DCT混合动力汽车构型分析

一．研究背景和发展进程石油资源短缺与环境恶化问题成为传统汽车的发展瓶颈，为了解决这种问题，近年来将节能技术应用在汽车上成为研究的热点。

除了对发动机本身进行节能的研究外，各汽车企业也开始致力于对新能源汽车的开发。

于是，各样的新能源汽车应运而生，特别是混合动力汽车（Hybrid Electric Vehicle，HEV）出现。

HEV 是指拥有两种不同动力源的汽车，汽车在不同行驶工况下使这两种动力源分别单独驱动或者联合驱动整车。

两种动力源的组合主要是，电能和燃油或者天然气和燃油的组合。

作为由传统车向纯电动过渡的中间车型，油电混合动力汽车利用电能的低成本和无污染的优势来减少燃油消耗和尾气排放，从而实现节油和环保的目的。

并且这种车型还可以制动能量回收，将车辆减速或制动时的机械能转变为电能存储在电池中。

90 年代以来，混合动力汽车（HEV）的开发在许多发达国家（美、欧、日等）中受到高度重视，并取得了重大的进展。

1997 年丰田公司推出Prius 并在市场上热销，目前Prius 也成为比较成功且已经产业化的混合动力汽车。

Prius 采用的是行星齿轮机构结合双电机所构成的动力总成系统。

这种混合动力系统也称为功率分流式混合动力系统。

Prius 这套动力总成系统构型特点决定了发动机工作点控制自由整车控制技术[6]，使Prius 燃油量最大节省50%，达到超低排放水平。

第三代Prius 的混合动力系统是由双行星排加两个电机所构成的，这种构型通过后排的减速增扭使汽车动力性能得到大幅度提升。

通用公司的双模技术也是比较成功的功率分流式混合动力系统，相比于丰田公司的单模系统，双模系统可以匹配较小的电机并在系统效率上具有优势。

这两种系列的功率分流式混合动力系统各有千秋，并将功率分流式HEV 的技术研究推向世界前沿。

依据动力源的能量耦合方式，可将混合动力汽车分为三类：串联混合汽车、并联混合动力汽车和混联混合动力汽车。

串联混合动力汽车串联式混合动力汽车的结构图如图1.1 所示。

题目: 浅析混合动力汽车系统的结构与原理学院: 工学院**: ***专业: 汽车服务工程学号：*************: ***提交日期: 2013年5月24日原创性声明本人郑重声明：本人所呈交的论文是在指导教师的指导下独立进行研究所取得的成果。

学位论文中凡是引用他人已经发表或未经发表的成果、数据、观点等均已明确注明出处。

除文中已经注明引用的内容外，不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。

本声明的法律责任由本人承担。

论文作者签名：郭永强2013年5月24日论文指导教师签名：逯玉林摘要全球能源及环境问题日益突出，一方面传统的燃油发动机车辆所排放的废气对空气造成严重污染；另一方面石油资源作为不可再生能源日益紧缺。

地球上的石油资源总有一天会枯竭，若没有新能源或代替能源，到那时汽车将寸步难行，为此替代燃油发动机汽车已经成为现代汽车研发方向的重点，例如氢能源汽车、燃料电池汽车等。

但以目前的条件和实用性来看，适应社会发展需求的只有混合动力汽车（Hybrid Electric Vehicle,简称HEV）。

混合动力汽车（也称复合动力汽车，Hybrid Power Automobile）是指车上装有两个以上动力源：蓄电池、燃料电池、太阳能电池、内燃机的发电机组。

当前复合动力汽车一般是指内燃机车发电机，再加上蓄电池的汽车。

混合动力汽车的诞生给人类带来了很多好处，不仅减少了石油消耗，而且环境问题也得以改善，由于混合动力汽车在节能和降低排放污染方面的明显优势，因而受到很大的重视，研制开发和产业化的进程相当快。

