混合動力汽車雙電機驅動系統的案例
深度解讀混合動力汽車雙電機驅動系統
本文以混合動力雙電機系統構型為切入點，對本田i-MMD系統和榮威 EDU系統進行了方案描述，重點分析了雙電機系統的工作模式及控制原理，同時對雙電機系統起步控制和換擋協調控制過程進行了說明。
1. 本田i-MMD雙電機系統構型
本田雅閣i-MMD（Intelligent Multi-Mode Drive）系統技術方案結構如圖1所示，其動力驅動系統主要包括2.0 L發動機、驅動電機、發電機、離合器以及傳動機構等。其中，驅動電機、發電機以及離合器集成形成了電動耦合 e-CVT，取代了傳統的變速箱，發電機始終與發動機相連，主要用于發電，驅動電機與驅動車輪相連，主要用于驅動車輛行駛，在制動的時候，電機可以回收能量對電池進行充電。
圖一
雅閣混合動力汽車搭載了 i-MMD 雙電機系統，整車動力來源采用了以驅動電機為主，發動機為輔的設計，可以實現純電動、混合動力以及發動機直驅的模式功能。純電動模式下利用驅動電機驅動車輪；混動模式下發動機啟動通過發電機給驅動電機充電，再讓驅動電機驅動車輪；發動機直驅模式下離合器閉合，發動機作為動力源與傳動系相連驅動車輪。通過三種模式有效切換，使得車輛表現出了更為出色的動力與節油優勢。
2. 本田i-MMD雙電機系統工作模式
（1）純電動模式驅動
在純電動模式下，動力系統能量傳遞如圖2中所示的箭頭方向。在這種模式下，發動機不工作，動力分離裝置離合器斷開，驅動車輛行駛的能量直接來源于動力電池，動力電池儲存的電能經由逆變器提供給驅動電機，驅動電機驅動車輛前進或者后退。在車輛制動時，所產生的能量將被回收充入動力電池內進行儲存。
圖2
（2）混合動力模式驅動
在混合動力模式下，動力系統能量傳遞如圖3中所示的箭頭方向。
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本文以混合動力雙電機系統構型為切入點，對本田i-MMD系統和榮威 EDU系統進行了方案描述，重點分析了雙電機系統的工作模式及控制原理，同時對雙電機系統起步控制和換擋協調控制過程進行了說明。
1. 本田i-MMD雙電機系統構型
本田雅閣i-MMD（Intelligent Multi-Mode Drive）系統技術方案結構如圖1所示，其動力驅動系統主要包括2.0 L發動機、驅動電機、發電機、離合器以及傳動機構等。其中，驅動電機、發電機以及離合器集成形成了電動耦合 e-CVT，取代了傳統的變速箱，發電機始終與發動機相連，主要用于發電，驅動電機與驅動車輪相連，主要用于驅動車輛行駛，在制動的時候，電機可以回收能量對電池進行充電。
圖一
雅閣混合動力汽車搭載了 i-MMD 雙電機系統，整車動力來源采用了以驅動電機為主，發動機為輔的設計，可以實現純電動、混合動力以及發動機直驅的模式功能。純電動模式下利用驅動電機驅動車輪；混動模式下發動機啟動通過發電機給驅動電機充電，再讓驅動電機驅動車輪；發動機直驅模式下離合器閉合，發動機作為動力源與傳動系相連驅動車輪。通過三種模式有效切換，使得車輛表現出了更為出色的動力與節油優勢。
2. 本田i-MMD雙電機系統工作模式
（1）純電動模式驅動
在純電動模式下，動力系統能量傳遞如圖2中所示的箭頭方向。在這種模式下，發動機不工作，動力分離裝置離合器斷開，驅動車輛行駛的能量直接來源于動力電池，動力電池儲存的電能經由逆變器提供給驅動電機，驅動電機驅動車輛前進或者后退。在車輛制動時，所產生的能量將被回收充入動力電池內進行儲存。
