汽车混合动力新架构：双电机全功能混合动力系统全解析
混合动力汽车双电机驱动系统分析
混合动力汽车双电机驱动系统分析1前言为了有效降低汽车燃油消耗量和尾气排放，满足双积分政策的要求，越来越多的汽车厂商进行推广和研发混合动力汽车。
混合动力汽车利用电池给电机提供动力来源，并通过电机来调节发动机的工作点，可以有效降低油耗和排放，进一步提高整车动力性和经济性[1-2]。
同时，混合动力汽车利用电机制动，借助新增零部件，可以进行有效的能量回收和能量管理，不同的混合动力系统构型方案可以实现不同的扭矩分配功能[3]。
在构型方案上，混合动力汽车可以采用单电机动力系统构型也可以采用双电机动力系统构型，而深混的混合动力系统多采用双电机构型，以便实现全部的混合动力功能，比如串联功能、并联功能和串并联混合功能等。
本文通过对两款典型的双电机系统车型进行技术分析，包括构型方案、系统功能及工作模式等，旨在为后续混合动力系统开发提供借鉴意义。
2本田i-MMD双电机系统构型本田雅阁i-MMD（IntelligentMulti-ModeDrive）系统技术方案结构如图1所示[4]，其动力驱动系统主要包括2.0L发动机、驱动电机、发电机、离合器以及传动机构等。
其中，驱动电机、发电机以及离合器集成形成了电动耦合e-CVT，取代了传统的变速箱，发电机始终与发动机相连，主要用于发电，驱动电机与驱动车轮相连，主要用于驱动车辆行驶，在制动的时候，电机可以回收能量对电池进行充电。
雅阁混合动力汽车搭载了i-MMD双电机系统，整车动力来源采用了以驱动电机为主，发动机为辅的设计，可以实现纯电动、混合动力以及发动机直驱的模式功能。
纯电动模式下利用驱动电机驱动车轮；混动模式下发动机启动通过发电机给驱动电机充电，再让驱动电机驱动车轮；发动机直驱模式下离合器闭合，发动机作为动力源与传动系相连驱动车轮。
通过三种模式有效切换，使得车辆表现出了更为出色的动力与节油优势。
图1i-MMD系统技术方案结构[4] 3本田i-MMD双电机系统工作模式3.1纯电动模式驱动。
并联混合动力电动汽车的工作原理
并联混合动力电动汽车的工作原理在现代汽车工业中，混合动力电动汽车已经成为了一种热门的发展趋势。
相比于传统的汽油车，混合动力电动汽车不仅更加环保，而且在燃油经济性和动力性能上也有着显著的优势。
而在混合动力电动汽车中，最为常见的一种类型就是并联混合动力电动汽车。
那么，究竟并联混合动力电动汽车是如何工作的呢？下面就让我们一起来详细地探讨一下。
1. 电动机工作原理要了解并联混合动力电动汽车的工作原理，就必须先对电动机有一个清晰的认识。
电动机是并联混合动力电动汽车的关键组成部分，它负责提供动力和驱动车辆前进。
电动机利用电能转换成机械能，从而推动车辆前进。
在并联混合动力电动汽车中，电动机可以单独驱动车辆，也可以与传统的内燃发动机协同工作，以提供更加高效和可靠的动力输出。
2. 内燃发动机工作原理除了电动机，内燃发动机也是并联混合动力电动汽车的重要组成部分。
内燃发动机利用燃料燃烧产生的热能转换成机械能，进而驱动车辆运动。
在并联混合动力电动汽车中，内燃发动机通常被用作发电机的角色，为电池组充电，从而保证车辆长途行驶时的动力供应。
3. 电池组和能量管理系统在并联混合动力电动汽车中，电池组是储存电能的重要部件，它能够为电动机提供动力。
而能量管理系统则负责控制电池组的充放电过程，以确保电能的高效利用和车辆的动力输出平稳可靠。
4. 工作模式切换和能量分配并联混合动力电动汽车在行驶过程中会根据车速、车辆负载以及驾驶员需求等因素自动切换工作模式，以最大程度地发挥电动机和内燃发动机的优势，从而达到更好的燃油经济性和动力输出效果。
