典型混合动力驱动系统分析
混合动力汽车双电机驱动系统分析
混合动力汽车双电机驱动系统分析1前言为了有效降低汽车燃油消耗量和尾气排放，满足双积分政策的要求，越来越多的汽车厂商进行推广和研发混合动力汽车。
混合动力汽车利用电池给电机提供动力来源，并通过电机来调节发动机的工作点，可以有效降低油耗和排放，进一步提高整车动力性和经济性[1-2]。
同时，混合动力汽车利用电机制动，借助新增零部件，可以进行有效的能量回收和能量管理，不同的混合动力系统构型方案可以实现不同的扭矩分配功能[3]。
在构型方案上，混合动力汽车可以采用单电机动力系统构型也可以采用双电机动力系统构型，而深混的混合动力系统多采用双电机构型，以便实现全部的混合动力功能，比如串联功能、并联功能和串并联混合功能等。
本文通过对两款典型的双电机系统车型进行技术分析，包括构型方案、系统功能及工作模式等，旨在为后续混合动力系统开发提供借鉴意义。
2本田i-MMD双电机系统构型本田雅阁i-MMD（IntelligentMulti-ModeDrive）系统技术方案结构如图1所示[4]，其动力驱动系统主要包括2.0L发动机、驱动电机、发电机、离合器以及传动机构等。
其中，驱动电机、发电机以及离合器集成形成了电动耦合e-CVT，取代了传统的变速箱，发电机始终与发动机相连，主要用于发电，驱动电机与驱动车轮相连，主要用于驱动车辆行驶，在制动的时候，电机可以回收能量对电池进行充电。
雅阁混合动力汽车搭载了i-MMD双电机系统，整车动力来源采用了以驱动电机为主，发动机为辅的设计，可以实现纯电动、混合动力以及发动机直驱的模式功能。
纯电动模式下利用驱动电机驱动车轮；混动模式下发动机启动通过发电机给驱动电机充电，再让驱动电机驱动车轮；发动机直驱模式下离合器闭合，发动机作为动力源与传动系相连驱动车轮。
通过三种模式有效切换，使得车辆表现出了更为出色的动力与节油优势。
图1i-MMD系统技术方案结构[4] 3本田i-MMD双电机系统工作模式3.1纯电动模式驱动。
混合动力汽车系统及故障分析
力高压系统和混合动力驱动单元 （ Ｈ Ｄ Ｕ） 组成 ，混
合动 力高 压 系包括 动力 电池 组 、逆变 器 、操 作 面板 （ Ｐ Ｂ Ｓ Ｃ）；混合动 力驱 动单元 （ Ｈ ＤＵ） 包括 离合 器 、 自动 离合 器 电机 、电动 机 ／ 发 电机 、电脑 控 制模 块 Ｈ Ｃ Ｍ ／ Ｔ Ｅ Ｃ Ｕ、变速箱 、电动选换 挡机 构等 。
理解 。
１ 混合动力的形式 与组成
混合 动力 汽车 主要 由油 、电两 套 系统组 成 ，连 接方式有 串联 、并联 、混联 三种组成形式 ，北京公 交
电路板 、位 置传 感器 、行 星齿 轮机 构 和电磁锁 止 机
构 。不 需要 维护 和调整 。
使用的并联混合动力系统 由 伊顿公司生产，油、电两 个系统可以分别驱动车辆，假如混合动力系统出现故
（ １ ）动力 电池 组 ：锰 基锂 离子 动力 电池 ，直 流
高压 ３ ４ ０ Ｖ，４块 电池 ，两两 串联后 并联 ，每块 电池 由４ ８ 个 小 电池 单元 构成 ，每块 单体 电池 电压 ３ ． ５ Ｖ。 电池组包 括 ：电池外 壳 、高压 电池组 、控制单 元 、 高压继 电器 、维修 开 关 、冷却 风扇 、空气 滤 清器 、 高 压直 流接 口 （ 连 接逆变 器 ）等 。
分 离 和 结 合 ，代 替 了传 统 离 合 器 的 控 制 系 统 ， 由 Ｈ Ｃ Ｍ通过 Ｃ Ａ Ｎ总线 控 制 。 电机 为无 刷永 磁 ，内有
新车新技术的运用 ， 也为汽车保修提出了新的课题 ，
为 了保 证这些 新 型车辆 的正常运 营 ，通过 保修 实践 和 技术 学 习 ，我 们对 油 电混合 技术 有 了新 的认 识 和
第五章典型混合动力驱动系统分析
➢ 动力分配机构齿圈、行星架、太阳轮转速之间的关系
➢
假定太阳轮的齿数为Zs、转矩为Ts、转速为ns；
混合度不同，功能要求有所区别，如下：
类型 弱混合动力 轻度混合动力 中度混合动力
重度混合动力
插电式混合动力
功能要求 发动机自动起停 发动机自动起停+回馈制动 发动机自动起停+回馈制动+电动辅助
发动机自动起停+回馈制动+电动辅助+纯电驱动
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
(2)发动机热机和充电 当发动机需要热机或蓄电池需要充电时，燃料、电力、动力(机械力)和热量的传递路线为：
