单击此处编辑母版标题样式,混合动力系统分析,混合动力系统的分,类,从,系统构成分,析,从混合程度分析,混合动力系统经典案例,雪,佛,兰,Voltec,串联式混合动力系,统,本,田,IMA,并联式混合动力系,统,丰,田,THS-II,混联式混合动力系统,目录,从,系统构成分析混合动力车的分类,混合动力系统的分类,电气连接,机械连接,混联式混合动力,逆变器,电池组,发电机,发动机,电动机,丰田普锐斯、丰田凯美瑞尊瑞、雷克萨斯,CT200h,、比亚迪,F3DM,逆变器,电池组,发动机,发电机,电动机,串联式混合动力,变速器,并联式混合动力,电动机,发动机,逆变器,电池组,雪,佛兰沃蓝,达、宝马,i3,、传祺,GA5,増程版,本田,CR-Z,、,别克君越,eAssist,从混合程度分,析混合动力车的分类,混合动力系统的分类,从混合程度分,析混合动力车的分类,混合动力系统的分类,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重，分为五类：,弱混合、,轻,型,混合、,中型混合、,重型混合和,插电式混合混合度,H,是指电系统功率,P,elec,占动力源总功率,P,total,的百分比，由下式计算：,H,=,P,elec,/,P,total,*,100%,从混合程度分,析混合动力车的分类,混合动力系统的分类,弱混合动力（也称微混合动力）：,对传统发动机的起动机进行了改造，形成由带传动的发电起动一体式电机,(BSG),。
电机功率较小，仅靠电机无法使车辆起步，起步过程仍需要发动机介入在城市循环工况下节油率一般为,5%10%,代表的车型是,PSA,的混合动力版,C3,和丰田的混合动力版,Vitz,轻型混,合动力：,采用了集成起动电机,(ISG),除了能够实现用电机控制发动机的起停外，还能够在电动汽车制动和下坡工况下，实现对部分能量进行回收；混合度一般在,20%,以下,，别克君越,eAssist,就是采用了轻型混合动力系统，使用并联式结构，为车辆提供了能量回收、车辆启停等功能中型混,合动力：,采用,ISG,系统与,轻型混,合动力系统不同，采用了高压电机，混合度可以达到,30%,在城市工况下节油率达到,20%30%,，技术成熟，应用广泛,例如本田的,IMA,混合动力系统就是采用并联式结构的中型混合动力系统重型混,合动力（也称全混合动力，强混合动力）：,采用了,272650V,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%,随着电机、电池技术的进步，,重型混,合动力系统逐渐成为混合动力技术的主要发展方向如丰田的,THS,混合动力系统就是混联式结构的重型混合动力系统插,电式混合动力,(Plug in Hybrid),：,可以利用电网，对动力电池充电，一般插电式混合动力轿车都有车载充电机，可以使用家用电源为电池充电,，比亚迪秦、唐都是具备插电功能的混合动力汽车。
雪佛兰,Voltec,串联式混合动力系统,Voltec,混合动力系统是通用汽车的,E-Flex,插座充电式混合动力驱动系统的最新版本，采用,1,台小型的发动机、,2,台电动机对车辆进行综合驱动的系统沃蓝达上采用的是容量为,16kWh,的,360V,锂电池组，电池组成,T,型布置，隐藏于后排座椅下及车身中部，纯电动最高行驶里程可达,80km,整个,Voltec,混合动力系统包括汽油发动机、综合动力分配系统、高容量锂电池以及电力控制单元系统构成,雪佛兰,Voltec,串联式混合动力系统,沃,蓝达的动力系统由,2,台电动机（最大功率分别为,111kW,和,55kW,）和,1,台发动机（最大功率为,63kW,）组成，发动机仅用于发电其中功率较大的电动机主要用于驱动车辆，而功率较小的电动机主要用于发电部件剖析,雪佛兰,Voltec,串联式混合动力系统,2,台电动机和,1,台发动机通过,1,个行星齿轮机构以及,3,个离合器组成了动力产生,/,回收,/,分配系统和丰,田,THS,系统一样，,Voltec,系统同样使用行星齿轮组巧妙地实现了动力的综合分配所不同的是，在,Voltec,系统中，太阳轮连接到电动机，行星架连接到减速机构直接输出动力到车轮，而齿圈则根据实际情况连接到动力分配系统的壳体（固定）或者连接到发电机和发动机。
