并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)有哪些特點(diǎn)?
并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(PHEIV)保留了與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車相同的發(fā)動(dòng)機(jī)及其傳動(dòng)系統(tǒng)，并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車主要由發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電／電動(dòng)機(jī)和動(dòng)力蓄電池組等部件組成。由動(dòng)力電池組一電動(dòng)機(jī)所提供的動(dòng)力在原車傳動(dòng)系統(tǒng)的某一處和發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械傳動(dòng)混合，或者發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的力完全分開用以驅(qū)動(dòng)不同的驅(qū)動(dòng)橋''并聯(lián)式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可以單獨(dú)使用發(fā)動(dòng)機(jī)或電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源，也可以同時(shí)使用電動(dòng)機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源來驅(qū)動(dòng)汽車。并聯(lián)式混合電動(dòng)汽車的結(jié)構(gòu)形呵以看成傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)汽車附加了一個(gè)電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)
并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)完成發(fā)動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械耦合，機(jī)械耦合可以是轉(zhuǎn)矩耦合、轉(zhuǎn)速耦合或轉(zhuǎn)矩耦合和轉(zhuǎn)速耦合的組合。所謂轉(zhuǎn)矩耦合是將發(fā)動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩一起相加，用于車輛驅(qū)動(dòng)，此時(shí)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的輸出轉(zhuǎn)矩是發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩和驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩的疊加，而發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速必須相同或成比例。轉(zhuǎn)矩耦合也表述為將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩分解為兩部分：分別用于驅(qū)動(dòng)車輛和蓄電池組充電。所謂轉(zhuǎn)速耦合是將發(fā)動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速疊加輸出，此時(shí)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的輸出轉(zhuǎn)速是發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)速和驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)速的疊加，而發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩必須相同或成比例。
(1)轉(zhuǎn)矩耦合的并聯(lián)式混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)
實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩耦合的裝置可以是相嚙合的齒輪（如變速器）、皮帶傳動(dòng)、傳動(dòng)軸等機(jī)械傳動(dòng)裝置。轉(zhuǎn)矩耦合的并聯(lián)式混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)存在著多種結(jié)構(gòu)形式，這里按照發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力輸出軸與電動(dòng)機(jī)輸出軸的關(guān)系將轉(zhuǎn)矩耦合驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)分為兩軸形式、單軸形式和分離軸形式。
①兩軸形式 一種兩軸式的轉(zhuǎn)矩耦合驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力經(jīng)過傳動(dòng)裝置（一般為變速器）傳至轉(zhuǎn)矩耦合器，電動(dòng)機(jī)動(dòng)力經(jīng)過另一傳動(dòng)裝置傳至轉(zhuǎn)矩耦合器，經(jīng)過轉(zhuǎn)矩耦合器輸出轉(zhuǎn)矩疊加傳至車輛驅(qū)動(dòng)橋或驅(qū)動(dòng)輪。
②單軸形式 單軸形式的轉(zhuǎn)矩耦合并聯(lián)式混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)如圖7—7所示，構(gòu)造簡單且緊湊，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子起著轉(zhuǎn)矩耦合裝置的作用。圖中，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子軸成為發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力傳統(tǒng)裝置的一部分，發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力經(jīng)過傳動(dòng)裝置傳至車輛驅(qū)動(dòng)橋或驅(qū)動(dòng)輪；電動(dòng)機(jī)也通過動(dòng)力經(jīng)過傳動(dòng)裝置傳至車輛驅(qū)動(dòng)橋或驅(qū)動(dòng)輪；發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)同時(shí)工作是轉(zhuǎn)矩在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子軸上直接疊加，再經(jīng)過傳動(dòng)裝置傳至車輛驅(qū)動(dòng)橋或驅(qū)動(dòng)輪。這種布置形式傳動(dòng)裝置可以布置在電動(dòng)機(jī)的后端，電動(dòng)機(jī)通過離合器與發(fā)動(dòng)機(jī)相連；電動(dòng)機(jī)也可以布置在傳動(dòng)裝置之后。
③分離軸形式 分離軸形式的轉(zhuǎn)矩耦合并聯(lián)式混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)如圖7-8所示，在這種形式中發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩通過傳動(dòng)系統(tǒng)傳至一組驅(qū)動(dòng)輪，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩通過傳動(dòng)裝置傳至另一組驅(qū)動(dòng)輪，來自發(fā)動(dòng)機(jī)、電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩通過車輛底盤和行車道路相疊加，在混合驅(qū)動(dòng)模式時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)共同組成四輪驅(qū)動(dòng)型式。
