混合动力汽车用行星齿轮结构参数优化及应用
- 格式:pdf
- 大小:334.53 KB
- 文档页数:5
专家系统的混合动力汽车控制系统设计摘要:对混合动力汽车的专家控制系统及其实现方法进行了探讨,设计了控制系统的结构,主要包含数据采集和行驶状态反馈系统、专家控制系统和执行系统,构建了专家控制系统中的知识库、综合数据库、控制规则及推理机,阐述了实现方法和工作过程。
关键词:专家控制系统;混合动力汽车;产生式规则;多模式转换面对环境污染和能源日益短缺的双重压力,新能源汽车成为国内外研究的热点。
油电混合动力汽车驱动系统由传统内燃机和电动机构成,不仅具备内燃机车的特征,同时还具备电动车的优点。
系统结构形式分为串联式、并联式和混联式,驱动方式包括纯发动机驱动、纯电动驱动、混合动力驱动和再生制动。
车辆行驶时,通过驾驶员的意图和汽车实际运行状态决定采用何种驱动方式,这就需要驱动系统之间的切换和相互协作。
因此,控制策略、驱动系统和动力耦合传动系统的良好匹配直接影响混合动力汽车的动力性、能源消耗性、环境污染性等使用性能。
现有技术的混合动力控制系统在结构和控制方法上还存在一些不足,例如:无法满足不同路面环境下汽车的自动控制,特别是在快速、平稳地起动、切换以及乘员舒适性等方面还需要进一步改进。
基于专家系统的混合动力汽车控制系统设计的目的在于优化车载能源和控制策略以及工作模式,合理进行动力分配,使得发动机与电动机的配合处于最佳工作区域,降低油耗与污染排放以及提高乘员的舒适性。
1控制系统结构设计结合专家控制系统,设计的混合动力汽车控制系统如图1所示,由数据采集系统、动力系统、动力耦合传动系统、专家控制系统和控制执行系统构成。
数据采集系统包含加速踏板、挡位、制动、车速传感器、动力电池状态监控传感器,用于实时获取驾驶人员的操作和汽车行驶的动态信息,并对信息进行特征识别和处理,该系统与动力系统和专家控制系统连接。
动力系统包含动力电池、发动机,第一电机和第二电机以及电机驱动电路,用于产生汽车驱动行驶以及制动所需要的动力,动力系统与专家控制系统以及耦合传动系统连接。
国内外12款专用混合动力变速箱结构原理介绍和优缺点分析01大陆公司成本优化DHT大陆公司做了一个简单专用混合动力变速器的结构、功能和成本分析,给定发动机和电动机不同的挡位数,对比功能和成本,选出大陆公司的优先方案。
下图是相应的结构,前面数字表示发动机(ICE)和电动机(ED)的挡位数,电动机数字0表示电动机与汽车驱动轴以一个传动比固定相连,1表示电动机有一个传动比,但可以挂空挡。
大陆公司DHT几种结构分析大陆最后选出自己的优化方案是发动机4挡,电动机固定挡(4(ICE)+0(ED)),另外要配置一个高压的启动发电动机(HV-SG)。
02舍弗勒P2-DHCVT专用混合动力无级变速器舍弗勒的P2-PHEV-DHCVT,可以实现纯电、P2混合动力及纯发动机驱动,后退挡靠电动机实现,在无级变速单元(Variator)之后有个犬齿式离合器实现驻车充电功能。
下图显示了舍弗勒的P2-PHEV-DHCVT的原理和设计。
、图19 弗勒的P2-PHEV-DHCVT的原理和设计(来源:CTI2016 Luk)通过变速器一些设计变化,增加一套双离合器,可以进一步实现P2/P3的混合电力驱动,以提高电驱动里程和混合动力驾驶性能。
下图显示了舍弗勒的P2/3-PHEV-DHCVT的原理和设计。
舍弗勒的P2/3-PHEV-DHCVT的原理和设计03AVL公司八模式混合动力系统8mode-DHTAVL的第二代DHT,即Future Hybrid 8-Mode 未来八模式混合动力系统,基于传统自动变速器AT集成电动机而成,它采用了两个离合器和两个制动器、一个Ravigneaux(拉威挪式)行星齿轮结构。
下图显示其原理结构特点。
