混合动力电动汽车

很多朋友对混合动力电动汽车不是很了解，每日小编刚好整理了这方面的知识，今天就来带大家一探究竟。

双电机驱动系统工作模式及控制原理分析本文以混合动力双电机系统的配置为切入点，介绍了本田i-MMD系统和荣威EDU系统的方案，重点分析了双电机系统的工作模式和控制原理，阐述了双电机系统的起步控制和换挡协调控制过程。1.本田i-MMD双电机系统配置

本田雅阁I-MMD(智能多模式驱动)系统的技术方案结构如图1所示，其动力驱动系统主要包括2.0 L发动机、驱动电机、发电机、离合器和传动机构。

其中，驱动电机、发电机和离合器集成在一起，形成电耦合的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。驱动电机与驱动轮连接，主要用于驱动车辆。刹车时，电机可以回收能量给电池充电。

图1

雅阁混合动力汽车搭载i-MMD双电机系统，整车动力来源采用驱动电机为主、发动机为辅的设计，可实现纯电动、混合动力、发动机直驱的模式功能。纯电动模式下，车轮由驱动电机驱动；在混动模式下，发动机开始通过发电机给驱动电机充电，然后驱动电机驱动车轮；在发动机直驱模式下，离合器闭合，发动机与传动系统相连，作为动力源驱动车轮。

通过三种模式的有效切换，使车辆表现出更加优异的动力和节油优势。

2.本田i-MMD双电机系统工作模式(1)纯电动模式在纯电动模式下行驶，动力系统的能量传递方向如图2箭头所示。在这种模式下，发动机不工作，动力分离装置的离合器断开，驱动车辆的能量直接来自动力电池。动力电池储存的电能通过逆变器提供给驱动电机，驱动车辆前进或后退。当车辆刹车时，产生的能量将被回收并充入动力电池储存。

图2 (2)混合模式驱动

在混合模式下，动力系统的能量传递是在图3所示的箭头方向上。在这种模式下，车轮仍然由驱动电机驱动。发动机虽然工作，但是动力分离装置的离合器是断开的，发动机只负责发电，不直接参与驱动。发动机运行在能充分发挥最高效率的转速范围内，发电机将电能传递给驱动电机，产生足够的电能给动力电池充电。

当车辆需要快速加速时，动力电池可以向驱动电机输出额外的电能，使驱动电机瞬间产生较大的扭矩输出。当车辆减速刹车时，可以为动力电池提供额外的能量回收。

图3 (3)发动机直接驱动模式驱动

在发动机直接驱动模式下，动力系统的能量传递沿图4所示箭头的方向。在这种模式下，发动机工作时，动力分离装置的离合器闭合，驾驶员直接控制油门，发动机输出扭矩，动力通过传动机构直接传递给车轮。一般情况下，动力电池处于待机状态。为了在加速时提供更多的动力，可以在需要大扭矩输出时向驱动电机提供电能，使驱动电机和发动机共同驱动车辆。

图4 (4)模式切换控制

从整个系统的燃油经济性来看，在不同的工况下，采用合适的模式控制，使发动机运行在最小有效燃油消耗率曲线上，通过三种模式的合理切换，可以提高发动机到传动轴的能量传递效率。起步和低速行驶时，采用纯电动模式，避免发动机低负荷运转增加油耗。

中速行驶时，以纯电动和混合动力模式的适时切换为主，以达到发动机效率和电池充放电的平衡。高速行驶时，主要是纯电动模式和发动机直驱模式适时切换，因此能量传递更加直接高效。

3.SAIC荣威EDU双电机系统

SAIC荣威EDU系统的技术方案结构如图5所示，其动力驱动系统主要包括1.5 L发动机、驱动电机、发电机、离合器C1、、离合器C2和传动机构。其中，C1位于发电机端，C2位于驱动电机端。通过离合器C1、C2和换挡的协调控制，可以在发动机和双电机三种动力源中选择输入、控制和输出，切换纯电动、串联、并联和能量回收的模式。

根据车辆运行工况的要求，对各动力源进行协调控制，使其始终处于最佳工作区域，从而实现车辆最低的油耗和尾气排放。

图5荣威e550搭载EDU双电机系统，采用全时全混动三核驱动技术。通过开发双电机扭矩协调、串联的插电功能，拥有多种混合动力驱动模式，同时系统会根据行驶状态自动选择相应的动力源输出，最终使整车达到低油耗、强动力的综合性能。(1)纯电动模式驱动

