雙電機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)的案例
主流雙電機(jī)混合動(dòng)力系統(tǒng)對(duì)比分析
一、主流雙電機(jī)混動(dòng)系統(tǒng)對(duì)比分析
自1997年日本豐田汽車公司推出第一代雙電機(jī)混合動(dòng)力系統(tǒng)的普銳斯以后，其新穎的構(gòu)思、不俗的動(dòng)力、超低的油耗、優(yōu)越的駕駛感受引起了世界同行的關(guān)注， 同時(shí)也掀起了汽車行業(yè)開發(fā)雙電機(jī)混合動(dòng)力汽車的浪潮。
之后，通用 Volt、本田 i-MMD、上汽 EDU 等雙電機(jī)混動(dòng)系統(tǒng)相繼問世， 現(xiàn)就市場(chǎng)上幾款主流雙電機(jī)混合動(dòng)力車型參數(shù)（表 1 信息源于網(wǎng)絡(luò)公告）及其搭載的雙電機(jī)混合動(dòng)力系統(tǒng)（表 2 圖片源于網(wǎng)絡(luò)）做簡(jiǎn)要的統(tǒng)計(jì)對(duì)比及優(yōu)缺點(diǎn)分析。
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之后，通用 Volt、本田 i-MMD、上汽 EDU 等雙電機(jī)混動(dòng)系統(tǒng)相繼問世， 現(xiàn)就市場(chǎng)上幾款主流雙電機(jī)混合動(dòng)力車型參數(shù)（表 1 信息源于網(wǎng)絡(luò)公告）及其搭載的雙電機(jī)混合動(dòng)力系統(tǒng)（表 2 圖片源于網(wǎng)絡(luò)）做簡(jiǎn)要的統(tǒng)計(jì)對(duì)比及優(yōu)缺點(diǎn)分析。
表 1 主流混合動(dòng)力車型參數(shù)對(duì)比
表 2 主流混合動(dòng)力系統(tǒng)及功能對(duì)比
對(duì)比整車參數(shù)來看， 這幾款雙電機(jī)混合動(dòng)力車均為中型車，綜合 油 耗 在 4.1～5.88L/100km，比 同 級(jí) 別 燃油車節(jié)油率均在 30%以上（綜合油耗），燃油經(jīng)濟(jì)性十分亮眼；百公里加速時(shí)間在 8.13～9S 之間，相較于同級(jí)別燃油車動(dòng)力性也均有不同程度的提高。
從這四款車型搭載的雙電機(jī)混合動(dòng)力系統(tǒng) （表 2）來看，四種構(gòu)型都有各自的優(yōu)點(diǎn)及不足：
1.
展開 深度解讀混合動(dòng)力汽車雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)
本文以混合動(dòng)力雙電機(jī)系統(tǒng)構(gòu)型為切入點(diǎn)，對(duì)本田i-MMD系統(tǒng)和榮威 EDU系統(tǒng)進(jìn)行了方案描述，重點(diǎn)分析了雙電機(jī)系統(tǒng)的工作模式及控制原理，同時(shí)對(duì)雙電機(jī)系統(tǒng)起步控制和換擋協(xié)調(diào)控制過程進(jìn)行了說明。
1. 本田i-MMD雙電機(jī)系統(tǒng)構(gòu)型
本田雅閣i-MMD（Intelligent Multi-Mode Drive）系統(tǒng)技術(shù)方案結(jié)構(gòu)如圖1所示，其動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要包括2.0 L發(fā)動(dòng)機(jī)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、發(fā)電機(jī)、離合器以及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等。其中，驅(qū)動(dòng)電機(jī)、發(fā)電機(jī)以及離合器集成形成了電動(dòng)耦合 e-CVT，取代了傳統(tǒng)的變速箱，發(fā)電機(jī)始終與發(fā)動(dòng)機(jī)相連，主要用于發(fā)電，驅(qū)動(dòng)電機(jī)與驅(qū)動(dòng)車輪相連，主要用于驅(qū)動(dòng)車輛行駛，在制動(dòng)的時(shí)候，電機(jī)可以回收能量對(duì)電池進(jìn)行充電。
圖一
雅閣混合動(dòng)力汽車搭載了 i-MMD 雙電機(jī)系統(tǒng)，整車動(dòng)力來源采用了以驅(qū)動(dòng)電機(jī)為主，發(fā)動(dòng)機(jī)為輔的設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)純電動(dòng)、混合動(dòng)力以及發(fā)動(dòng)機(jī)直驅(qū)的模式功能。純電動(dòng)模式下利用驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪；混動(dòng)模式下發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)通過發(fā)電機(jī)給驅(qū)動(dòng)電機(jī)充電，再讓驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪；發(fā)動(dòng)機(jī)直驅(qū)模式下離合器閉合，發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源與傳動(dòng)系相連驅(qū)動(dòng)車輪。通過三種模式有效切換，使得車輛表現(xiàn)出了更為出色的動(dòng)力與節(jié)油優(yōu)勢(shì)。
