P2混合動力系統
關注創建者：匿名 創建時間：2021-11-15
P2混合動力系統的實例教程
本文針對一種新型P2構型混合動力變速箱的工作原理進行分析。
1 工作原理概述
本文介紹一種新型P2構型混合動力系統，主要由發動機、動力耦合裝置（含行星齒輪、驅動電機、C1離合器和B1制動器）、無級變速器CVT和高壓電動油泵POD組成。該方案屬于P2構型，但與一般意義的P2構型不同，該方案無需起步離合器，由基于行星齒輪的動力耦合裝置實現起步功能，可靠性更好。其工作原理如圖1所示，行星齒輪的太陽輪與發動機相連，齒圈與電機連接，發動機和電機的動力經行星齒輪耦合后由行星架輸出至CVT的輸入軸，CVT通過速比無級調節保證發動機和電機工作在高效區間。
圖1 混合動力系統原理圖
通過控制發動機、電機、C1離合器和B1制動器狀態，可以實現7種工作模式，如表1所示。
表1 工作模式
2 模式分析
本節主要分析7種模式的工作原理，其中涉及到的參數說明如下：s、c、r分別代表太陽輪、行星架和齒圈，ωs為太陽輪轉速，ωc為行星架轉速，ωr為齒圈轉速；Zs為太陽輪齒數，Zc為行星架齒數，Zr為齒圈齒數。
2.1 純電動模式
純電動模式主要用于電池SOC較高時，由電機單獨驅動車輛，通過調節CVT速比保持電機工作在高效區間。此時發動機由制動器B1鎖住，不參與工作。其能量流如圖2所示。
圖2 純電動模式能量流
根據杠桿原理，純電動模式的受力分析如圖3所示，發動機（太陽輪）保持靜止，行星架輸出轉速與電機轉速線性相關，通過控制電機輸出扭矩滿足車輛行駛動力需求。
圖3 純電動模式受力分析
輸出到車輪的扭矩與電機扭矩之間的關系可表達為：
式中：To——輸出到車輪的扭矩；
Tem——電機輸出扭矩；
iem——電機在PGS部分的速比；
icvt——CVT部分的速比；
ifd——主減速比。
展開 本文針對一種新型P2構型混合動力變速箱的工作原理進行分析。
1 工作原理概述
本文介紹一種新型P2構型混合動力系統，主要由發動機、動力耦合裝置（含行星齒輪、驅動電機、C1離合器和B1制動器）、無級變速器CVT和高壓電動油泵POD組成。該方案屬于P2構型，但與一般意義的P2構型不同，該方案無需起步離合器，由基于行星齒輪的動力耦合裝置實現起步功能，可靠性更好。其工作原理如圖1所示，行星齒輪的太陽輪與發動機相連，齒圈與電機連接，發動機和電機的動力經行星齒輪耦合后由行星架輸出至CVT的輸入軸，CVT通過速比無級調節保證發動機和電機工作在高效區間。
圖1 混合動力系統原理圖
通過控制發動機、電機、C1離合器和B1制動器狀態，可以實現7種工作模式，如表1所示。
表1 工作模式
2 模式分析
本節主要分析7種模式的工作原理，其中涉及到的參數說明如下：s、c、r分別代表太陽輪、行星架和齒圈，ωs為太陽輪轉速，ωc為行星架轉速，ωr為齒圈轉速；Zs為太陽輪齒數，Zc為行星架齒數，Zr為齒圈齒數。
2.1 純電動模式
純電動模式主要用于電池SOC較高時，由電機單獨驅動車輛，通過調節CVT速比保持電機工作在高效區間。此時發動機由制動器B1鎖住，不參與工作。其能量流如圖2所示。
圖2 純電動模式能量流
根據杠桿原理，純電動模式的受力分析如圖3所示，發動機（太陽輪）保持靜止，行星架輸出轉速與電機轉速線性相關，通過控制電機輸出扭矩滿足車輛行駛動力需求。
圖3 純電動模式受力分析
輸出到車輪的扭矩與電機扭矩之間的關系可表達為：
式中：To——輸出到車輪的扭矩；
Tem——電機輸出扭矩；
iem——電機在PGS部分的速比；
icvt——CVT部分的速比；
ifd——主減速比。
展開 作者：賈林娜等丨哈爾濱東安汽車發動機制造有限公司
1.1 P2 構架混合動力
本項目基于公司成熟發動機4G15T 與六檔自動變速器開發混合動力系統，系統基本信息如圖1 所示，動力系統主要由 1.5T 發動機、6AT 與 ISG 電機組成，發動機與ISG 之間采用離合裝置K0 連接，屬于典型的 P2 混合動力系統。該動力系統提供自動、純電、電量保持、手動擋模式等多種駕駛模式，純電續駛里程大于50km，純電最高車速大于120km/h。