本文重点阐述了混合动力汽车的结构性能特点、工作原理，并分析介绍了混合动力汽车的控制策略、其优缺点、技术难题。

关键词：混合动力汽车，结构，原理，控制策略ABSTRACTThe global energy and environmental issues have become increasingly prominent, waste gas emitted from a traditional fuel engine vehicle of the serious pollution of the air; on the other hand, oil as a non-renewable energy shortage. The oil resources on earth will be exhausted one day, if there is no new energy and alternative energy, then the car will can't do anything, this alternative fuel engine automobile has become the focus of modern automobile development direction, such as hydrogen energy, fuel cell vehicles. But in the present conditions and practical, to meet the needs of social development only hybrid electric vehicle (Hybrid Electric Vehicle, referred to as HEV). Hybrid electric vehicle (also known as hybrid car, Hybrid Power Automobile) refers to the vehicles equipped with more than two sources of power: power unit battery, fuel cell, solar battery, internal combustion engine. The composite power automobile generally refers to diesel generator, plus battery cars. The birth of hybrid cars have brought many benefits to human beings, not only to reduce the oil consumption, and environmental issues will also be improved, because hybrid vehicles to reduce pollution emissions has obvious advantage in energy saving and, thus greatly attention, research and development and industrialization process quite quickly. This paper describes the working principle, structure and performance characteristics of the hybrid electric vehicle, and analyses the control strategy of hybrid electric vehicle, the advantages and disadvantages, technical problemsKeywords: H ybrid electric vehicle, structure, principle, control strategy目录1 绪论 (1)2 混合动力汽车的简介与分类 (2)2.1 混合动力汽车的简介 (2)2.2 混合动力汽车系统的分类 (2)3 混合动力汽车的结构与原理 (7)3.1 混合动力汽车的节能机理 (7)3.2 串联式混合动力汽车（SHEV） (7)3.3 并联式混合动力汽车（PHEV） (8)3.4 混联式混合动力汽车（PSHE） (10)4 混合动力汽车的策略 (11)4.1 混合动力系统的控制策略 (11)4.2 混合动力能量管理策略 (11)5 混合动力汽车优缺点分析及技术难点 (13)5.1 串联式混合动力汽车的优却点分析 (13)5.2 并联式混合动力汽车的优缺点分析 (13)5.3 混联式混合动力汽车的优缺点分析 (13)5.4 混合动力汽车的关键技术 (14)结语 (16)参考文献 (17)1 绪论随着全球能源短缺，环境问题的日益突显，开发利用新能源无疑是长久发展的出路之一。

融合最新科技的DDCT 菲亚特动力先锋1940年，当德国著名的Darmstadt技术大学教授Rudolph Franke申请了双离合器变速器(DCT)的专利之后，没有谁会想到，这种可以满足消费者对驾驶运动感和车辆节油双重要求的变速器直到70年后的今天也没有真正地在世界范围内被广泛应用。

其实这种变速器不仅在轿车上装配过，还在卡车上试验过，只是由于种种原因，最终没有被投入批量生产。

1985年，奥迪曾率先打破僵局，将双离合器技术应用于赛车场上，并被命名为“AudiSportquattro S1赛车配合双离合器技术”。

双离合器技术的采用，不仅使得奥迪赛车驰骋于当时的各大越野赛场，而且还使得奥迪汽车获得了多项赛事的胜利。

2003年在采用了博格华纳公司生产的模块之后，具有现代意义的首款双离合器自动变速器投放市场。

由于双离合器自动变速器具有卓越的效率和舒适性，其效率比传统的自动变速器提高15%，其舒适性又在各种自动变速器技术中最好。

因此，作为传统自动变速箱的换代产品, DCT一经问世，就取得了巨大的市场成功。

随后，DCT在欧洲市场得以迅速普及。

其中大众的DSG变速器被广泛地应用在了民用车上；法拉利的无缝连接DCT变速器也已应用在了法拉利的高性能跑车和F1赛车上；据悉，宝马也将在自己的高性能轿车上使用最新研发的7前速DKG变速器。

“冰火两重天”。

与国外的发展壮大不同,国内却由于自动变速箱结构复杂一直未能实现自主研发的有效突破，自动变速器完全依赖进口，金额高达上百亿元。

这不仅影响着国内汽车企业（包括合资品牌与自主品牌）的生产成本，也制约着部分自动挡车型的产能。

如何解决自动变速的资源问题显然已经成为关系到我国自主品牌汽车前途命运的大事。

“事实上，关于国内主要应该发展哪种自动变速器，行业内一都存在争议，AT（自动变速箱）、CVT（无级变速箱）、DCT、AMT（手自一体变速箱）都有企业在研发。

但由于DCT 变速器具有换档时间短，动力无损失等诸多优点，因此在各种自动变速箱中，CVT和DCT最能迎合国内汽车企业的需求，它们比传统的液压式自动变速箱的投入成本少，而且研发周期短。