2. 本田i-MMD雙電機(jī)系統(tǒng)工作模式
（1）純電動(dòng)模式驅(qū)動(dòng)
在純電動(dòng)模式下，動(dòng)力系統(tǒng)能量傳遞如圖2中所示的箭頭方向。在這種模式下，發(fā)動(dòng)機(jī)不工作，動(dòng)力分離裝置離合器斷開，驅(qū)動(dòng)車輛行駛的能量直接來源于動(dòng)力電池，動(dòng)力電池儲(chǔ)存的電能經(jīng)由逆變器提供給驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛前進(jìn)或者后退。在車輛制動(dòng)時(shí)，所產(chǎn)生的能量將被回收充入動(dòng)力電池內(nèi)進(jìn)行儲(chǔ)存。
圖2
（2）混合動(dòng)力模式驅(qū)動(dòng)
在混合動(dòng)力模式下，動(dòng)力系統(tǒng)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(dòng)力雙電機(jī)系統(tǒng)構(gòu)型為切入點(diǎn)，對(duì)本田i-MMD系統(tǒng)和榮威 EDU系統(tǒng)進(jìn)行了方案描述，重點(diǎn)分析了雙電機(jī)系統(tǒng)的工作模式及控制原理，同時(shí)對(duì)雙電機(jī)系統(tǒng)起步控制和換擋協(xié)調(diào)控制過程進(jìn)行了說明。
1. 本田i-MMD雙電機(jī)系統(tǒng)構(gòu)型
本田雅閣i-MMD（Intelligent Multi-Mode Drive）系統(tǒng)技術(shù)方案結(jié)構(gòu)如圖1所示，其動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要包括2.0 L發(fā)動(dòng)機(jī)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、發(fā)電機(jī)、離合器以及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等。其中，驅(qū)動(dòng)電機(jī)、發(fā)電機(jī)以及離合器集成形成了電動(dòng)耦合 e-CVT，取代了傳統(tǒng)的變速箱，發(fā)電機(jī)始終與發(fā)動(dòng)機(jī)相連，主要用于發(fā)電，驅(qū)動(dòng)電機(jī)與驅(qū)動(dòng)車輪相連，主要用于驅(qū)動(dòng)車輛行駛，在制動(dòng)的時(shí)候，電機(jī)可以回收能量對(duì)電池進(jìn)行充電。
圖一
雅閣混合動(dòng)力汽車搭載了 i-MMD 雙電機(jī)系統(tǒng)，整車動(dòng)力來源采用了以驅(qū)動(dòng)電機(jī)為主，發(fā)動(dòng)機(jī)為輔的設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)純電動(dòng)、混合動(dòng)力以及發(fā)動(dòng)機(jī)直驅(qū)的模式功能。純電動(dòng)模式下利用驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪；混動(dòng)模式下發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)通過發(fā)電機(jī)給驅(qū)動(dòng)電機(jī)充電，再讓驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪；發(fā)動(dòng)機(jī)直驅(qū)模式下離合器閉合，發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源與傳動(dòng)系相連驅(qū)動(dòng)車輪。通過三種模式有效切換，使得車輛表現(xiàn)出了更為出色的動(dòng)力與節(jié)油優(yōu)勢(shì)。
2. 本田i-MMD雙電機(jī)系統(tǒng)工作模式
（1）純電動(dòng)模式驅(qū)動(dòng)
