有人会说：『是工程师更厉害了』。然则在巧思的背后，是中国在汽车工业上整体制造工艺的提升，亦是整个产业链愈发成熟带来的可能性，个人寻思着，是不是要开一篇来详解一下，那么让我在评论区看到大家的心声吧~~

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