混合动力汽车耦合技术

湖南农机2007.09混合动力汽车动力耦合系统结构与发展分析赵福水1陶栋材1龙英2腾召金1(1.湖南农业大学工学院；2.湖南现代物流职业技术学院；湖南长沙410128)摘要：社会对环境和节能的重视有力地促进了混合动力电动车辆的发展。

混合动力汽车根据其动力系统的结构可分为串联式、并联式和混联式。

本文主要针对目前市场上常用混合动力汽车的动力机电耦合系统进行结构分析，最后展望了混合动力耦合系统的发展趋势。

关键词：混合动力汽车动力耦合系统发展趋势中图分类号：U46文献标识码：A文章编号：1007-8320(2007）09-0012-03Analysis on Structure and development of hybrid electric vehicle transmissionZhaoFuShui12,TaoDongCai1,LongYing2,TengZhaoJin1(1.Hunan agricultural University;2.Hunan college of modern logistics;Hunan,Changsha,410128,China)Abstract：The importance of environment and save energy considering more and more by the society promoting the develop-ment speed of hybrid electric vehicle rapidly.The hybrid electric vehicle could be divided in series,parallel and mix connected ac-cording to the power system structures.This article analyz the power system structures of hybrid electric vehicle,which is Com-monly used in present market and Forecast the development tendency of this power system.Key words：hybrid electric vehicle；power transmission system;development tendency.混合动力电动汽车（HEV）将内燃机、电动机与一定容量的蓄电池通过控制系统相组合，电动机可补充提供车辆起步、加速时所需转矩，又可以存储吸收内燃机富余功率和车辆制动能量，从而可大幅度降低油耗，减少污染物排放。

关于混合动力汽车动力耦合技术分析混合动力电动汽车是未来汽车技术发展的重要方向，而混合动力耦合技术是混合电动汽车发展的关键技术，通过当前混合动力耦合技术的功能进行分析，结合混合动力耦合技术的分类，讨论了齿轮式机械动力耦合系统、电磁式动力耦合技术、液压混合动力耦合系统三种混合动力汽车技术，为混合动力汽车耦合技术的研究提供借鉴。

标签：混合动力；耦合技术；驱动技术混合动力电动汽车是将电力驱动技术与燃油驱动技术相结合的车辆，它采用的機电耦合系统的动力耦合技术来实现二者之间的相互转换，耦合动力技术的形式不仅决定了混合动力汽车的工作方式，也决定了汽车功率分配的途径，并且对整个汽车的动力性能、经济性能，还会对汽车的排放性能产生影响。

1 混合动力汽车的耦合形式及功能混合动力汽车是燃油动力与电力动力的混合体，它的主要特点是车辆能够随车携带多个动力源，在具体的工作过程中，要求动力源能够根据汽车运行的情况和谐工作，相互补充。

根据混合动力汽车的运行方式，可以将其耦合系统分为纯电动动力驱动、燃油驱动、混合动力驱动三种模式。

因此，混合动力车辆的耦合系统具有如下功能：（1）汽车动力合成功能。

动力耦合系统的动力合成功能要求能够有效的合成输出多个动力源，以满足汽车的电力动能与燃油动能的要求，因为电力动力与燃油动力的特征不同，在动力合成的过程中，各个动力源不能相互干涉，并根据汽车的做功情况，采用不同的驱动技术来输出动力。

（2）动力分解功能。

混合动力汽车在汽车行驶的过程中，要能够自行的对蓄电池进行充电，在汽车行驶的过程中，需要对动力进行分解，一部分用于对发电机发电，给蓄电池充电，一部分用于驱动车辆行驶。

（3）制动能量回收功能。

为了提高混合动力汽车的能量使用效率，提升汽车整体的燃油经济性能，耦合系统要能够回收汽车制动时产生的动能，对汽车制动能量的可以采用发电回收与液压储能两种方式。

（4）提高汽车的燃油经济性能。

耦合系统能够控制发动机的负载和转速，使汽车能够保持均匀的动力，保证发动机在合理的区域工作，提高汽车的燃油性能。

混合动力汽车的耦合技术作者：吴俊锋来源：《信息技术时代·上旬刊》2019年第02期摘要：动力耦合系统是混合动力汽车的核心部分，通过动力耦合装置可以实现混合动力汽车不同工作模式之间的转换，动力耦合系统的性能会直接关系到混合动力汽车的整车性能状况。