AVL的八模式混合动力DHT其可以有八种运行模式,即5挡混合电力驱动模式,两挡纯电驱动模式,以及eCVT(电动无级传动)模式,驻车充电模式。
混合动力以及纯电驱动模式可以很好的利用发动机和电动机的动力源,根据不同的汽车工况优化其工作点,实现油耗和驾驶性能的改善。
Prius混合动力系统分析Prius简介1997年12月第一代Prius在日本上市;2000年小改款后面向北美和欧洲销售;2003年9月推出了第2代车型。
该车所采用的发动机专门为混合动力系统设计,并采用电动助力转向等技术以尽量降低能耗。
表1给出了两代Prius的主要参数。
与第1代相比,第2代Prius增加了电动空调、一键式起动等功能。
本文的主要研究对象为2001款Prius,但未考虑空调工作状态对控制策略的影响,也未考虑电机和电池的工作效率。
Prius混合动力系统结构Prius采用混联式的机械结构,包括2个电机,即MG1(用于调速)和MG2(作为驱动电机),均可以作为发电机和电动机。
电机和发动机通过一套行星齿轮组连接实现动力分配。
如图1所示,发动机与行星架相连,MGl和太阳轮相连,MG2连接在齿圈上,齿圈再通过齿形带和主减速器相连。
电机和发动机之间具有以下的转速关系:n MG1+in MG2=(1+i)·n e(1)发动机输出的转矩一部分通过太阳轮作用在MGl上,一部分作用在齿圈上,且存在:其中:i=z ring/z sun说的具体点就是Prius混合动力汽车结构的核心部分是行星轮机构,丰田称之为动力分配装置(PSD,Power Split Device)。
结构示意图如下图:该行星轮系有两个自由度,在此结构中,发动机和行星架相联,通过行星齿轮将动力传递给外圈的齿圈和内圈的太阳轮,齿圈轴与电机和传动轴相联,太阳轮轴和发电机相联。
PSD将发动机大约70%的转矩直接传递到驱动轴上,将另一部分转矩传送到发电机上,并且发电机、电机和发动机的转速存在一线性关系。
在驱动轴转速(即电机转速)不变的情况下,通过调节发电机来调整发动机转速。
同时,发动机和电机转矩可以直接叠加。
但是结构上较为复杂,给制造和控制带来了一定的困难。
不同工况下混合动力系统工作状况1)发动机起动发动机起动分为热起动、冷起动。
热机状态下,MGl作为电动机拖动发动机达到1000 r/min以上后,发动机开始喷油,同时MGl进入发电模式,如图2所示,如果电池的充电需求为零,则发动机在运行约2 s后停机。
摘要:以丰田第二代油电混合系统为基础,剖析了其混合动力核心部件—动力分离装置,建立了其运动学和动力学模型。
通过引入无量纲的动力分离因子,描述了THS-II 系统的在不同工况下的功率流动。
关键词:混合动力;动力分离;行星齿轮;分离因子引言如今,燃油汽车的尾气已成为城市空气质量日益恶化的主要因素之一。
并且,伴随着石油资源的逐渐枯竭,迫切需要开发一种低排放、低能耗的新型汽车。
电动汽车正是其热门的发展方向和研究领域之一。
电动汽车可分为纯电动汽车、混合动力汽车和燃料电池汽车。
三种电动汽车均已投入实际使用。
但是纯电动汽车制约于其核心部件--电池的能量密度、寿命、成本等方面的因素而难以短期内商品化推广,而燃料电池汽车亦被类似因素困扰[1]。
混合动力汽车融合了传统内燃机汽车和电动汽车的某些优点。
例如,借助蓄电池可实现比传统内燃机汽车小得多的尾气排放,而借助小排量发动机可实现比纯电动车远得多的续航里程[1]。
这对于解决当下的城市大气污染和能源问题最具现实意义。
混合动力汽车是指配备两个或两个以上动力源的汽车[2],目前主要是指油电混合,即将传统的内燃机、电驱动装置和蓄电池结合在一起形成动力源。
1997年,THS(Toyota hybrid system)系统随着丰田公司的第一代混合动力汽车Prius的发布而面世。
Prius 优良的性能、很高的燃油经济性(日本10-15工况下耗油约为0.04L/km)和低排放使之风靡全球[3]。