部件剖析,雪佛兰,Voltec,串联式混合动力系统,要,了解系统的工作逻辑，首先要了解动力分配系统的结构从,Voltec,的动力分配系统的控制方式与,THS,系统有一定的区别，,Voltec,系统通过,3,个离合器来控制动力的分配我们把这三个离合器分别命名为,C1,、,C2,、,C3,C1,用于连接行星齿轮齿圈与动力分配机构壳体（固定）；,C2,用于连接发电机与行星齿轮齿圈；,C3,用于连接发动机与发电机系统结构简图可参看下图工作逻辑,雪佛兰,Voltec,串联式混合动力系统,Voltec,混合动力系统一共有,5,种工作模式，分别为：,EV,低速模式、,EV,高速模式、,EREV,混合低速模式、,EREV,混合高速模式以及能量回收模式工作逻辑,雪佛兰,Voltec,串联式混合动力系统,处,于,EV,低速模式时，,C1,吸合，,C2,、,C3,松开，发动机停转齿圈被固定，电动机推动太阳轮转动，行星架因太阳轮的转动而转动，把动力传输到减速齿轮并传递到车轮工作逻辑,雪佛兰,Voltec,串联式混合动力系统,处,于,EV,高速模式时，,C2,吸合，,C1,、,C3,松开，发动机停转发电机此时充当电动机工作，推动齿圈转动。
同时，功率较大的另一个电动机推动太阳轮转动齿圈和太阳轮同时转动，带动行星架转动，从而把动力传到车轮发电机充当电动机推动齿圈转动，降低了与太阳轮连接的另一电动机的转速，提高了其能源使用率工作逻辑,雪佛兰,Voltec,串联式混合动力系统,处,于,EREV,低速模式时，,C1,、,C3,吸合，,C2,松开，发动机运转此时，发动机推动发电机发电，并为电池充电；同时电池为电动机供电推动太阳轮转动，由于齿圈固定，行星架跟随太阳轮转动，从而把动力传到车轮工作逻辑,雪佛兰,Voltec,串联式混合动力系统,处,于,EREV,高速模式时，,C2,、,C3,吸合，,C1,松开，发动机运转此时，发动机与发电机转子连接后推动齿圈转动同时发电，电动机推动太阳轮转动齿圈和太阳轮同时转动，带动行星架转动，从而把动力传到车轮发动机推动齿圈转动，降低了与太阳轮连接的另一电动机的转速，提高了其能源使用率工作逻辑,雪佛兰,Voltec,串联式混合动力系统,处,于能量回收模式时，,C1,吸合，,C2,、,C3,松开，发动机停转车轮带动行星架转动，由于齿圈固定，太阳轮随着行星架转动此时，功率较大的电动机作为发电机对电池充电工作逻辑,本田,IMA,并联式混合动力系统,本,田,IMA,系统是非常典型的并联式混合动力系统，至今已发展到第六代并应用在本田最新的,CR-Z,、思域、飞度等车型上。
下面，我们就以,IMA,系统为例来说明一下并联式混合动力系统的结构,IMA,系统由,4,个主要部件构成，其中包括：发动机、电机、,CVT,变速箱以及,IPU,智能动力单元组成电动机取代了传统的飞轮用于保持曲轴的运转惯性整套系统的结构非常紧凑，和传统汽车相比仅是,IPU,模块占用了额外的空间系统构成,本田,IMA,并联式混合动力系统,IMA,系统的发动机通过搭载本田的,i-VTEC,（气门正时及升程可变技术）、,i-DSI,（双火花塞顺序点火技术）以及,VCM,（可变气缸技术）来实现降低油耗的目的国内的进口的本田,CR-Z,采用的是顶置单凸轮轴,1.5L,的,i-VTEC,发动机，最大功率,83kW,，最大扭矩,145Nm,，实测百公里油耗约,5.4L,IMA,系统中的发动机和传统车型中的发动机并没有太大区别，只是在调校上更偏向于节省燃料IMA,系统的电机安装在发动机与变速箱之间，由于电机较薄且结构紧凑，行内人俗称“薄片电机”国内销售的,CR-Z,上采用的薄片电机最大功率,10kW,，最大扭矩,78Nm,显然，这样的电机只能起到辅助的作用而由于,IMA,系统能够在特定情况下（如低速巡航）单独驱动汽车，而被划分到中型混合动力汽车行列。