在純電動(dòng)模式下，動(dòng)力系統(tǒng)能量傳遞如圖2中所示的箭頭方向。在這種模式下，發(fā)動(dòng)機(jī)不工作，動(dòng)力分離裝置離合器斷開，驅(qū)動(dòng)車輛行駛的能量直接來源于動(dòng)力電池，動(dòng)力電池儲(chǔ)存的電能經(jīng)由逆變器提供給驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛前進(jìn)或者后退。在車輛制動(dòng)時(shí)，所產(chǎn)生的能量將被回收充入動(dòng)力電池內(nèi)進(jìn)行儲(chǔ)存。
圖2
（2）混合動(dòng)力模式驅(qū)動(dòng)
在混合動(dòng)力模式下，動(dòng)力系統(tǒng)能量傳遞如圖3中所示的箭頭方向。
展開 
深度解讀混合動(dòng)力汽車雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)
本文以混合動(dòng)力雙電機(jī)系統(tǒng)構(gòu)型為切入點(diǎn)，對(duì)本田i-MMD系統(tǒng)和榮威 EDU系統(tǒng)進(jìn)行了方案描述，重點(diǎn)分析了雙電機(jī)系統(tǒng)的工作模式及控制原理，同時(shí)對(duì)雙電機(jī)系統(tǒng)起步控制和換擋協(xié)調(diào)控制過程進(jìn)行了說明。
1. 本田i-MMD雙電機(jī)系統(tǒng)構(gòu)型
本田雅閣i-MMD（Intelligent Multi-Mode Drive）系統(tǒng)技術(shù)方案結(jié)構(gòu)如圖1所示，其動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要包括2.0 L發(fā)動(dòng)機(jī)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、發(fā)電機(jī)、離合器以及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等。其中，驅(qū)動(dòng)電機(jī)、發(fā)電機(jī)以及離合器集成形成了電動(dòng)耦合 e-CVT，取代了傳統(tǒng)的變速箱，發(fā)電機(jī)始終與發(fā)動(dòng)機(jī)相連，主要用于發(fā)電，驅(qū)動(dòng)電機(jī)與驅(qū)動(dòng)車輪相連，主要用于驅(qū)動(dòng)車輛行駛，在制動(dòng)的時(shí)候，電機(jī)可以回收能量對(duì)電池進(jìn)行充電。
圖一
雅閣混合動(dòng)力汽車搭載了 i-MMD 雙電機(jī)系統(tǒng)，整車動(dòng)力來源采用了以驅(qū)動(dòng)電機(jī)為主，發(fā)動(dòng)機(jī)為輔的設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)純電動(dòng)、混合動(dòng)力以及發(fā)動(dòng)機(jī)直驅(qū)的模式功能。純電動(dòng)模式下利用驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪；混動(dòng)模式下發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)通過發(fā)電機(jī)給驅(qū)動(dòng)電機(jī)充電，再讓驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪；發(fā)動(dòng)機(jī)直驅(qū)模式下離合器閉合，發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源與傳動(dòng)系相連驅(qū)動(dòng)車輪。通過三種模式有效切換，使得車輛表現(xiàn)出了更為出色的動(dòng)力與節(jié)油優(yōu)勢(shì)。
2. 本田i-MMD雙電機(jī)系統(tǒng)工作模式
（1）純電動(dòng)模式驅(qū)動(dòng)
在純電動(dòng)模式下，動(dòng)力系統(tǒng)能量傳遞如圖2中所示的箭頭方向。在這種模式下，發(fā)動(dòng)機(jī)不工作，動(dòng)力分離裝置離合器斷開，驅(qū)動(dòng)車輛行駛的能量直接來源于動(dòng)力電池，動(dòng)力電池儲(chǔ)存的電能經(jīng)由逆變器提供給驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛前進(jìn)或者后退。在車輛制動(dòng)時(shí)，所產(chǎn)生的能量將被回收充入動(dòng)力電池內(nèi)進(jìn)行儲(chǔ)存。
圖2
（2）混合動(dòng)力模式驅(qū)動(dòng)
在混合動(dòng)力模式下，動(dòng)力系統(tǒng)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(dòng)力雙電機(jī)系統(tǒng)構(gòu)型為切入點(diǎn)，對(duì)本田i-MMD系統(tǒng)和榮威 EDU系統(tǒng)進(jìn)行了方案描述，重點(diǎn)分析了雙電機(jī)系統(tǒng)的工作模式及控制原理，同時(shí)對(duì)雙電機(jī)系統(tǒng)起步控制和換擋協(xié)調(diào)控制過程進(jìn)行了說明。