随后,搭载改进版的THS-Ⅱ系统的第二代、第三代Prius也陆续上市畅销。
至今,Prius系列车型销量在世界混合动力汽车领域始终保持第一。
随着Prius的成功,国内外众多机构纷纷对Prius进行了多层次和多角度的分析和研究[4-6]。
1 丰田混合动力系统(THS-Ⅱ)简介THS-II系统主要由发动机、2个发电/发动机、动力分离装置、蓄电池、动力控制单元等组成[7]。
如图1所示,其符号说明如下:ICE:高压缩比阿特金森循环发动机,动力系统的主动力源。
双级行星齿轮减速器的优化设计机械零部件设计g机械设计1989Tr{I—7{,双级行星齿轮减速器的j尤化设计唐增宝-中理学:目前.NGw型积级行星齿轮减速器的优化设计,一般都是先按等强度原则分配各级传动比,然后进行单级行星机构的优化设计,这种设计的厦量.首先决定于各级传动比分配的合理与否,但这种等强度分配传动比.事实上达不到等强度,因按此法分配传动比时,先要假设第一,二级齿轮强度计算中的诸系数t如,K—ZH,z,z,……等)和许用应力等的}七值,这些比值假设不同,得到的各级传动比也就不同,因此传动比分配的台理与否,决定于诸系数之比值假定得正确与否因齿轮尚未设计,这些系数就不可能假设得正确.本文双级行星齿轮机构作为整体进行优化设计.传动比不是先分配,而是在整机双级齿轮中进行优化得到的,各级齿轮参数也是由整机优化得到的.同时.外啮合和内啮合齿轮均采用角度变位.使内外啮合接触强度相等,且提高了外啮合齿轮的承载能力一因此优化的结果,可使各级齿轮参数更为合理.本院化设计中,考虑了行星齿轮安装的滚动轴承,程序自动选择满足要求的滚动轴承.这样可使优化设计结果满足行星齿轮结构设计的要求.传动简图如图l所示.二,优化数学模型罔1积鞭行星减速器传动简用'1.设计壹董确定双级行星齿轮减速器齿轮的参数有各齿轮的齿数,模数,齿宽,变位系数和单级传动比等,为了便于在几何计算之前进行配齿,配出的齿轮能使外啮合角和内啮合角在台理的范围内,达到内外啮合等强度的目的,则选用下参数作为设计变量:ZZth,BI,X_],I,il,ZI2,m2,B2,xt,盯2j式中:zZ分别为第一,二级太阳轮齿数;int,rl'l别为第一,二级齿轮模敬:B,B.分别为第一,二级齿宽:xx..分别为第一,二级太阳轮变位系数系数:.-一一.j甥Ⅱ为第一,=级齿轮外啮台角;i1为第一级传动比.2.目标函数为了减轻减速器重量和体积.降低产品成本,采用l舣级行星机构各齿轮体积之和作为目标函数.F=4[Blf也t{+T1Pda}dm卜也口+t32f也fT1P出!+dj一出口i)]'《机械设计"1989№05机槭零部件设计23式中:各量的下标l,2分别表示第—和一Z05)tg0+Z0jtg第二级的参数,t,x和Q分别表示太阳轮,tg‰,一{蜀—zx)z≥行星轮和内齿圈的参数,a表示顶圆,f表zxtg"4(一)sin2示根圆,(下同),nP表示行星轮个数.式中:zo为加工内齿轮的插刀齿数I 3.约束函数o为加工内齿轮时插刀齿顶压力'(1),边界约束角;,,z≤z≤zlo约加工内齿轮时合角.xm≤X,≤xmaxli=12'8),加工内齿轮时不产生范成顶切mmi.≤mj≤axL(下同)的限制.B_n≤B≤BnalZ021/z≥l—tg口/tga'o~i20≤≤27.『(9),结构限制条件iln≤i1≤iJl—dmddfQ0(2),齿轮宽径比的约束条件dfQ~/dfQ1一1.3≤0Bid【】一1.3≤0(dfro+6111j)/dL一1(J0.35一B/d,≤0dfpidt【i一10(3),齿轮强度约束穿牛-D一一(d…一2.5m,)『l接触强度安全系数:式中:dfQndfq2分别为第一J==二级齿圈SH—S≤o根圆直径S…一S≤od为允许的齿圈最大外径}SH一S≤odt为太阳轮允许最小根圆直径}弯曲强度安全系数:SmIn—S0为滚动轴承外径.SFi一SFx≤0SmIn—Sm,《0(i0),配齿条件:2012≤0传动比耍:一㈩1.