插电式混合动力不同于传统的能量回收式混合动力，其最大的特点就是能够通过外接电源方便地进行充电，也是目前常见的一种油电混合动力型式。在节能环保的大背景下，插电式混合动力车型也越来越多地受到市场的关注，众多汽车厂商都推出了此类车型。在此，我们将对沃尔沃S60L插电式混合动力车型的技术特点进行分析，以便读者了解此类车型。
    一、车型概述
    沃尔沃S60L插电式混合动力车
  （PHEV）是沃尔沃专为中国市场打造的一款车。为了区别于S60L系列的其他车型，该车配备了全新设计的轮毅和双集成矩形排气尾管，新的镀铬装饰使车身显得更有层次感，并且在车身一些细节之处标注了“PLUG-INHYBRID”字样。
    S60L插电式混合动力车采用了全新的动力总成一型号为B4204丁32的2.0 L涡轮增压发动机，它能为车辆提供175 kW的最大功率和350 N-m的最大扭矩。该高效动力系统的其他核}LN部件还包括：位于发动机和8挡自动变速器之间、与曲轴相连的集成式起动发电机（ISG)，一个直接驱动后轴、最大输出功率达50 kW的电动机，以及一组位于车辆后方容量达11.8 kW·h的铿电池组。
    在Drive-E"E驱智能科技”的帮助下，S60L插电式混合动力在纯电动模式下可行驶50 km；在混合动力模式下，一箱汽油加一次充电的最大续航里程高达1 000 km;在高性能模式下，0～100 km/h加速时间仅为6s。

   二、插电式混合动力系统组成
    沃尔沃S60L插电式混合动力车属于混联式混合动力类型，有2个独立的驱动系统：电机直接驱动后轮，汽油发动机则通过自动变速器驱动前轮。控制系统根据驾驶员选择的驱动模式以及可用的电能，协调2个驱动系统的性能，单独或组合使用这2个驱动系统，以提供最佳的行驶经济性。电机主要在低速状态下驱动车辆，汽油发动机在高速以及更为主动的驾驶状态下驱动车辆。
    插电式混合动力系统中的电气部分分为高电压和12V电压2部么高电压部分的电压为230～400 V之间，主要用于混合动力操作和驱动电子空调压缩机。高电压部分包括交流电和直流电，因为蓄电池存储直流电，但电机和发电机使用三相交流电工作，外接充电电流也使用交流电。12V部分基本等同于常规车辆中的电气系统，不同点在于该系统中没有交流发电机，因为12V部分是由高电压部分供电。12V部分还包含了LIN、CAN和MOST网络。
    插电式混合动力系统的主要组成部件如图1，各部件的功能见表1。



    1．集成起动发电机
    集成起动发电机（ISG)装配在发动机与变速器之间，是一个30 kw的三相电机／发电机，它的两部分分别连接发动机曲轴和发动机壳体（图2)。ISG可以作为起动机或高性能发电机。同时，在一定条件下，燃油发动机还能通过ISG产生高电压系统所需的电流，为混合动力蓄电池充电，并且产生EL A/C、DCDC和ERAD所需的功率输出。在发动机中低转速时，某些条件下还可以通过ISG对发动机助力，实现这一转速区域内输出扭矩的提升。

    2．电驱动后桥
    电驱动后桥（ERAD)是S60L混合动力车中的重要部件，它位于后副车架上，与四驱车辆上常规的机械后桥相似，只是略大（图3)。ERAD的作用包括：纯电动模式下推动车辆前进；在汽油发动机工作期间作为辅助动力；车速在5-150 km/h制动期间作为发电机回收能量，为高压蓄电池充电；提供发动机制动特性。
    ERAD结构紧凑，由位于中央的电机与铝制端板组成，在它的一侧含有差速器和行星齿轮，另一侧含有机械式离合器（图4)。ERAD为液冷式，并连接到车辆的低温冷却回路。



    ERAD中的电机是永磁同步电机，可提供20 kW（最高峰值50 kW）的连续功率输出，IEM通过控制交流电的频率调节旋转速度。电机可以通过机械式离合器与驱动系统接合或分离。ERAD可在150 km/h以下的车速使用，而在更高车速时，电机存在转速过高的危险，因此将会分离。
   ERAD中的行星齿轮组具有9.14:1的固定传动比，其中的行星齿轮托架还作为差速器壳体。内啮合齿轮固定在壳体上，不能转动。行星齿轮组的太阳轮是电机转子轴的一部奴当ERAD未启用时，太阳轮（电机的转子轴）通过离合器从其余旋转部件上分离。ERAD中的差速器是一个不带制动器的常规齿轮差速器。