1. 本田i-MMD雙電機(jī)系統(tǒng)構(gòu)型
本田雅閣i-MMD（Intelligent Multi-Mode Drive）系統(tǒng)技術(shù)方案結(jié)構(gòu)如圖1所示，其動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要包括2.0 L發(fā)動(dòng)機(jī)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、發(fā)電機(jī)、離合器以及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等。其中，驅(qū)動(dòng)電機(jī)、發(fā)電機(jī)以及離合器集成形成了電動(dòng)耦合 e-CVT，取代了傳統(tǒng)的變速箱，發(fā)電機(jī)始終與發(fā)動(dòng)機(jī)相連，主要用于發(fā)電，驅(qū)動(dòng)電機(jī)與驅(qū)動(dòng)車輪相連，主要用于驅(qū)動(dòng)車輛行駛，在制動(dòng)的時(shí)候，電機(jī)可以回收能量對(duì)電池進(jìn)行充電。
圖一
雅閣混合動(dòng)力汽車搭載了 i-MMD 雙電機(jī)系統(tǒng)，整車動(dòng)力來源采用了以驅(qū)動(dòng)電機(jī)為主，發(fā)動(dòng)機(jī)為輔的設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)純電動(dòng)、混合動(dòng)力以及發(fā)動(dòng)機(jī)直驅(qū)的模式功能。純電動(dòng)模式下利用驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪；混動(dòng)模式下發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)通過發(fā)電機(jī)給驅(qū)動(dòng)電機(jī)充電，再讓驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪；發(fā)動(dòng)機(jī)直驅(qū)模式下離合器閉合，發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源與傳動(dòng)系相連驅(qū)動(dòng)車輪。通過三種模式有效切換，使得車輛表現(xiàn)出了更為出色的動(dòng)力與節(jié)油優(yōu)勢(shì)。
2. 本田i-MMD雙電機(jī)系統(tǒng)工作模式
（1）純電動(dòng)模式驅(qū)動(dòng)
在純電動(dòng)模式下，動(dòng)力系統(tǒng)能量傳遞如圖2中所示的箭頭方向。在這種模式下，發(fā)動(dòng)機(jī)不工作，動(dòng)力分離裝置離合器斷開，驅(qū)動(dòng)車輛行駛的能量直接來源于動(dòng)力電池，動(dòng)力電池儲(chǔ)存的電能經(jīng)由逆變器提供給驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛前進(jìn)或者后退。在車輛制動(dòng)時(shí)，所產(chǎn)生的能量將被回收充入動(dòng)力電池內(nèi)進(jìn)行儲(chǔ)存。
圖2
（2）混合動(dòng)力模式驅(qū)動(dòng)
在混合動(dòng)力模式下，動(dòng)力系統(tǒng)能量傳遞如圖3中所示的箭頭方向。
展開 深度解讀混合動(dòng)力汽車雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)
在不同的運(yùn)行模式下，儀表系統(tǒng)可顯示出不同的混動(dòng)能量流狀態(tài)。根據(jù)當(dāng)前整車工況協(xié)調(diào)控制模式切換，讓各動(dòng)力源處于最佳運(yùn)行狀態(tài)，以使整車表出更好的性能。
4. 雙電機(jī)系統(tǒng)起步分析
混合動(dòng)力車輛執(zhí)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(shí)際行駛中經(jīng)常發(fā)生，起步性能的好壞對(duì)整車平順性、經(jīng)濟(jì)性有很大的影響。針對(duì)傳統(tǒng)汽車，由于發(fā)動(dòng)機(jī)的特性關(guān)系，車輛起步需要離合器的滑摩來完成，但對(duì)混合動(dòng)力汽車，特別是搭載雙電機(jī)的混合動(dòng)力汽車，車輛起步所需要的扭矩可以由電機(jī)來承擔(dān)。因電機(jī)具有在低速時(shí)的大扭矩輸出特性，適合作為起步動(dòng)力源，因此，只要匹配的電機(jī)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(dá)到較理想的起步特性。
