F4-01 混动专用变速箱（DHT）热管理

课程代码 F4-01 · 板块 F 动力总成与整车其他热源 / F4 混动专属热管理 时长 约 4.0 小时（6 讲） 适合对象 做混动 DHT 总成集成的系统与传动热管理工程师（主修）；电驱热管理工程师（主修，第 2、6 讲与你手上的电机温升口径直接接轨）；混动控制与标定工程师（选修，读第 3、5、6 讲）；油品与摩擦材料工程师（选修，读第 2 讲）；整车热管理架构师（选修，读第 4 讲——DHT 排热往哪条回路挂，是架构层的决定）。 前置 F3-02 变速箱/减速器油温控制与油冷器 变速箱／减速器油温控制与油冷器（本课全程沿用它的符号纪律与 ε-NTU 用法）；B2-02 混动（HEV/PHEV）热管理架构与工作模式切换 混动热管理架构与工作模式切换（接法判据的属主）；E1-02 电机油冷：喷油、甩油与端部绕组冷却 电机油冷：喷油、甩油与端部绕组冷却（端部换热两笔账的属主）。⚠ 强烈建议同时具备 F3-03 电桥润滑冷却一体化设计 电桥润滑冷却一体化设计——本课第 1、2 讲多处以「电桥是两职、DHT 是三职」的方式与它对照；没有也能读，但对照那几段要边读边回查。 本讲义定位 讲师授课蓝本 / 学员自学讲义。本课是系统集成方法课：教你把「一套油同时干润滑、电机冷却、离合器散热三份活」这件事拆成一本算得清的热账、一条能反算的油路热网络、一组能逐条问责的判据。⛔ 它不给任何可以直接抄进项目的油温窗口、EOP 流量、油冷器 UA、降额门限与滞后带宽——那些量随构型、油品、绝缘等级与整车回路而变，抄一个数就是把别人的边界条件搬进你的项目；本课凡判为平台相关的量，都会同时给出典型区间、常见值锚点与「拿到它的路」。

按任务导航

⛔ 本课不覆盖 · 栏一（每样带去向）：ε-NTU 方法本体与 LMTD → A3-01 换热器传热基础：ε-NTU 法与 LMTD 法；油-水板换本体的选型与流道 → G3-01 Chiller（板式换热器）设计与选型；端部绕组射流冲击换热的关联式与覆盖率 φ → E1-02 电机油冷：喷油、甩油与端部绕组冷却；转子与磁钢冷却、油水混合方案 → E1-03 油水混合冷却与转子冷却设计；绝缘等级、温升限值与降额曲线本体 → E1-05 电机温升限值、绝缘等级与降额；绕组热点与磁钢温度的在线估计算法 → E1-07 电机不可测温度的在线估计与热保护标定：绕组热点、磁钢温度与退磁保护；λ 膜厚比、齿面胶合与油的氧化寿命线的推导 → F3-04 润滑失效判据与油温上限的推导：动压/弹流油膜、λ 膜厚比、齿面胶合与氧化寿命线；传动件热账的通用记账口径与油冷器七步反解链 → F3-02 变速箱/减速器油温控制与油冷器；电子油泵本体的形态、电机与控制 → G5-02 电子油泵与油路热管理；机械水泵与电子水泵的切换、停机保压与倒流防护（水侧的同构问题） → G5-06 机械水泵与可变流量/离合器水泵：总成结构、水封失效与混动并联；搅油与自由液面的数值实现 → J3-06 电驱油冷部件级 CFD：旋转域、自由液面与搅油损失的数值实现；HT–LT 耦合点的阀位、限温中介与阶差反解 → F4-02 发动机与电驱热源的协同与切换；混动架构与工作模式切换的判据表 → B2-02 混动（HEV/PHEV）热管理架构与工作模式切换；回路拓扑与倒灌防护 → B3-01 冷却液回路拓扑：串/并联、多回路耦合与模式切换；整车模式管理与热请求仲裁 → K3-01 整车热管理控制策略总览与模式管理；混动热管理的标定门限与暖机分阶段 → K6-11 混动/增程热管理标定：热请求门限、余热接管与 PTC 交叠退出、暖机分阶段。

