奥迪在“A5/Q5”上搭载新一代混合动力系统“MHEV plus”

奥迪推出基于PPC平台的全新A5和Q5系列，这是德国市场首款采用全新MHEV plus技术的内燃机。通过PTG（动力总成发电机）、BAS（皮带驱动交流发电机起动机）和磷酸铁锂电池的独特协作，48伏轻度混合动力系统支持内燃机减少碳排放并提高性能，同时还改善了驾驶感受。

MHEV plus配备了部分电动驱动、电动助力等功能，提高了效率和舒适性。新A5和Q5所安装的轻度混合动力系统主要由以下三个主要部件组成。首先是新型PTG，采用紧凑设计的集成电力电子设备和永磁同步电机，其次是48伏电池和BAS。 48伏系统的组件采用液体冷却。 PTG完全可连接或可断开，具有集成电力电子设备和电动机，可实现部分电力驱动，该系统可降低油耗并提供更平稳的驾驶体验。

MHEV plus系统架构可以集成到具有基于PPC的前轮驱动和quattro全轮驱动的各种车型中。电力电子设备和电动机根据情况进行液冷，通过在所有驾驶条件下提供必要的功率和扭矩，使系统能够在最佳条件下运行。新的 MHEV plus 技术还可以支持纯电动驱动或内燃机。

MHEV plus系统的另一个主要好处是它提高了性能和乘坐舒适度。 PTG是该新系统中使用的紧凑而强大的电力驱动模块。 PTG作为一个紧凑单元安装，集成电力电子设备直接安装在变速器的输出轴上，为驱动器提供高达18kW (24PS) 的输出功率。该模块从变速箱输出产生高达230N·m的扭矩，从车辆启动的那一刻起就可以直接用作驱动。 PTG的紧凑型变速箱以 3.6:1 的传动比运行。 MHEV plus 利用 PTG 实现最高效率，最高时速可达140公里/小时。当速度较高时，PTG通过内置爪形离合器与传动系统断开。

PTG重约21公斤，输出轴每分钟可达5550转，允许130至140km/h之间的速度运行。还支持内燃机的速度范围为0km/h至140km/h，MHEV plus能够提供高达18kW的额外动力，使内燃机尽可能高效地运行。当车辆在此速度范围内停止时，PTG通过再生制动再生高达25kW的能量。集成混合制动控制系统可提供无压制动和最佳再生制动，而无需通常使用摩擦制动器。此外，得益于电动空气压缩机，即使在内燃机停止时（例如等待红绿灯时），MHEV plus也能够连续运行空调系统。

作为 MHEV plus 技术的一部分，BAS启动发动机并向电池供电。 BAS还可在发动机停止时恢复能量，并在重新启动时确保最佳气缸位置。锂离子电池采用LFP（磷酸铁锂），容量为37Ah，相当于约1.7kWh（总容量）。电池集成了低温水冷却回路，可以在25至60度之间保持最佳状态。

当电池的 SoC（充电状态）在50%到60%之间时，混合动力系统的效率最高。该SoC能够向电动机提供高电流并在能量再生期间存储高电流。这种MHEV加混合动力系统的目的不是增加电动行驶里程，而是快速对电池进行放电和充电。

借助MHEV plus技术，控制软件可监控车辆的运行状况，并确保内燃机、PTG 和 BAS 之间的最佳交互，已经确定了两台电动机的最佳运行条件以及驱动或能量再生所需的扭矩的最佳值。

操作策略考虑了所选的变速箱模式和油门踏板操作量。例如，挡位在“D”时，仅在油门踏板踩下约80%或更多时或强制降挡期间，PTG才会产生高达18kW的额外动力。另一方面，在运动模式“S”下，即使不踩下加速踏板，也可以使用18kW的额外动力。在D模式下，当车速超过85公里/小时，PTG可以断开，以防止在高速公路和郊区道路上使用内燃机匀速行驶时PTG的电动机功率损失。但在S模式下，PTG 保持连接状态并对任何情况立即做出反应，最高允许速度为5550rpm。

配备MHEV plus的车型能够实现全电动驾驶，例如在接近市区时，并利用 PTG 来保持速度。当驾驶员或ACC（自适应巡航控制）所需的输出超过一定值时，内燃机启动并接管驱动动力，启动条件由48伏电池SoC和车速决定。

如果SoC低于目标值，内燃机将更快启动，这是为了防止电动驱动增加能耗并进一步降低SoC性能。此外，内燃机可以结合BAS和PTG来提高SoC的性能，或根据需要为其充电。然而，这不适用于电动操作期间，例如在交通堵塞或停车时低速行驶时，甚至在比目标SoC低得多的温度下也能保持运行。

当需要更多电力时，故意将48伏电池放电至目标SoC水平，以确保在能量恢复阶段可以吸收足够的能量。而且，随着车辆速度的增加，内燃机需要动力的条件变得更快。换句话说，车速越高，越多地使用内燃机来驱动车辆。