模塊二 混合動力汽車

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1、混合動力汽車王 燦混合動力汽車概述1混合動力汽車結(jié)構(gòu)與原理2長安杰勛奇瑞A5一汽奔騰東風EQ7200HEV榮威750HYBRID本田思域Hybrid別克君越HEV車型HEV車型豐田 普銳斯HEV車型u雷凌雙擎版搭載的是一套由1.8L阿特金森循環(huán)發(fā)動機與電動機組成的混動系統(tǒng)，其中發(fā)動機的最大輸出功率99馬力，電動機最大輸出功率72馬力。官方公布該車的百公里綜合油耗為4.2L/100km。雷凌 雙擎HEV車型u搭載于雅閣車型上這套i-MMD系統(tǒng)由四大主要部分組成：2.0L DOHC i-VTEC發(fā)動機、電動CVT系統(tǒng)、PCU功率控制單元和高功率鋰離子電池組。搭載i-MMD系統(tǒng)的雅閣Hybrid 0

2、-60km的加速時間為3.9秒，在日本JC08工況下的油耗測試值最低為30km/L，即大約3.3L/100km。2015款Accord HybridHEV車型u奧迪A3 Sportback e-tron采用插電式混合動力系統(tǒng)，包含3個離合器的6速e-S tronic變速器與75千瓦電動機相連。在純電動模式下，奧迪A3 e-tron最高時速可達到130公里/小時，續(xù)航里程最大可以到達50公里?；旌蟿恿δＪ綍r，可以達到150千瓦和350牛米。奧迪A3 Sportback e-tronHEV車型2015款530Le 插電式混合動力HEV車型2015款保時捷卡宴S E-hybridu外觀方面Cayen

3、ne S Hybrid的特點主要在于配色，除了在前翼子板側(cè)面增加了一個“e-hybrid”之外，車型標識的字體背景以及剎車卡鉗都采用了青檸綠配色。這個配色被用于所有有插電式混合動力的保時捷車型上，包括918 Spyder。大作業(yè)1.介紹一款混合動力汽車（車型、發(fā)展歷史、結(jié)構(gòu)、參數(shù)等）；2.兩人一組完成；3.以PPT、視頻等形式匯報；4.每組的車型不得重復。1899，比利時Liege的Pieper研究院（第一輛并聯(lián)式混合動力電動汽車）1899，法國Vendovelli與Priestly公司（第一輛串聯(lián)式混合動力電動汽車）1902，法國人H.Krieger（采用兩個獨立的直流電動機驅(qū)動前輪）190

4、3，法國人Camille Jenatzy（6hp的汽油發(fā)動機和14hp的電動機相組合）1903，Lohner.Porsche（發(fā)電制動）1975，Victor Wouk博士（Buick Skylark型并聯(lián)式混合動力電動汽車）1997，豐田公司（Prius混合動力電動轎車）混合動力汽車的發(fā)展定義：能夠至少從可消耗的燃料、可再充電能或能量儲存裝置兩類車載儲存的能量中獲得動力的汽車。-國家標準電動汽車術(shù)語GB/T 19596-2004混合動力汽車的定義混合動力汽車的分類1按照動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式2按混合程度分類,即按照電動機相對于燃油發(fā)動機的功率比大小3按照外接充電能力劃分4按照行駛模式的選擇方式劃分

5、5其他劃分型式按照動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式123串聯(lián)式混合動力電動汽車并聯(lián)式混合動力電動汽車混聯(lián)式混合動力電動汽車按照動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式特點：串聯(lián)式混合動力電動汽車的發(fā)動機能夠經(jīng)常保持在穩(wěn)定、高效、低污染的運轉(zhuǎn)狀態(tài)，使有害氣體的排放被控制在最低范圍，能量轉(zhuǎn)換的效率要比內(nèi)燃機汽車低，故串聯(lián)式混合動力驅(qū)動系統(tǒng)較適合在大型客車上使用。串聯(lián)式結(jié)構(gòu)圖串聯(lián)式動力流程圖串聯(lián)式并聯(lián)式混聯(lián)式串聯(lián)式代表串聯(lián)式并聯(lián)式混聯(lián)式按照動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式串聯(lián)式并聯(lián)式混聯(lián)式并聯(lián)式結(jié)構(gòu)圖并聯(lián)式動力流程圖特點：并聯(lián)式驅(qū)動系統(tǒng)可以單獨使用發(fā)動機或電機作為動力源，也可以同時使用電機和發(fā)動機作為動力源驅(qū)動車輛行駛。通常被應用在小型混合動力電動汽車上

6、。并聯(lián)式驅(qū)動系統(tǒng)的主要元件為動力合成裝置，由于動力合成的實現(xiàn)方法具有多樣性，相應的動力傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也多種多樣，通?？蓪⑵浞譃轵?qū)動力合成式、轉(zhuǎn)矩合成式和轉(zhuǎn)速合成式3類。驅(qū)動力合成式；轉(zhuǎn)矩合成式(雙軸式和單軸式)；轉(zhuǎn)速合成式E-發(fā)動機；M-電動機；B-蓄電池按照動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式并聯(lián)式混合動力汽車的驅(qū)動方式串聯(lián)式并聯(lián)式混聯(lián)式并聯(lián)式代表串聯(lián)式并聯(lián)式混聯(lián)式按照動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式混聯(lián)式結(jié)構(gòu)圖混聯(lián)式動力流程圖特點：混聯(lián)式驅(qū)動系統(tǒng)充分發(fā)揮了串聯(lián)式和并聯(lián)式的優(yōu)點，能夠使發(fā)動機、發(fā)電機、電動機等部件進行更多的優(yōu)化匹配，從而在結(jié)構(gòu)上保證了在更復雜的工況下使系統(tǒng)在最優(yōu)狀態(tài)工作，所以更容易實現(xiàn)排放和油耗的控制目標，因此是