⛔ 本课不覆盖 · 栏二（真正不给的数）：① 任何标准的条款内容与限值——本课涉及的旋转电机温升与定额、绝缘耐热等级、驱动电机系统技术条件、以及各家 OEM 的专属传动油规格，只写「它管什么、在设计的哪一步卡住你」；⛔ 未逐条核过原文，编号与版次一律以现行有效目录为准，本课不复述任何一条条款；② 任何油品的具体牌号、黏度等级与添加剂配方——它们由 OEM 与油品供应商在专属规格里约定，且随摩擦材料配对变化；③ 任何具体平台的构型参数（速比、离合器片数、电机功率、油量）。

⚠ 栏二之外的平台相关量（目标油温窗口上下限、EOP 流量与压头、油冷器 UA、分流比、滑摩热的一次热量与频次、各保护门限与滞后带宽、三个温度的时间常数），本课照给典型区间与常见值锚点，逐条标注「⚠ 典型值、⛔ 不是验收依据，须实测确认」并写明拿到它的路。汇总见 1.5 与〈术语与符号表〉。

引言：一套油、三个主人、三张互相拉扯的验收单

先看一句在评审会上很常见的话：「这台 DHT 的油温标定完了，稳态压在窗口里，热管理这块过了。」

这句话本身没错。它的问题在于，说这句话的人手里只有一个温度——油池油温。而这台壳体里，同时住着三个主人，各自看的是三个不同的温度：

• 齿轮与轴承要的是油膜。它看的是啮合点的当地黏度，而当地黏度由当地油温决定；油太热，膜厚比掉下来，齿面走向胶合。这条线的属主是 F3-04 润滑失效判据与油温上限的推导：动压/弹流油膜、λ 膜厚比、齿面胶合与氧化寿命线。
• 电机要的是绕组热点不越绝缘等级。它看的是端部绕组最热那一点的温度 T_hotspot，而这一点与油池之间隔着一段随扭矩漂移的温差。这条线的属主是 E1-05 电机温升限值、绝缘等级与降额 与 E1-07 电机不可测温度的在线估计与热保护标定：绕组热点、磁钢温度与退磁保护。
• 湿式离合器要的是摩擦面不烧、μ 随滑差不掉头。它看的是结合过程中摩擦面的瞬时温度 T_fric，那是一个在零点几秒内完成的尖峰，油池温度对它一无所知。

三个主人、三个测点、三张验收单，而车上只有一个油温传感器。把这三张单子合成一张能交付的规格，就是这门课要做的事。

为什么 DHT 比电桥更难。 F3-03 电桥润滑冷却一体化设计 讲的电驱桥也是共油，但它是两职一稳态：齿轮润滑加电机冷却，工况在时间上是连续的。DHT 多出来的三样，每一样都改变问题的形状：

1. 第三职：离合器。它不只是多一个热源，它带来的是一支时间尺度完全不同的热——集中在零点几秒、集中在一个很小的面上，而且它同时对油提出了一个与冷却无关的要求（摩擦特性）。
2. 模式切换。EV、串联、并联、直驱之间切来切去，热源在壳体内部搬家：同一个稳态油温背后，产热的位置和分布完全不同。
3. 与发动机的热耦合。DHT 挨着发动机，冷起动时可以借发动机余热把油暖起来，这是电桥没有的好处；同时也带来了电桥没有的风险——那条换热通道是双向的。

全课路线图。第 1 讲把构型与热源图谱铺开，交出一本九行的热账和本课的符号契约；第 2 讲处理油温窗口与选油这两件互相纠缠的事，核心是「三条线换算到同一参照点再取交集」和「选油是三向约束取交集」；第 3 讲讲油怎么真的送到，重点是机械泵挂哪根轴决定了哪个工况会断供——这一条被广泛地说错；第 4 讲建油路热网络、反算 EOP 流量与油冷器 UA，并决定这套排热往整车哪条回路挂；第 5 讲处理模式切换的瞬态热；第 6 讲落到热点估计、降额保护与往整车模式管理的反馈。收尾是关键公式详解、一个完整的教学算例、常见误区、动手做、自检清单与术语表。