分離軸形式特別的一點(diǎn)是，當(dāng)車輛處于停止?fàn)顟B(tài)時(shí)，動(dòng)力蓄電池組不可能由發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力變換充電。
(2)轉(zhuǎn)速耦合的并聯(lián)式混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)
兩種典型的轉(zhuǎn)速耦合器件常見的是行星齒輪機(jī)構(gòu)和具有浮動(dòng)定子的電動(dòng)機(jī)。
①裝有行星齒輪機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速耦合并聯(lián)式混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 圖7-9是一種裝有行星齒輪機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速耦合并聯(lián)式混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，行星齒輪機(jī)構(gòu)由太陽輪、行星架、齒圈組成，發(fā)動(dòng)機(jī)通過離合器和傳動(dòng)裝置（變速器）傳遞動(dòng)力至行星齒輪機(jī)構(gòu)中的太陽輪，制動(dòng)器2用于制動(dòng)太陽輪，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)通過一對齒輪將動(dòng)力傳至齒圈，制動(dòng)器2用于制動(dòng)齒圈；行星架輸出動(dòng)力，與車輛驅(qū)動(dòng)橋相連。這種轉(zhuǎn)速耦合的并聯(lián)式混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)各種運(yùn)行模式的工作情況如下。
a．發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)車輛：制動(dòng)器1不工作、制動(dòng)器2工作，行星齒輪機(jī)構(gòu)中齒圈固定，發(fā)動(dòng)杌驅(qū)動(dòng)動(dòng)力傳至太陽輪，行星架輸出動(dòng)力。
b．驅(qū)動(dòng)電機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)車輛：制動(dòng)器1工作、制動(dòng)器2不工作，行星齒輪機(jī)構(gòu)中太陽輪固定，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)動(dòng)力傳至齒圈，行星架輸出動(dòng)力。
c．發(fā)動(dòng)機(jī)一驅(qū)動(dòng)電機(jī)混合驅(qū)動(dòng)：制動(dòng)器1不工作、制動(dòng)器2不工作，發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)動(dòng)力傳至太陽輪，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)動(dòng)力傳至齒圈，行星齒輪機(jī)構(gòu)中的行星架輸出動(dòng)力；輸入轉(zhuǎn)速為行星架轉(zhuǎn)速，是發(fā)動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速的疊加。
d．再生制動(dòng)：制動(dòng)器1工作（發(fā)動(dòng)機(jī)后傳動(dòng)系統(tǒng)分離離合器或變速器空擋）、制動(dòng)器2不工作，驅(qū)動(dòng)輪經(jīng)行星齒輪機(jī)構(gòu)中的行星架輸入動(dòng)力，傳至電動(dòng)機(jī)（運(yùn)行在發(fā)電機(jī)狀態(tài)），車輛行駛的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能向動(dòng)力電池充電。
e．發(fā)動(dòng)機(jī)充電：其工作情況同驅(qū)動(dòng)電機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)車輛的情況，混合動(dòng)力控制器或驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器控制電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)在發(fā)電機(jī)狀態(tài)，發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)動(dòng)力部分由發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)化為電能，向動(dòng)力電池組充電。
②裝有浮動(dòng)轉(zhuǎn)子電機(jī)的轉(zhuǎn)速耦合并聯(lián)式混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 裝有浮動(dòng)轉(zhuǎn)子電機(jī)的轉(zhuǎn)速耦合并聯(lián)式混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，這種形式中的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子位于發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)輸出軸上，電動(dòng)機(jī)定子或用制動(dòng)器1連接車架（或承載式車身）或離合器鎖定在轉(zhuǎn)子軸（輸出軸）上。
(3)轉(zhuǎn)矩耦合一轉(zhuǎn)速耦合組合形式的并聯(lián)式混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)這種混合驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)行駛可以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩耦合或轉(zhuǎn)速耦合，即控制系統(tǒng)可以在轉(zhuǎn)矩耦合、轉(zhuǎn)速耦合中進(jìn)行選取其一，這為動(dòng)力裝置的運(yùn)行方式和運(yùn)行區(qū)域優(yōu)化提供了更多可能。例如，在低速時(shí)，選取轉(zhuǎn)矩耦合形式，適應(yīng)高加速性能和爬坡能力的需求；在高速時(shí)，選取轉(zhuǎn)速耦合形式，有利于保持發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速處于最佳運(yùn)行區(qū)。轉(zhuǎn)矩耦合一轉(zhuǎn)速耦合組合形式的并聯(lián)式混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，可以將這種驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)看成是轉(zhuǎn)矩耦合形式的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和轉(zhuǎn)速耦合形式的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的組合。制動(dòng)器1、制動(dòng)器2與圖7_g中的制動(dòng)器1、制動(dòng)器2作用一致，離合器1為發(fā)動(dòng)機(jī)傳統(tǒng)系統(tǒng)主離合器，離合器2、3用于對轉(zhuǎn)矩耦合、轉(zhuǎn)速耦合形式進(jìn)行選取。當(dāng)離合器3工作、離合器2不工作、電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)工作在轉(zhuǎn)矩耦合形式時(shí)，行星齒輪傳統(tǒng)機(jī)構(gòu)不參作；當(dāng)離合器3不工作、離合器2工作、電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)工作在轉(zhuǎn)矩耦合形式時(shí)，行星齒輪傳統(tǒng)機(jī)構(gòu)參與工作。
并聯(lián)式混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)形式繁多，各種驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的形式及其耦合方式不同時(shí)，其特點(diǎn)亦有所差異。 |