在工作模式切换的过程中，能量的分配也扮演着至关重要的角色，这需要能量管理系统精确地控制能量的流动和分配，以确保车辆的高效运行。
5. 个人观点和理解在我看来，并联混合动力电动汽车的工作原理充分体现了能源的灵活利用和高效转换。
通过电动机、内燃发动机和电池组之间的协同配合和能量管理系统的精确控制，并联混合动力电动汽车能够在保证动力性能的实现燃油经济性的最大化。
混动汽车构造与工作原理PPT课件
第混二合章动力混汽合车动力构汽造车与构工造作与原工理作原理
4. 串联式混合动力驱动系统的优点与缺点 （2）串联式混合动力驱动系统的缺点
1）发动机输出的能量利用率比较低。串联混合动力系统的发动机能 保持在最佳工作区域内稳定运行，这一特点的优越性主要表现在低速、加速 等工况，而在汽车中、高速行驶时，由于其电传动效率较低，抵消了发动机 效率高的优点。
混合动力
第混二合章动力混汽合车动力构汽造车与构工造作与原工理作原理
（3）在车辆行驶过程中，当车载电池组电量过低时， 发动机在驱动车辆行驶的同时向电池补充充电 。
向蓄电池充电
第混二合章动力混汽合车动力构汽造车与构工造作与原工理作原理
（4）车辆减速及制动时，电机以发电机模式工作， 回收车辆制动能量向电池充电
第混二合章动力混汽合车动力构汽造车与构工造作与原工理作原理
4. 日产风雅混合动力汽车混合动力系统 （1）混合动力系统结构
日产风雅混合动力系统的结构 1-离合器2 2-电子控制式7挡自动变速器 3-电机 4-离合器1 5-发动机
6-逆变器 7-锂离子蓄电池
第混二合章动力混汽合车动力构汽造车与构工造作与原工理作原理
2）电动机的功率要足够大。 3）电动机和动力蓄电池的体积和重量都较大，使得整车重量较大。 串联式混合动力电动汽车更适用于经常在市内低速运行的工况，而不 适合高速公路行驶工况。
第混二合章动力混汽合车动力构汽造车与构工造作与原工理作原理 二、并联式混合动力汽车
1. 基本结构
并联式混合动力系统 1-发动机 2-变速器 3-动力蓄电池 4-变压器 5-电动机/电动机 6-驱动轮 7-减速器
第混二合章动力混汽合车动力构汽造车与构工造作与原工理作原理
3. 并联式混合动力驱动系统两种基本控制模式
论文(混合动力汽车系统的结构与原理)
图 1-3 混联型Plug-in HEV动力系统简图
1.2.2 按混合程度分类 在混合动力系统中，根据电动机的输出功率在整个系统输出功率中所占比例，可以 分以下五类：弱混合动力（也称微混合动力）、轻度混合动力、中度混合动力、重度混 合动力（也称全混合动力，强混合动力）、插电式混合动力。其混合度不同，功能要求 也有差别。 （1）弱混合动力系统 这种混合动力系统对传统发动机的起动机进行了改造，形成了由带传动的发电起动一体 式电机（BSG）。该电机用来控制发动机快速起停，因此可以取消发动机的怠速过程， 降低了油耗和排放。 （2）轻度混合动力系统 该混合动力系统采用了集成起动电机（ISG）。轻混合动力系统除了能够实现用电机控 制发动机的起停外，还能够在车辆制动和下坡工况下，实现对部分能量进行回收。 （3）中度混合动力系统 该混合动力系统同样采用了ISG系统。中混合动力系统采用的是高压电机，在汽车加速 或者大负荷工况时，电动机能够辅助发动机驱动车辆，补充发动机本身动力输出的不足， 提高整车性能。 （4）重度混合动力系统 重度混合动力系统采用了272-650V的高压电机，混合度可以达到50%以上，在城市循环 工况下节油率可以达到30%-50%。 （5）插电式混合动力系统 插电式混合动力汽车（Plug-in Hybrid Electric Vehicle,PHEV）是可以利用电网对动力电 池充电的混合动力汽车，可以使用纯电动模式驱动车辆行驶，且纯电动行驶里程较长； 电能不足时，车辆仍可以重度混合模式行驶。