混合动力汽车是一种结合了传统内燃机和电动机的动力系统的汽车。

它的出现标志着汽车行业的技术革新和环保意识的提升。

混合动力汽车结构复杂、原理先进，其发展前景也备受瞩目。

1. 结构混合动力汽车的结构包括内燃机、电动机、变速器、电池和控制系统等几个关键部件。

内燃机主要负责在高速行驶或急加速时提供动力，而电动机则主要负责低速行驶和起步阶段的动力输出。

这两种动力系统可以实现相互补充，提高汽车的燃油经济性和环保性能。

2. 原理混合动力汽车的原理可以简单概括为“高效能源转化、智能能量管理、动力分配和再生制动”等几个方面。

通过内燃机和电动机的合理运用，能够实现能量的有效利用和再生，减少能源的浪费。

智能能量管理系统可以根据车辆的运行状态和驾驶方式，实现能源的智能分配和管理，最大限度地提高燃油利用率。

3. 发展前景混合动力汽车由于具有节能、环保和高效的特点，因此在未来的发展前景备受期待。

随着技术的不断进步和成本的逐渐下降，混合动力汽车将逐渐走向成熟和普及。

未来可能会出现更加先进和智能化的混合动力汽车，大大改善城市交通拥堵和环境污染问题。

个人观点和理解我对混合动力汽车持乐观态度，认为它能够成为未来汽车发展的主流趋势。

我也希望在文章中更深入地探讨混合动力汽车的技术原理和未来发展趋势，以便更好地理解这一主题。

在制作文章的过程中，我将尽量深入浅出地解释混合动力汽车的结构、原理，同时展望其未来的发展前景。

希望这篇文章能够帮助你更好地理解混合动力汽车并形成自己独特的见解。

以上是初稿，如需修改或补充，请随时告诉我。

混合动力汽车的出现标志着汽车行业的技术革新和环保意识的提升，而其结构复杂、原理先进和发展前景备受瞩目的特点也让人们对它充满了期待。

混合动力汽车的结构包括内燃机、电动机、变速器、电池和控制系统等关键部件。

这些部件相互配合，使得混合动力汽车能够充分发挥两种动力系统的优势，提高汽车的燃油经济性和环保性能。

内燃机主要负责在高速行驶或急加速时提供动力，而电动机则主要负责低速行驶和起步阶段的动力输出。

混联式混合动力汽车结构原理1、混联式混合动力汽车结构混联式驱动系统是串联式与并联式的综合系统，其系统结构如下图所示：▲混联式混合动力汽车系统机构它主要由发动机、发电机、电动机、行星齿轮机构和蓄电池组等部件组成。

发动机发出的功率一部分通过机械传动装置输送给驱动桥，另一部分则驱动发电机发电。

发电机输出的电能输送给电动机或蓄电池，电动机产生的驱动力矩通过动力复合装置传送给驱动桥。

2、混联式混合动力汽车结构原理混联式驱动系统的控制策略：汽车低速行驶时，驱动系统主要以串联方式工作，汽车高速稳定行驶时，驱动系统主要以并联方式工作。

它的综合性能优于串联式（电耦合）和并联式（单一转矩或转速耦合）混合动力驱动系统。

就转矩和转速的约束条件而言，在这一驱动系统中，转矩和转速耦合从驱动轮处解脱了发动机，使瞬时的发动机转矩和转速不受车辆负载转矩和车速制约。

因此，发动机能以类似于串联式（电耦合）混合动力驱动系统的方式，运行在高效率区。

此外，部分发动机功率直接传递到驱动轮，未经多形式转换，这与并联式（转矩或转速耦合）混合动力驱动系统相似。

目前，混联式混合动力结构一般采用行星齿轮机构作为动力分配装置。

有一种最佳的混联式结构是将发动机、发电机和电动机通过一个行星齿轮装置连接起来，动力从发动机输出到与其相连的行星架，行星架将一部分转矩传送到发电机，另一部分传送到传动轴，同时，发电机也可通过向电动机供电来驱动传动轴。

