三、混合动力车用电控变速器
电控变速器为混合动力车的核心部件。众所周知,丰田公司手握轿车混合动力系统特别是电控变速器的大量专利,为规避专利,其他公司开发的轿车混合动力系统用电控变速器与丰田车型会有明显的区别。三款混合动力车电控变速器的主要参数及技术特点列于表3。
对比上述三款混合动力车用驱动电机,可以看出雅阁混合动力车用驱动电机的最大功率、最大扭矩最大。
1.凯美瑞混合动力车电控变速器
凯美瑞混合动力车电控变速器习惯称为混合动力传动桥,2018款凯美瑞混合动力传动桥由小电机MG1、大电机MG2、复合齿轮装置、传动桥阻尼器、中间轴齿轮、减速齿轮、差速器齿轮机构和油泵组成。该传动桥为3轴结构,复合齿轮装置、传动桥阻尼器、油泵、MG1和MG2连接至输入轴。中间轴从动齿轮和减速主动齿轮连接至第二轴。减速从动齿轮和差速器齿轮机构连接至第三轴(图1)。
(1)电机MG1、MG2
电机MG1(小)和MG2(大)为紧凑、轻量且高效的三相永磁同步电机,内置于混合动力传动桥内,由定子、定子线圈、转子、永久磁铁和解析器(也称为电机转速位置传感器)等组成(图2)。MG1电机主要用作发电机来使用,为MG2驱动车辆提供电能并对镍氢电池充电。另外,启动发动机时,MG1作为起动机来使用。MG2主要作用是利用MG1和镍氢电池提供的电能,以驱动电机模式驱动车辆行驶,此外,在减速或制动过程中MG2用作发电机对镍氢电池充电,以回收再生制动能量。
为了实现对电机进行矢量控制,需精确测量电机转子的转速及磁极的位置(相位),为此安装了解析器(电机转速位置传感器)。解析器采用旋转变压器的结构形式,由3个定子线圈(励磁线圈、检测线圈S、检测线圈C)和转子(随电机转子同步旋转)组成。
(2)复合齿轮装置
复合齿轮装置由动力分配行星齿轮机构和电动机减速行星齿轮机构等组成。通过采用2套行星齿轮机构的齿圈和中间轴主动齿轮及驻车锁止齿轮做成一体的复合齿轮,使复合齿轮装置的结构更为紧凑和轻量化。动力分配行星齿轮机构的太阳齿轮连接至MG1、行星架连接至发动机、齿圈位于复合齿轮上。电动机减速行星齿轮机构的太阳齿轮连接至MG2、齿圈位于复合齿轮上、行星架固定至传动桥外壳(图3)。