3.3混联式混合动力
    混联式混合动力系统是串联式与并联式的结合，其结构如图31所示，发动机产生的功率一部分通过机械式传动输送给驱动桥，另一部分则驱动发电机发电，发电机发出的电能输送给电动机或蓄电池，电动机产生的驱动力矩通过动力复合装置传送给驱动桥。这样，在汽车低速行驶时，驱动系统主要以串联方式工作；当汽车高速稳定行驶时，驱动系统则以并联工作方式为主。

    混联式结构一般以行星齿轮机构作为动力分配装置。最佳的混联式结构是将发动机、发电机和电动机通过一个行星齿轮装置加接起来，动力从发动机输出到与其相连的行星架，行星架将一部分转矩送到发电机，另一部分传送到传动轴，同时发电机也可以驱动电动机来驱动传动轴。这种机构有两个自由度，可以自由地控制两个不同的速度。
    以下介绍两种典型的混联式混合动力汽车。
    1．福特Escape（翼虎）PSHEV
    福特汽车公司（欧洲）最新研发的翼虎PSHEV如图32所示，采用了很多的新技术，在节能和环保方面有新的进展，在动力系统的配置方面做了全面的调整，使得翼虎PSHEV的技术性能大大提高，车辆的总重量也大大降低。

    翼虎PSHEV是用翼虎SUV改装的混联式混合动力汽车，百公里综合油耗为5.9 L/100 km,一次加油的续航里程达到800 km。其动力性能基本上与装备V6汽油机的版本相同。
    1）翼虎PSHEV的结构如图33所示

    （1）发动机。翼虎PSHEV从降低发动机的燃料消耗和排气污染着手，采用了四缸阿特金森循环（Atkinson-cycle）发动机。Atkinson循环发动机有进气、回流、压缩、膨胀和排气五个冲程，由于Atkinson循环能够减少泵气损失和优化膨胀比，同时保持压缩比恒定，它比传统四冲程的“奥托循环”的发动机更加节能，排放也能达到“超低污染”。发动机的动力经过动力组合器传递到主减速齿轮和差速器，驱动车辆行驶。
    （2）电动／发电机。发动机的后面安装有一台电动／发电机，功率28kW，电动／发电机能够产生大的低速转矩，有利于帮助发动机快速启动，并能在发动机全部转速范围内产生稳定的电流。
    （3）驱动电动机。驱动电动机采用福特汽车公司的感应电动机，驱动电动机的功率为65kW，驱动电动机经过动力组合器将动力传递到主减速齿轮和差速器上，驱动车辆行驶。
    （4）动力电池组。翼虎PSHEV采用轻型镍一氢动力电池组，由多个单节电池组成，动力电池组和DC-DC转换器布置在驱动电动机左右两侧的座位下面。
    （5）动力组合器。福特汽车公司在翼虎PSHEV上，装配了一个动力组合器，动力组合器是一个由行星齿轮和传动齿轮组合而成的传动机构，用以协调发动机与驱动电动机在不同的驱动模式时，两种动力装置的运动和动力输出不发生干扰，发动机与驱动电动机处于混合驱动模式时，输送到差速器上的转速相同。
    2）翼虎PSHEV的控制系统
    在翼虎 PSHEV上，发动机、驱动电动机和动力组合器的控制系统有以下特点：
    （1）翼虎PSHEV多装置了一个电动／发电机，作为发动机的启动机，带动发动机启动。电动／发电机能在发动机全部转速范围内产生稳定的电流，电流能够供给驱动电动机，有效地增加了翼虎PSHEV的行驶里程。
    （2）驱动电动机可以独立驱动翼虎PSHEV行驶，还可以在车辆加速或爬坡时，输出动力辅助发动机工作，车辆可以获得很大的驱动力。
    （3）发动机和驱动电动机两套驱动系统是通过动力组合器来协调运动和动力传递的，相当于一个无级变速器。在采取任何一种传动模式时，发动机与驱动电动机的动力传递时都不会发生运动干扰。在制动时，驱动电动机能够回收再生制动时的能量。
    （4）由于发动机可以实现启动一关闭的控制模式，使得发动机始终保持低燃耗、高效率的平稳运转，采用电动机辅助动力帮助加速或爬坡，因此翼虎PSHEV的百公里综合油耗为5.9 L/100 km，一次加油的行驶里程达到800 km。
    3）驱动模式
    （1）发动机驱动模式。发动机驱动模式是翼虎PSHEV的主要驱动模式，电动／发电机带动发动机启动后，发动机的动力一方面通过自动离合器、自动变速器、动力组合器和差速器，驱动车辆前轮行驶；另一方面带动电动／发电机发电，使发动机保持在最佳效率状态下运行。发动机在启动时，利用电动机低速、大转矩的特性，使发动机快速启动，发动机启动时间约为0.2s。
    （2）驱动电动机驱动模式。当翼虎PSHEV在城市中或低速行驶时，发动机关闭，由驱动电动机通过动力组合器驱动车辆行驶，充分发挥电动机低转速、大转矩的特性，保持汽车低速稳定地行驶。在换挡或停车（红灯或暂时停车）时，发动机被关闭，驱动电动机提供车辆起步时所需要的动力。
    （3）混合动力驱动模式。车辆在加速或爬坡时，发动机节气门开度最大，发动机发出最大动力，同时驱动电动机也输出最大动力。在动力组合器的协调下，发动机和驱动电动机以混合驱动模式共同驱动汽车行驶，此时车辆有最大的驱动功率。
    （4）再生制动能量的回收，当翼虎PSHEV在制动时将再生制动时的能量回收。
    （5）倒车。翼虎PSHEV倒车时，用驱动电动机反转来使车辆倒车。
    4）翼虎PSHEV的车身与底盘
    翼虎PSHEV的车身具有高度流线型，在车身和底盘上大量采用铝、镁等轻金属，使得整车的整备质量减轻，在车身和底盘结构上还采用了多种最新技术，提高了整车的性能。新型低滚动阻力的轮胎减少了能量的消耗。