圖2
（2）混合動力模式驅動
在混合動力模式下，動力系統能量傳遞如圖3中所示的箭頭方向。
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在不同的運行模式下，儀表系統可顯示出不同的混動能量流狀態。根據當前整車工況協調控制模式切換，讓各動力源處于最佳運行狀態，以使整車表出更好的性能。
4. 雙電機系統起步分析
混合動力車輛執行完高壓上電流程之后就要考慮車輛起步的問題。車輛起步在實際行駛中經常發生，起步性能的好壞對整車平順性、經濟性有很大的影響。針對傳統汽車，由于發動機的特性關系，車輛起步需要離合器的滑摩來完成，但對混合動力汽車，特別是搭載雙電機的混合動力汽車，車輛起步所需要的扭矩可以由電機來承擔。因電機具有在低速時的大扭矩輸出特性，適合作為起步動力源，因此，只要匹配的電機滿足車輛起步的扭矩和功率需求，就能避免離合器的起步滑摩，達到較理想的起步特性。
雙電機混合動力系統電機在匹配時，不僅要考慮起步功率需求，還要考慮電機低速驅動時的效率，因電機高效區工作點集中在低速部分，有利于提高電機起步時的性能。在整車控制系統中，需要根據駕駛員的起步要求，控制電機輸出扭矩完成車輛的起步，當車速達到或超過起步車速時，可以協調控制電機和發動機工作，由相應的動力源輸出扭矩完成車輛的起步控制。
5. 雙電機系統換擋分析
在車輛行駛中，如果換擋過程沒有控制好，容易發生動力中斷的現象。混合動力汽車在換擋過程中，需要進行多動力源的協調控制。比如在帶有雙離合器的雙電機系統中，發電機和驅動電機這兩個雙動力源分別通過各自的離合器與變速箱輸入軸進行耦合，并經由同步器傳遞到相應擋位的齒輪，再通過變速箱輸出軸傳遞到車輪。
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雙電機混合動力系統電機在匹配時，不僅要考慮起步功率需求，還要考慮電機低速驅動時的效率，因電機高效區工作點集中在低速部分，有利于提高電機起步時的性能。在整車控制系統中，需要根據駕駛員的起步要求，控制電機輸出扭矩完成車輛的起步，當車速達到或超過起步車速時，可以協調控制電機和發動機工作，由相應的動力源輸出扭矩完成車輛的起步控制。
5. 雙電機系統換擋分析
在車輛行駛中，如果換擋過程沒有控制好，容易發生動力中斷的現象。混合動力汽車在換擋過程中，需要進行多動力源的協調控制。比如在帶有雙離合器的雙電機系統中，發電機和驅動電機這兩個雙動力源分別通過各自的離合器與變速箱輸入軸進行耦合，并經由同步器傳遞到相應擋位的齒輪，再通過變速箱輸出軸傳遞到車輪。換擋過程涉及到動力源的調速、升扭和降扭的控制，由整車控制系統接收換擋需求信號指令，然后發出各動力源降扭矩指令并判斷是否降到了目標扭矩范圍內，然后進行動力源的調速，待調速后轉速滿足一定范圍內，則控制動力源升扭完成換擋過程。
換擋過程中應注意避免因扭矩不平順或變化太快而引發的頓挫和沖擊，避免由于動力系統輸出扭矩產生波動。雙電機混合動力系統的換擋過程既有對變速器的控制，又有對電機和發動機的控制，既有自動變速控制技術，又有混合動力系統控制技術，是自動變速技術與混合動力技術的綜合協調控制過程。
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深度解讀混合動力汽車雙電機驅動系統