燃料传递路线：10-汽油箱→1-发动机 电力传递路线：2-发电机→8-12V充电用DC/DC →4-高压电池和9-辅助电源 动力传递路线： 1-发动机→2-发电机 热传递路线：1-发动机→16-散热器；5-驱动电池用逆变器→14-逆变器用冷却器
1997年丰田公司首次推出Prius HV，采用THS（TOYOTA HYBRID SYSTEM）和THS-Ⅱ的第一代和第二代Prius HEV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-Ⅱ+E-Four等。
当发动机起动，则开始发电，并把电流输给蓄电池或电动机。
• 正常行驶时，车辆动力主要来自发动机。几乎不进行发电，发电机以很低的转速转动，但电动机转速高 于发动机转速。
原创丰田第四代混合动力系统详解
原创丰⽥第四代混合动⼒系统详解谈起丰⽥的混合动⼒汽车技术，相信⼤家都不会陌⽣。
其最新⼀代技术采⽤了最新的双电机平⾏轴排布⽅式，搭载TNGA平台的混动车型。
笔者从2006年开始关注丰⽥混动⾏星排技术，⾄今已经14年时间，从第⼀代总成衍⽣到今天的第四代，可谓每⼀代都是脱胎换⾻。
今天在这⾥详细介绍⼀下其⼯作原理，献给⼀直坚持在混动技术路线的⼯程师战友们，献给⼀直为学术理想奋⽃的朋友们。
01构型特点丰⽥混合动⼒汽车采⽤P610的混合动⼒系统，话不多说，直接上⼲货，结构如下：系统具有四轴结构，由扭矩限制器，单向离合器，输⼊轴，⾏星齿轮机构，电动机，减速装置和差速装置组成。
其中，⾏星齿轮机构作为功率分流装置，其确定发动机动⼒是供应给电机MG1还是⽤作车辆驱动⼒。
电机MG2及其减速装置采⽤平⾏轴布局。
发动机的输出轴通过⼀个单向离合器和⼀个扭转减振器与⾏星齿轮机构的⾏星架相结合；电机MG1与⾏星齿轮机构的太阳轮相连；电机MG2通过减速齿轮及丛动齿轮与齿圈相连。
丰⽥最为点睛之笔的设计：增加了⼀个单向离合器。
该构型具有如下特点：与前⼏代构型不同，该构型中电机MG1和电机MG2不再处于同⼀轴上，⽽是采⽤了平⾏轴的布置，这种平⾏轴布置减⼩了轴向尺⼨和重量，与双⾏星排的构型相⽐，电机MG2的减速装置为⼀组直齿轮，减少了齿轮啮合点，进⽽降低了接合损失，提升了综合效率；平⾏轴布置中，电机MG2的减速装置具有更⼤的减速⽐，可以使⽤转速更⾼最⼤扭矩较⼩的电机。
电机MG2的体积可以更⼩，使得平⾏轴结构的驱动桥相⽐上⼀代宽度并没有增加；发动机和⾏星架之间通过单向离合器进⾏连接，单向离合器反向旋转时可以锁⽌⾏星架，实现整车的双电机驱动（最⽜的设计），提⾼了整车在纯电动模式的动⼒性；采⽤了电动油泵，改进了冷却、润滑结构，提升了冷却和润滑效果。
02⼯作模式配置丰⽥第四代混合动⼒系统的车辆拥有四种实际⼯作模式，分别为电动模式、混动模式、停车充电模式和再⽣制动模式。
第十节典型混合动力汽车的控制系统
第十节 典型混合动力汽车的控制系统
一、混合动力汽车控制系统 二、混合动力汽车控制系统构造与工作原理
第二章 混合动力汽车的构造与原理
第十节 典型混合动力汽车的控制系统
一、混合动力汽车控制系统 1.混合动力汽车控制系统的组成 混合动力汽车（HV）控制系统的组成如图2-91所示。)
HV ECU启动电动机(MG2)进行反方向扭矩控制并执行再生制动功能。 制动防滑控制ECU控制制动执行器电磁阀产生轮缸压力，这个轮缸压 力是总制动力减去实际再生制动控制的数值。
第二章 混合动力汽车的构造与原理 第十节 典型混合动力汽车的控制系统
第二章 混合动力汽车的构造与原理
第十节 典型混合动力汽车的控制系统
图2－96 HV ECU控制原理
第二章 混合动力汽车的构造与原理 第十节 典型混合动力汽车的控制系统
图2－97 HV ECU系统结构图
第二章 混合动力汽车的构造与原理
第十节 典型混合动力汽车的控制系统
1）系统监视控制功能 蓄电池ECU始终监视HV蓄电池的SOC（充电状态），并将SOC发送到 HV ECU。SOC过低时，HV ECU提高发动机的功率输出以驱动发电机 （MG1)为HV蓄电池充电。发动机停止时，发电机（MG1)工作来启动发 动机；然后，发动机驱动发电机（MG1)为HV蓄电池充电。 2）关闭控制功能 一般来说，车辆处于“N”挡时，发电机（MG1）和电动机（MG2）被关 闭。这是由于电动机（MG2）通过机械机构与前轮相连，所以必须电动 停止发电机（MG1）和电动机(MG2)来切断动力。 3）上坡辅助控制功能 4）电动机牵引力控制功能 5）雪地起步时驱动轮转速控制功能，如图2－98所示。