7、最具影響力的混合動力電動汽車。串聯(lián)式并聯(lián)式混聯(lián)式混聯(lián)式代表串聯(lián)式并聯(lián)式混聯(lián)式（1）微混合型混合動力電動汽車以發(fā)動機為主要動力源，電機作為輔助動力，具備制動能量回收功能的混合動力電動汽車。電機的峰值功率和總功率的比值小于10%。僅具有停車怠速停機功能的汽車也可稱為微混合型混合動力電動汽車。（2）輕度混合型混合動力電動汽車以發(fā)動機為主要動力源，電機作為輔助動力，在車輛加速和爬坡時，電機可向車輛行駛系統(tǒng)提供輔助驅(qū)動力矩的混合動力電動汽車。一般情況下，電機的峰值功率和總功率的比值大于10%。（3）重度混合(強混合)型混合動力電動汽車以發(fā)動機和/或電機為動力源，一般情況下，電機的峰值功率和總功率的比值大

8、于30%，且電機可以獨立驅(qū)動車輛正常行駛的混合動力電動汽車。按混合程度分類外外接充接充電型混合動力電動汽車一種被設計成在正常使用情況下可從非車載裝置中獲取電能量的混合動力電動汽車。僅當制造廠在其提供的使用說明書中或者以其他明確的方式推薦或要求進行車外充電時，混合動力電動汽車方可認為是“外接充電型”的。僅用作不定期的儲能裝置電量調(diào)節(jié)或維護目的而非用作常規(guī)的車外能量補充，即使有車外充電能力，也不認為是“外接充電型”的車輛。插電式插電式(plug-in)混合動力混合動力電動汽車屬于此類型。非非外接外接充電型混合動力電動汽車一種被設計成在正常使用情況下從車載燃料中獲取全部能量的混合動力電動汽車。按外接

9、充電能力劃分12有手動選擇功能的混合動力電動汽車具備行駛模式手動選擇功能的混合動力電動汽車。車輛可選擇的行駛模式包括發(fā)動機模式、純電動模式和混合動力模式三種。無手動選擇功能的混合動力電動汽車不具備行駛模式手動選擇功能的混合動力電動汽車。車輛的行駛模式根據(jù)不同工況自動切換。按行駛模式的選擇方式劃分12按照可再充電能量儲存系統(tǒng)不同可以劃分為(但不限于)以下類型:動力蓄電池混合動力電動汽車(traction battery hybrid electric vehicle);超級電容器混合動力電動汽車(super capacitor hybrid electric vehicle);機電飛輪混合動力電

10、動汽車(electromechanical flywheel hybrid electric vehicle)；動力蓄電池與超級電容器組合式混合動力電動汽車(traction battery and super capacitor hybrid electric vehicle)?；旌蟿恿﹄妱悠嚢凑掌浼夹g(shù)特征、燃料類型、功能結(jié)構(gòu)和車輛用途等因素還可有其他劃分型式。其他劃分型式12混合動力電動汽車的特點混合動力純電動汽車VS(1)由于有原動機作為輔助動力，蓄電池的數(shù)量和質(zhì)量可減少，因此汽車自身重量可以減小；(2)汽車的續(xù)駛里程和動力性可達到內(nèi)燃機的水平；(3)借助原動機的動力，可帶動空調(diào)、真空

11、助力、轉(zhuǎn)向助力及其他輔助電器，無需消耗蓄電池組有限的電能，從而保證了駕車和乘坐的舒適性?；旌蟿恿﹄妱悠嚨奶攸c混合動力內(nèi)燃機汽車VS(1)可使原動機在最佳的工況區(qū)域穩(wěn)定運行，避免或減少了發(fā)動機變工況下的不良運行，使得發(fā)動機的排污和油耗大為降低；(2)在人口密集的商業(yè)區(qū)、居民區(qū)等地可用純電動方式驅(qū)動車輛，實現(xiàn)零排放；(3)可通過電動機提供動力，因此可配備功率較小的發(fā)動機，并可通過電動機回收汽車減速和制動時的能量，進一步降低汽車的能量消耗和排污。顯然，混合動力電動汽車研發(fā)的主要目的就是要減少石油能源的消耗，減少汽車尾氣中的有害氣體量，降低大氣污染?；旌蟿恿ζ嚫攀?混合動力汽車結(jié)構(gòu)與原理2混合動力

12、汽車的發(fā)動機發(fā)動機功率功率大燃油經(jīng)濟性和排放性能差功率小電動機功率大，電池容量和成本增加，車重增加，僅依靠發(fā)動機的富裕功率難以維持電池組的額定電量，限制了車輛的續(xù)駛里程。能滿足原車動力性能要求的小功率發(fā)動機，這樣既可以降低發(fā)動機的排量又可以提高發(fā)動機的負荷率，有利于排放和燃油經(jīng)濟性。同普通動力傳動系相比，混合動力電動汽車發(fā)動機可限制在某一特定區(qū)域內(nèi)工作，特定區(qū)域的選擇可考慮使發(fā)動機燃油消耗最小和尾氣污染物排放最少。混合動力汽車的發(fā)動機發(fā)動機的最高轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速過高加劇部件之間的磨損，降低發(fā)動機效率轉(zhuǎn)速過低造成最高車速降低考慮到部件磨損和最高車速的合理性，通過對現(xiàn)有中小功率發(fā)動機進行分析，設計的發(fā)動機