本文以混合動力雙電機系統構型為切入點，對本田i-MMD系統和榮威 EDU系統進行了方案描述，重點分析了雙電機系統的工作模式及控制原理，同時對雙電機系統起步控制和換擋協調控制過程進行了說明。
1. 本田i-MMD雙電機系統構型
本田雅閣i-MMD（Intelligent Multi-Mode Drive）系統技術方案結構如圖1所示，其動力驅動系統主要包括2.0 L發動機、驅動電機、發電機、離合器以及傳動機構等。其中，驅動電機、發電機以及離合器集成形成了電動耦合 e-CVT，取代了傳統的變速箱，發電機始終與發動機相連，主要用于發電，驅動電機與驅動車輪相連，主要用于驅動車輛行駛，在制動的時候，電機可以回收能量對電池進行充電。
圖一
雅閣混合動力汽車搭載了 i-MMD 雙電機系統，整車動力來源采用了以驅動電機為主，發動機為輔的設計，可以實現純電動、混合動力以及發動機直驅的模式功能。純電動模式下利用驅動電機驅動車輪；混動模式下發動機啟動通過發電機給驅動電機充電，再讓驅動電機驅動車輪；發動機直驅模式下離合器閉合，發動機作為動力源與傳動系相連驅動車輪。通過三種模式有效切換，使得車輛表現出了更為出色的動力與節油優勢。
2. 本田i-MMD雙電機系統工作模式
（1）純電動模式驅動
在純電動模式下，動力系統能量傳遞如圖2中所示的箭頭方向。在這種模式下，發動機不工作，動力分離裝置離合器斷開，驅動車輛行駛的能量直接來源于動力電池，動力電池儲存的電能經由逆變器提供給驅動電機，驅動電機驅動車輛前進或者后退。在車輛制動時，所產生的能量將被回收充入動力電池內進行儲存。
圖2
（2）混合動力模式驅動
在混合動力模式下，動力系統能量傳遞如圖3中所示的箭頭方向。
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本文以混合動力雙電機系統構型為切入點，對本田i-MMD系統和榮威 EDU系統進行了方案描述，重點分析了雙電機系統的工作模式及控制原理，同時對雙電機系統起步控制和換擋協調控制過程進行了說明。
1. 本田i-MMD雙電機系統構型
本田雅閣i-MMD（Intelligent Multi-Mode Drive）系統技術方案結構如圖1所示，其動力驅動系統主要包括2.0 L發動機、驅動電機、發電機、離合器以及傳動機構等。其中，驅動電機、發電機以及離合器集成形成了電動耦合 e-CVT，取代了傳統的變速箱，發電機始終與發動機相連，主要用于發電，驅動電機與驅動車輪相連，主要用于驅動車輛行駛，在制動的時候，電機可以回收能量對電池進行充電。
圖一
雅閣混合動力汽車搭載了 i-MMD 雙電機系統，整車動力來源采用了以驅動電機為主，發動機為輔的設計，可以實現純電動、混合動力以及發動機直驅的模式功能。純電動模式下利用驅動電機驅動車輪；混動模式下發動機啟動通過發電機給驅動電機充電，再讓驅動電機驅動車輪；發動機直驅模式下離合器閉合，發動機作為動力源與傳動系相連驅動車輪。通過三種模式有效切換，使得車輛表現出了更為出色的動力與節油優勢。
2. 本田i-MMD雙電機系統工作模式
（1）純電動模式驅動
在純電動模式下，動力系統能量傳遞如圖2中所示的箭頭方向。在這種模式下，發動機不工作，動力分離裝置離合器斷開，驅動車輛行駛的能量直接來源于動力電池，動力電池儲存的電能經由逆變器提供給驅動電機，驅動電機驅動車輛前進或者后退。在車輛制動時，所產生的能量將被回收充入動力電池內進行儲存。