第二章 混合动力汽车的构造与原理
丰田混动四驱工作原理
丰田混动四驱工作原理丰田混动（Hybrid）四驱系统是一种将电动驱动与传统内燃机驱动结合在一起，以实现更高效能和更低排放的驱动系统。
混动四驱系统在市场上已经有一段时间了，在丰田车型中得到了广泛应用，许多车型，如普锐斯和RAV4，都采用了这一技术。
混动四驱系统的工作原理是在车辆上同时使用电动驱动和内燃机驱动。
系统由一个电动机、一个电池组和一个燃油引擎组成。
当汽车需要动力时，电动机会从电池组中提取电能，以驱动车辆。
当电池组电量不足时，或者需要更多动力时，燃油引擎会自动启动并运行。
混动四驱系统通过控制电动机和燃油引擎的工作来实现四驱功能。
在正常行驶的情况下，系统会优先使用电动驱动，这可以提供更好的燃油经济性和低排放。
当需要更多的牵引力时，系统会启动燃油引擎，这样两个驱动系统可以合作工作，以提供额外的动力。
通过燃油引擎的辅助，车辆的四驱性能得到了提升。
混动四驱系统还可以通过电动机和燃油引擎的协同工作来提供更好的悬挂控制。
在特定情况下，电动机可以提供扭矩矢量控制，用于提供更好的车辆稳定性和悬挂性能。
这使得车辆在驾驶过程中更加稳定和易于操控，尤其在弯道行驶或复杂的路况下。
此外，混动四驱系统还具有能够利用回收能量充电电池的功能。
在汽车刹车或减速时，电动机可以将动能转化为电能，并储存在电池组中。
这些回收的能量可以用于之后的电动驱动，从而节省燃料并减少对环境的影响。
总之，丰田混动四驱系统通过将电动驱动和传统内燃机驱动结合在一起，以提供更高效能和更低排放的驱动系统。
这一系统具有切换驱动模式、协同工作和回收能量的功能，从而实现更好的动力性能和驾驶操控性。
这一技术的应用使得丰田的汽车在市场上得以卓越的地位，并且成为了未来可持续交通的一部分。
混合动力汽车驱动模式解析(上)
New Energy Vehicles 新能源汽车56-CHINA ·October混合动力汽车驱动模式解析(上)随着汽车工业的快速发展，我国汽车保有量的不断递增，节能环保要求越来越高，政策导向越来越鼓励发展节能型新能源汽车。
由于种种原因目前一些特殊因素还限制新能源汽车的发展速度，在这种条件下属于节能汽车的混合动力车型，以及归属新能源范畴的插电混合动力汽车发展势头迅猛，自2016年至今我们看到插电混合动力汽车如雨后春笋，大部分中高端品牌都有属于自己的插电混合动力的车型。
随着混动车型的逐年增多，维修售后技术人员就必须要掌握相应的技术要求，因此关于混合动力车型的技术发展趋势及结构与控制特点等，我们可以从以下几个方面一一进行阐述。
一、混合动力车型的标准和发展趋势1.电动汽车及新能源汽车定义根据GB/T 19596-2004，关于电动汽车的定义如下：电动汽车：纯电动汽车、混合动力(电动)汽车和燃料电池电动汽车总称为电动汽车；纯电动汽车(BEV)：由电动机驱动的汽车，电动机的驱动电能来源于车载可充电蓄电池或其他能量储存装置；混合动力(电动)汽车(HEV)：能够至少从下述两类车载储存的能量中获得动力的汽车:可消耗的燃料，可再充电能/能量储存装置；燃料电池电动汽车(FCEV)：以燃料电池系统作为单一动力源或者是以燃料电池系统与可充电储能系统作为混合动力源的电动汽车。
2.当前关于新能源汽车的定义(2019年新的标准)新能源汽车是指采用新型动力系统，完全或主要依靠新型能源驱动的汽车，包括纯电动汽车、插电式混合动力(含增程式)汽车和燃料电池电动汽车等。
节能汽车是指以内燃机为主要动力系统，综合工况燃料消耗量优于下一阶段目标值的汽车，包括先进内燃机汽车和传统油电混合动力汽车。
发展节能与新能源汽车首要因素是能源安全，此外降低汽车燃料消耗量，缓解燃油供求矛盾，减少尾气排放，改善大气环境，促进汽车产业技术进步和优化升级的重要举措。
丰田混动四驱工作原理
丰田混动四驱工作原理
丰田混动四驱系统是一种强大的、可靠的车辆传动系统，既拥有
汽油机以及电动机发动机，又同时有四驱能力，可帮助车辆更好地实
现操控精准、性能卓越。
它的工作原理主要是：
首先，当车辆需要动力时，汽油机就会启动，它的动力会被某种
方式传递到车轮上，也就是转向轮和驱动轮，这时，车辆会发动起来。
而当车辆操控表现要求更高，例如想要实现四驱能力时，电动机
