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P2混动构型浅谈
2021-04-06 15:49:44· 来源：新能源汽车控制
目前国内新能源汽车混动市场上，除了丰田THS、本田IMMD构型外，最受欢迎的就是P2构型。P2混动构型最大的优势是：以最小的改造代价，实现了较好的动力性、经济性
目前国内新能源汽车混动市场上，除了丰田THS、本田IMMD构型外，最受欢迎的就是P2构型。P2混动构型最大的优势是：以最小的改造代价，实现了较好的动力性、经济性提升。
本文将从机械结构、工作模式、控制交互、发动机启停、双离合变速器等5个方面简单介绍，建立一个基本的P2混动控制概念。
后面会继续用几篇文章具体介绍DCT、P2建模、发动机启动控制等内容。
机械结构
P2构型的结构示意图如下图所示。相比与传统的DCT车辆，仅仅需要增加一个离合器、一个电机（包含配套的逆变器、电池）即可，不需要对传统的变速器进行改造。
启动机：主要用于高压系统能力不足或失效的工况下，也可以在一定程度上改善行进中启机的平顺性问题。考虑成本因素，目前很多P2构型已经取消起动机。
C0离合器：用于接合或分离发动机，实现纯电模式、并联模式的切换，是启动发动机的核心控制对象。
驱动电机：用于低速纯电驱动，避免发动机的低效工作；并联模式调整发动机工作点，改善其燃油经济性；用于制动能量回收。
DCT变速器：除用于传统车相同的换挡控制以外，也需要配合实现发动机的平顺启动。
这里也可以是AT变速箱，本文及后续文章以DCT为例进行介绍。
工作模式
从机械机构上看，一个离合器只能实现两种工作不同的模式。
纯电模式（离合器分离）：电机单独驱动车辆，也可以实现能量回收。
并联模式（离合器接合）：发动机、电机一起工作，实现车辆驱动与能量回收。根据电机的实际扭矩输出大小，一般可以细分为电机助力、发动机单独驱动、行车充电。
两种模式之间的切换条件主要由整车需求功率、SOC决定。整车需求功率大于电机能力时，或者SOC低于一定门限时，需要进入并联模式来保证驾驶性或者SOC平衡。
控制交互
从控制角度看，P2控制交互主要有HCU、EMS、TCU、MCU、BMS等5大节点。
HCU：整车动力控制枢纽，负责整车扭矩解析、能量管理、扭矩分配，协调发动机、变速器、电机完成动态模式切换及稳态的扭矩控制。
EMS：负责发动机扭矩控制、转速控制。
TCU：负责档位控制、C0控制，通过C0油压控制实现混动模式切换。
MCU：负责电机扭矩控制、转速控制。
BMS：负责电池管理，约束电机的充放电功率。
发动机启停
行进中启动发动机是P2的一个控制难点，一般利用DCT离合器的滑摩控制，来过滤电机扭矩的急剧变化，保证轮端扭矩的平顺。
行进中平顺启动发动机一般分为以下5个步骤：
1、 DCT离合器油压下降至滑摩点，控制电机转速上升，使离合器产生一定滑差；
2、 控制C0离合器油压上升，拖动发动机至点火转速；
3、 控制C0离合器油压下降至半结合点以下，发动机自行点火并调速使得C0离合器主从动盘转速接近；
4、 控制C0离合器油压上升至完全闭合；
5、 电机退出转速模式，DCT离合器逐渐压紧接合。
双离合变速器
在进行P2控制学习之前，有必要了解DCT的控制原理及过程，将在下节具体介绍DCT相关内容。
以上，简要介绍了P2构型的基本内容。如果说混动是纯电的过渡，那么P2就是混动的一个过渡。虽说其构型发掘空间有限，与主流的混动构型相比稍显逊色，但是作为一个产品去理解其背后的思想，对学习混动控制也是大有好处的。
本文将从机械结构、工作模式、控制交互、发动机启停、双离合变速器等5个方面简单介绍，建立一个基本的P2混动控制概念。
后面会继续用几篇文章具体介绍DCT、P2建模、发动机启动控制等内容。
机械结构
P2构型的结构示意图如下图所示。相比与传统的DCT车辆，仅仅需要增加一个离合器、一个电机（包含配套的逆变器、电池）即可，不需要对传统的变速器进行改造。
启动机：主要用于高压系统能力不足或失效的工况下，也可以在一定程度上改善行进中启机的平顺性问题。考虑成本因素，目前很多P2构型已经取消起动机。
C0离合器：用于接合或分离发动机，实现纯电模式、并联模式的切换，是启动发动机的核心控制对象。
驱动电机：用于低速纯电驱动，避免发动机的低效工作；并联模式调整发动机工作点，改善其燃油经济性；用于制动能量回收。
DCT变速器：除用于传统车相同的换挡控制以外，也需要配合实现发动机的平顺启动。
这里也可以是AT变速箱，本文及后续文章以DCT为例进行介绍。
工作模式
从机械机构上看，一个离合器只能实现两种工作不同的模式。
纯电模式（离合器分离）：电机单独驱动车辆，也可以实现能量回收。
并联模式（离合器接合）：发动机、电机一起工作，实现车辆驱动与能量回收。根据电机的实际扭矩输出大小，一般可以细分为电机助力、发动机单独驱动、行车充电。
两种模式之间的切换条件主要由整车需求功率、SOC决定。整车需求功率大于电机能力时，或者SOC低于一定门限时，需要进入并联模式来保证驾驶性或者SOC平衡。
控制交互
从控制角度看，P2控制交互主要有HCU、EMS、TCU、MCU、BMS等5大节点。
HCU：整车动力控制枢纽，负责整车扭矩解析、能量管理、扭矩分配，协调发动机、变速器、电机完成动态模式切换及稳态的扭矩控制。
EMS：负责发动机扭矩控制、转速控制。
TCU：负责档位控制、C0控制，通过C0油压控制实现混动模式切换。
MCU：负责电机扭矩控制、转速控制。
BMS：负责电池管理，约束电机的充放电功率。
发动机启停
行进中启动发动机是P2的一个控制难点，一般利用DCT离合器的滑摩控制，来过滤电机扭矩的急剧变化，保证轮端扭矩的平顺。
行进中平顺启动发动机一般分为以下5个步骤：
1、 DCT离合器油压下降至滑摩点，控制电机转速上升，使离合器产生一定滑差；
2、 控制C0离合器油压上升，拖动发动机至点火转速；
3、 控制C0离合器油压下降至半结合点以下，发动机自行点火并调速使得C0离合器主从动盘转速接近；
4、 控制C0离合器油压上升至完全闭合；
5、 电机退出转速模式，DCT离合器逐渐压紧接合。
双离合变速器
在进行P2控制学习之前，有必要了解DCT的控制原理及过程，将在下节具体介绍DCT相关内容。
以上，简要介绍了P2构型的基本内容。如果说混动是纯电的过渡，那么P2就是混动的一个过渡。虽说其构型发掘空间有限，与主流的混动构型相比稍显逊色，但是作为一个产品去理解其背后的思想，对学习混动控制也是大有好处的。
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