现代起亚汽车混动系统简称TMED是Transmission Mounted Electric Drive的缩写。TMED系统则为P0+P2的双电机混联结构,在发动机前端增加一个HSG(Hybrid starter & generator)用于控制发动机启停,在离合器和变速箱之间增加一个驱动电机,用于在加速和爬坡时为车辆提供驱动力,同时在刹车时进行能量回收。
在九十年代现代集团便开始进行混动汽车的研发,多年来在新能源领域已经处于世界领先水平。在2011年现代集团首次在美国推出索纳塔混动版,根据美国环保局(EPA)的测试,第九代索纳塔混动版的油耗要低于同时期的竞品车,从2011到2016五年的时间,索纳塔混动版在美国一共售出了超过10万量。在2016年的沃德十佳发动机年度榜单评选中,第九代索纳塔混动所搭载的2.0L发动机和50kW电动机的插电混动组榜上有名,荣膺全球十佳。
TMED动力总成主要由发动机、离合器、驱动电机、变速器、HSG (启动发电一体式电机)及动力电池构成。其中发动机与驱动电机为汽车的直接动力源。HSG实现发动机的启停及怠速充电,混动车变速器与传统车基本相同。动力电池是能量储存单元,用来存储来自驱动电机与HSG的能量,或者为驱动电机与HSG提供能量用于驱动车辆及启动发动机。
TMED系统在工作中主要有以上4种状态:
(1)当动力电池电量充足且车辆速度不高时,此时离合器分离,只有驱动电机驱动车辆行驶即EV状态,此状态与纯电动车辆驱动方式相同,主要发生在车辆起步或低速跟车行驶。
(2)当车辆高速行驶或急加速时,此时离合器结合驱动电机与发动机共同驱动车辆即HEV状态,一般正常行驶时车辆主要工作在这个状态。
(3)当市区拥堵路段车速不高动力电池电量较低时,此时离合器分离发动机带动HSG发电通过驱动电机驱动车辆即串联状态。
(4)当车辆坡道起步且车速较低时,此时离合器处于半联动状态,发动机带动HSG发电,通过驱动电机驱动车辆。
TMED多模式控制方式可以确保车辆平顺起步、离合器接合平稳、动力性能提高、油耗降低、保持传统车换挡感,从而提高车辆的驾驶性能与经济性能。
TMED能量管理策略
混合动力汽车拥有两套动力源,因此为解决两套动力源之间的模式切换和功率匹配,需要一个能量管理系统对其能量的流动进行合理的分配。能量管理系统的主要作用是使燃油的经济性最优以及降低车辆排放。
车辆将发动机作为主动力源,电动机和电池协助提供峰值功率。与发动机相比,电机的响应快,控制灵敏,并且可实现不同的控制方法。这种策略在许多并联式混动系统中采用,典型的代表如韩国现代汽车的TMED系统。其控制方法示意图如下图所示。首先,根据驾驶员对加速踏板和制动踏板的操作计算系统的功率需求,进而确定混动系统中的能量流,然后根据车速、负载和蓄电池的电量(SOC)来确定发动机和电机的运行状态。
简而言之,TMED系统很多部件与传统车基本类似,对于厂家来说有研发优势,对于消费来说购买成本及维护成本降低,AT经典换挡感保持不变。TMED动力总成曾获得过“沃德十佳”,其性能在行业中具有很强的竞争力。混合动力系统多种多样,不能仅凭一家之言判断其优劣,一家独大的局面也正在向百家争鸣转变。