本文从混合动力汽车的耦合技术的功能、动力耦合装置的分类以及动力耦合装置的发展趋势等方面对混合动力汽车耦合技术进行论述。

关键词：混合动力汽车;功能;动力耦合;发展趋势动力耦合装置是混合动力汽车上使得多个动力源输出与整车动力输出之间产生一定影响关系的机构，对于常见的油-电混合动力汽车就是指能够把发动机和电机动力耦合输出的装置。

根据动力耦合方式的不同可以将混合动力汽车分为串联式、并联式、混联式和牵引力合成式，其中串联式结构最为简单，并联式次之，混联和牵引力合成式最为复杂，同时也是混合动力汽车发展的主要方向。

1.功能虽然混合动力汽车的动力耦合方式存在很大的差别，但是它们的功能基本相同，归纳总结起来主要有以下几项。

动力耦合功能：实现多个动力源的转速、转矩和功率的合成，形成驱动车辆的动力。

各动力源的输出的动力不能相互干涉，每个动力源可以单独驱动车辆也可以几个动力源共同驱动，不能影响传动效率。

必要的时候还能够将一个动力源输出的动力进行分解。

行驶发电模式就是将发动机的动力分成两部分，一部分用来驱动车辆，另一部分用来驱动电机发电。

能量回馈功能：再生制动功能是混合动力汽车四种节能途径之一，它利用汽车在制动时的动能拖动电机发电。

这个过程需要保持驱动轮与电机的机械连接并且断开与发动机的连接，动力耦合装置应该在再生制动的时候实现这种连接。

模式切换功能：动力耦合装置应该结构紧凑，与动力传动系统的其他部件配合紧密，控制便捷可靠，能够方便地实现多种驱动模式并且保证模式之间的切换过程平顺且无冲击。

辅助功能：动力耦合装置应该能够满足混合动力汽车起步时的低速、大转矩的需求，避免传动汽车在起步离合器上消耗的能量损失;除此之外，该装置还能够利用电动机的反转特性或者改变发动机转矩方向实现倒车的功能，进而取消变速器的倒挡机构。

插电式混合动力机电耦合驱动系统研发方案一、实施背景随着中国政府对环保和能源转型的重视，新能源汽车成为了国家战略性新兴产业的重要组成部分。

在这样的大背景下，插电式混合动力汽车作为一种兼具燃油车和纯电动车特性的车型，得到了市场的广泛关注。

本研发方案旨在针对插电式混合动力汽车的机电耦合驱动系统进行深入研究和开发，提升车辆性能、降低油耗、增强驾驶体验，同时满足更为严格的环保要求。

二、工作原理插电式混合动力汽车（PHEV）的机电耦合驱动系统主要由内燃机、电动机、电池、耦合器等组成。

工作原理是利用内燃机和电动机的互补特性，根据行驶需求和工况条件，实现动力的高效分配和输出。

内燃机负责高速、高负荷工况下的动力输出，以充分利用其高效率和低油耗性能；而在低速、低负荷工况下，内燃机则处于停机状态，由电动机负责驱动车辆。

电池作为储能单元，负责在电动机驱动时提供电能，同时也作为内燃机高效运转的辅助能源。

耦合器则是实现机电耦合的关键部件，能够根据行驶需求和工况条件进行动力的合理分配。

三、实施计划步骤1.系统架构设计：进行全面的系统架构设计，包括硬件和软件的划分、关键模块的选型等。

2.零部件选型与设计：针对内燃机、电动机、电池、耦合器等关键零部件进行选型和设计，确保其性能和可靠性。

3.控制系统开发：开发一套完善的控制系统，以实现机电耦合驱动系统的智能化管理。

4.试验验证：在实验室和现场进行全面的试验验证，包括性能测试、耐久性测试、安全性测试等。

5.优化改进：根据试验结果进行系统的优化改进，提高性能和可靠性。

6.产品化与市场化：完成产品的定型和批量生产准备工作，进入市场推广阶段。

四、适用范围本研发方案适用于插电式混合动力汽车制造商、零部件供应商以及其他相关企业。

通过本方案的实施，能够提高插电式混合动力汽车的整车性能、降低油耗、增强驾驶体验，同时满足更为严格的环保要求。

五、创新要点1.先进的机电耦合技术：通过先进的机电耦合技术，实现内燃机和电动机的高效协同工作，提高整车性能。

混合动力汽车耦合器仿真研究摘要：本文对混合动力汽车行星齿轮机构的性能参数及特点进行分析，并分别对电机驱动车辆起步、发动机介入、电磁锁死控制单元工作等过程进行了分析,运用仿真软件对行星齿轮耦合器最大载荷情况进行了强度、刚度分析、模态分析验证其是否满足各方面设计要求。