一x【≤.一El≤l训小'一Z【l'(5),齿顶厚的约束条件..0.25一S.}./≤0装配条件:亩=堕=整数(2)0.25一S㈣≤0(6),内啮合角的约束条件为了使内外啮合齿轮接触强度相等,提l7.≤<23.5.高外啮合齿轮承载能力,内外啮合齿轮均采(7),过渡曲线干涉条件用角度变位传动,则同心条件为:外啮合齿轮副不发生过渡曲线干涉条件:tg1;Z}/z刈(tg毛,一tg1i)≥tg一4(一xx.)/(Z.sin22)tg一Z/zll(gxi—tgI)≥tg4(Il】'|c)/(Z¨n2)内啮合齿轮副不发生干涉条件:Zx,tg(zq一Zj)tg;二Z0121:Z0L—ZxL若np:3.考虑.'3)Z【1+Zx1则相邻条件能满足,故可不三,配齿计算配齿计算在行星机构优化设计中是个关24机械零部件设计《机械设计1989№05键问题,一般将公式f1~(3)作为等式约束简单处理是很难达到目的的,往往会.,产生优化不出结果的现象如前所述,为了能使外啮合和内啮合齿轮等强度,内外啮合'均应采用角度变位,并使外啮合角在23.~26.5.范围内,内啮合角在2O.左右.为了使配出的齿轮参数(齿数和变位系数】能满足上述要求,则配齿计算可按下述方法进行因z,Xti和为设计变量,给出了它们自田值,则就可由公式①算出z..并圆整为z.,对于n=3的行星机构来说,能满足装配条件的z可能有Z.2,Z3?, z.,za+,z,其中有两个值能满足装配条件.对于每一个,考虑行星齿轮的角度变位,有可琵采取的行星齿轮齿数就存在三种可能:Z_IFIX(Zq—Zt)/2Z(2JZ(1)一l(4).厶【3=厶lj2这样内齿轮齿数zq存在两种可能,行星轮齿数就存在六种可能,那未选择哪一组齿数为好呢?则根据上述内外啮合角的要求来选择一组台适的齿数和变位系数,其程序框图如图2所示.四,优化程序结构本优化设计程序由一个主程序和优化方法,配齿计算,几何计算,强度计算,目标函数和约束函数等21个子程序组成,其程序流程图如图3所示.图中K.为程序功能控制变量,KS=l为优化设计,KS=2为一般设计,KS=3只进行强度校核.本程序采用先进的约束拟牛顿法进行优化,这种方法是一种求解约束优化问题的直接解法.一方面将约束问题转化为一系列二次规划的子问题,并以每个子问韪钓解作为『e:z,.m?一I.J{害,由f计耳.z(J.K),fJl叫匠鞫臣曲』耍≤图2配齿计算程亭框图图3行星齿轮减i}器慌忙设计流程图●r■lf.f机械设计1989№05机械零部件设计25该谈线性搜索的方向,同时利尉线性搜索的五,设计实例和结果分析监控策略来确定该次迭代的步长日子,从而实现一次迭代运葬.另一方面,它在构造每一个二次飙划子问题时,采用与无约束变尺度法相似的Hessen矩阵逆阵的近靓矩阵的递推格式.这样使函数求值次数少,计算效率高,整体收敛快和可靠性高.设计变量辛的模数等在忧化时作连续变量处理,优化后采用整型点圆整法"进行圆整.,1-●,设计煤矿运输机用的NGV级行星齿轮减速器.已知输入功率Pl=127kW,输人转速nl=1000r.P.Ⅱl'总传动比为28,载荷中等冲击,电动机为原动机,太阳轮和行星轮的材料为180;MnTi,渗碳淬火,HRCA8~62,内齿圈材料为40Cr.词质处理,HB260~280,齿轮寿命为10O00小时,齿轮精度为7级优化计算结果列于表l.'.表1,齿轮主要参数毒教值●ZL】Zx】ZLlXJX0JZt:Z2Z02XI2Xx2X0/原设计19S2860.500.7120.40124.5203082●0.5700.564O.5647.0忧亿_i壁计1934曲0.85l50.79l7I'屿0"0223186O.