圖2
（2）混合動力模式驅動
在混合動力模式下，動力系統能量傳遞如圖3中所示的箭頭方向。
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在不同的運行模式下，儀表系統可顯示出不同的混動能量流狀態。根據當前整車工況協調控制模式切換，讓各動力源處于最佳運行狀態，以使整車表出更好的性能。
4. 雙電機系統起步分析
混合動力車輛執行完高壓上電流程之后就要考慮車輛起步的問題。車輛起步在實際行駛中經常發生，起步性能的好壞對整車平順性、經濟性有很大的影響。針對傳統汽車，由于發動機的特性關系，車輛起步需要離合器的滑摩來完成，但對混合動力汽車，特別是搭載雙電機的混合動力汽車，車輛起步所需要的扭矩可以由電機來承擔。因電機具有在低速時的大扭矩輸出特性，適合作為起步動力源，因此，只要匹配的電機滿足車輛起步的扭矩和功率需求，就能避免離合器的起步滑摩，達到較理想的起步特性。
雙電機混合動力系統電機在匹配時，不僅要考慮起步功率需求，還要考慮電機低速驅動時的效率，因電機高效區工作點集中在低速部分，有利于提高電機起步時的性能。在整車控制系統中，需要根據駕駛員的起步要求，控制電機輸出扭矩完成車輛的起步，當車速達到或超過起步車速時，可以協調控制電機和發動機工作，由相應的動力源輸出扭矩完成車輛的起步控制。
5. 雙電機系統換擋分析
在車輛行駛中，如果換擋過程沒有控制好，容易發生動力中斷的現象。混合動力汽車在換擋過程中，需要進行多動力源的協調控制。比如在帶有雙離合器的雙電機系統中，發電機和驅動電機這兩個雙動力源分別通過各自的離合器與變速箱輸入軸進行耦合，并經由同步器傳遞到相應擋位的齒輪，再通過變速箱輸出軸傳遞到車輪。
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圖8
（4）模式切換控制
從整車的經濟性和動力性方面而言，采用EDU雙電機系統，可以基于雙離合器C1及C2，控制協調各子系統，適時選擇相應的驅動電機、發電機及發動機動力源輸入，最終實現純電動、串聯、并聯和能量回收等模式功能的切換。當電池電量高并且車輛對扭矩需求較低的情況下，可進入純電動模式；當電池電量較低，對扭矩需求不足以進入并聯時，可進入串聯模式；在較高電池電量和較大扭矩需求下，可進入并聯模式。在不同的運行模式下，儀表系統可顯示出不同的混動能量流狀態。根據當前整車工況協調控制模式切換，讓各動力源處于最佳運行狀態，以使整車表出更好的性能。
4. 雙電機系統起步分析
混合動力車輛執行完高壓上電流程之后就要考慮車輛起步的問題。車輛起步在實際行駛中經常發生，起步性能的好壞對整車平順性、經濟性有很大的影響。針對傳統汽車，由于發動機的特性關系，車輛起步需要離合器的滑摩來完成，但對混合動力汽車，特別是搭載雙電機的混合動力汽車，車輛起步所需要的扭矩可以由電機來承擔。因電機具有在低速時的大扭矩輸出特性，適合作為起步動力源，因此，只要匹配的電機滿足車輛起步的扭矩和功率需求，就能避免離合器的起步滑摩，達到較理想的起步特性。
雙電機混合動力系統電機在匹配時，不僅要考慮起步功率需求，還要考慮電機低速驅動時的效率，因電機高效區工作點集中在低速部分，有利于提高電機起步時的性能。在整車控制系統中，需要根據駕駛員的起步要求，控制電機輸出扭矩完成車輛的起步，當車速達到或超過起步車速時，可以協調控制電機和發動機工作，由相應的動力源輸出扭矩完成車輛的起步控制。
5.