雙電機(jī)混合動(dòng)力系統(tǒng)電機(jī)在匹配時(shí)，不僅要考慮起步功率需求，還要考慮電機(jī)低速驅(qū)動(dòng)時(shí)的效率，因電機(jī)高效區(qū)工作點(diǎn)集中在低速部分，有利于提高電機(jī)起步時(shí)的性能。在整車控制系統(tǒng)中，需要根據(jù)駕駛員的起步要求，控制電機(jī)輸出扭矩完成車輛的起步，當(dāng)車速達(dá)到或超過起步車速時(shí)，可以協(xié)調(diào)控制電機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)工作，由相應(yīng)的動(dòng)力源輸出扭矩完成車輛的起步控制。
5. 雙電機(jī)系統(tǒng)換擋分析
在車輛行駛中，如果換擋過程沒有控制好，容易發(fā)生動(dòng)力中斷的現(xiàn)象。混合動(dòng)力汽車在換擋過程中，需要進(jìn)行多動(dòng)力源的協(xié)調(diào)控制。比如在帶有雙離合器的雙電機(jī)系統(tǒng)中，發(fā)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)這兩個(gè)雙動(dòng)力源分別通過各自的離合器與變速箱輸入軸進(jìn)行耦合，并經(jīng)由同步器傳遞到相應(yīng)擋位的齒輪，再通過變速箱輸出軸傳遞到車輪。
展開 深度解讀丨混合動(dòng)力汽車雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)
在不同的運(yùn)行模式下，儀表系統(tǒng)可顯示出不同的混動(dòng)能量流狀態(tài)。根據(jù)當(dāng)前整車工況協(xié)調(diào)控制模式切換，讓各動(dòng)力源處于最佳運(yùn)行狀態(tài)，以使整車表出更好的性能。
4. 雙電機(jī)系統(tǒng)起步分析
混合動(dòng)力車輛執(zhí)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(shí)際行駛中經(jīng)常發(fā)生，起步性能的好壞對(duì)整車平順性、經(jīng)濟(jì)性有很大的影響。針對(duì)傳統(tǒng)汽車，由于發(fā)動(dòng)機(jī)的特性關(guān)系，車輛起步需要離合器的滑摩來完成，但對(duì)混合動(dòng)力汽車，特別是搭載雙電機(jī)的混合動(dòng)力汽車，車輛起步所需要的扭矩可以由電機(jī)來承擔(dān)。因電機(jī)具有在低速時(shí)的大扭矩輸出特性，適合作為起步動(dòng)力源，因此，只要匹配的電機(jī)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(dá)到較理想的起步特性。
雙電機(jī)混合動(dòng)力系統(tǒng)電機(jī)在匹配時(shí)，不僅要考慮起步功率需求，還要考慮電機(jī)低速驅(qū)動(dòng)時(shí)的效率，因電機(jī)高效區(qū)工作點(diǎn)集中在低速部分，有利于提高電機(jī)起步時(shí)的性能。在整車控制系統(tǒng)中，需要根據(jù)駕駛員的起步要求，控制電機(jī)輸出扭矩完成車輛的起步，當(dāng)車速達(dá)到或超過起步車速時(shí)，可以協(xié)調(diào)控制電機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)工作，由相應(yīng)的動(dòng)力源輸出扭矩完成車輛的起步控制。
5. 雙電機(jī)系統(tǒng)換擋分析
在車輛行駛中，如果換擋過程沒有控制好，容易發(fā)生動(dòng)力中斷的現(xiàn)象。混合動(dòng)力汽車在換擋過程中，需要進(jìn)行多動(dòng)力源的協(xié)調(diào)控制。比如在帶有雙離合器的雙電機(jī)系統(tǒng)中，發(fā)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)這兩個(gè)雙動(dòng)力源分別通過各自的離合器與變速箱輸入軸進(jìn)行耦合，并經(jīng)由同步器傳遞到相應(yīng)擋位的齒輪，再通過變速箱輸出軸傳遞到車輪。
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本文以混合動(dòng)力雙電機(jī)系統(tǒng)構(gòu)型為切入點(diǎn)，對(duì)本田i-MMD系統(tǒng)和榮威 EDU系統(tǒng)進(jìn)行了方案描述，重點(diǎn)分析了雙電機(jī)系統(tǒng)的工作模式及控制原理，同時(shí)對(duì)雙電機(jī)系統(tǒng)起步控制和換擋協(xié)調(diào)控制過程進(jìn)行了說明。
1. 本田i-MMD雙電機(jī)系統(tǒng)構(gòu)型