鹎10.561O.9o36.0_齿轮主要尺寸目标函数参徼值,dl】dxLd0】dmJb】dl±dx2d0£fdfbFc呻.)原设计85.50144.O0387.O04tl2.217,60.O0l201们.21仉n574.0599.7965l0.0tSZ204110J优化设计76n0136.00撕6.00047.931lIl32?训l86.O516.O乱1.821la5.2t6717lx10' _接触强度安垒系数弯曲强度安垒系敬-参教值_tS¨llSHlSHISHl2.S¨2SH02SFcISIL?S…SFt:SrxS川2l原设计l_469J_4691.1851.2591.2591口674.4223.0532.8063.1892.1922.456●,-纯化设计'h203l.283i.1401.228i.船81.1242.9322.O262.3le2.93fii.8622.553 '从表l计算结果可知,优化设计结果.使齿轮参数比原设计更为台理,达到第一级与第二级齿轮等强度,内外啮合的接触强度也为等强度,各齿轮尺寸比原设计小,两级齿轮体积之和比原设计减,J,l,3.22%.(下转33页)垫遮丝盐兰盥盟..,塑壁壁!堕燮——.c==s.I×ly_j=而1929丽090×了180Idf.●OuulJ'N.mi11/rad)一2.计算联轴器的变形角联轴器输人功率150KW,在低速1485r,~nin时,所承受最大扭矩:T:0549.(N?叫1式中:N一输入功率(kw);T一扭矩(N?mmj,n一每分钟转数min)将已知:NelS0.kW.n=1485r.min代人上式:T=964545rN?mm根据设备在启动时动载荷和可能出现的过载情况,联轴器的计算扭矩为:=T'(N?一)其中:K一工作情况系数.对于.起动睫量不太而受冲击载菏的设备,=1.5—2.5.现取=2.0.=T=2.0x964545=1929090(N.m,联轴器在T作用下,其变形角I按扭转刚度的定义,则=争×.=×=U—l03.与国内弹性圄柱销联轴器的计算午tI比较按照嵌人式弹性联轴器的D=lT0am尺寸,它相当于弹性圈柱销联轴器(JB108一fj0)标准中的B型,其主要参数为:m=10DI=170,d=36m~,L=45m~,=6Nm{由于橡胶圈为空心,其钢柱销直径d=18v,a, 受挤压力橡胶厚度为:(d—d)/2=9假}.1.25..从以上两种联轴器的扭转刚度比较.嵌人式只有弹性圈柱销型的1/7弱.因此.在承受相同扭转力矩时,前者较后者的变形角增大7倍多.同时,由于橡胶柱的缓冲减振作,用,在承受正反转冲击载荷时,充分显示出优越性所在.并且结构简单,加工容易,维修简便,是一种较先进的弹性联轴器参考文献,1.西l』£工大教研组:机槭设计,上.下il册,人民教育出版社.2.r苏Jll-H?到台托先:机械零什,r上.F-册高等教育出咂社.(魏力)参考文献,I.华大年辞主编:机械丹析与设计,纺织工业出版杜19858.天津_^学主编:机械原理,凡民教育出版柱,19793.黄锡恺薛主编:【槭原,人民救育出舨社,1981(魏力)(上接25页参考文献t.渐开线矧{L由轮堆载麓;fJ计算靠法.GB34811.一838.机锻上程手册编}委员含编【槭工手册第l2藉齿轮传动.机械工业出版畦1980,定同样受rr曲作用,则代入有关算式:'.B-Ii岸持略l^幂夫西:江耕『屯洋.由轮减速器的结c:78030000{N?nlmrad构与汁韩?t海科技出版社.1982'4?陈直周菩编:机槭优化设计,上海科学技术出版牡L987.。
混合动力汽车的能量控制策略能量管理策略的控制目标是根据驾驶人的操作,如对加速踏板、制动踏板等的操作,判断驾驶人的意图,在满足车辆动力性能的前提下,最优地分配电机、发动机、动力电池等部件的功率输出,实现能量的最优分配,提高车辆的燃油经济性和排放性能。