在纯电动模式下，动力系统的能量传递方向如图6所示的箭头方向。在这种模式下，动力系统控制离合器C1断开，离合器C2接通，动力电池向驱动电机供电，驱动电机驱动车轮。车辆的驱动源仅由驱动电机提供，通过传动机构输出到驱动轮，驱动响应能力强。此时车辆处于行驶状态，发动机不工作，发电机也不工作，车辆由驱动电机驱动。图6 (2)串联模式驱动

在串联模式中，电力系统的能量转移是在箭头能量的方向上，如图7所示。在这种模式下，动力系统控制离合器C1断开，离合器C2接通，动力电池向驱动电机供电，驱动电机驱动车轮。发动机可以对动力电池进行充电，根据驱动电机的消耗和SOC的平衡功率需求确定串联发电所需的功率，在发动机和发电机的工作范围内选择最优经济区域的发电效率。

此时车辆正在行驶，发动机工作，发电机给蓄电池充电，车辆由驱动电机驱动。

图7 (3)并行模式驾驶

在并联模式下，电源系统的能量传输方向如图8中箭头所示。在这种模式下，电力系统控制C1关闭，C2关闭。发动机一方面给电池充电，另一方面发动机和驱动电机分别输出扭矩驱动车轮。驱动电机提供主要动力，不足部分由发动机和发电机补充。三个动力源可以同时驱动车轮，整车扭矩输出更大，加速性能更好。

此时车辆正在行驶，发动机工作，发电机工作，驱动电机驱动，三个动力源同时驱动车辆。

图8 (4)模式切换控制

从整车的经济性和动力性方面来说，EDU双电机系统可以基于C1和C2双离合器对各个子系统进行控制和协调，及时选择驱动电机、发电机和发动机动力源的相应输入，最终实现纯电动、串联、并联和能量回收模式和功能的切换。

当电池电量高，车辆扭矩需求低时，可以进入纯电动模式；当电池电量低，扭矩需求不足以进入并联时，可以进入串联模式；在电池电量高，扭矩需求大的情况下，可以进入并联模式。在不同的运行模式下，仪表系统可以显示不同的混合能流状态。根据整车当前工况切换控制模式，使各动力源处于最佳运行状态，从而使整车表现出更好的性能。

4.双电机系统的起动分析

混合动力汽车完成高压上电过程后，要考虑车辆启动的问题。车辆起步在实际行驶中经常发生，起步性能对整车的平顺性和经济性影响很大。对于传统汽车来说，由于发动机的特性，车辆的启动需要离合器的滑动，但是对于混合动力汽车，尤其是配备双电机的混合动力汽车，车辆启动所需的扭矩可以由电机承担。

由于电机具有低速大转矩输出的特点，适合作为起动动力源。因此，只要匹配的电机满足车辆起步的扭矩和功率要求，就可以防止离合器打滑和摩擦，达到理想的起步特性。

在双电机混合动力系统中匹配电机时，不仅要考虑启动功率需求，还要考虑电机低速驱动时的效率，因为电机高效区的工作点集中在低速部分，有利于提高电机启动时的性能。在车辆控制系统中，需要根据驾驶员的启动要求，控制电机输出扭矩来完成车辆的启动。当车速达到或超过启动速度时，电机和发动机可以协调工作，相应的动力源输出扭矩，完成车辆启动控制。

5.双电机系统的换挡分析

车辆行驶时，如果换挡过程控制不好，很容易造成动力中断。在混合动力汽车换挡过程中，需要对多个动力源进行协调控制。例如，在双离合器的双电机系统中，发电机和驱动电机这两个双动力源分别通过各自的离合器与变速箱的输入轴耦合，通过同步器传递到相应档位的档位，再通过变速箱的输出轴传递到车轮。

换档过程涉及动力源的速度调节、扭矩上升和扭矩下降的控制。车辆控制系统接收换档需求信号命令，然后发出每个动力源的扭矩减小命令并判断其是否已经落入目标扭矩范围内，然后调节动力源的速度。当调速后的速度达到一定范围时，控制动力源上升扭转，完成换挡过程。

换挡时要注意避免扭矩不均匀或变化过快带来的顿挫和冲击，避免动力系统输出扭矩带来的波动。双电机混合动力系统的换挡过程包括变速器、电机和发动机的控制，自动变速器控制技术和混合动力系统控制技术，是自动变速器技术和混合动力技术综合协调的控制过程。审计郭婷

以上知识分享希望能够帮助到大家！