本田雅閣i-MMD（Intelligent Multi-Mode Drive）系統(tǒng)技術(shù)方案結(jié)構(gòu)如圖1所示，其動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要包括2.0 L發(fā)動(dòng)機(jī)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、發(fā)電機(jī)、離合器以及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等。其中，驅(qū)動(dòng)電機(jī)、發(fā)電機(jī)以及離合器集成形成了電動(dòng)耦合 e-CVT，取代了傳統(tǒng)的變速箱，發(fā)電機(jī)始終與發(fā)動(dòng)機(jī)相連，主要用于發(fā)電，驅(qū)動(dòng)電機(jī)與驅(qū)動(dòng)車輪相連，主要用于驅(qū)動(dòng)車輛行駛，在制動(dòng)的時(shí)候，電機(jī)可以回收能量對(duì)電池進(jìn)行充電。
圖一
雅閣混合動(dòng)力汽車搭載了 i-MMD 雙電機(jī)系統(tǒng)，整車動(dòng)力來源采用了以驅(qū)動(dòng)電機(jī)為主，發(fā)動(dòng)機(jī)為輔的設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)純電動(dòng)、混合動(dòng)力以及發(fā)動(dòng)機(jī)直驅(qū)的模式功能。
展開 深度解讀混合動(dòng)力汽車雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)
雙電機(jī)混合動(dòng)力系統(tǒng)電機(jī)在匹配時(shí)，不僅要考慮起步功率需求，還要考慮電機(jī)低速驅(qū)動(dòng)時(shí)的效率，因電機(jī)高效區(qū)工作點(diǎn)集中在低速部分，有利于提高電機(jī)起步時(shí)的性能。在整車控制系統(tǒng)中，需要根據(jù)駕駛員的起步要求，控制電機(jī)輸出扭矩完成車輛的起步，當(dāng)車速達(dá)到或超過起步車速時(shí)，可以協(xié)調(diào)控制電機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)工作，由相應(yīng)的動(dòng)力源輸出扭矩完成車輛的起步控制。
5. 雙電機(jī)系統(tǒng)換擋分析
在車輛行駛中，如果換擋過程沒有控制好，容易發(fā)生動(dòng)力中斷的現(xiàn)象。混合動(dòng)力汽車在換擋過程中，需要進(jìn)行多動(dòng)力源的協(xié)調(diào)控制。比如在帶有雙離合器的雙電機(jī)系統(tǒng)中，發(fā)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)這兩個(gè)雙動(dòng)力源分別通過各自的離合器與變速箱輸入軸進(jìn)行耦合，并經(jīng)由同步器傳遞到相應(yīng)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(dòng)力源的調(diào)速、升扭和降扭的控制，由整車控制系統(tǒng)接收換擋需求信號(hào)指令，然后發(fā)出各動(dòng)力源降扭矩指令并判斷是否降到了目標(biāo)扭矩范圍內(nèi)，然后進(jìn)行動(dòng)力源的調(diào)速，待調(diào)速后轉(zhuǎn)速滿足一定范圍內(nèi)，則控制動(dòng)力源升扭完成換擋過程。
換擋過程中應(yīng)注意避免因扭矩不平順或變化太快而引發(fā)的頓挫和沖擊，避免由于動(dòng)力系統(tǒng)輸出扭矩產(chǎn)生波動(dòng)。雙電機(jī)混合動(dòng)力系統(tǒng)的換擋過程既有對(duì)變速器的控制，又有對(duì)電機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)的控制，既有自動(dòng)變速控制技術(shù)，又有混合動(dòng)力系統(tǒng)控制技術(shù)，是自動(dòng)變速技術(shù)與混合動(dòng)力技術(shù)的綜合協(xié)調(diào)控制過程。
展開 日本本田雙電機(jī)混合動(dòng)力系統(tǒng)的先進(jìn)技術(shù)
目前已于2013年開發(fā)出插電式智能多模式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(i-MMD)，該系統(tǒng)作為雙電機(jī)混合動(dòng)力系統(tǒng)，具有與傳統(tǒng)型內(nèi)燃機(jī)+變速器系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)方式迥異的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)。