图 1-2 并联型Plug-in HEV动力系统简图
3.混联式混合动力系统（Series/Parallel Hybrid Electric Vehicle） 混联式混合动力系统由发动机、动力分配机构、发电机、电机控制器、 电动机和动力电池组成。发动机的动力经过动力分配器后分成两部分，一部 分直接驱动车辆，形成机械传输通道；另一部分带动发电机发电，所产生的 电能通过电机控制器提供给电动机驱动车辆，形成电力传输通道。通过调整 发电机转速，可以控制机械传输通道和电力传输通道的动力分配比例。这个 系统具有双重特征，一是电力传输通道和动力电池之间以电方式实现动力耦 合，动力的流向为串联；二是机械传输通道和电动机之间以机械方式实现动 力耦合，动力的流向为并联，所以称为混联式混合动力系统。
新能源汽车概论 第2版 项目四 混合动力汽车的认知
学习课题
一. 混合动力汽车的基础知识 二. 混合动力汽车的结构与原理 三. 混合动力汽车的实例
引导问题1： 什么是混合动力汽车？
引导问题1： 什么是混合动力汽车？
➢ 混合动力汽车通常是指由不同动力源驱动的汽车，包括油电 混合动力汽车、气电混合动力汽车。目前天然气汽车通常也 是油气混合动力的一种。本文主要介绍油电混合动力汽车。
串联式的工作模式通常有三种：纯电动模式、纯发动机模式、 混合模式。 纯电动模式即发动机关闭，车辆行驶完全依靠电池组供电
驱动； 纯发动机模式则仅在发动机运行情况下驱动车辆，蓄电池
电力充足时作为储备，不足时，发动机同时为其充电； 混合模式，即整车动力是通过发动机与电池组共同提供。
引导问题1： 串联式混合动力汽车？
增程式电动汽车动力系统原理图
引导问题5：增程式汽车——典型工作模式
（1）纯电动模式 当动力电池电量充足时，电能从电池输出，通过电机控制器将电能 输送给电动机，电动机将电能转换为机械能通过动力传动装置将动力输 送给驱动轮，从而驱动汽车运行，能量传递路线如图所示。此时增程器 不工作，相当于纯电动汽车运行。
混联式混合动力电动汽车的功能结构图
引导问题3： 混联式混合动力汽车
混联式混合动力系统的特点在于内燃机系统和电机驱动系 统各有一套机械变速机构，两套机构或通过齿轮系，或采 用行星轮式的结构结合在一起，从而综合调节内燃机与电 动机之间的转速关系。
与并联式混合动力系统相比，混联式混合动力系统可以更 加灵活地根据工况来调节内燃机的功率输出和电机的运转。 唯一的缺点就是价格高，结构复杂。
式结构简单，成本低。本田的Accord和Civic采用的是并联式联结方式。
引导问题2： 并联式混合动力汽车
装有双电机自动变速器(EVT)的混合动力汽车的原理、系统设计和试验(一)
装有双电机自动变速器（EVT）的混合动力汽车的原理、系统设计和试验（一）随着环保议题的不断升温和燃油价格的不断攀升，混合动力汽车作为一种新型的动力系统逐渐得到人们的关注。
双电机自动变速器(EVT)是混合动力汽车中非常重要的一个部件。
本文将针对装有双电机自动变速器的混合动力汽车的原理、系统设计和试验进行探讨。
一、原理双电机自动变速器是混合动力汽车中的一种动力分配系统，主要由两个电机、离合器以及减速器等部件组成。
它的工作原理是将电机的电能转换为动力，用来驱动车辆行驶，同时通过离合器控制发动机和电机的联动，实现动力的更加合理分配。
相比于传统的自动变速器，它通过电机与发动机的相互作用，让动力输出更加连续流畅，并且极大的提高了汽车的油耗和排放性能。
二、系统设计双电机自动变速器系统主要由电机、控制程序、传感器以及架子等部件构成。