第 1 讲　DHT 构型与热源图谱：先把账拆到九行

1.1 先说清 DHT 到底是什么，以及本课的边界

DHT（混动专用变速箱，Dedicated Hybrid Transmission）指的是为混动动力系统专门设计的那一类变速箱总成：它把一台或两台电机、齿轮系、以及（多数构型里）一到两个离合器装进同一个壳体，用一套油路同时服务它们。它不是「传统 AT 加一台电机」——那是 P2 混动的做法，热管理上更接近 F3-02 变速箱/减速器油温控制与油冷器 讲的传统传动件。

⇒ 本课的边界：讲壳体内部这本热账，以及这本账怎么接到整车回路上。壳体外面的那一段——发动机侧的热、前端散热预算怎么分——属主是 F4-02 发动机与电驱热源的协同与切换；整车回路怎么排、阀位怎么切，属主是 B2-02 混动（HEV/PHEV）热管理架构与工作模式切换 与 B3-01 冷却液回路拓扑：串/并联、多回路耦合与模式切换。

1.2 三种构型的热源图谱：先看电机挂在哪根轴上

DHT 的构型很多，但从热的角度看，只需要分清三件事：有几台电机、它们挂在哪根轴上、有没有能断开发动机的离合器。

构型一：串并联（双电机，P1＋P3）。一台电机（记作发电机侧，挂在发动机轴上）负责发电与起动，另一台（驱动电机侧，挂在输出轴上）负责驱动；两者之间一个离合器决定发动机能不能直接驱动车轮。

• EV 模式：发动机停、离合器分离，只有驱动电机在工作。热源＝驱动电机损失＋输出侧齿轮啮合与搅油＋离合器分离状态的拖曳。
• 串联模式：发动机带发电机侧发电，驱动电机驱动车轮。两台电机同时在工作，这通常是本构型热流最大的稳态工况之一。
• 并联／直驱：离合器结合，发动机功率直接上路。电机损失下来了，但离合器在结合过程中有滑摩，而且发动机侧的热通过壳体与轴系传进来。

构型二：功率分流（行星排）。用行星排把发动机功率分成机械路与电功率路。它没有传统意义上的模式切换离合器（或只有很少几个），因此滑摩热这一支很小甚至没有；代价是电功率路始终在工作，两台电机几乎没有完全休息的工况。⇒ 热的画像：稳态热流高而平，尖峰少。

构型三：多档 DHT（两档或三档）。在串并联基础上加了档位，用换挡执行机构（同步器或离合器）改变速比。若用湿式离合器换挡，每一次换挡都是一次滑摩事件；若用同步器，滑摩热小得多，但液压作动的需求还在。

1.3 九行热账：先画全集，再逐项核对

拆账的第一条纪律是：先把全集写出来，再逐项问「本构型有没有这一支」，⛔ 不要沿着「我记得有哪些热源」往下列——那样一定会漏掉不显眼的两三支，而漏掉的恰恰是最容易被整类忘掉的。

本课给出的全集是九行：

⚠ 最常被整项漏掉的是 ⑦ 和 ⑨。 ⑦ 之所以被漏，是因为「离合器分离了应该没有热」这个直觉；实际上湿式离合器分离时片间仍有油被剪切，高转速下这一支不小，而且它在 EV 模式下始终存在——恰恰是那个只靠电子油泵供油的工况。⑨ 被漏，是因为泵功被当成了「消耗掉的电」，而它做的功最终以摩擦与节流的形式回到油里。⇒ 这与 F3-03 电桥润滑冷却一体化设计 的记账纪律一致：泵功进产热侧。

本课的闭合面必须写清。 本课把 Q_oil,tot 定义为：上面九行中，最终以热的形式进入油的那一部分之和，单位 W，取整个 DHT 壳体内部为闭合面。⚠ 这是本课首定的量，⛔ 不等于 F3-02 变速箱/减速器油温控制与油冷器 里的 Q_gen——那一条的闭合面是「一个传动件」，它的 η_tot 不含电机损失。两者混用会把电机那一大块整类漏掉，而账面上看不出来。

为什么它是上界口径。 有一部分损失并不进油：电机若同时有水套，一部分铁损直接经机壳走水路；壳体表面对空气与对车身有自然对流与辐射；瞬态过程里还有一部分被金属件的显热吃掉。本课约定把它们全部记进油，⇒ Q_oil,tot 是一个上界。用它选泵与选冷却器是偏保守的，可以；⛔ 反过来拿它论证「实际产热不低于某值」是不成立的（这是方向性的量，⛔ 不许反向用）。