就会联动工作，它不会影响汽油机工作，但却可以在驱动前轮以及转
向时提供可调节的动力使得车辆能够拥有良好的操控和精准的操控性能。
丰田混动四驱系统中还包含一台特殊的电动机，这台电动机被称
为中央差速器，它的主要功能就是通过传动的方式将动力从汽油机传
送到各车轮，由于该电动机可以便捷地调节每个车轮的转速，因此可
以针对不同情况下车辆的表现来采取更加精准的行驶策略，从而提高
车辆的驾驶操控性能。
此外，丰田混动四驱的另一个优点是它的油耗很低，当车辆处于
高速行驶时，百公里油耗可以达到45公里，这是普通车辆所无法比拟的。
混合动力汽车的工作原理及特点
混合动力汽车的工作原理及特点好嘞，今天咱们聊聊混合动力汽车，这可是个让人既期待又好奇的话题。
混合动力车，听名字就感觉挺酷的吧？其实它就是把传统汽油车和电动车的优点结合在一起，形成一种新型的环保交通工具。
想象一下，车里既有发动机的咆哮声，又有电动机的安静，这简直就是现代科技的完美结合。
说到工作原理，这车就像是一位灵活的小舞者，根据不同的情况自由切换，不管是城市的繁华街道，还是高速公路的畅行无阻，它都能自如应对。
咱们得说说它的动力系统。
混合动力车里有两个“发动机”，一个是燃油发动机，另一个是电动机。
这俩可不是简单的搭档，简直是天生一对。
燃油发动机负责提供强劲的动力，特别是在加速的时候。
而电动机则像一个忠实的小助手，在低速行驶时默默奉献，节省燃油。
要是你觉得这俩之间的合作太复杂，没关系，车子自己会聪明地决定哪个更合适，司机只需安心开车就行了。
这车子还有个“心脏”——电池。
这可不是普通的电池，而是一个大块头的高科技产品，储存着大量的电能。
开着开着，电池还会通过再生制动来充电，听起来就像个小精灵，随时为你补充能量。
这种技术让混合动力车在城市里停停走走的时候，既省油又环保，简直是“环保先锋”的最佳代言人。
每次你踩刹车的时候，车子就会像一位勤劳的小蜜蜂，把多余的能量收集起来，再把它转化成电能，真是太神奇了。
说到特点，混合动力车最让人心动的就是它的燃油经济性。
很多人都喜欢开车，开车的同时，谁不想省点油呢？混合动力车的油耗通常比传统汽车低得多，能让你在加油站少花不少钱，心里那个美滋滋啊。
它还很环保，排放的废气少得可怜，简直就是“保护地球”的小卫士。
想象一下，开着它上班，路上飘着淡淡的花香，心情瞬间就好到爆。
不仅如此，混合动力车在静音方面也是一绝。
你有没有注意到，电动行驶时，车子几乎是无声的，像一只优雅的幽灵在城市中穿梭，根本不会打扰到别人。
想想吧，周末的早晨，阳光明媚，你开着车，耳边只有鸟儿的歌唱，简直是一种享受。
丰田混动系统原理
丰田混动系统原理丰田混动系统是一款先进的混合动力车辆，它结合了内燃机和电动机两种动力源，以实现更高的燃油效率和更低的排放。
以下是丰田混动系统在不同情况下的工作原理：一、启动时当车辆启动时，内燃机开始工作，同时电动机也开始运转。
内燃机提供主要的动力，而电动机辅助提供动力。
这使得车辆在启动时更加平稳，并且减少了内燃机的负荷，从而降低了燃油消耗。
二、中速行驶时在中速行驶时，内燃机将继续工作，但电动机也会根据车辆行驶状态和驾驶员需求来调整其运转状态。
在车辆加速时，电动机将提供额外的动力，以帮助车辆更快地加速。
而在车辆减速或滑行时，电动机将回收能量并将其存储在电池中，以备后续使用。
三、行驶时在行驶过程中，内燃机和电动机的运转会根据车辆行驶状态和驾驶员需求进行自动调整。
如果驾驶员需要更多的动力，内燃机将提供更多的动力，而电动机也会相应地提供更多的辅助动力。
如果驾驶员需要更少的动力，内燃机将减少输出，而电动机将回收更多的能量并存储在电池中。
四、全速行驶时在全速行驶时，内燃机将提供最大的动力输出，而电动机则辅助提供动力。
这使得车辆能够达到更高的速度和更好的性能。
同时，电动机还可以帮助内燃机更好地运转，从而减少燃油消耗和排放。
五、减速制动时在减速制动时，内燃机将减少输出并配合制动器进行减速。
同时，电动机将回收能量并将其存储在电池中。
这使得能量得到更好的利用，从而提高了燃油效率。
总之，丰田混动系统的原理是将内燃机和电动机结合起来，以实现更高的燃油效率、更低的排放和更好的性能。
在不同情况下，内燃机和电动机的运转会根据车辆行驶状态和驾驶员需求进行自动调整，以实现最佳的动力输出和能量利用。
混合动力系统解析