其中电机主要负责提供动力，并通过程序来控制电机的输出，实现车辆的前进或者倒退。
控制程序则是整个系统的中心部件，通过对传感器输入的数据进行分析，来调控电机的输出以及离合器的开合，实现动力的优化分配。
传感器主要负责感应相关的车辆信息，如转速、速度、加速度等，即时传递给控制程序进行分析。
架子是整个系统的支撑部件，负责将电机、传感器等部件牢固的固定在一起，确保系统的正常运转。
三、试验为了验证双电机自动变速器的性能，将其安装在混合动力汽车上，进行实车试验。
试验主要包括静态试验和动态试验两部分内容。
静态试验主要是将汽车停放在平地上，以不同的油门打开程度，测量车辆的转速、电池电量以及电机输出等参数的变化情况。
比较试验结果，发现双电机自动变速器系统能够更加流畅地输出动力，并且在电池电量高的情况下，电机的输出也更加强劲。
动态试验则是在驾驶车辆过程中，测量其油耗、加速度以及排放量等指标。
通过对比传统变速器和双电机自动变速器的试验结果，证明双电机自动变速器能够显著的降低汽车的油耗和排放量，同时也提升了车辆的加速性能。
新能源汽车混联式动力系统构型分析
车辆工程技术22车辆技术1 新能源汽车定义及分类 根据国家发布的《汽车产业中长期发展规划》，未来汽车技术发展方向是节能汽车和新能源汽车。
其中新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源（或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置），综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。
2 插电式混合动力汽车分类 插电式混合动力汽车介于纯电动与燃油汽车两者之间的新能源汽车，既有传统汽车的内燃机、传动系统、油箱，也有纯电动汽车的电动机、电池、控制器、充电接口；既能实现纯电动、零排放行驶，也能通过混动模式利用内燃机增加车辆的续驶里程。
插电式混合动力汽车从内燃机和电机的联结方式和驱动特点，可分为三大类型：串联、并联、混联式动力系统。
因各家设计理念、基本思路不同，各车型混动系统构型具备不同特点，混联式动力系统是现阶段市场主要发展方向，主流车型如表1。
表1 混合动力汽车系统基本构型类型系统构型代表车型系统基本组件混联P1/P3非功率分流i-MMD本田雅阁电机x2，离合x1四驱（前后电机）三菱欧蓝德PHEV电机x3，离合x1小混联南京依维柯电机x2，离合x1PS功率分流单模THS III丰田普锐斯四代电机x2,行星排x2CHS吉利帝豪EC7电机x2，行星排x1.5，离合x2双模Voltec二代通用迈锐宝电机x2，行星排x2，离合x2Voltec三代凯迪拉克电机x2，行星系x3，离合x5ActiveHybrid宝马x6电机x2，行星系x3，离合x53 几种典型车型的混联式混合动力系统构型分析 新能源汽车混动系统构型直接关系到该车的运行模式、工作特点、控制策略，也体现了该车型的优缺点，我们针对市场上几款典型车型的混联式混合动力系统构型进行分析。
3.1 本田雅阁混动版（i-MMD双电机） 该车型是混联插电式混合动力汽车，匹配2.0L排量Atkinson发动机、双电机动力系统。
发动机、驱动电机可同时为整车输出动力、发电机则负责能量转化,充电，发动机可根据实际需求参与工作，如图a所示。
混合动力汽车及结构和原理
1.2 HV的种类