    2．丰田Estima-Four PSHEV
    丰田汽车公司最新推出的Estima-FourPSHEV，如图34所示，是典型的四轮驱动混联式混合动力汽车。Estima-Four PSHEV由发动机、电动／发电机和驱动电动机三大动力总成组成，装配了丰田公司自行开发的四轮驱动系统，可以以发动机驱动前驱动轮、电动机驱动后驱动轮的四轮驱动混合动力驱动模式使车辆行驶。

    1）Estima-Four PSHEV的结构（如图35所示）

    （1）节能、环保的发动机。Estima-Four PSHEV的发动机采用了丰田公司新型的2.4 L汽油发动机，其特点是采用了“艾金森”循环、高膨胀比、大功率、大转矩；使用可变正时气门（VVT I）系统，可以进一步提高燃烧效率，具有良好的经济性；排放中CO、HC和NOx的排放量仅为传统内燃机轿车的1/12；发动机采用铝合金制造的缸体，在结构上作了进一步的改进，使得发动机的尺寸和质量都比传统的发动机有所减小和减轻。
    （2）电动／发电机。Estima-Four PSHEV的发动机的功率很大，在发动机工作时，不仅能产生足够的驱动力，而且能够带电动／发电机发电，可以自行充电，使驱动电动机工作时有足够的电能供应。电动／发电机还用于发动机的启动并对发动机起平衡作用。
    （3）驱动电动机。驱动电动机装在车辆的后部，它通过驱动系统和后驱动桥带动后轮行驶。
    （4）先进的驱动系统。丰田Estima-Four PSHEV驱动系统，采用了丰田汽车公司新研发的THS-C驱动系统，THS-C驱动系统将发动机、电动／发电机、驱动电动机组成新的驱动力合成式混合驱动系统，在发动机一驱动电动机混合动力驱动时，调节前后驱动轮的驱动力，使发动机和驱动电动机的动力匹配达到最佳效果。该系统有以下特点：控制前电动／发电机与发动机共同组成（转速合成）混合驱动模式；控制发动机与驱动电动机共同组成（驱动力合成）混合驱动模式；前电动／发电机与驱动电动机共同组成“双电动机”（驱动力合成）混合驱动模式，有效地提高车辆的总驱动力，双电动机驱动可以更好地发挥电动机在低速大转矩的特性，特别适应湿滑道路和泥泞道路，低速越野行驶时有强劲的驱动力和附着力。双电动机驱动模式是丰田汽车公司的首创。

    2）Estima-Four PSHEV的控制系统
    （1）多能源动力管理系统。在Estima-Four PSHEV启动、加速和爬坡时，由中央控制器的多能源动力总成控制模块控制，用发动机驱动车辆的前驱动轮行驶，用驱动电动机驱动车辆的后驱动轮行驶，还可以在发动机驱动车辆的前驱动轮行驶的同时，驱动电动机也驱动车辆的后驱动轮，形成混合动力驱动的双对顶角四轮驱动模式。
    （2）操纵系统。当驾驶员踩下加速踏板时，加速踏板行程量转换为电信号输入中央控制器，通过计算机计算并经多能源动力总成控制模块，向Estima-Four PSHEV驱动系统发出相应的指令。根据车辆的状态，确定发动机的启动或关闭，并根据电池管理系统模块反馈的信息，控制发动机带动电动／发电机发电，补充动力电池组的电量等，在发动机一电动机混合驱动时，协调发动机的驱动力和驱动电动机的驱动力。

上一页  [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23]  下一页