本田公司通過引進(jìn)電驅(qū)系統(tǒng)的先進(jìn)技術(shù)，于2016年成功開發(fā)了第二代i-MMD，又于2018年開發(fā)出了第三代i-MMD，實(shí)現(xiàn)了i-MMD系統(tǒng)的小型化并提高了性能。2018年發(fā)布的第三代i-MMD是通過裝置小型化以提高標(biāo)準(zhǔn)部件商品性，同時(shí)兼顧高效率與靜音性的目標(biāo)而進(jìn)行開發(fā)的，本文介紹了該技術(shù)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(dòng)力系統(tǒng)概要
i-MMD是以串聯(lián)式混合動(dòng)力為基礎(chǔ)，同時(shí)可直接與發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行串聯(lián)或并聯(lián)。靈活運(yùn)用如圖2所示的3種驅(qū)動(dòng)模式，最大限度地發(fā)揮發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)等結(jié)構(gòu)要素的潛能，實(shí)現(xiàn)了高效的能量管理。
圖2 3種駕駛模式
EV的驅(qū)動(dòng)模式是利用儲(chǔ)存在高電壓蓄電池中的電能而實(shí)現(xiàn)行駛的。避開熱效率較低的發(fā)動(dòng)機(jī)部分負(fù)荷下的運(yùn)轉(zhuǎn)工況，達(dá)到可提高低速工況下效率的目的。在減速時(shí)也可實(shí)現(xiàn)車輛的制動(dòng)能量再生。
混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)模式是利用發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電以驅(qū)動(dòng)電機(jī)行駛的模式(通常是在市區(qū)行駛或需要強(qiáng)勁加速動(dòng)力時(shí)方才運(yùn)用該模式)。主動(dòng)利用熱效率較高的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況，達(dá)到在中、高車速區(qū)域高效運(yùn)轉(zhuǎn)的目標(biāo)。
發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模式是指將發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力直接傳遞到車軸的模式(在以中、高車速行駛時(shí)，通過降低傳動(dòng)摩擦以實(shí)現(xiàn)高效發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn))。高速巡航時(shí)車輛要求的功率與發(fā)動(dòng)機(jī)高效區(qū)域相一致的情況下，可有效運(yùn)用機(jī)械傳動(dòng)，以此提高系統(tǒng)效率。
有效利用高壓蓄電池并通過電力輔助及充電功能，可以提升發(fā)動(dòng)機(jī)高運(yùn)行工況的利用頻度，以及利用高功率電機(jī)以實(shí)現(xiàn)車輛強(qiáng)勁而順暢的加速性能，兼顧了環(huán)保性能與駕駛體驗(yàn)。
展開 
商用車雙電機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)構(gòu)型-行星排技術(shù)
針對(duì)純電動(dòng)商用車種類多、 用途廣、 工況復(fù)雜等特點(diǎn)，本文結(jié)合國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃新能源汽車重點(diǎn)專項(xiàng)，研發(fā)了一種基于變速箱+行星排耦合的雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)新構(gòu)型，可實(shí)現(xiàn)雙電機(jī)耦合驅(qū)動(dòng)、協(xié)調(diào)再生制動(dòng)、單電機(jī)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)/作業(yè)等多種工作模式，實(shí)現(xiàn)一種動(dòng)力平臺(tái)滿足行駛與作業(yè)兩種使用需求。
1. 純電動(dòng)商用車動(dòng)力系統(tǒng)主流構(gòu)型方案分析
目前國(guó)內(nèi)外純電動(dòng)商用車的主流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)型，可分為集中式和分布式驅(qū)動(dòng)兩大類。
商用車雙電機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)構(gòu)型-行星排技術(shù)
根據(jù)以上計(jì)算， 最終可以確定兩種車型動(dòng)力系統(tǒng)的雙電機(jī)主要參數(shù)如表4 所示。
表4 兩種車型的雙電機(jī)參數(shù)表
Tab.4 The motor parameters of 2 vehicles
