奔驰S400 HYBRID是梅赛德斯-奔驰的首款混合动力轿车,其搭载带有紧凑混合动力模块的增强型3.5 L V6汽油发动机。该款车型的发动机可产生205 kW的输出功率,电动机可产生15 kW的功率和160 N?m的起动扭矩,这使得发动机实现了220 kW的综合功率和385 N?m的最大综合扭矩。该车按照新欧洲行驶循环工况(NEDC)测量的综合燃油消耗量为7.9 L/100 km,CO2排放量仅为186 g/km。采用混合动力驱动技术使该车的动力性与环保性的矛盾得到化解,打破了只有小排量汽车才能实现环境保护的定论。在此,本文将对该车的混合动力系统及主要技术亮点进行介绍。
一、混合动力驱动系统概述
奔驰S400 HYBRID 混合动力汽车是由电动机(集成起动机和发电机功能)作为发动机的辅助动力驱动汽车。在起步和加速工况时,由于电动机的辅助,相比于相同排量的车辆,耗油量和CO2排放有所改善。
1.混合动力系统的组成(图1)
奔驰S400 HYBRID的混合动力系统组成如(图1)所示。电动机与发动机直接相连,作为起动机和发电机使用,它由高电压蓄电池提供电源进行起动。在此对S400 HYBRID的混合动力系统几个高电压部件的作用进行简要介绍。
(1)高电压蓄电池(A100)
S400 HYBRID的高电压蓄电池采用锂离子技术,它能够储存能量,并为电动机提供高压直流电源。在充电时,需使用I/U充电方式,即首先以恒定电流充电,然后再以恒定电压充电。
(2)电动机(A79)
电动机按照工作需要可分别作为起动机和发电机使用,其输出功率可达15 kW,并可产生高达240 V的交流电压。
(3)DC/DC 变换器(N83/1)
DC/DC变换器是一个双向直流电压变换器,其作用是:在发动机停机时为12 V蓄电池供电;辅助车辆进行跨接起动;助力期间为高电压蓄电池提供支持。
(4)电源电子装置(N129/1)
电源电子装置集成AC/DC变换器,它使三相电动机能够在高压直流车载电气系统上工作。出于安全设计,其可在1 s内完成自放电。
2.混合动力系统的功能
(1)发动机停止/起动