展開 主流雙電機混合動力系統對比分析
一、主流雙電機混動系統對比分析
自1997年日本豐田汽車公司推出第一代雙電機混合動力系統的普銳斯以后，其新穎的構思、不俗的動力、超低的油耗、優越的駕駛感受引起了世界同行的關注， 同時也掀起了汽車行業開發雙電機混合動力汽車的浪潮。
之后，通用 Volt、本田 i-MMD、上汽 EDU 等雙電機混動系統相繼問世， 現就市場上幾款主流雙電機混合動力車型參數（表 1 信息源于網絡公告）及其搭載的雙電機混合動力系統（表 2 圖片源于網絡）做簡要的統計對比及優缺點分析。
展開 主流雙電機混合動力系統對比分析
來源：中國汽車
作者：王永廣
本文以豐田 THS、 通用 Volt、 本田 i-MMD、 上汽EDU 四大構型，兩大類（動力分流，串并聯）為例，對目前市場上主流雙電機混合動力系統的構型、 特點等加以簡要對比分析。
一、主流雙電機混動系統對比分析
自1997年日本豐田汽車公司推出第一代雙電機混合動力系統的普銳斯以后，其新穎的構思、不俗的動力、超低的油耗、優越的駕駛感受引起了世界同行的關注， 同時也掀起了汽車行業開發雙電機混合動力汽車的浪潮。
展開 日本本田雙電機混合動力系統的先進技術
概述
為滿足日趨嚴格的環保法規的要求并合理應對資源短缺風險問題，降低汽車的燃油耗勢在必行。日本本田公司一方面要最大限度地提高燃油經濟性，另一方面則通過充分利用蓄電池驅動的電動汽車(EV)，以獲得較好的行駛靜音性、強勁的加速性，以及快速的扭矩響應等優點。目前已于2013年開發出插電式智能多模式驅動系統(i-MMD)，該系統作為雙電機混合動力系統，具有與傳統型內燃機+變速器系統驅動方式迥異的動力傳動系統。
本田公司通過引進電驅系統的先進技術，于2016年成功開發了第二代i-MMD，又于2018年開發出了第三代i-MMD，實現了i-MMD系統的小型化并提高了性能。2018年發布的第三代i-MMD是通過裝置小型化以提高標準部件商品性，同時兼顧高效率與靜音性的目標而進行開發的，本文介紹了該技術的總體概況(圖1)。
圖1 本田公司的i-MMD外觀
1 本田公司混合動力系統概要
i-MMD是以串聯式混合動力為基礎，同時可直接與發動機進行串聯或并聯。靈活運用如圖2所示的3種驅動模式，最大限度地發揮發動機、電機等結構要素的潛能，實現了高效的能量管理。
圖2 3種駕駛模式
EV的驅動模式是利用儲存在高電壓蓄電池中的電能而實現行駛的。避開熱效率較低的發動機部分負荷下的運轉工況，達到可提高低速工況下效率的目的。在減速時也可實現車輛的制動能量再生。
混合動力驅動模式是利用發動機發電以驅動電機行駛的模式(通常是在市區行駛或需要強勁加速動力時方才運用該模式)。主動利用熱效率較高的發動機運行工況，達到在中、高車速區域高效運轉的目標。
發動機驅動模式是指將發動機的驅動力直接傳遞到車軸的模式(在以中、高車速行駛時，通過降低傳動摩擦以實現高效發動機運轉)。
展開 
整車電機振動噪聲：某混合動力汽車電機噪聲分析和降噪設計
摘要
：混合動力電動汽車與傳統汽車相比結構差異較大。傳動系統及運行模式作了改變，致使傳動系統在不同模式下表現出不同的NVH問題。以某開發過程中的混合動力轎車動力總成為研究對象，針對其開發過程中出現的電機高頻噪聲過大問題，采取正向設計方法進行優化，提升了該電機的NVH性能，其聲品質有大幅提高。研究內容對工程實際具有指導意義。
關鍵詞
：混合動力電動汽車；NVH；電機
0 引言
混合動力電動汽車與傳統汽車相比結構差異較大．傳動系統及其運行模式作了改變。致使整車的振動噪聲與傳統車相比具有新特點，傳動系統在不同模式下表現出不同的NVH問題【I‘]，使得振動噪聲的控制更為復雜。較低的背景噪聲使得原來傳統汽車中被掩蓋的噪聲凸顯出來，電機的高頻電磁噪聲會嚴重降低車內噪聲的聲音品質，同時降低乘坐舒適性。另外。電機的高扭矩和高轉速特性對齒輪系統的高頻嘯叫噪聲控制提出了新挑戰，電動汽車動力總成振動噪聲問題不單單是發動機和變速器的結構噪聲和燃燒噪聲問題．傳動結構的變化導致發動機、電機、齒輪系統之間耦合振動更為復雜。目前針對電動汽車NVH研究的相關文獻較少。振動噪聲設計應該是正向設計而不是逆向設計。振動噪聲問題應該在設計階段就進行杜絕和優化，而不是出廠和售后問題。文中以某開發過程中的混合動力轎車動力總成為研究對象．對其開發過程中電機高頻噪聲過大問題進行正向設計，采取優化措施。提升了該電機的NVH性能。其聲品質有大幅提高，對工程實際有指導意義。