13、最高轉(zhuǎn)速為6000r/min。u電動機是電動汽車的心臟，對于混合動力電動汽車來說，電動機的重要性與發(fā)動機是等同的。u混合動力電動汽車對驅(qū)動電動機的要求是能量密度高、體積小、重量輕、效率高。u從發(fā)展趨勢來看，電驅(qū)動系統(tǒng)的研發(fā)主要集中在交流感應電動機和永磁同步電動機上，對于高速、勻速行駛工況，采用感應電動機驅(qū)動較為合適;而對于經(jīng)常起動、停車、低速運行的城市工況，永磁同步電動機驅(qū)動效率較高。電動機u驅(qū)動電動機的控制技術(shù)包括大功率電子器件、轉(zhuǎn)換器、微處理器以及電動機控制算法等。u高性能的電力電子器件仍處于研究中，并且向微電子技術(shù)與電力電子技術(shù)集成的第四代功率集成電路方向發(fā)展。u轉(zhuǎn)換器技術(shù)隨著功率器件的

14、發(fā)展而發(fā)展，可分為DC/DC直流斬波器和DC/AC逆變器，分別用于直流和交流電動機。u電動機控制微處理器主要有單片機和DSP芯片，目前電動機控制專用DSP芯片已被廣泛采用，將微處理器與功率器件集成到一塊芯片上(即PTC芯片)，是目前的研究熱點。電動機混合動力電動汽車使用的電池工作負荷大，對功率密度要求較高，但體積和容量小，而且電池的SOC工作區(qū)間較窄，對循環(huán)壽命要求高。動力電池動力電池是混合動力電動汽車的基本組成單元，其性能直接影響驅(qū)動電動機的性能，從而影響整車的燃油經(jīng)濟性和排放性能。能量再生制動回收是混合動力電動汽車提高燃油經(jīng)濟性的又一重要途徑。由于制動關(guān)系到行車安全性，如何在最大限度回收制

15、動時的車輛動能與保證安全的制動距離和車輛行駛穩(wěn)定性之間取得平衡，是再生制動回收系統(tǒng)需要解決的難題之一，再生制動回收系統(tǒng)與車輛防抱死制動系統(tǒng)的結(jié)合可以完美地解決這一難題。底盤系統(tǒng)底盤系統(tǒng)Prius是拉丁語，意指“領(lǐng)先一步”。當Prius首次發(fā)布時，它被評選為2002年度世界最佳設計的客車。案例：普銳斯動力系及控制系統(tǒng)采用了哪種構(gòu)造？動力系及控制系統(tǒng)動力系及控制系統(tǒng)動力系及控制系統(tǒng)動力系及控制系統(tǒng)動力系及控制系統(tǒng)1）由電動/發(fā)電機1(MGI)、電動機/發(fā)電機2(1VIG2)和行星齒輪機構(gòu)組成的混合動力貫通軸。結(jié)構(gòu)原理2）1NZ-FXE發(fā)動機。結(jié)構(gòu)原理3）由變換器、升壓變換器、DC-DC變換器和AC

16、變換器構(gòu)成的變換器組合件。結(jié)構(gòu)原理4)混合動力車輛電控單元(HV ECU)。該裝置采集來自傳感器的信息，并向發(fā)動機控制模塊(ECM)、變換器組合件、蓄電池的電控單元(ECU)和滑移控制的電控單元(ECU)發(fā)送計算結(jié)果，以控制混合動力系統(tǒng)。結(jié)構(gòu)原理系統(tǒng)監(jiān)視控制功能 關(guān)閉控制功能上坡輔助控制功能 電動機牽引力控制功能 5）換檔位置傳感器。6）將加速器角度量變換為電信號的加速踏板位置傳感器。7）控制再生制動的滑移控制的電控單元(ECU)。8）發(fā)動機控制模塊(ECM)。結(jié)構(gòu)原理9）高壓蓄電池。10）蓄電池的電控單元(ECU)，它監(jiān)控高壓蓄電池的充電情況，并控制冷卻風扇的運轉(zhuǎn)。11）關(guān)閉系統(tǒng)的維護插塞。

17、12）連接和斷開高壓電源電路的主繼電器。13）應用于車輛控制系統(tǒng)DC12V的輔助蓄電池。結(jié)構(gòu)原理發(fā)動機和混合動力貫通軸 發(fā)動機1NZ-FXE發(fā)動機是1.5L直列式4氣缸汽油發(fā)動機，配有可變氣門定時信息(VVTi)和電節(jié)氣門控制信息系統(tǒng)(ETCS-i)。發(fā)動機和混合動力貫通軸 混合動力貫通軸1)產(chǎn)生電功率的MG1。2)驅(qū)動車輛的MG2。3)可提供連續(xù)可變傳動比，并用作功率分解裝置的行星齒輪機構(gòu)。4)由無聲鏈、反轉(zhuǎn)齒輪和末端齒輪組成的減速裝置。5)標準的兩小齒輪差速器。發(fā)動機和混合動力貫通軸發(fā)動機和混合動力貫通軸發(fā)動機和混合動力貫通軸發(fā)動機和混合動力貫通軸動力分配器由一個中心齒輪、四個小的行星齒輪