1.4 一条必须先说的正反馈：铜损自己会涨

绕组铜损随温度上升，这不是修正项，是量级上看得见的一块：

P_cu ＝ I²·R(T)，R(T) ＝ R₀[1 + α(T − T₀)]

其中 α 是铜的电阻温度系数。⚠ 工程上更常用的等价写法是电阻法温升试验里的那条比例式：R₂/R₁ ＝ (235 + T₂)/(235 + T₁)，其中 235 是铜的材料常数（旋转电机温升试验的电阻法本体，属主是旋转电机温升与定额的标准体系；⛔ 本课未逐条核对原文，只写去向）。

代一次感受量级（物性推算，⛔ 不是平台数）：绕组从 60 ℃ 升到 160 ℃，(235+160)/(235+60) ＝ 395/295 ≈ 1.34 ⇒ 同样的电流下铜损涨约 34%。

⇒ 这条给出的判据是：油冷失效不是线性变坏的。油带不走热 ⇒ 绕组升温 ⇒ 铜损涨 ⇒ 更带不走。⇒ 在做最恶劣工况的热账时，铜损必须取热态下的值，⛔ 不能用常温台架数据代入——那会把最恶劣点系统性算轻。

1.5 符号契约与跨课口径桥

本课同时出现六个以上温度、两种流量、三个热源族，符号不钉死必然撞车。以下是全课强制的记法，其中多数是直接沿用兄弟课已经立好的口径，⇒ 跨课引用不必换算。

本课首定的三个量，以及为什么必须换名字。

• Q_oil,tot（W）＝ 进入油的总热流率，闭合面＝整个 DHT 壳体内部（1.3）。⚠⚠ ⛔ 不得与 F3-02 变速箱/减速器油温控制与油冷器 的 Q_gen 互代：后者的闭合面是一个传动件、它的 η_tot 不含电机损失。两个量都叫「总产热」、都是 W、量级也接近，而分母（闭合面）不是同一个 ⇒ 直接互代会把电机那一大块整类漏掉。
• ṁ_oil,pump（kg/s）＝ 泵出口的总油质量流量。⚠⚠ ⛔ 不得与 E1-02 电机油冷：喷油、甩油与端部绕组冷却 的 ṁ_oil 互代：那一条讲的是喷到端部绕组的那一支的流量，是本课总流量乘上分流比之后的结果。两者都写作「油质量流量」、都是 kg/s，而分子（管的是哪一段油路）不是同一个 ⇒ 拿本课的总流量去过 E1-02 电机油冷：喷油、甩油与端部绕组冷却 的端部换热账，会系统性高估端部的冷却能力，得出「流量够了」的假绿灯。⇒ 本课凡引用 E1-02 电机油冷：喷油、甩油与端部绕组冷却 的两笔账时，一律先写清换算：ṁ_oil,mot ＝ x_mot·ṁ_oil,pump。
• x_mot / x_gear / x_cl（无量纲）＝ 三个去向的分流比，三者之和为 1（不计泄漏）。⚠ 分流比几乎不可直接测（这一点与 F3-03 电桥润滑冷却一体化设计 一致），只能靠流阻网络计算加台架间接校核；⇒ 它是本课里不确定度最大的一个输入，任何结论都要标出它的敏感性。

本讲小结：这一讲交付三样东西。① 热源要先画全集再核对，九行里最容易被整项漏掉的是「离合器分离拖曳」与「泵寄生功率」，而前者恰好只在 EV 模式下出现、后者恰好在最需要流量时最大；② Q_oil,tot 是上界口径，选泵与选器可以用它，⛔ 反向论证不行；③ 符号契约里最要紧的两条是两个跨课口径桥——本课的总产热⛔ 不是 F3-02 变速箱/减速器油温控制与油冷器 的 Q_gen，本课的总流量⛔ 不是 E1-02 电机油冷：喷油、甩油与端部绕组冷却 的端部流量，两者都长得一模一样而分母／分子不同。下一讲回答那个真正的难点：三个主人要的窗口不一样，怎么合成一个。