4.4 結(jié)合整車性能要求的動(dòng)力系統(tǒng)校核分析
動(dòng)力系統(tǒng)雙電機(jī)及變速箱的主要參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算完成后， 需對(duì)兩種車型的爬坡度和加速時(shí)間等動(dòng)力性能進(jìn)行校核。針對(duì)此構(gòu)型可能實(shí)現(xiàn)的4 種不同的行駛模式，建立整車動(dòng)力性數(shù)學(xué)模型， 計(jì)算整車的爬坡能力、 加速能力分別如圖8 和圖9 所示。可知兩種車型通過雙電機(jī)聯(lián)合驅(qū)動(dòng)時(shí)可以滿足項(xiàng)目指標(biāo)最大爬坡度≥35%，加速時(shí)間滿足項(xiàng)目指標(biāo)≤12s。
根據(jù)匹配計(jì)算與校核， 確定了兩套動(dòng)力系統(tǒng)的主要參數(shù)，計(jì)算校核的結(jié)果表明，可以達(dá)到項(xiàng)目指標(biāo)的要求。
5 結(jié)束語(yǔ)
圖8 兩種車型各模式下爬坡度曲線
Fig.8 Climbing curve in 4 running modes
圖9 兩種車型加速曲線
Fig.9 Acceleration curve
本文將平行軸式AMT 變速箱與行星排集成，開發(fā)了一種具有多種工作模式的純電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)型， 可實(shí)現(xiàn)雙電機(jī)的耦合驅(qū)動(dòng)、單電機(jī)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)/作業(yè)、行駛與作業(yè)解耦等工作模式， 實(shí)現(xiàn)一種構(gòu)型滿足運(yùn)輸和作業(yè)兩種使用需求， 換擋無動(dòng)力中斷，驅(qū)動(dòng)/作業(yè)電機(jī)可分離，降低了系統(tǒng)功率及轉(zhuǎn)矩冗余， 提高了系統(tǒng)效率。
展開 本田Hybrid拆解 - e:HEV雙電機(jī)混動(dòng)（上）
混合動(dòng)力變速器
2013年上市的第3代飛度的混合動(dòng)力系統(tǒng)為單電機(jī)系統(tǒng)(i-DCD)，但第4代飛度采用的混合動(dòng)力系統(tǒng)是將雅閣(Accord)(2018款)、Insight等車型配套的雙電機(jī)系統(tǒng)(i-MMD)進(jìn)一步縮小尺寸的系統(tǒng)，系統(tǒng)名稱也變?yōu)椤癳:HEV”。
動(dòng)力單元為1.5L阿特金森循環(huán)DOHC i-VTEC發(fā)動(dòng)機(jī)與雙電機(jī)混合動(dòng)力系統(tǒng)的組合，空氣濾清器置于進(jìn)氣歧管上，PCU直接裝于變速器上。與傳統(tǒng)的雙電機(jī)混合動(dòng)力系統(tǒng)相比，包括附件在內(nèi)的尺寸在橫向和前后方向上均縮短了20%以上，為新款飛度配套。
電機(jī)規(guī)格方面，與同樣搭載雙電機(jī)混合動(dòng)力系統(tǒng)i-MMD的雅閣Hybrid(2016款)相比，最大輸出功率從135kW降至80kW，最大扭矩從315Nm降至253Nm。
新款飛度的動(dòng)力單元
電動(dòng)組件相關(guān)規(guī)格一覽
在內(nèi)置驅(qū)動(dòng)電機(jī)、發(fā)電電機(jī)(發(fā)電機(jī)) 的混合動(dòng)力變速器的上方設(shè)有用于連接動(dòng)力控制單元和接線的連接器，在對(duì)單元進(jìn)行組合時(shí)，其結(jié)構(gòu)可進(jìn)行連接。
混合動(dòng)力變速器（發(fā)動(dòng)機(jī)側(cè)）
混合動(dòng)力變速器（發(fā)電機(jī)側(cè)）
在拆解工作中，拆下混合動(dòng)力變速器的發(fā)動(dòng)機(jī)側(cè)罩蓋后出現(xiàn)齒輪。
較長(zhǎng)的發(fā)電機(jī)軸用于將發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的動(dòng)力經(jīng)由加速升擋齒輪傳遞至安裝在另一側(cè)的發(fā)電電機(jī)(發(fā)電機(jī))。
齒輪部分的拆解
齒輪部分
齒輪蓋內(nèi)側(cè)
齒輪部分和另一側(cè)裝有2個(gè)電機(jī)，拆下罩蓋后，出現(xiàn)發(fā)電電機(jī)(發(fā)電機(jī))。
驅(qū)動(dòng)電機(jī)和發(fā)電電機(jī)的SC繞組的涂層材料均從傳統(tǒng)的PAI+PEEK變?yōu)閹馀莸腜I。
展開 博格華納eAWD雙電機(jī)扭矩矢量控制P4架構(gòu)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)工作原理介紹
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