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【德甲外围网站】功率分流式(PS)混动构型

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德甲外围APP|有段时间没更混动涉及的话题了,之前楼主的几篇主要讲解了混动的分类、构型和48V涉及的。但混动这么多,从技术的可靠性、成熟度及最重要的成本和节油效果来说,混动只有两种:一种是丰田混动,另一种是其他混动。这句话不足以反映日本车企在混动方面的造诣,除了丰田,本田在这块也玩游戏的蛮溜的,例如本田的i-MMD和i-DCD混动方案。

在楼主《浅谈混合动力构型》那篇中,主要讲解了P0~P4构型的混动系统,基本没有牵涉到PS(功率分流式)的,因为PS跟我们经常说道的P0~P4构型还是有相当大差异的,而在PS这块,日本车企具有意味著的技术优势,如丰田的THS和本田的i-MMD都可归类于PS式,因此,这篇楼主想要对THS和i-MMD这两种功率分流式的混动方案做到些非常简单讲解。01丰田THS丰田混合动系统从1997年第一代普锐斯发售到现在有数四代(这里插播一段普锐斯的发展史,在第31届东京车展,普锐斯概念车首次发售;1997~2003年,第一代普锐斯;2003~2009年,第二代普锐斯;2009~2015年,第三代普锐斯;2015年至今,是第四代普锐斯)。配备在第一代普锐斯的混动系统即为大名鼎鼎的THS(ToyotaHybridSystem),先前由于这套混合动系统大大获得改进并被使用在其他车型上,如丰田、汉兰达、雷克萨斯上,因此先前版本都被称作HybridSynergyDrive(HSD),因此它有时也被称作THSII。

但不管这套系统如何改良,传动系统仍然具备完全相同的基本特征:系统由两个MotorGenerator(分别是MG1和MG2)及行星齿轮系由包含,行星齿轮系由即为所谓的动力分配单元(PSD-PowerSplitDevice);因此HSD作为丰田研发的一套混动技术,融合了电驱动和无极变速器,丰田也将配备HSD的车型号称作E-CVT配备,所谓的E-CVT即为上面所述的PSD。THS最核心的部件就是这个PSD,与传统变速箱比起,这套PSD有可能非常简单,但实际的效果却十分强劲,有可能于是以应验了那句就越极致的东西就应越非常简单,苹果教主乔布斯的近于珍主义这正是如此。如上图右图:这套PSD还包括外齿圈(RingGear)、行星齿轮架(PlanetCarrier)和太阳齿轮(SunGear),外齿圈与MG2连接,太阳齿轮与MG1连接,行星架与内燃机连接,其中两个MotorGenerator的属性如下:PSD有四个可权利角速度或马克斯·沃夫的行星齿轮,当齿圈固定不动(行驶状态)时,若MG1造就太阳齿轮角速度,可造就行星齿轮马克斯·沃夫从而造就行星架旋转(即启动发动机过程)。当行星齿轮角速度,MG2造就齿圈于是以并转,太阳齿轮可翻转;反之,MG2造就齿圈翻转时,太阳齿轮可正并转。

此外,当外齿圈与太阳齿轮同方向旋转时,行星齿轮又可展开马克斯·沃夫。细心研究后,你不会找到这套PSD的运作之美,而于是以因此精妙的设计,才构建了发动机、电机和车轮之间彼此之间阻碍的运作,从而省却了离合器。最后的结果就是:这套PSD可如CVT一样构建无极自排,外齿圈、行星齿轮架及太阳齿轮三者之间的扭矩、扭矩及功率不会具备如下特性关系:PSD的传动比是如何计算出来的?各齿轮之间的扭矩关系又是如何推论出来的?对于这些问题,最初楼主也挺据知迫,但看了下面这个视频后就豁然开朗了。通过上面这个视频,再行根据这套THS相同的齿数(ZR=78ZS=30),我们可获得相互之间的传动比及扭矩关系,如下:荐个例子,当汽车以Hybrid模式工作行经时,若车速为75,此时外齿圈、行星齿轮架(即发动机扭矩)和太阳齿轮三者的扭矩将不会分别如下:其次,当发动机运转时根据上面的公式,分配给太阳齿轮和外齿圈的扭矩也是一定的,分别是28%(1/3.6)和72%(2.6/3.6),只要发动机作功就会转变此基本事实。

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因此在实际运作过程中,主要就是掌控这三者之间的扭矩,最后可实现汽车的无极自排,但汽车在行经时工况很多,虽然PSD在机械结构上会很非常简单,但控制策略却非常复杂。下面选几个工况代表性的说下这套THS的工作模式。1、怠速电池模式在行驶状态,若电池SOC过较低必须展开电池时,此时MG1作为起动机将发动机启动;等发动机启动顺利后MG1不会改以发电模式,由发动机造就MG1展开发电为电池电池。

2、跟上在跟上阶段,由于发动机工作在低效率区,因此会参予车辆的跟上,此时主要是MG2作为车辆行进的动力源。3、发动机参予的工况当在高速巡弋或加快工况,发动机此时效率很高。

