梅赛德斯-奔驰S400 HYBRID基于上一代S350(即221车型)研发而成,本文通过新旧两款S400车型简要说明该混合动力概念及其工作原理。
车型的S400 HYBRID技术,奠定了梅赛德斯-奔驰
混合动力的基础,是本文的重点介绍部分,通过以下几个方面来阐述。
1.驱动系统组成
S400HYBRID配备了平行
混合动力驱动系统,包括272混合动力发动机和高电压系统,其中,高压电系统由电力电子控制单元、电动机、高压
蓄电池模块、
蓄电池管理系统(BMS)控制单元和DC/DC转换器组成(图1)。
通过该驱动系统,内燃机、电动机和驱动轮通过刚性相连(图2),其中,发动机和电动机提供的功率可以组合在一起,但车辆无法完全通过电子驱动系统驱动。
2.高压部件介绍
根据前述的高压电系统组成部件,如下逐一进行介绍。
位于引擎室右后侧(图3),内部由35块狸离子电池组成,每块电池的电压均在3.2~4.1V之间,这样,高压
蓄电池会储存电能并以约120V的电压为所有高压系统部件供电。所有的铿电池由
蓄电池管理系统(BMS)控制单元根据传感器和CAN信号进行管理。此外,BMS控制单元在必要情况下还会促动保护开关,以便将高压
蓄电池的正极和负极绝缘。
(2)DC/DC转换器
直流/直流转换器位于右前轮罩内侧(图4),作为变压器,将高压
蓄电池和12V蓄电池相连,实现高压直流电与低压直流电之间的相互转换。
(3)电力电子模块
位于右侧排气歧管下方(图5),控制电动机的工作,即:在启动和起步阶段,通过三相交流电促动电动机;在发电模式下,将产生的三相交流电转换为直流电压,然后对高压
蓄电池充电,其实质是交流/直流(AC/DC)转换器。此外,还执行自诊断功能,并通过评估温度传感器的信号,时刻监测电动机的工作温度。
(4)电动机
采用步进电机设计(图6),位于发动机与变速器之间,不仅具有启动机的作用,还可作为发电机为高压系统充电,因而被称为启动机一发电机。电动机根据工作分为启动和发电模式:沿曲轴转动方向施加扭矩,以启动内燃机,并在起步过程中,电动机为内燃机提供支持;在制动过程中,沿曲轴转动方向的反方向施加扭矩,回收部分制动能量,并将其转化为电能(再生制动),以对高压
蓄电池充电。两种工作模式均由电力电子模块控制。集成的温度传感器记录定子线圈的温度,并将信号传给电力电子模块分析,避免电动机过热损坏。此外,电动机还具有减震元件的作用,以降低行驶/扭转振动。
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