由于混合动力汽车中的动力电池不需要外部充电,能量管理策略还应考虑动力电池的荷电状态(SOC)平衡,以延长其使用寿命,降低车辆维护成本。
混合动力汽车的能量管理系统十分复杂,并且因系统组成不同而存在很大差别。
下面简单介绍3种混合动力汽车的能量管理策略。
1、串联式混合动力汽车能量管理控制策略由于串联混合动力汽车的发动机与汽车行驶工况没有直接联系,因此能量管理控制策略的主要目标是使发动机在最佳效率区和排放区工作。
为优化能量分配整体效率,还应考虑传动系统的动力电池、发动机、电动机和发电机等部件。
串联式混合动力汽车有3种基本的能量管理策略。
(1)恒温器策略当动力电池SOC低于设定的低门限值时,起动发动机,在最低油耗或排放点按恒功率模式输出,一部分功率用于满足车轮驱动功率要求,另一部分功率给动力电池充电。
而当动力电池SOC上升到所设定的高门限值时,发动机关闭,由电机驱动车辆。
其优点是发动机效率高、排放低,缺点是动力电池充放电频繁。
加上发动机开关时的动态损耗,使系统总体损失功率变大,能量转换效率较低。
(2)功率跟踪式策略由发动机全程跟踪车辆功率需求,只在动力电池SOC大于设定上限,且仅由动力电池提供的功率能满足车辆需求时,发动机才停机或怠速运行。
由于动力电池容量小,其充放电次数减少,使系统内部损失减少。
但是发动机必须在从低到高的较大负荷区内运行,这使发动机的效率和排放不如恒温器策略。
(3)基本规则型策略该策略综合了恒温器策略与功率跟踪式策略的优点,根据发动机负荷特性图设定高效率工作区,根据动力电池的充放电特性设定动力电池高效率的SOC范围。
同时设定一组控制规则,根据需求功率和SOC进行控制,以充分利用发动机和动力电池的高效率区,使两者达到整体效率最高。
混合动力汽车机电动力耦合系统现状及发展趋势作者:张占荣来源:《科技信息·上旬刊》2017年第02期摘要:随着国际石油能源价格的不断攀升以及绿色、低碳发展理念的贯彻落实,我国的汽车制造业在发展的过程中,加强了对于理念的转变,并促进对于可再生动力能源的运用,实现汽车行业的可持续发展。
事实上,为了确保混合动力汽车运行效率的提升,设计人员需要进一步优化耦合系统。
本文基于此,分析探讨混合动力汽车机电动力耦合系统的概况,并就其未来的发展趋势进行探讨。
关键词:混合动力;汽车;机电动力;耦合系统;现状;发展趋势为了促进我国汽车制造业迎合时代的发展趋势,加强对于低碳、绿色、环保理念的贯彻落实,我国的汽车制造业加强了对于混合动力汽车的制造。
事实上,为了保障该类型汽车运行稳定性、安全性的提升,作业人员需要科学的开展耦合系统优化工作。
本文着重分析机电动力耦合系统的运行状况,并就其未来的发展趋势进行探索,希望由此实现我国汽车制造业的可持续发展。
一、机电动力耦合系统作为一种介于传统汽车与电动汽车之间的汽车类别,混合动力汽车在运行的过程中往往借助动力耦合系统,将汽车的动力系统进行有效的联合,从而促进了汽车系统中各动力源的合理分配以及驱动,确保混合动力汽车运行效率以及质量的提升。
一般而言,为了保障机电动力耦合系统的质量,技术人员需要对系统进行合理的布置,从而确保优化的布置方案,实现混合动力汽车运行效率以及质量的提升。
一般而言,技术人员在动力耦合系统开发的过程中,需要确保其具备下述的功能:一是动力合成功能,该功能的实现能够确保混合动力汽车在运行的过程中实现对于各类动力源的输入以及合成,促进汽车运行效率的提升;二是输出不干涉功能,即不同动力源在驱动汽车时能够规避干扰问题的出现,促进传动效率的提升;三是动力分解与能量反馈功能,该功能的实现能够确保电动机处于发电状态,并由此将机械能转换为电能进行存储;四是辅助功能,该类功能能够确保电动机在运行的过程中实现各类复杂的动力传递、组合要求。
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。