其产生的能量一部分可用作驱动车辆,另一部分则可造就MG1,此时MG1可必要向MG2获取电能也可用作电池电池。在发动机参予工作时,MG1和MG2的工作状态可分成如下三种情况:3.1Cruising:ICEPower此时,ICE产生的功率一部分必要用作驱动车辆,另一部分将分配给MG1用作发电,MG1发的电能必要供给MG2工作,MG2收到的力将读取到驱动轴上来辅助发动机驱动车辆。3.2、FullAcceleration:ICEPower+BatteryPower当都有的加快市场需求,如爬到陡坡等工况时,此时在3.1的基础上,额外必须电池供电给MG2用于来进一步提高此时的动力市场需求。3.3Cruising:ICEPower+BatteryCharging此工况也是在3.1的基础上,若此时电池SOC过较低,同时又不必须更加多额外动力,那么发动机收到的功率一部分将不会必要用作驱动车辆,而另一部分则用作MG1发电,但MG1发的一部分给MG2用于,另一部分则用作电池电池。

4、滑行和制动器工况此时THS系统将不会展开制动器能量重复使用,当制动器时,汽车的惯性能量将被转化成为电能,此时MG2作为发电机为HV电池电池。比起第一代THS,先前的版本都是对之前的改良和强化,例如使用集成度更高、功率更高的电机,其次第一代和第二代外齿圈与车轮之间是通过链条传动,先前都改回滑行齿轮等。总之系统改良上更为灵活和高效,楼主在此就不详尽对比了,因为基本工作原理都是一样的,下面是目前的THSII的结构和包含:02本田i-MMD本田地球梦愿景下,主要有三套混合动系统:单电机的i-DCD、双电机的i-MMD和三电机的SH-AWD,并分别在低端、中端和高端车中用于。

本田i-MMD主要由一个驱动电机(才可作为驱动电机也可作为发电机)、一个发电机(主要作为发电机)和一个电动CVT包含。本田i-MMD工作模式主要有三种:显电动驱动模式(EVDriveMode)、混动驱动模式(HybridDriveMode)和发动机驱动模式(EngineDriveMode),与THS比起,虽都有混动驱动模式,但在i-MMD上,当车辆工作在混动驱动模式时,发动机只是驱动发电机给电池电池或必要驱动发电机给驱动电机用,实际的驱动仍然只是驱动电机,而THS在混动驱动模式下,发动机和MG2可联合出力驱动汽车;另外,THS没显发动机驱动模式。

EVDriveMode:与发动机连接的离合器不会脱开,电池给驱动电机供电,驱动电机负责管理驱动车辆行经。其中驱动电机的特性如下:制动器能量重复使用模式:在此模式下,,与发动机连接的离合器不会脱开,驱动电机则工作在发电机模式展开制动器能量的重复使用给电池电池。HybridDriveMode:在此模式下,与发动机连接的离合器不会脱开,发动机驱动发电机给电机供电,只由驱动电机驱动车辆行经(系统类似于串联式),若发电机获取的电能低于驱动电机所须要,则发电机不会把多余的电能用作给锂电池电池。

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当发电机获取的电能高于驱动电机所需时,额外的电能将由锂电池获取。EngineDriveMode:在此模式下,与发动机连接的离合器不会融合,此时系统工作在并联混动模式下,车辆由发动机必要驱动,而电机则起着动力辅助或发电的起到,当车辆必须额外的扭矩输出时,该电机将起着动力辅助的起到,而当在滑行制动器时,则不会重复使用能量用作给锂电池电池。此外本田还有具备Pulgin配备的i-MMD右图更为详尽的回应了在有所不同工况下,i-MMD有所不同驱动模式间的转换。

从上图可看见EVDriveMode主要在跟上以及短距离较低负荷时会落成,以防止发动机因工作在较低负荷区导致燃油经济性的上升。在短距离巡弋阶段也有可能工作在HybridDriveMode,比如当以EV模式持续工作在短距离巡弋阶段,电池电量不会渐渐被消耗,此时必须启动发动机给电池电池。在从短距离向高速缓加快的阶段,不会工作在混动模式,但此时驱动电机的所需的电能来自电池和发动机造就的发电机两者来联合获取,以符合缓加快过程电机所需的能量。

而在高速巡弋阶段,由于发动机此时效率不会很高,因此主要工作在EngineDriveMode。右图是i-MMDE/E架构图,从该图看的化还是一挺简单的,整套系统最核心就是其能量管理系统,该能量管理系统主要构建如下两个目标:1、确保在车辆在所运营的每一个驱动模式下都能获得最低的燃油经济性。2、为了拟合的燃油经济性,使车辆在有所不同的驱动模式间展开平顺的转换并确保较好的驾驶员性。

03总结从原理上来看,THS和i-MMD两者都是把电驱系统作为中低负荷的主要驱动力,以回避发动机工作在燃油经济性很差的区间。可实现电机平驱走、发动机造就电池或制动器能量重复使用等少见模式下。但THS主要使用不带上离合器的行星齿轮系由展开发动机、电机和发电机三者之间的耦合,因此比起带上离合器的i-MMD,三者之间的协商和转换更为平顺。。

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