18、、一個圓形的行星齒輪座、一個外齒圈構(gòu)成。A.中心的齒輪稱為“恒星齒輪”，它與一號電機相聯(lián)。由于一號電機既可以正轉(zhuǎn)，也可以反轉(zhuǎn)，所以恒星齒輪也隨一號電機正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)（恒星齒輪和一號電機見圖中黃色的部分）。B.恒星齒輪四周有四個小齒輪圍繞著旋轉(zhuǎn)，稱為“行星齒輪”。C.承載四個行星齒輪的圓環(huán)稱為“行星齒輪座”，它上面有四個獨立的短軸，四個行星齒輪分別裝在短軸上?！靶行驱X輪座”本身沒有齒，它依靠行星齒輪與恒星齒輪咬合在一起。發(fā)動機和混合動力貫通軸“行星齒輪座”與汽油機聯(lián)接，由于汽油機只能正轉(zhuǎn)，所以“行星齒輪座”也只能正轉(zhuǎn)。（行星齒輪、行星齒輪座和汽油機見圖中的藍色部分）最外面的圓環(huán)是一個齒圈，齒圈的齒全

19、部向內(nèi)，與四個行星齒輪咬合在一起。齒圈的一端與二號電機相聯(lián)。由于二號電機既可以正轉(zhuǎn)，也可以反轉(zhuǎn)，所以齒圈也隨二號電機正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。齒圈的另一端通過減速齒輪與普銳斯的車輪相聯(lián)。這樣，當二號電機正轉(zhuǎn)時，普銳斯向前行駛，當二號電機反轉(zhuǎn)時，普銳斯向后倒退。（外齒圈和二號電機見圖中的紅色部分）行星齒輪本身沒有動力源，但它們有“自轉(zhuǎn)”和“公轉(zhuǎn)”。行星齒輪在短軸上的旋轉(zhuǎn)為自轉(zhuǎn)，自轉(zhuǎn)可以是正轉(zhuǎn)，也可以是反轉(zhuǎn)；公轉(zhuǎn)是指四個行星齒輪隨“行星齒輪座”一起圍繞恒星齒輪公轉(zhuǎn)。發(fā)動機和混合動力貫通軸四個行星齒輪雖然沒有動力源，但卻有特別的功效。正是由于它們的存在，才使行星齒輪座、恒星齒輪和齒圈之間的微妙相互作用成為可能。譬

20、如，當齒圈固定不動（即普銳斯車輪靜止不動）時，有了行星齒輪的自轉(zhuǎn)，恒星齒輪（暨一號電機）才可以帶動行星齒輪座（即汽油機）轉(zhuǎn)動；有了行星齒輪的自轉(zhuǎn)，當齒圈（暨二號電機）正轉(zhuǎn)時，恒星齒輪（即一號電機）才可以反轉(zhuǎn)，而當齒圈（暨二號電機）反轉(zhuǎn)時，恒星齒輪（暨一號電機）又可以正轉(zhuǎn)。又如，當齒圈和恒星齒輪以某個速度同向轉(zhuǎn)動時，行星齒輪可以不轉(zhuǎn)，造成行星齒輪座的公轉(zhuǎn)，從而帶動汽油機轉(zhuǎn)動。當行星齒輪座不轉(zhuǎn)（相當于發(fā)動機停轉(zhuǎn)）時，齒圈和恒星齒輪仍可以自由轉(zhuǎn)動，等等?？傊?，有了這個行星齒輪組，發(fā)動機與車輪及電動機之間就可以始終保持聯(lián)接了，也就不需要離合器了。高壓蓄電池為Ni-MH蓄電池。6個1.2V的單元電池串聯(lián)

21、組成一個電壓為7.2V的蓄電池模塊。高壓蓄電池電控單元的功能:1)判斷充電/放電電流量，并向混合動力車輛電控單元(HV ECU)輸出充電和放電要求，以使蓄電池的荷電狀態(tài)(SOC)可不變地保持在中等的能級上。2)判斷充電和放電期間生成的熱量，并調(diào)節(jié)冷卻風扇以保持高壓蓄電池的溫度。3)監(jiān)測蓄電池的溫度和電壓，且若發(fā)現(xiàn)不正常工作狀態(tài)，則可限制或停止蓄電池的充電和放電過程，以保護高壓蓄電池。高壓蓄電池高壓蓄電池的電控單元(ECU)控制了蓄電池的荷電狀態(tài)(SOC)，SOC的指標為60%。當SOC下降低于該指標范圍時，蓄電池ECU傳遞信號至HVECU，然后后者發(fā)信號給發(fā)動機控制模塊(ECM)，增加其功率輸

22、出，向高壓蓄電池充電。正常的由低到高的SOC偏差為20%。高壓蓄電池高壓蓄電池根據(jù)來自HV ECU的指令，三個開關(guān)磁阻電動機(SRM)被接入高壓電路或由高壓電路關(guān)斷。其中，兩個開關(guān)磁阻電動機被安置在電源的正端側(cè)，一個被安置在電源的負端側(cè)。當電路通電后，SRMI和SRM3接入。其中，與SRM1串聯(lián)的電阻器用以防止初始過量的電流(稱為涌浪電流)。隨后，SRM2接人，而SRM1斷開。當去激勵時，SRM2和SRM3以指定順序斷開，而HV ECU將檢驗相應繼電器正確關(guān)斷的動作。高壓蓄電池在檢查或維修前拆下檢修塞，切斷HV蓄電池中部的高壓電路，這樣可以保證維修期間人員的安全，在拔下檢修塞之前一定要關(guān)閉點火