混合动力系统解析在我们的日常生活当中，混合动力汽车已经算不上什么稀罕物了，它比常规能源汽车更节油，同时又比纯电动汽车更“靠谱”，已经有越来越多的人在购车时开始考虑它们，但大多对其中的原理和特性知之甚少。
下面我就结合一些车型带您了解一下混合动力系统，希望对您日后购买此类车型提供一些帮助。
另外，根据混合动力系统中电机的输出功率在整个系统输出功率中占的比重，也就是常说的混合度的不同，混合动力系统还可以分为微混合动力系统、轻混合动力系统、中混合动力系统、完全混合动力系统四类。
下面我将通过你我认识的混动系统、容易被忽视的混动系统、混动大家庭的新生力量、混动系统的意外收获这四部分来为您介绍不同的混动系统。
你我认识的混动系统：之所以是你我认识的混动系统，是因为搭载它的车型以其市场保有量或者通过大力的宣传，使人很容易在马路上或媒体上认出它们来，而且很有代表性。
针对这类车型，我们再结合混动系统的分类为您分析一下它们其中的原理。
关键词：串联式混合动系统代表车型：沃蓝达串联式混合动力系统总成由发动机、发电机和驱动电机三大主要部件组成。
发动机与发电机组合成辅助电力单元在需要时进行发电。
辅助动力单元和蓄电池将电能供给发动机，电动机驱动汽车行驶。
辅助动力单元发出的电能可向电池充电，以延长混合动力电动汽车的行驶里程。
另外，蓄电池还可以单独想电动机提供电能来驱动电动汽车，使混合动力汽车在零污染状态下行驶。
串联式混合动力汽车适用于在城市中低速运行及频繁启停的行驶工况。
由于串联式混合动力汽车不是通过发动机直接驱动汽车行驶，发动机与汽车驱动轮无钢性连接，而是电连接，因此可以保证发动机保持在其最佳效率区域内稳定运行，从而获得最低的燃油消耗和最佳的排放。
这一特点的优越性主要表现在低速、急加速运行工况中。
而在汽车高速行驶时，点传动效率相对较低。
雪佛兰沃蓝达虽然在国内马路上鲜有露面，可这一点也不影响其在世界范围内知名度。
该车采用了增程式混合动力系统，这也属于串联式混合动力系统，即发动机仅仅用于发电工作，并不会直接将输出动力转化为动力势能，或者称之为发电机更为贴切，而输出的电能则会通过电动机所产生的电磁力矩来驱动车辆(或者可以直接理解为转化为了动力势能)。
混合动力轻型客车动力系统设计与分析
混合动力轻型客车动力系统设计与分析混合动力轻型客车动力系统设计与分析摘要：随着汽车行业的快速发展，低碳环保已经成为汽车发展的大趋势。
混合动力车型以其高效、经济、低排放等特点成为新时代的主流车型。
本文以一款混合动力轻型客车为载体，针对其动力系统进行了设计与分析，旨在探讨混合动力汽车动力系统的可行性及应用前景。
关键词：混合动力，轻型客车，动力系统，设计，分析1. 混合动力技术的产生和发展混合动力技术是汽车动力技术的一大创新，它是纯电动汽车和传统汽油车的结合体，具有高效、环保等优点。
混合动力技术从20世纪80年代开始出现，经过多年的发展，已经成为汽车行业的热门技术。
2. 轻型客车混合动力动力系统设计对于轻型客车而言，混合动力技术的应用相对较为容易。
本文以混合动力轻型客车为研究对象，设计了其动力系统，包括发动机、电动机、电池等关键部件。
具体方案如下：（1）发动机：选择一款燃油经济性好、动力输出稳定的发动机，采用可变气门技术、缸内直喷等技术，使其在燃烧效率和动力输出上具有优势。
（2）电动机：采用无刷电机，输出功率为30kW，峰值转矩为300N·m。
电机由电池供电，在启停、低速行驶等条件下发挥动力补充作用，能够提高燃油利用率并降低排放。
（3）电池：采用锂离子电池，能量密度高、充电速度快、寿命长等优点，能够保证车辆的续航能力。
电池安装在车辆下部，重心低、安全性高。
（4）控制系统：采用电脑控制系统，实现发动机和电动机的协同工作，能够通过充电和耗能的方式调整电池的状态，优化车辆能量流和效率，提高整车的综合性能。
3. 系统特点和优势以上系统方案具有如下特点和优势：（1）可实现燃油经济性和环保性的双重优化，能够降低车辆的油耗和排放。
（2）能够实现动力补充和能量回收，提高车辆的综合性能和经济性。
（3）电池寿命长、安全性高，能够有效保障车辆的续航能力。
4. 实验分析和数据验证本文对所设计的混合动力轻型客车进行了实验分析和数据验证。
丰田卡罗拉双擎混合动力系统结构原理和故障案例分析（3）
混合动力系统控制系统实现以下
和速度
扭矩指令
MG1 ECU
MG1 电流
控 制 ：监 控 混 合 动 力 组 成 部 分（ 混 合
充电
MG1 控制器
MG1 逆变器
