第五章 典型混合动力驱动系统分析VIP专享VIP免费

第五章典型混合动力驱动系统分析2007年秋天，丰田在中国推出了混合动力车型——雷克萨斯LS600L。该车匹配5.0L传统发动机和1台功率等同于1升发动机的电动机，其动力水平与奔驰S600及宝马760相当。其百公里油耗只相当于1台1.8升发动机的传统轿车，起动时可以实现零排放在混合动力系统中，根据电动机的输出功率在整个系统输出功率中所占比重，分为五类：弱混合、轻度混合、中度混合、重度混合和插电式混合。混合度H是指电系统功率Pelec占动力源总功率Ptotal的百分比，由下式计算：H=Pelec/Ptotal*100%弱混合动力（也称微混合动力）：对传统发动机的起动机进行了改造，形成由带传动的发电起动一体式电机(BSG)。电机功率较小，仅靠电机无法使车辆起步，起步过程仍需要发动机介入。在城市循环工况下节油率一般为5%~10%。轻度混合动力：采用了集成起动电机(ISG)。除了能够实现用电机控制发动机的起停外，还能够在电动汽车制动和下坡工况下，实现对部分能量进行回收；混合度一般在20%以下，代表车型是通用汽车公司的混合动力皮卡车。中度混合动力：采用ISG系统。与轻度混合动力系统不同，采用了高压电机，混合度可以达到30%。在城市工况下节油率达到20%~30%，技术成熟，应用广泛。本田汽车公司旗下的Insight、Accord和Civic混合动力汽车都属于这类系统。重度混合动力（也称全混合动力，强混合动力）：采用了272~650V的高压电机，混合度可以达到50%以上，在城市循环工况下节油率可以达到30%~50%。随着电机、电池技术的进步，重度混合动力系统逐渐成为混合动力技术的主要发展方向。丰田普锐斯混合动力汽车采用的就是重度混合动力系统。插电式混合动力(PluginHybrid)：可以利用电网，对动力电池充电，一般插电式混合动力轿车都有车载充电机，可以使用家用电源为电池充电，混合度不同，功能要求有所区别，如下：类型功能要求弱混合动力发动机自动起停轻度混合动力发动机自动起停+回馈制动中度混合动力发动机自动起停+回馈制动+电动辅助重度混合动力发动机自动起停+回馈制动+电动辅助+纯电驱动插电式混合动力发动机自动起停+回馈制动+电动辅助+纯电驱动+电网充电第一节单桥驱动全面混合型混合动力乘用车1997年丰田公司首次推出PriusHV，采用THS（TOYOTAHYBRIDSYSTEM）和THS-Ⅱ的第一代和第二代PriusHEV是较为典型的代表，且已有多种变型产品。如在THS基础上增加无级变速器的THS-C系统、在THS-Ⅱ的基础上增加电气式四轮驱动系统的THS-+E-FourⅡ等。THS的主要组成：电动机、发动机（汽油机）、逆变器、驱动用电池（Ni-MH）、散热器等。1-控制装置总成2,5-ECVT动力分配系统总成3-镍氢电池组4-发动机6链条的传动比改变由滚锥轴承变为滚珠轴承采用WS型变速器液MG1发电机MG2电动机主要混合动力系统THS电压变换系统THS-Ⅱ电压变换系统8丰田普锐斯基本参数发动机1.8LVVT-I汽油机最大功率：72kW最大扭矩：145N·m/4000rpm电池镍氢，单体1.2V，6.5Ah28个单体201.6V（增压到500V）变速箱7档CVT驱动电机交流电永磁同步马达，水冷额定功率：50kW/1200～1540最大扭矩：400N·m/0～1200rpm最大电压：500V发电机交流电永磁同步，水冷额定功率：18kW最高转速：10000rpm2006年1月国内上市，25.98-27.98万动力性与经济性最高车速165km/h0～100km/h加速时间12.3S综合油耗4.6L/100km节油率（与同级别汽车比）40%排放欧Ⅳ驱动电机特性曲线9系统框图•Prius系统框图HV蓄电池制动执行器辅助电池空调压缩机空调变频器DC-DC转换器SMR1,2and3升压转换器MG1MG2混合驱动桥变频器发动机档位传感器(换档,选择)加速踏板位置传感器车速传感器CAN发动机ECU(ECM)防滑控制ECU蓄电池ECUDLC3HVECU分解器型速度传感器(MG2)混合动力汽车变速机构总成发动机的动力直接传至行星齿轮的行星架，一部分动力再传至与车轮连接的电动机，另一部分动力传至发电机。通过控制发动机、发电机、电动机的转速即可实现所需要的车速。由于发电机及电动机的转速可以在一定范围内任意设置，因此车辆可实现无级变速。该装置被称为电子控制无级变速器E-CVT。11丰田普锐斯丰田Prius行星轮机构下表为车速与发动机、电动机和发电机转速关系的一个测试实例，蓄...