23、開關(guān)。高壓蓄電池檢修塞的安裝過程：第一步，將檢修塞插入到正確位置與內(nèi)部電路相接；第二步，旋轉(zhuǎn)拉桿90；第三部，向下推檢修拉桿到所致位置，安裝安城。維修后應在檢修塞連接后再啟動車輛，否則會損壞蓄電池ECU。高壓蓄電池（1）升壓變換器(2004和新型Prius)升壓變換器將高壓蓄電池輸出電壓由額定的DC 201.6V升壓至最高電壓DC 500V。為了升高電壓，變換器對開關(guān)控制采用了嵌人絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)的升壓集成功率模塊以及儲能的電抗器，如下圖所示。變換器組合件（2）變換器變換器將高壓蓄電池的高壓直流變換為供給MG1和MG2的三相交流電，如右圖所示。HV ECU控制功率晶體管的觸發(fā)。此

24、外，變換器向HV ECU傳送為控制電流所需的信息，如輸出電流量或輸出電壓等。變換器、MGl和MG2由專用的散熱器和冷卻系統(tǒng)予以冷卻，該冷卻系統(tǒng)是與發(fā)動機冷卻系統(tǒng)分離的。HV ECU控制這一冷卻系統(tǒng)電水泵的運行。變換器組合件（3）DC-DC變換器DC-DC變換器用于將高壓直流變換為DC 12V,向12V的輔助蓄電池再充電。DC-DC變換器的結(jié)構(gòu)如下圖所示。在2001-2003型式的Prius中，它將DC 273.6V變換為DC 12V；在2004和更新型式中，它將DC 201.6V變換為DC 12V。變換器組合件（4）AC變換器在2004和新型Prius中，變換器組合件包含一個用于空調(diào)系統(tǒng)的獨立

25、變換器，它將高壓蓄電池額定電壓DC 201.6V變換為AC 206.6V，以供電給空調(diào)系統(tǒng)的電動機。變換器組合件混合動力車輛制動系統(tǒng)既含標準的液壓制動系統(tǒng)，又含有再生制動系統(tǒng)，后者利用車輛的動能向蓄電池再充電。當加速踏板剛一踩下，HV ECIT就啟動再生制動，MG2由車輪使之轉(zhuǎn)動，即用作發(fā)電機向蓄電池再充電。在這一制動階段，沒有使用液壓制動。但當要求更迅捷地減速時，液壓制動即被激活，以提供額外的制動功率。為提高能效，系統(tǒng)只要有可能，總是應用再生制動。在變速手柄上選擇“B”，將最大化再生的效率，并對下坡時控制車速有用。制動系統(tǒng)（1）再生制動的協(xié)同控制再生制動的協(xié)同控制是使再生制動和液壓制動的制動

26、力保持平衡，以最小化車輛動能轉(zhuǎn)化為熱和摩擦的損失，其回收的能量則變換為電能。（2）電制動分布控制(2004和新型Prius)在2004和新型Prius中，制動力分布是在滑移控制ECU的電控制下實施的?；瓶刂艵CU按照車輛行駛條件，精確地控制制動力。制動系統(tǒng)（2）電制動分布控制(2004和新型Prius)1.前后輪制動力分布(2004和新型Prius)通常，當施加制動時，車輛的載重向前位移，減少了后輪上的載荷。當滑移控制ECU檢測到這一清況(基于車速傳感器的輸出)時，它發(fā)送信號給制動執(zhí)行機構(gòu)，調(diào)節(jié)后制動力使車輛在制動期間保持于控制之下。施加在后輪上的制動力量值將按減速率大小而變化，它也根據(jù)道路

27、情況而變化。a)后輪上沒有載荷 b)后輪上有載荷制動系統(tǒng)（2）電制動分布控制(2004和新型Prius)2.左右制動力分布(2004和新型Prius)當車輛在轉(zhuǎn)彎時制動，則此時施加在內(nèi)側(cè)車輪上的載荷減少，而施加在外側(cè)車輪上的載荷增加。當滑移控制ECU檢測到這一狀態(tài)(基于車速傳感器的輸出)時，它發(fā)送信號給制動執(zhí)行機構(gòu)，以調(diào)節(jié)左右車輪之間的制動力，防止滑移。制動系統(tǒng)（3）制動輔助系統(tǒng)(2004和新型Prius)在危急情況下，駕駛員經(jīng)常驚慌而沒有對制動踏板施加足夠快的壓力。因此，在2004和新型Prius中，應用一個制動輔助系統(tǒng)，把迅速的推壓制動踏板看作緊急制動和相應地添加制動功率。制動系統(tǒng)當發(fā)動機

28、關(guān)閉時，一個12V電動機驅(qū)動電動轉(zhuǎn)向(EPS)裝置，其結(jié)果使轉(zhuǎn)向感覺不受影響。EPS ECU應用轉(zhuǎn)矩傳感器輸出，并與滑移控制ECU有關(guān)車速和轉(zhuǎn)矩輔助指令信號一起，確定轉(zhuǎn)向和輔助動力。然后，相應地驅(qū)動該DC電動機。電動轉(zhuǎn)向EPS 電動機EPS ECU作用：當車輛的輪胎超過其橫向錨著力時，增強車輛穩(wěn)定性控制(VSC)系統(tǒng)將幫助保持車輛的穩(wěn)定性。該系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)每個車輪上的原動力和制動力，以有助于控制如下運行狀態(tài):1)前輪失去牽引力，但后輪沒有(前輪打滑趨勢，通稱為“轉(zhuǎn)向不足”)。2)后輪失去牽引力，但前輪沒有(后輪打滑趨勢，或稱“過度轉(zhuǎn)向”)。.當滑移控制ECU確定車輛處于轉(zhuǎn)向不足或過度轉(zhuǎn)向的情況時