发展概述 电动汽车是与燃油汽车相对应的，1881年就出现了电 1881年 1881 动汽车。在20世纪20年代达到了鼎盛时期，然而在燃 油汽车出现后电动汽车无论在整车质量、动力性能、 行驶里程、机动性和灵活性方面愈来愈落后于燃油汽 车。 在全球温室效应与能源问题逐渐受到各国政府的 重视下，主要国家之污染法规渐趋严格，因此对低污 染车辆之需求势必增加。随着各种高性能蓄电池和高 效率电机不断地出项，使人们把目光又转向了零污染 或超低污染排放的电动汽车。从20世纪70年代起，新 一代电动汽车脱颖而出，出现了各种高性能的电动汽 车。 混合动力电动汽车HEV
几 种 电 能 储 存 装 置 的 比 能 量 和 比 功 率 比 较
2.1 电能储存装置的主要性能指标
几 种 电 能 储 存 装 置 的 性 能 比 较
2.2 二次电池
二能 次指 电标 池 的 主 要 性
开路电压 电池的内阻 电池的工作电压 终止电压和放电曲线 电池容量 能量 功率 成本 寿命
e = 2.72 Kσ / ρ
2.3飞轮储能器
FWB 几种 复合 材料 特性 参数
2.3飞轮储能器
FWB的结构 ① 飞轮 ② 永磁电动/发电机 ③ 固定轴 ④ 旋转轴 ⑤ 真空室
2.3飞轮储能器
FWB面临的问题 ① 车辆转弯或颠簸产生 的陀螺力矩严重影响 操作性 ② 出现故障时对车辆产 生巨大破坏
飞轮储能器FWB（Flywheel Batteries）只利用飞 轮高速旋转储存和释放能量的一种装置。 FWB的特点是质量小，只有几十公斤，转速可 达每份几十万转 要求： ① 既有能够承受超高速运行的高强度 ② 具有能够将电能和机械能进行高效双向转换的 电动机和功利性变换器 ③ 质量轻和转速极高
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汽车混合动力新架构：双电机全功能混合动力系统全解析
随着地球环境每况愈下，新能源汽车行业蒸蒸日上，全球汽车企业纷纷推出各种新能源汽车，最近大众、通用、本田、宝马以及比亚迪、吉利等也纷纷推出混动车型，可以说混动进入了百家争鸣的时代，发展混合动力汽车的动力系统主要趋势。
前提是选择性发展的基于这些新能源技术有着高效的能耗管理系统，尤其是代表中小型车新能源发展趋势的混连式技术。
混联式技术需要精细化的能耗管理，将发动机更长时间维持在高效率区间运转，以及高效、充分的回收减速和制动的能量。
混联式装置包含了串联式和并联式的特点。
混合动力的出现就是把发动机低负荷工况下的剩余能量储存在电池里，然后在车辆运行在高负荷工况时通过电机释放出来，从而实现发动机尽可能多的在高效工况下运行，达到降低油耗、节能减排的初衷。
对于混合动力汽车来说，离合器、变速器、传动轴、差速器都是必不可少的，而这些部件不但重量不轻、让车辆的结构更为复杂，同时零部件越多存在故障率高的问题。
在混动技术从丰田的混动是靠单排行星轮开始，雄霸混合动力汽车十多年，丰田只采用了一个行星齿轮组，现弱混合动力系统是将电机与曲轴直接连接，这种系统也意味着无法纯电动行驶，弊端是发动机和电动机无法保证同时在最佳工况时工作。
本田的混动就是串联+发动机直驱加上离合器，这套机构的原理倒为简单，粗暴复杂化，仅仅是在传统发动机和传统变速箱之间埋一个电机的做法肯定是不够的。
而通用的混动技术则是集合了两家之所长但又相对复杂。
它是由两组电机、两组行星轮和三组离合器组成。
主要有四种动力输出方式，纯电动模式（低负荷工况），混合驱动模式（常规行驶），混合驱动模式（中高速），制动发电模式（减速刹车）。
一直都是用的两个行星系齿轮，并辅以三个离合器。
听上去很复杂，其实也真的复杂。
对于插电式混合动力确认为新能源车汽车可通过电网获取电能充电具有高效节能、排放低、续航里程长等优点而成为各大汽车公司研发的热点，被视为目前最具有应用前景的新能源汽车，这个可从电网获取电能充电，虽然只是这么一点简单的改变，传统混合动力汽。