关键词：混合动力汽车；行星齿轮；有限元分析（青岛黄海学院校级科研项目：混合动力汽车耦合器设计项目编号：2018JK15）行星齿轮机构具有结构紧凑简单、质量轻、承载能力强等优点，其在运行过程中可以改变动力传递路线，同时可以进行多种运动组合实现多种传动比，其运行工况稳定，并且抵抗冲击能力强，所以混合动力汽车通常使用行星齿轮作为其传动系统。

1.行星齿轮设计混合动力汽车采用的行星齿轮传动系统一般是一个两自由度单排差动行星齿轮机构，输入件为发动机，输出件分别与电动机/发电机相连，主要用于驱动车辆行驶。

发电机并不是动力源而是实现调速，进行能量分流。

混合动力汽车行星齿轮机构主要有五个部分组成，行星架、太阳轮、行星齿轮（一般由1-3个组成）、齿圈、还有一个固定杆。

五个部分组成回转轮系，包含六个运动副分别是四个转动副、两个移动副。

一般情况下输入件为太阳轮或是行星架，输出件是齿圈。

行星齿轮机构中全部齿轮均为标准直齿圆柱齿轮并且有两个自由度。

发动机、发电机、电动机/发电机三者与行星齿轮机构相连接的方式比较多，一般有六种情况，进过实验对比发现发动机与行星架相连接，电动机/发电机与内齿圈相连接，发电机与太阳轮相连接的连接方式具有传动效率高，速比分配合理，对发动机、电动机、蓄电池等使用性能要求低等优点，普遍应用于混合动力轿车中。

在此中连接方式中进行行星齿轮机构的设计，其中发动机与行星架通过离合器相连接，电动机/发电机与齿圈直接连接，发电机与太阳轮通过一对减速齿轮相连接，锁止功能通过制动器完成将发电机锁止。

2行星齿轮有限元分析行星齿轮机构在传递扭矩过程中，齿与齿通过面接触和线接触完成力矩传递，长时间运行齿面发生磨损甚至是折断，齿轮传动失效，导致耦合器失效。

混合动力汽车行星齿轮式耦合器设计下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。

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汽车同轴并联混合动力机电耦合系统关键技术及其产业化应用1. 引言说到汽车，现在可真是个大热话题。

我们都知道，环保是大势所趋，混合动力车也就应运而生了。

不过，今天我想聊聊一种更牛的技术——同轴并联混合动力机电耦合系统。

别看名字复杂，其实就像是一台车里“相爱相杀”的两位主角，电机和发动机。

它们一搭一档，让我们的汽车不仅跑得快，还省得多，简直就是个现代化的“节能小能手”！那么，这种技术到底是怎么运作的，又能给我们带来什么好处呢？2. 同轴并联混合动力系统概述2.1 工作原理先来揭开这个神秘面纱。

其实，同轴并联混合动力系统就是把电机和内燃机安置在同一个轴上，简而言之，它们就像一对相亲相爱的“搭档”。

在城市里，起步、加速时，电机负责蹭蹭地加速，既安静又环保；而在高速公路上，内燃机就会闪亮登场，给你那种“飞起来”的感觉。

两者各司其职，配合得那叫一个天衣无缝。

2.2 优势分析那么，这种“车里有电”的设计到底有什么好处呢？首先，燃油效率提升，那是相当明显。

因为电机在低速时就能干活，让发动机减轻负担，自然能省不少油。

这就好比你去菜市场买菜，骑电动车比开车省油省力。

而且，混合动力车在排放方面也是“清新自然”，比起传统汽车，少了不少废气，简直就是个“环保小达人”！3. 关键技术3.1 电机与发动机耦合技术那么，关键技术都有哪些呢？首先是电机和发动机的耦合技术。

这个就像是把两位性格迥异的朋友拉在一起，得让他们学会相互配合。

通过智能控制系统，二者能随时根据驾驶状态调整输出功率，就像一对默契的舞伴，完美地完成每一个动作。

这种灵活性，能让驾驶者享受到更平顺的驾驶体验。

3.2 能量管理系统再说说能量管理系统。

这个东西就像是车里的“调度员”，时刻监控电池的充电和放电。

想象一下，走在路上，突然觉得电池快没电了，这时，能量管理系统就像一位神奇的魔法师，帮你把发动机的多余能量转化为电能，保证你不会在半路上“抛锚”。

可以说，它是让整个系统高效运转的“幕后英雄”。