IMA,系统的变速箱采用的是普通,CVT,变速箱在,国内销售的,CR-Z,上采用的变速箱是模拟,7,速,CVT,变速,箱，以获得平顺的换挡体验及较高的换挡效率部件解析,本田,IMA,并联式混合动力系统,IMA,系统的,IPU,智能动力单元是由,PCU,动力控制单元和电池组成其中,PCU,又包括,BCM,电池监控模块、,MCM,电机控制模块以及,MDM,电机驱动模块组成部件解析,本田,IMA,并联式混合动力系统,IMA,系统的工作逻辑包括起步加速、急加速、低速巡航、轻加速和高速巡航、减速以及停车工作逻辑,本田,IMA,并联式混合动力系统,起,步加速时，发动机以低速配气正时状态运转，同时电机提供辅助动力，以实现快速加速性能，同时达到节油的目的工作逻辑,本田,IMA,并联式混合动力系统,急,加速时，发动机以高速配气正时状态运转，此时电池给电机供电，电机与发动机共同驱动车辆，提高整车的加速性能工作逻辑,本田,IMA,并联式混合动力系统,低,速巡航时，发动机的四个气缸的进排气阀全部关闭，发动机停止工作，车辆以纯电动方式驱动车辆工作逻辑,本田,IMA,并联式混合动力系统,轻,加速和高速巡航时，发动机以低速配气正时状态运转，此时发动机工作效率较高，单独驱动车辆，电动机不工作。
工作逻辑,本田,IMA,并联式混合动力系统,减,速或制动时，发动机关闭，电机此时以发电机方式工作，将机械能最大限度地转化为电能，储存到电池包中车辆制动时，制动踏板传感器给,IPU,一个信号，计算机控制制动系统，使机械制动和电机能量回馈之间制动力协调，以得到最大程度的能量回馈工作逻辑,本田,IMA,并联式混合动力系统,车,辆停止时，发动机自动关闭，减少燃料损失和排放当制动踏板松开时，发动机自动启动工作逻辑,丰田,THS-II,混联式混合动力系统,丰,田,THS,系统是典型的混联式混合动力系统，至今已发展到,第四代,THS,是“,Toyota Hybrid System”,的缩写，最早被用于,97,年,10,月发布的第一代普锐斯（,Puris,）上下面我们就,以,THS-II,系统对混联式混合动力系统进行解释,THS-II,系统主要部件有汽油发动机、永磁交流同步电机、发电机、高性能金属氢化物电池盒以及功率控制单元,第,三代普锐斯和凯美瑞尊瑞采用的就是,THS-II,混合动力系统系统构成,丰田,THS-II,混联式混合动力系统,采,用,THS-II,系统的第三代普锐斯使用的发动机是,1.8L,的,5ZR-FXE,发动机，而,2012,款凯美瑞尊瑞采用的是,2.5L,的,4AR-FXE,发动机。
上面提到的这两款发动机均采用了能效相对较高的阿特金森循环部件解析,阿特金森循环：,阿特金森循环是一种,高压缩比，长膨胀行程,的内燃机工作循环阿特金森循环发动机通过推迟进气门关闭及推迟排气门打开使得燃烧产生的能量更充分地被利用，是一种能效比较高的发动机种类传统阿特金森循环发动机低速扭矩输出较弱，较长的做工行程不利于高速运转随着四冲程发动机配气机构控制技术的日益成熟（本田,VTEC,、丰田,VVT,、宝马,Valvetronic,），使得阿特金森循环发动机的性能有了极大的进步丰田,THS-II,混联式混合动力系统,THS-II,系统的关键也是最为复杂的部件就是由两台永磁同步电机及行星齿轮组成的动力分配系统THS-II,系统中带有两台电动机,MG1,和,MG2,MG1,主要用于发电，必要时可推动汽车MG2,主要用于推动汽车而,MG1,、,MG2,以及发动机输出轴被连接到一套行星齿轮。
