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马自达RX-9混动系统专利:利用电容器驱动轮毂电机

盖世汽车讯 最近有报道表示,马自达现在拥有一个后轮驱动汽车平台以及创驰蓝天(Skyactiv-X)直列六缸发动机,为下一代马自达 6轿车车型服务。为了摊销开发成本,新平台还需要为下一代马自达CX-9 SUV等车型提供服务。不过,该平台并不是是马自达唯一的王牌。马自达的目标是推出48V混合动力车以及插电式混合动力车,近日,据外媒报道,最近一份专利申请文件表明,马自达还在考虑推出利用电容器驱动的轮毂电机,而此种高科技的混合动力装置可能专为未来马自达RX-9轿跑车设计。

最新所披露的专利似乎是马自达去年早些申请的一项专利的更新版。两份专利申请文件都详细介绍了一款配备前置发动机的后轮驱动汽车,该车在前轴安装了两个轮毂电机,发动机后部安装了第三个电机,还配备了一个电容器以及一个小型锂离子电池。第一份专利文件展示了一款直列四缸发动机,不过当地时间4月9日公布的专利文件则描述了一款未知缸数的V型发动机以及一款汪克尔(Wankel)旋缸发动机。

轮毂电机历来都有的问题是会增加非簧载重量,可能给行驶和驾驶员操控带来负面影响。马自达的解决方案是在前轮轮毂配备一个相对较小的发动机,而且该发动机由发动机舱(旋缸发动机的顶部,或V型发动机的气缸之间)的双层电容器驱动。电容器能够迅速释放能量,与电池相比,可更高效地从制动中回收能量。此外,马自达还利用一款速度传感器指明什么时候可以采用前轮轮毂电机。

但是马自达打算如何利用如此小的电机来驱动轮毂呢?与汽车其他部分相比(120V),该轮毂电机和电容器的工作电压更高。电压更高意味着电机能够在电流较低的情况下,与电压较低的电机产生同样的电力,电流较低就意味着可以实现尺寸更小的线组和绕组。据该专利文件所说,这一切都有助于实现一个紧凑、轻量级的电动全轮驱动(e-AWD)解决方案。而且由于杠杆作用,轮毂电机不会拥有与轴端电机一样的扭矩优势。

为了适应不同系统的电压,马自达还使用了三个逆变器,其中一个与发动机(没有飞轮)和传动轴之间的主驱动电机连接。该款25千瓦的永磁同步装置由一个48V 3.5千瓦的锂离子电池组(很奇怪,该电池组放置在传动轴通道中,在车辆中心以下)提供动力,可以驱动后轮或者取代内燃机。至关重要的是,此种设计占据了传统变速箱(发动机后部)的空间,因此马自达的设计还需要一个后变速驱动桥。

专利文件指出,后变速驱动桥的优点之一是不会有变速箱突出到汽车地板上,可以让车内前部空间更大,从而可以让马自达在车内中央设计更加对称的座椅位置。此外,后变速驱动桥对于发动机前置的车型而言,能够更好地分配重量,也是在Corvette等高性能车型中常见的装置。

因此,该设计对于一辆发动机前置、全轮驱动、且采用旋缸发动机的混合动力车型而言,非常复杂。虽然该系统很有可能适用于即将上市的后轮驱动马自达6及其直列六缸发动机,不过,另一项马自达专利申请文件表明,该动力系统还会在后面挂上传统的八速变速箱。(文中图片均来自motortrend.com)

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责任编辑:clarkzang
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