这种机构有两个自由度，可自由地控制两个不同的速度。

此时车辆并不是串联式或并联式，而是两种驱动形式同时存在，充分利用两种驱动形式的优点，其动力流程如下图所示。

▲混联式混合动力汽车动力流程图混联式驱动系统充分发挥了串联式和并联式驱动系统的优点，能使发动机、发电机、电动机等部件进行更多的优化匹配，从而在结构上保证了在更复杂的工况下使系统在最优状态下工作，因此更容易实现排放和油耗的控制目标，是最具影响力的混合动力驱动系统。

与并联式相比，混联式的动力复合形式更复杂，因此对动力复合装置的要求更高。

双离合器自动变速器DCT技术解读摘要应用双离合器自动变速器DCT技术研究了汽车行驶过程中档位变换时动力中断与换挡冲击的问题发现在没有液力变矩器也没有行星齿轮组的双离合器自动变速器换挡时，一台离合器将使用中的齿轮分离，同时另一台离合器啮合已被预选，其动力传递通过两个离合器联结两根输入轴，相邻各档的被动齿轮交错与两输入轴齿轮啮合，在整个换挡期间能确保最少有一组齿轮在输出动力，从而不会出现动力中断的状况。

配合两离合器的控制，能够实现在不切断动力的情况下转换传动比，结果表明DCT技术能够缩短换档时间，有效提高换档品质，车辆在加速过程中不会有动力中断的感觉，使车辆的加速更加强劲、圆滑，从而减少换挡冲击的感觉。

关键字双离合器变速器动力中断 DCT引言汽车变速系统技术整体上是由手动换档向自动换档发展，尤其是现阶段高速发展的计算机技术应用于换档变速系统，使汽立自动变速技术得到了快速的发展。

近年来，汽车自动变速器主要有三种型式：电控机械自动变速器（AMT）、无级自动变速器（CVT）和液力机械自动变速器（AT）。

在电控机械式自动变速器领域，近年来又出现了一种新的变速传动方式，即双离合器式自动变速传动（Dual Clutch Transmission）由于它既继承了ATM和手动变速器的结构简单、安装空间紧凑、重量轻、传动效率高、制造成本低等许多优点，又融合AT不间断动力、迅速平稳换挡的良好特点，很快便成了业界研究开发的新热点[1]。

DCT将会在一定程度上改变现有的变速器市场格局。

双离合器变速器（DCT）的概念到目前已经有六七十年的历史。

早在1939年德国的Kegresse.A第一个申请了双离合器变速器的专利，提出了将手动变速器分为两部分的设计概念，一部分传递奇数档，另一部分传递偶数档，且其动力传递通过两个离合器联结两根输入轴，相邻各档的被动齿轮交错与两输入轴齿轮啮合，配合两离合器的控制，能够实现在不切断动力的情况下转换传动比，从而缩短换档时间，有效提高换档品质，该变速器曾经在载货车上进行过试验，限于当时的控制技术，这种变速器并没有投入批量生产。

混合动力系统解析在我们的日常生活当中，混合动力汽车已经算不上什么稀罕物了，它比常规能源汽车更节油，同时又比纯电动汽车更“靠谱”，已经有越来越多的人在购车时开始考虑它们，但大多对其中的原理和特性知之甚少。

下面我就结合一些车型带您了解一下混合动力系统，希望对您日后购买此类车型提供一些帮助。

另外，根据混合动力系统中电机的输出功率在整个系统输出功率中占的比重，也就是常说的混合度的不同，混合动力系统还可以分为微混合动力系统、轻混合动力系统、中混合动力系统、完全混合动力系统四类。

