概述

汽车供应商马勒动力推出了一款紧凑的集成模块化混合动力驱动系统，声称适用于各种车辆。与目前的产品相比，其声称成本低、重量轻、尺寸紧凑，该系统所采用的汽油发动机采用马勒式被动喷射点火系统，旨在通过使用小型预燃室来增加主燃烧室中可用的点火能量。下面本文从结构布置、功能特点、专用发动机及搭配样车的介绍出发，全方位详细阐述马勒模块化混合动力系统。

马勒模块化混合动力系统（MMHP）概念

MMHP配备专用混合动力内燃机（采用马勒点火系统），本质上属于集成式双模混合动力电驱系统。该技术可扩展到各种类型的车辆上。其结构配置如图 1 所示。

该系统本质上属于双模混合动力电驱系统，具备串联和并联混合动力装置的双重优势，包含两个电机、一个主电机和一个较小的发电机。主电机可以在没有（混合动力专用发动机）DHE 帮助的情况下提供车辆的全部动力，与插电功能相结合，使车辆能够在纯电动驱动下运行，尾气排放为零，纯电动范围由电池组的大小决定，可以通过优化电池组的大小权衡系统的总成本、重量以及续航里程和车辆经济性。由于主牵引驱动电机可以满足车辆基本的动力性要求，因此 DHE 的启动、预热等瞬态操作可以独立于驾驶员需求进行管理。

但是，如果一旦电池耗尽，系统将作为串联混合动力系统运行，DHE在低车速下仅驱动发电机。在中高车速下，发动机可以通过专用的混合动力变速器直接连接到车轮，具有多种传动比。牵引电机直接连接到车轮，因此即使在换档过程中也能无缝传递扭矩，可以保证扭矩输出的平稳性，降低车辆纵向冲击度。

MMHP 的设计意图是在各种车辆中进行扩展可定制，如图 2 所示。变速箱的传动比可以用户自定义。根据应用要求不同，有单速、2速和4速变速箱可选。发动机可以配备2缸机（60KW）或3缸机（90KW），电机的输出功率和扭矩也可按需定制。

定制原则：

1、牵引电机的选型依赖于实现车辆所需的动力性指标。

2、发电机规格需满足发动机可切换至直驱模式下时最低车速下的道路负载功率需求。

3、DHE的功率需保证在电池组充电时，能够在平坦道路上的高速持续巡航。

 MMHP中的专用发动机介绍

马勒动力总成的 1.5 升发动机是基于低成本高效率发动机的概念开发的，既可单独驱动，也适用于混合动力总成的一部分。 发动机的主要规格总结在表 1 中。

该发动机以高压缩比运行以获得良好的效率，但这限制了可以达到的比扭矩 (BMEP) ，燃烧系统基于马勒被动式喷射点火系统（MJI）预燃室系统与气门口喷射技术（PFI）相结合。为了最大限度地提高运行效率，发动机采用米勒循环和废气再循环 (EGR) 系统相结合，此外，还配备涡轮增压技术。

预燃室包含一个可容纳火花塞的小型辅助燃烧室，该辅助燃烧室通过多个喷嘴连接到主燃烧室。在压缩冲程中，来自主缸的气体被强制压入预燃室，然后被火花塞点燃。预燃室中的燃烧导致部分燃烧气体的辐射热量通过喷嘴渗透到主气缸中，从而在多个位置燃烧。这使燃烧持续时间更短，有助于减少爆震，这是传统火花塞 (CSP) 无法实现的。

图 3 显示了在 4000 rpm 的运行速度和 18 bar BMEP 的发动机负载下，被动 MJI 系统和 CSP 之间的燃烧过程比较。

图 3 燃烧过程比较

该发动机可以实现 40 % 的峰值制动热效率 (BTE) 或 42 % 的指示热效率 (ITE) 以及超过 34 % 的 BTE 区间。此发动机的 BTE 万有特性如图 4 所示，

配备MMHP的车辆介绍

这里展示两种车辆应用，一种是一辆 3.5 吨物流卡车和另外一种是一辆大型皮卡。下图总结了这两种车辆的关键车辆参数。

图 示例样车关键参数

图 5 显示了两辆车牵引力特性曲线。 物流卡车由MMHP 中的135 kW 牵引电机提供动力。从图 5a 可以看出，能够提供足够的牵引力，使满载车辆能够在平坦的道路上以超过 120 公里/小时的速度巡航，在 6% 的坡度上以超过 80 公里/小时的速度巡航。为了提供所需的车辆性能并提供全四轮驱动能力，大型皮卡由两台 135 kW 牵引电机提供动力，其中一台集成在 MMHP 中，另一台集成在电驱桥中安装在车辆后部以驱动后轮。借助这两个电动机，大型皮卡可以实现不到 6.0 秒的 0-100 km/h 加速。可以在平坦的道路上以近 200 公里/小时的速度巡航，在 6% 的坡度上以近 180 公里/小时的速度巡航。此外，该车辆可以在 90 公里/小时的 20% 坡度和 6% 坡度的 160 公里/小时以上牵引一辆 2500 公斤的拖车。

两辆车的多工况经济性和排放数据如图6和图7所示。

结语

各类型车辆行驶工况复杂多变，单一动力构型远远无法满足市场需求，品类繁多的混动构型也相继涌现，其中MMHP混合动力系统构型方案作为一种新型的混动系统，具有如下优势：

（1）该混动系统方案因其多模特性，可自由选择切换串联、并联模式，工况适应性更强；

（2）可实现无动力中断模式切换及换挡，显著降低车辆行驶冲击度，较其他混动构型具备更加卓越的平顺性和驾乘舒适性；

（3）结构高度集成，实现电机、电机控制器、变速箱、总成低压控制器一体化集成设计，整车接口简单，便于装配连接，且动力性经济性表现在同级别中也较为优异。

总而言之，各式各样的驱动结构百家齐放，最终谁能占据细分市场，还需得到广大用户的认可。