动力系统的发动机、发电机、HV 蓄电
要求
/ 刹车压力
池） 的 运 转 状 态 ; 监 控 通 过 汽 车 的 控
制网络传来的制动信息 ; 监控驾驶者
图 30 组成原理图
图 29 带转换器的变频器总成所在位置
图 31 分解图
045
AUTO DRIVING & SERVICE 2019 . 12
职教与培训
VE&T
输出电 动 机性 能， 提 高 系 统 整 体 的 效 率， 同 时 这也 意 味 着 变 压 器 将 变 得更 小更轻。
（3）DC/DC 转换器 DC/DC 转 换 器 将 HV 蓄电池 和 发 电机发出的 244.8/201.6 V 直流电流减 压至 12.0 V，以供车辆的辅助设备、电 子部件 ECU 作为电源使用 ( 图 35)。 HV ECU 控 制 变 频 器， 首 先 将 HV 蓄电池直流电转换为交流电输给 MG1/2， 然 后 将 MG1 的 交 流 电 经 过 交 - 直 - 交转换后输给 MG2 最后切 断 MG1/2 的电流。控制方 式 如图 36 所示。
车速
压力指令
Brake ECU
控制阀电流
制动液压力控制
压力控制阀
发 出 的 指 令（ 加 速 踏 板 开度、变 挡 位 置）;
监 控辅助驾驶设 备（如空调、加 热 器、
6. 动力控制单元 使用电动机行驶的卡罗拉混合动 力系 统中 安 装 有 变 压 器、 可 变 电 压 系 统及 DC/DC 转换器组成的动力控制 单元，控制单元所在位置如图 29 红框 所 示， 组 成 原 理 如 图 30 所 示， 分 解 图如图 31 所示。 （ 1） 变 压 器 变压器将 HV 蓄电池的直流电转 换 为 电 动 机 和 发 电 机使 用 的 交 流 电（ 图 3 2）。另 外 也 将发 电 机 和 电 动 机 发 出 的 交流电转换成可供 HV 蓄电池充电的 直流电。 （ 2） 可 变 电 压 系 统 可变电压系统根据需要将电动机 和 发 电 机 的 电 源 电 压 进 行 无 级 升 压， 如 图 33 所 示， 由 一 般 情 况 下 的 直 流 244.8 V 最大升至 650.0 V。 工作原理如图 34 所示，这意味着 大 的 电 力 供 给 由 小 电 流 提 供， 发 挥 高
混合动力汽车结构原理与故障诊断典型混合动力汽车技术解析
项目4典型混合动力汽车技术解析6 课时4 实训丰田混合动力汽车技术1本田混合动力汽车技术2通用混合动力汽车技术3上汽混合动力汽车技术4目 录比亚迪混合动力汽车技术11.丰田混合动力汽车技术以丰田为首地日系油电混合动力汽车在全球占据绝对地垄断地位,特点是不用充电,油耗低,动力平顺。
特别是丰田地THS混合动力系统,经过十几年地迭代优化愈发成熟,创造了上百项垄断地专利技术,已经成了整个混合动力汽车市场地典范。
1.1 丰田混合动力汽车地发展历程从1997年到现在,丰田普锐斯（Prius）混合动力汽车走过了20多年历程,是目前最典型也是成功地混合动力汽车。
丰田普锐斯混合动力汽车已经经历了4代,如图4-2所示。
图4-2 丰田普锐斯混合动力汽车地发展历程1.1 丰田混合动力汽车地发展历程1．第一代普锐斯混合动力汽车第一代普锐斯混合动力汽车经历地时间是从1997年到2003年。
1997年,第一代普锐斯正式上市,这是全世界第一款量产地混合动力汽车,其透视图如图4-3所示。
图4-3 第一代普锐斯混合动力汽车透视图1.1 丰田混合动力汽车地发展历程第一代普锐斯混合动力汽车车身长为4275mm,宽为1695mm,高为1490mm,轴距为2550mm,整车质量为1254kg,是一款三箱车型。
第一代普锐斯混合动力汽车使用1NZ-FXE型1.5L四缸汽油发动机与一台288V永磁同步电机,如图4-4所示。
汽油发动机峰值功率为43kW,峰值转矩为102N·m；电机峰值功率为29kW,峰值转矩为305N·m,电压为288V。
配备电控无级变速器（Electronic Continuously VariableTransmission,E-CVT）,以金属氢化物镍蓄电池组作为电源,丰田将这套油电混合动力系统称之为“Toyota Hybrid System”,简称THS。
第一代普锐斯混合动力汽车实测油耗为31km/L,约合3.22L/100km。
混动系统工作原理详解
混动系统工作原理详解混合动力系统（Hybrid System）是一种将内燃机和电动机结合使用的动力系统。