下面我将通过你我认识的混动系统、容易被忽视的混动系统、混动大家庭的新生力量、混动系统的意外收获这四部分来为您介绍不同的混动系统。

你我认识的混动系统：之所以是你我认识的混动系统，是因为搭载它的车型以其市场保有量或者通过大力的宣传，使人很容易在马路上或媒体上认出它们来，而且很有代表性。

针对这类车型，我们再结合混动系统的分类为您分析一下它们其中的原理。

关键词：串联式混合动系统代表车型：沃蓝达串联式混合动力系统总成由发动机、发电机和驱动电机三大主要部件组成。

发动机与发电机组合成辅助电力单元在需要时进行发电。

辅助动力单元和蓄电池将电能供给发动机，电动机驱动汽车行驶。

辅助动力单元发出的电能可向电池充电，以延长混合动力电动汽车的行驶里程。

另外，蓄电池还可以单独想电动机提供电能来驱动电动汽车，使混合动力汽车在零污染状态下行驶。

串联式混合动力汽车适用于在城市中低速运行及频繁启停的行驶工况。

由于串联式混合动力汽车不是通过发动机直接驱动汽车行驶，发动机与汽车驱动轮无钢性连接，而是电连接，因此可以保证发动机保持在其最佳效率区域内稳定运行，从而获得最低的燃油消耗和最佳的排放。

这一特点的优越性主要表现在低速、急加速运行工况中。

而在汽车高速行驶时，点传动效率相对较低。

雪佛兰沃蓝达虽然在国内马路上鲜有露面，可这一点也不影响其在世界范围内知名度。

该车采用了增程式混合动力系统，这也属于串联式混合动力系统，即发动机仅仅用于发电工作，并不会直接将输出动力转化为动力势能，或者称之为发电机更为贴切，而输出的电能则会通过电动机所产生的电磁力矩来驱动车辆(或者可以直接理解为转化为了动力势能)。

书山有路勤为径；学海无涯苦作舟
吉利P2.5混动变速箱7DCTH390解析
在能源与环保压力下，排放、油耗趋严，汽车行业面临着巨大的挑战，尤其是在双积分政策的推动下，中国汽车行业正在发生重大转变，新能源车成为中国汽车发展的重要方向，但由于电池成本、能量密度等问题没有彻底得到解决，消费者使用纯电动汽车成本偏高，此时混合动力
（HEV/PHEV）成为厂商当前阶段重要的过渡方案。

中国自主品牌混合动力厂商以比亚迪为代表，推出唐、秦等大家耳熟能
详的重磅车型，其采用的关键技术就是6HDT35、6HDT45混合动力双离合
变速器，比亚迪采用的HDT变速箱是通过将电机布置在变速箱的输出轴，我们称之为P3构型。

随着各家厂商混动技术百花齐放，出现了同样是将电机集成在双离合变
速器内的混动变速箱-吉利7DCTH390，其是将电机集成在变速箱的输入轴上，我们称之为P2.5构型，吉利的7DCTH390算是国内首个P2.5构型，
它是吉利与沃尔沃、FEV联合开发的成果。

吉利7DCTH390是以7DCT330为基础，将电机集成在7DCT330偶数输入
轴上，此种方案和P3构型一样，相对于多数厂商使用的P2方案的优点就是动力总成轴向尺寸不增加，与整车匹配的灵活度很高。

另外，采用P2.5构型，双离合变速箱前端湿式离合器模块可以实现共
用，并且同时实现大扭矩输出，而一般的P2方案则会受制于湿式离合器
承载扭矩的限制，在沿用现有湿式离合器的前提下，无法实现更大扭矩输出，或者要实现更大扭矩输出则要重新开发湿式离合器模块。

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新能源汽车混合动力技术路线P0P4构型解析
对混合动力比较关注的读者，应该在阅读一些文章的时候接触过所谓的“Px混动”的说法，这是什幺意思呢？其实这指的是电机的位置，用来区分各种有变速箱的并联与串并联（混联）混动构型。

P是position的意思。

对于单电机的混合动力系统，根据电机相对于传统动力系统的位置，可以把单电机混动方案分为五大类，分别以
P0,P1,P2,P3,P4命名。

一、P0是电机放在传统启动机的位置
1、定义
传统汽车发电机与发动机曲轴通过皮带柔性连接。

当发动机运转时，会
有少量的能量传递到这里带动逆变器发电。

P0就位于发动机前端附件驱动系统（FEAD：Front End Accessory Drive）上，也就是普通汽车上逆变器的位置。

P0混动就是把这个逆变器换成了一个比较大的电机。

位于发动机前部的该辅助系统包括电动机、电动涡轮、一体式发电机/
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