圖1 P2 混合動力系統示意圖
1.2 CAN 總線網絡設計
控制器節點較多，CAN 總線網絡共設4 路CAN，分CAN網絡總體設計框架如圖2 所示。
動力CAN 網絡主要實現HCU 與MCU、BMS、EMS、OPU 控制器間信息交互。
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1.1 P2 構架混合動力
本項目基于公司成熟發動機4G15T 與六檔自動變速器開發混合動力系統，系統基本信息如圖1 所示，動力系統主要由 1.5T 發動機、6AT 與 ISG 電機組成，發動機與ISG 之間采用離合裝置K0 連接，屬于典型的 P2 混合動力系統。該動力系統提供自動、純電、電量保持、手動擋模式等多種駕駛模式，純電續駛里程大于50km，純電最高車速大于120km/h。
圖1 P2 混合動力系統示意圖
1.2 CAN 總線網絡設計
控制器節點較多，CAN 總線網絡共設4 路CAN，分CAN網絡總體設計框架如圖2 所示。
動力CAN 網絡主要實現HCU 與MCU、BMS、EMS、OPU 控制器間信息交互。
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1.1 P2 構架混合動力
本項目基于公司成熟發動機4G15T 與六檔自動變速器開發混合動力系統，系統基本信息如圖1 所示，動力系統主要由 1.5T 發動機、6AT 與 ISG 電機組成，發動機與ISG 之間采用離合裝置K0 連接，屬于典型的 P2 混合動力系統。該動力系統提供自動、純電、電量保持、手動擋模式等多種駕駛模式，純電續駛里程大于50km，純電最高車速大于120km/h。
圖1 P2 混合動力系統示意圖
1.2 CAN 總線網絡設計
控制器節點較多，CAN 總線網絡共設4 路CAN，分CAN網絡總體設計框架如圖2 所示。
動力CAN 網絡主要實現HCU 與MCU、BMS、EMS、OPU 控制器間信息交互。
傳動CAN 網絡主要由于TCU 使用的是傳統汽油機動力總成TCU，為規避傳統EMS 與TCU 傳遞信息干擾，所以專設1路CAN 實現TCU 與HCU 信息交互。
儀表CAN 網絡主要實現車輛整體狀態信息顯示交互。
充電CAN 網絡主要實現BMS 與車載充電機信息交互。
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仿真的p2混合動力傳動系統由多個部件組成，這些部件之間相互作用，能夠以足夠的精度再現真實的駕駛行為。
圖 P2混動車輛駕駛性模型
1.3 仿真模型驗證
為了驗證建模的驅動序列是否表現出與真實車輛相關聯的行為，在仿真模型中模擬駕駛操縱工況，并將其與之對應的車輛進行的預定義駕駛工況收集的測量數據進行比較。
1 工作原理概述
本文介紹一種新型P2構型混合動力系統，主要由發動機、動力耦合裝置（含行星齒輪、驅動電機、C1離合器和B1制動器）、無級變速器CVT和高壓電動油泵POD組成。該方案屬于P2構型，但與一般意義的P2構型不同，該方案無需起步離合器，由基于行星齒輪的動力耦合裝置實現起步功能，可靠性更好。
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混合動力系統。
混合動力系統。
1 工作原理概述
本文介紹一種新型P2構型混合動力系統，主要由發動機、動力耦合裝置（含行星齒輪、驅動電機、C1離合器和B1制動器）、無級變速器CVT和高壓電動油泵POD組成。該方案屬于P2構型，但與一般意義的P2構型不同，該方案無需起步離合器，由基于行星齒輪的動力耦合裝置實現起步功能，可靠性更好。
混合動力系統。
混合動力系統。
新款S級(222車型)混合動力與上一代大體相同，但又有新的改變，其主要標志是首次使用被稱為P2的混合動力系統。P2系統的主要特點是在啟動裝置(變矩器)與變速器之間安裝有一臺電機，這樣的布局使電機速度不受內燃機的影響。這是P2與P1系統(電機位于內燃機與啟動裝置之間)之間最大的設計區別。