它的工作原理是通过内燃机和电动机的协同工作，最大程度地提高能量利用效率，减少燃油消耗和尾气排放。
混合动力系统的工作原理可以分为以下几个步骤：1.制动能量回收：当汽车行驶过程中制动或减速时，混合动力系统会通过电动机将制动过程中的动能转化为电能，储存在电池中。
这样可以减少能源的浪费，提高能量利用效率。
2.电动驱动：在低速行驶或需要加速时，电动机可以独立驱动车辆。
它通过电池供电，从而实现零排放的驱动方式。
电动机具有高起动扭矩，可以在低速时提供充足的动力。
3.发动机发电：当电池电量不足或需要更大功率时，内燃机会启动并发电，为电动机供电。
此时内燃机的工作状态相对较稳定，可以在最佳工况下运行，提高燃烧效率，降低燃油消耗。
4.串联或并联工作方式：混合动力车辆可以采用串联或并联工作方式。
串联工作方式下，内燃机仅用于发电，驱动电动机。
而并联工作方式下，内燃机和电动机可以同时驱动车辆。
这样可以根据不同驾驶情况和能源供给状态选择最优工作方式，以提高燃油利用率。
混合动力系统的工作原理可以通过控制系统进行智能化调节和控制。
控制系统可以根据车速、油门踏板行程、电池电量等传感器数据进行实时监测和计算，从而实现内燃机和电动机之间的协调工作。
同时，控制系统还可以根据驾驶模式选择、能量管理和动力分配等策略，实现最佳的能量利用和动力输出，提高整个混合动力系统的效率。
总结起来，混合动力系统通过内燃机和电动机的协同工作，在不同的驾驶工况下选择最优工作模式和动力输出，以提高能量利用效率，减少燃油消耗和尾气排放。
随着技术的不断发展，混合动力系统在汽车行业中的应用也越来越广泛，成为减少车辆能耗和环境污染的重要技术手段之一。
混合动力汽车的电机驱动系统通用课件
CONTENTS 目录
• 混合动力汽车概述 • 电机驱动系统基础 • 电机驱动系统控制技术 • 电机驱动系统集成与测试 • 混合动力汽车电机驱动系统案例分析 • 未来发展趋势与挑战
CHAPTER 01
混合动力汽车概述
混合动力汽车的定义与分类
定义
混合动力汽车（Hybrid Electric Vehicle，简称HEV）是指同时装备两种动力 来源——热动力源（由传统的汽油机或者柴油机产生）与电动力源（电池与电 动机）的汽车。
全生命周期管理
对电机驱动系统进行全生命周期管理，从设计、生产、使用到报废全过程进行优化，以实现资源的最大 利用和环境的最小影响。
THANKS
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电机驱动系统集成与测试
电机驱动系统集成设计
01
02
03
集成设计目标
实现电机、控制器、传动 装置等部件的高效集成， 确保整体性能优化。
模块化设计
采用模块化设计理念，简 化系统集成过程，提高系 统的可维护性和可扩展性 。
热设计考虑
充分考虑散热需求，采用 合适的散热结构和风扇等 散热设备，确保系统在不 同工况下的稳定运行。
电机驱动系统控制策略
矢量控制策略
01
介绍矢量控制的基本原理、实现方法以及在混合动力汽车电机
驱动系统中的应用。
直接转矩控制策略
02
阐述直接转矩控制策略的原理、特点以及在混合动力汽车中的
应用。
智能控制策略
03
探讨基于现代控制理论的智能控制策略，如模糊控制、神经网
络控制在电机驱动系统中的应用。
电机驱动系统控制算法与优化
电机驱动系统主要由电机、电力电子变换器、控制器等部分 组成。
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机 特 性
变速箱 7档CVT
曲 线
交流电永磁同步马达，水冷
驱动 额定功率：50kW/1200～1540
电机 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：10000rpm
2006年1月国内上市，25.98-27.98万
动力性与经济性
典型混合动力驱动系统分析
➢ 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。
典型混合动力驱动系统分析
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
MG2 电动机 链条的传动比
改变
采用WS型 变速器液
MG1 发电机
由滚锥轴承变为 滚珠轴承