29、，它即降低發(fā)動機的輸出，并向相應的車輪各自施加制動力，以控制車輛。增強車輛穩(wěn)定性控制(VSC)系統(tǒng)應用情形：1)當滑移控制ECU斷定轉(zhuǎn)向不足時，它即制動前輪以及后內(nèi)側(cè)車輪。從而，使車輛減速，載荷移向外側(cè)的前輪，并限制了前輪滑移。2)當滑移控制ECU斷定過度轉(zhuǎn)向時，它即制動前輪以及后外側(cè)車輪。從而，抑制了滑移，并使車輛向其預定路徑的后方移動。增強車輛穩(wěn)定性控制(VSC)系統(tǒng)基于行駛情況，通過示于下圖中協(xié)同的EPS和VSC控制，增強的YSC系統(tǒng)也提供了恰當?shù)霓D(zhuǎn)向輔助量。增強車輛穩(wěn)定性控制(VSC)系統(tǒng)Prius的控制策略當車輛出發(fā)，且以低速運行時，MG2提供主要的原動力。若高壓蓄電池處于低荷電狀態(tài)

30、，則發(fā)動機可立即起動。一般，當車速增加至24-32km/h范圍時，發(fā)動機將起動運轉(zhuǎn)。在正常情況下行駛時，發(fā)動機功率分配為兩個功率流通路:一部分驅(qū)動車輪，另一部分驅(qū)動MGl產(chǎn)生電能。為獲得最大的運行效率，HV ECU將控制該能量分配的比例。在全加速期間，功率除由發(fā)動機提供外，還從高壓蓄電池供電給MG1得到增補的功率。從而，發(fā)動機轉(zhuǎn)矩與MG2轉(zhuǎn)矩相組合，提供加速車輛所需的功率。在減速或制動期間，車輪驅(qū)動MG2,MG2將呈現(xiàn)為發(fā)電機功能，用于回收再生制動能量。從制動中回收的能量被儲存在高壓蓄電池組合之中。1)停車：若高壓蓄電池已完全充電，且車輛靜止不動，則發(fā)動機可關(guān)閉。但若高壓蓄電池需要充電，同時若

31、在2001-2003型式中選擇MAX AC，則因發(fā)動機驅(qū)動壓縮機，發(fā)動機將連續(xù)運轉(zhuǎn)。應指出，在2004和新型式中，采用了電驅(qū)動的壓縮機。Prius的控制模式2)出發(fā)：當在輕載荷和節(jié)氣門微開狀態(tài)下車輛出發(fā)時，僅MG2運轉(zhuǎn)提供功率。發(fā)動機并不運轉(zhuǎn)，而車輛僅由電力供應運行。MG1反向運轉(zhuǎn)，且正如空轉(zhuǎn)一樣，不發(fā)電。Prius的控制模式Prius的控制模式僅由MG2驅(qū)動，此時發(fā)動機保持停止狀態(tài)，MG1以反方向旋轉(zhuǎn)而不發(fā)電。3)發(fā)動機起動：當車速增加至24一32krn/h范圍時，發(fā)動機起動運轉(zhuǎn)。發(fā)動機借助于MG1起動。Prius的控制模式Prius的控制模式如果需要增加驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，MG1將被啟動，進而啟動發(fā)

32、動機。同樣，如果HV ECU監(jiān)視的任何項目如蓄電池溫度、冷卻液溫度與規(guī)定值有偏差，MG1將被啟動，進而啟動發(fā)動機。4)借助于發(fā)動機的輕微加速：在這一模式中，發(fā)動機向驅(qū)動輪傳遞其功率，MG1發(fā)電。若需要時取決于發(fā)動機功率和所要求的行駛功率，則MG2可輔助發(fā)動機用于牽引。此時，MG1發(fā)出的能量可等于傳輸給MG2的能量。Prius的控制模式Prius的控制模式發(fā)動機微加速時，發(fā)動機的動力由行星齒輪組分配，其中一部分直接輸出，剩余動力用于MG1發(fā)電，通過變頻器電力輸送到MG2用作輸出動力。5)低速巡航：這一運行模式與借助于發(fā)動機的輕微加速模式相類似。Prius的控制模式Prius的控制模式發(fā)動機的動力

33、由行星齒輪組分配。其中一部分動力直接輸出，剩余動力用于MG1發(fā)電，通過變頻器電力輸送到MG2用作輸出動力。6)全加速：在這一模式中，發(fā)動機向驅(qū)動輪和MG1傳遞其功率，MG1處于發(fā)電機運行狀態(tài)。MG2則將其功率加入到發(fā)動機功率之中，并傳遞至驅(qū)動輪。此時，MG2從高壓蓄電池吸收的功率大于MG1產(chǎn)生的功率，因此高壓蓄電池向驅(qū)動系提供能量，而其荷電狀態(tài)下降。Prius的控制模式Prius的控制模式系統(tǒng)將在保持MG2動力的基礎(chǔ)上，增加HV蓄電池的點動力7)高速巡航：在這一模式中，MG1的軸被定位于車輛靜止的車梁上，驅(qū)動系運行在純轉(zhuǎn)矩藕合模式。發(fā)動機和MG2共同牽引車輛。Prius的控制模式8)最高車速行