    3.逆变器系统控制器
    逆变器系统控制器（ISC）包含2个电压转换装置：ERAD逆变器模块（IEM）和变频发电机模块（IGM )，每个电压转换装置有6个绝缘栅双极晶体管型（IGBT)的功率晶体管（正极和负极侧各有3个），用于转换直流电和三相交流电（图5)。IEM和IGM分别将高压蓄电池的直流电转换为ERAD和ISG部件的交流电，反之亦然。除共用冷却系统和电路插接器外，IEM和IGM是完全独立的部件。

    4.高压蓄电池
    高压蓄电池的标称容量为11.8 kW·h，可用容量为8.5 kW·h，最大输出为65 kW。高压蓄电池安装在行李舱下部（图6)，安装螺栓同时也是接地点，在装配期间必须确保良好的接触。

    高压蓄电池是一个整体，其内部结构如图7所示，唯一可更换的零件是带有主熔丝（200 A）的维修开关（图8)。熔丝不可拆卸，如有必要，必须将维修开关作为一个整体进行更换。维修开关与每侧的5个蓄电池模块相连，并从充满电的蓄电池向每侧输出200 V的电压。当在高电压部件及其周围作业时，车辆必须断电，并拆下维修开关。同时，必须将插头锁定到位，防止电源意外接通，以及灰尘和湿气渗入。



    高压蓄电池有专门的冷却系统，冷却液由车辆A/C压缩机进行冷却。蓄电池可以承受－40～85℃的环境温度。当高压蓄电池温度达到32℃时，空调开始对其进行冷却，当冷却至大约25℃时，冷却停止。当电池温度超过60℃（第一批车辆为55℃）时，系统可能会阻断其工作或降低输出性能。
    高压蓄电池电子控制单元（BECM）内置于蓄电池中，用于管理蓄电池接触器的通断，并持续报告蓄电池充电水平、温度和健康状况，以控制充电和功率输出。BECM还负责高电压系统的互锁电路和绝缘测量。互锁保护是指在任何接头（包括与高电压网络的主、辅直流电路并联布设的12V信号电路）出现开路时，断开高电压网络的电压。绝缘监控是指持续监测高压蓄电池正极端子与车身之间的绝缘水平。
    5．车载充电器（ OBC)
    车载充电器（图9)有2个功能：一是将来自充电插座的230 V交流电转换为400 V直流电，以便为高压蓄电池充电，其充电功率为3.5 kW；二是通过插头连接中的接头向DCDC提供电压。OBC为单向装置，电流只能从充电插座流向OBC，而不能从高压蓄电池流向充电插座。

    6.DC/DC转换器（DCDC)
    DC/DC转换器（图10）能够将400 V直流电转换为12V直流电，为低压电器元件供电，并为12V蓄电池充电，充电输出功率为3.5 kW，其作用等同于一个250 A的12V交流发电机。DC/DC转换器通过OBC中的分支连接与辅助电路相连。

    7充电插座和充电电缆
    沃尔沃S60L插电式混合动力车的充电插座（图11)位于左前翼子板上，插座上配有保护盖，插座触点经过排空，可以使用水和清洁剂清洁插座，充电插座还带有锁定螺栓，可在充电时勾住并锁定电缆接头。
    充电插座上方有LED，用于显示充电状态：黄色常亮表示充电电缆已经连接，但充电尚未开始；绿色闪烁表示正在充电；绿色常亮表示充电完成；蓝色闪烁表示充电定时器启动（定时器通过Volvo On Call应用控制）；红色常亮说明系统存在故障。

    随车附带的充电电缆（图12)，一端连接到家用电路的电源插座上，另一端连接到车辆的充电插座上。电缆上包含了的控制单元，因此无法维修或续接，否则会影响安全和功能性。充电时，必须先在充电电缆控制单元上设置正确的电流电平，如果选择的电流电平过高，则会触发熔丝。充电期间，控制单元会记住最后一个设定值，并在启动时将其作为预设值。充电电缆的最大电流是10A。

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