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。
最高车速
165 km/h
0～100km/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
8
典型混合动力驱动系统分析
系统框图
• Prius系统框图
档位传感器 (换档, 选择)
加速踏板位置 传感器
混合驱动桥
分解器型速度传感 器 (MG2)
MG1 MG2
空调压缩机
插电式混合动力(Plug in Hybrid)：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，
典型混合动力驱动系统分析
混合度不同，功能要求有所区别，如下：
类型 弱混合动力 轻度混合动力 中度混合动力
重度混合动力
插电式混合动力
功能要求 发动机自动起停 发动机自动起停+回馈制动 发动机自动起停+回馈制动+电动辅助 发动机自动起停+回馈制动+电动辅助+纯 电驱动 发动机自动起停+回馈制动+电动辅助+纯 电驱动+U (ECM)
HV ECU
变频器 升压转换器
空调变频 器
DC-DC 转换器
制动执行器
车速传感 器
9
防滑控制 ECU
DLC3
CAN
蓄电池 ECU
典型混合动力驱动系统分析
SMR1, 2 and 3
辅助电池 HV 蓄电池
➢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。
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——LS600L。该车匹配 5.0L传统发动机和1 同于1升发动机的电动机，其动力水 S600及宝马760 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
典型混合动力驱动系统分析
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。
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
典型混合动力驱动系统分析
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Prius HV，采用THS（TOYOTA HYBRID SYSTEM） 和THS-Ⅱ的第一代和第二代Prius HEV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-Ⅱ+E-Four等。
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%。
6
典型混合动力驱动系统分析
主要混合动力系统
THS电压变换系统
THS-Ⅱ电压变换系统
典型混合动力驱动系统分析
丰田普锐斯
基本参数
1.8L VVT-I 汽油机
发动机 最大功率：72kW
驱 动
最大扭矩：145N·m/4000rpm
电
镍氢，单体1.2V，6.5Ah 电池 28个单体201.6V（增压到500V）
典型混合动力驱动系统分析
丰田普锐斯
• 技术特点分析
– 发动机技术
• 额定功率相对较小，容易工作于高效区； • 工作循环为Atkinson循环，其热效率高，膨胀比大； • 采用VVT（智能可变气门正时）装置，可以根据工况准确调整
进气门开启与关闭时刻，始终保持最高充气效率。
– 功率变换单元
典型混合动力驱动系统分析
丰田普锐斯
丰田Prius行星轮机构
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典型混合动力驱动系统分析
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，蓄电池功率 为负时表示充电，反之为放电。
典型混合动力驱动系统分析
➢动力分配机构的组成及工作原理
动力分配机构使用的是行星齿轮装置。 齿圈、行星齿轮架和中心齿轮分别与电动机、发动机和发电机相连。 发动机动力直接传递到行星齿轮架，再通过行星齿轮架分配到齿圈与中心齿轮。 与电动机直接相连的齿圈的动力通过减速器传递到车轮，当电动机有动力输出时， 齿圈上的动力由发动机和电动机的动力两部分组成。 分配到中心齿轮的动力通过带动发电机而发电，发电机的电力可以直接供给电动 机使用，也可以向蓄电池充电。