1 問題描述及NVH測試
該車型的動力傳動系由發動機、行星齒輪系統、主電機、電池組、后驅電機組成。樣車在試車階段純電動模式驅動。電機轉速6250r／min時，駕駛室存在高頻電磁噪聲，車內噪聲主觀評價較差，聲品質較差；另外起步階段電機的高頻電磁噪聲同樣較大。
展開 混合動力電動汽車電驅動結構與特征 附車輛與結構動力相互作用下載
1 引言
混合動力汽車具有發動機和電動機兩個動力源系統，車輛具有多種行駛模式如：發動機單獨驅動、電機單獨驅動或發動機電機混合驅動，并可以根據不同的行駛工況選擇合適的驅動/制動模式以實現良好的燃油經濟性及動力性。
混合動力汽車根據動力機構的轉矩轉速耦合方式的不同，分為串聯式 、并聯式 和混聯式 。
串聯式混合動力汽車中車輪由電力系統驅動，發動機只作為能量儲存系統，發動機產生的能量儲存起來用作電機運轉。如圖1所示。發動機不直接參與驅動，理論上可以工作在任意低油耗區或者低排放區，但是能量轉化次數較多，能量利用率低 。
圖2給出了并聯式混合動力汽車的拓撲結構。此時發動機和電機可共同或分別獨立驅動車輪，降低了能量轉化的損失，但發動機的工作點無法在理論上工作于任意低排放或低油耗區。
混聯式混合動力汽車中，如圖3所示，發動機的功率在動力系統有兩路能量傳遞路線，既可通過機械路徑驅動車輪又可轉換成電功率，通過動力耦合裝置實現電功率和機械功率的匯合。因此，該構型又稱功率分流式混合動力汽車。
圖1 串聯式混合動力汽車傳動系統
圖中，F為燃油箱；E為發動機；M為電機；G為發電機；B為電池；T為變速箱；I為整流器；Spl為動力耦合裝置
2 串聯式混合動力電驅動系
2.1 串聯式混合動力汽車的行駛狀態：
正常行駛時，發動機能夠始終運轉在最佳運轉工況，燃油消耗率低，排放少。
展開 混合動力汽車動力系統結構與原理
來
源：網絡，江蘇理工
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如因作品內容、版權等存在問題，請于本文布30日內聯系EDC電驅未來進行刪除或洽談版權使用事宜。
混合動力汽車動力系統概述（上)
一、增程式混合動力系統原理
增程式混合動力汽車是在純電動車的基礎上，增加一臺增程器
增程式混合動力由發動機、發電機和驅電動機三部分動力總成組成，它們之間用串聯 方式組成動力單元系統。增程式混合動力系統主要運行模式：純電驅動、串聯增程。
PN：發動機輸出功率；PO：增程器輸出的電功率; PI：車輛驅動電機需求功率；PB：電池組充放電功率，設充電為正，放電為負；系統根據PI的需求，控制發動機的扭矩（N）及轉速（n）PI=PO+PB;當負載PI=0時，增程器輸出全部向電池組充電；當負載需求PI＜PO時，增程器提供驅動器電源的同時，向電池組充電；當負載需求PI＞PO時，電池組放電（-PB），滿足PI的需求；
提高系統效率
提高發電機組的效率：
發電機與發動機的優化匹配，發電機高效區與發動機高效區的重合；控制發動機始終工作在低燃油消耗率區內；發揮發電機通過逆變器能快速穩定工況的特點，保證發動機始終工作為最佳點火 角；發電功率與驅動功率需求的跟隨：在油模式下，電池的主要作用是平衡電量（削 峰填谷），電池的充電-放電循環，將損耗7-10%（0.96*0.96），盡量減少電池的 充放電；電機驅動系統的效率：提高電機及驅動器的效率；動力系統的匹配優化，采用兩 擋變速箱；
該增程器由一款直列三缸汽油機、ISG發電機、發電機控制器、以及集成增程器控制功能
的ECU組成。最大功率可達40Kw，可基本滿足純電動輕型客車、物流車增程式電動汽車的需求。
展開 