34、駛：在這一模式中，MG1和MG2都接收由高壓蓄電池組合提供的功率，且向驅(qū)動系傳遞其機械功率。此時，MG1反向旋轉(zhuǎn)。Prius的控制模式9)減速或制動：當車輛減速或制動時，發(fā)動機關(guān)閉。MG2變?yōu)榘l(fā)電機，并由驅(qū)動輪帶動且發(fā)電，向高壓蓄電池組件再充電。Prius的控制模式Prius的控制模式D檔減速時，車輛驅(qū)動MG2，使MG2作為發(fā)電機工作并為蓄電池供電。車輛從較高速度開始減速時，發(fā)動機以預定速度繼續(xù)工作保護行星齒輪組。Prius的控制模式B位減速時，車輪驅(qū)動MG2，使MG2作為發(fā)電機工作并為HV蓄電池及MG1供電。這樣MG1保持發(fā)動機轉(zhuǎn)速并施加發(fā)動機制動。此時，發(fā)動機燃油供給被切斷。10)倒車：當

35、車輛倒車時，MG2作為電動機，反向旋轉(zhuǎn)。發(fā)動機關(guān)閉。MG1正向旋轉(zhuǎn)，且正如空轉(zhuǎn)一樣。Prius的控制模式Prius的控制模式僅由MG2為車輛提供動力。這時，MG2反向旋轉(zhuǎn)，發(fā)動機不工作，MG1正向旋轉(zhuǎn)但不發(fā)電。在1997年首次面世，并廣泛運用在Insight、思域、雅閣（第七代）、飛度以及CR-Z等車型上，截至到目前本田IMA混合動力系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展至第5代產(chǎn)品，但基本設計思路與理念還是一脈相承的，就是以發(fā)動機提供動力為主，電機作為輔助動力的混動機構(gòu)，特點就是結(jié)構(gòu)設計簡單、重量輕、布局緊湊。案例：本田IMA系統(tǒng)本田IMA系統(tǒng)本田IMA系統(tǒng) IMA系統(tǒng)的發(fā)動機通過搭載本田的i-VTEC（氣門正時及生

36、成可變技術(shù)）、i-DSI（雙火花塞順序點火技術(shù)）以及VCM（可變氣缸技術(shù)）來實現(xiàn)降低油耗的目的。IMA系統(tǒng)中的發(fā)動機和傳統(tǒng)車型中的發(fā)動機并沒有太大區(qū)別，只是在調(diào)校上更偏向于節(jié)省燃料。IMA系統(tǒng)的電機安裝在發(fā)動機與變速箱之間，由于電機較薄且結(jié)構(gòu)緊湊，行內(nèi)人俗稱“薄片電機”。顯然，這樣的電機只能起到輔助的作用。而由于IMA系統(tǒng)能夠在特定情況下（如低速巡航）單獨驅(qū)動汽車，而被劃分到中型混合動力汽車行列。本田IMA系統(tǒng)IMA系統(tǒng)的IPU智能動力單元是由PCU動力控制單元和電池組成。其中PCU又包括BCM電池監(jiān)控模塊、MCM電機控制模塊以及MDM電機驅(qū)動模塊組成。本田IMA系統(tǒng)本田IMA系統(tǒng)本田IMA系

37、統(tǒng)本田IMA系統(tǒng)本田IMA系統(tǒng)本田IMA系統(tǒng)Voltec系統(tǒng)，也就是E-Flex插電式混合動力驅(qū)動系統(tǒng)，它是一個基于能源多樣性的先進電氣化車設架構(gòu)，E即是electric，代表了該系統(tǒng)中電力是唯一的驅(qū)動方式，flex代表可變通的靈活的，意為當電力耗盡時，車輛行駛所需電力可以從各種途徑獲得，既可以來自氫燃料電池，也可以由使用乙醇、生物柴油或合成燃料的小型發(fā)動機產(chǎn)生。案例：沃藍達-Voltec系統(tǒng)Voltec混合動力系統(tǒng)Voltec混合動力系統(tǒng)Voltec混合動力系統(tǒng)Voltec混合動力系統(tǒng)處于EV低速模式時，C1吸合，C2、C3松開，發(fā)動機停轉(zhuǎn)。齒圈被固定，電動機推動太陽輪轉(zhuǎn)動，行星架因太陽輪的

38、轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動，把動力傳輸?shù)綔p速齒輪并傳遞到車輪。Voltec混合動力系統(tǒng)處于EV高速模式時，C2吸合，C1、C3松開，發(fā)動機停轉(zhuǎn)。發(fā)電機此時充當電動機工作，推動齒圈轉(zhuǎn)動。同時，功率較大的另一個電動機推動太陽輪轉(zhuǎn)動。齒圈和太陽輪同時轉(zhuǎn)動，帶動行星架轉(zhuǎn)動，從而把動力傳到車輪。發(fā)電機充當電動機推動齒圈轉(zhuǎn)動，降低了與太陽輪連接的另一電動機的轉(zhuǎn)速，提高了其能源使用率。Voltec混合動力系統(tǒng)處于EREV低速模式時，C1、C3吸合，C2松開，發(fā)動機運轉(zhuǎn)。此時，發(fā)動機推動發(fā)電機發(fā)電，并為電池充電；同時電池為電動機供電推動太陽輪轉(zhuǎn)動，由于齒圈固定，行星架跟隨太陽輪轉(zhuǎn)動，從而把動力傳到車輪。Voltec混合動力系

39、統(tǒng)處于EREV高速模式時，C2、C3吸合，C1松開，發(fā)動機運轉(zhuǎn)。此時，發(fā)動機與發(fā)電機轉(zhuǎn)子連接后推動齒圈轉(zhuǎn)動同時發(fā)電，電動機推動太陽輪轉(zhuǎn)動。齒圈和太陽輪同時轉(zhuǎn)動，帶動行星架轉(zhuǎn)動，從而把動力傳到車輪。發(fā)動機推動齒圈轉(zhuǎn)動，降低了與太陽輪連接的另一電動機的轉(zhuǎn)速，提高了其能源使用率。Voltec混合動力系統(tǒng)處于能量回收模式時，C1吸合，C2、C3松開，發(fā)動機停轉(zhuǎn)。車輪帶動行星架轉(zhuǎn)動，由于齒圈固定，太陽輪隨著行星架轉(zhuǎn)動。此時，功率較大的電動機作為發(fā)電機對電池充電。案例：i8I8動力系統(tǒng)I8動力系統(tǒng)i8并沒有采用電動機與汽油發(fā)動機并聯(lián)為單個軸輸出動力，而是采用了電動機與汽油發(fā)動機相分開的形式，寶馬i8在發(fā)動

40、機旁邊還布置了一個小型電動機，但是其不直接參與車輪驅(qū)動，主要用作給電池充電，并在車輛減速或制動時能夠回收制動能量。另外，當三缸渦輪增壓發(fā)動機出現(xiàn)渦輪遲滯的時候，后置的電動機也能夠消除該現(xiàn)象，使得汽車起步或者低速行駛的時候的動力更加充沛。I8動力系統(tǒng)當i8在純電動模式下行駛時是一款前輪驅(qū)動車型，然而當Sport模式開啟的時候，電動機與發(fā)動機的協(xié)同工作又讓它成為了一款四輪驅(qū)動車型。通過這種兩個引擎的前后分離式布局以及電池位置的精心考量，i8擁有了接近于50：50的前后配置比，這也使其擁有優(yōu)異運動特質(zhì)的重要一環(huán)；其次，這種驅(qū)動形式可以讓i8在運動模式下實現(xiàn)四輪驅(qū)動，大大提升了行駛穩(wěn)定性，同時，也可以

41、省略掉相關(guān)的傳動裝置，讓底盤布局更加從容。案例：比亞迪F3DMF3DMF3DMF3DM秦唐起步和低速階段，電池為后電機提供電力驅(qū)動后輪唐在急加速或者高負荷工況下，前后電機都啟動，發(fā)動機也參與驅(qū)動，此時是這套系統(tǒng)的最強勁模式唐汽油機為電池充電，前橋電機充當發(fā)動機，電池輸出電流驅(qū)動后電機運轉(zhuǎn)來驅(qū)動車輛行駛。當然此時因為前橋電機和變速箱是嚙合狀態(tài)，所以前輪實際是被發(fā)動機驅(qū)動，這種模式是燃油消耗最高的狀態(tài)。唐等紅燈等怠速狀態(tài)下，汽油機帶動前橋電機為動力電池充電。案例：大眾A3 e-tronEA211 1.4TSI發(fā)動機，加一臺電機（發(fā)電機與電動機一體集成）和一組鋰電池組成，匹配的是一款名為e-S tr

42、onic的變速器。e-S tronic實際就是在目前大眾第三代6速DSG變速箱的基礎(chǔ)上又加了一個離合器，這個離合器是用來分離電動機和發(fā)動機的。這套系統(tǒng)簡單來說是由三套離合器來實現(xiàn)了各種模式的切換。電動機是集成在6速DSG雙離合變速器的特制鋁合金殼體內(nèi)，與DSG之間通過兩個離合器K1和K2連接，而發(fā)動機與變速箱之間還有一套分離離合器K0。其主要作用是分離電動機和發(fā)動機的連接。當以純電行駛的時候，發(fā)動機并不工作，這時如果發(fā)動機和電動機通過傳動機構(gòu)相連的話，電動機會帶動發(fā)動機曲軸轉(zhuǎn)動，從而浪費電量，所以在發(fā)動機不工作的時候，分離離合器K0會將兩者斷開連接，讓電動機獨自驅(qū)動車輛，達到最大化利用電能行駛

43、的目的。A3 e-tron純電模式E-MODE：僅由電能驅(qū)動，此時K0離合器斷開，發(fā)動機不參與驅(qū)動，由鋰電池組輸出電流驅(qū)動電機。當請求的功率無法僅由電機提供時會自動啟動發(fā)動機?；旌蟿恿Γ弘妱訖C和發(fā)動機同時驅(qū)動，此時發(fā)動機與電動機嚙合，帶動變速箱，驅(qū)動汽車行駛,電控系統(tǒng)會根據(jù)駕駛的情況來分配動力電池和發(fā)動機的輸出。充電模式：當電池電量耗盡式，此時行駛時由發(fā)動機給動力電池充電，同時帶動變速箱，驅(qū)動汽車行駛。這種狀態(tài)是這這套系統(tǒng)最耗油的狀態(tài)。高性能模式：這是這套系統(tǒng)最富駕駛樂趣的一種模式。在電量充足的條件下電動機與發(fā)動機同時工作，電控系統(tǒng)時刻準備著，根據(jù)駕駛者油門的信號，輸出當前負荷下的最大功率，讓整輛車的運動性能最大化。A3 e-tron將處于D檔的換擋桿繼續(xù)往后撥動，車輛將進入B檔的能量回收模式，此時在車輛減速時，車輛將自行將多余能量轉(zhuǎn)化為電能回流到車尾部的動力電池中。但是這套系統(tǒng)的啟動有速度限制，比如在超高速或者超低速滑行時，系統(tǒng)不會啟動。這是因為B檔模式啟動后會有明顯的制動減速，超高速行駛會對跟隨車輛造成安全隱患，低速滑行則會讓車輛較快停止。所以這套系統(tǒng)在閥值設定速度條件下啟動時，剎車燈會同時亮起，警示后車。這一點與豐田的B檔模式有所不同。A3 e-tron結(jié)束