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混合动力汽车功率分流机构的控制与节能分析
来源:汽车电器  作者:佚名  2018-07-19 14:43:29



    4)高速复合分配模式:2挡传动模式下,随着车辆提速,发动机的工作点又偏离经济区,此时,CA分离,C2维持接合,动力一部分由公用行星架直接输出,一部分由2号行星架、后太阳轮将动力分给电机B发电,电机B将电能分流给电机A,电机A驱动前太阳轮,并与发动机输出功率汇流,形成复合分配模式;调整电机A的转速,可使发动机在经济转速区内,改变汽车运行速度。
    5)3挡传动模式:在复合分配模式下,电机A使前太阳轮转速持续升高,推动行星轮反转,使公用行星架加速,车速继续上升,当2号行星排齿圈与后太阳轮转速接近时,C4接合,形成3挡直接传动。在3挡模式下,车辆再提速,发动机转速随之上升,当发动机工作点偏离高效区时,C4分离,系统再次返回复合分配模式,继续调整电机A、B的转速,使发动机转速回到经济区,汽车过渡到超速运行,即输出轴转速大于发动机转速。
    6) 4挡传动模式:汽车以复合分配模式超速运行,在发动机经济转速区内,降低与后太阳轮连接的电机B转速,使车速继续提升,当后太阳轮转速接近于0时,C3接合制动后太阳轮,此时公用行星架驱动2号齿圈与前太阳轮组件达到最高转速,变速机构进入固定速比的4挡超速传动模式。
    7)纯电动驱动与发动机起动模式:当车辆需求功率较低并且电池荷电状态SOC较高时,发动机熄火,在低速行驶时,以输入分配传动模式,由电机B单独驱动车辆;在车速稍高时,以复合分配传动模式,由电机A、B共同驱动车辆;当车速上升(大于60 km/h)或需求功率增加时,电机A受控制动,由电机B起动发动机,车辆由发动机和电机一起驱动行驶。在电动模式下,若电池SOC低于下限值,发动机起动;由电机A向动力电池组充电,反之,发动机停机。当需要倒车时,发动机不工作,离合器C1工作,电机B反转,实现倒车。
    8)加速控制模式:通用/宝马八缸混动SUV汽车采用闭缸技术,在低负荷与低速巡航时,采用输入分配和复合分配模式,发动机四缸运行,提高了燃烧效率;在高速时,采用3、4挡固定速比模式,发动机四缸或八缸运行,提高了传动效率;当车辆加速时,动力电池组向电机额外提供电能,协助车辆迅速提速;在急加速时,由电机助推使用八缸工作;缓加速时,由电机辅助使用四缸工作,降低了有害气体的排放。
    4.3.3能量回收控制
      以宝马X6混合动力汽车为例,当车辆减速滑行或踏下制动踏板时,控制单元根据油门踏板和制动踏板位置信号,向功率控制器发出指令,使电机A(在汽车低速减速状态)或电机B(在汽车高速减速状态)以发电机状态工作,回收滑行与制动过程产生的再生能量。制动踏板工作位置分再生制动(空行程)和液压制动两阶行程,踩下制动踏板时,制动踏板角度传感器向控制单元传送再生制动力矩和液压制动力矩两类信号,控制单元根据空行程距离(踏板阻力由模拟器产生,如图9所示)确定再生制动力矩大小(其大小可由功率控制器通过控制发电机向蓄电池充电电流的大小进行调节),当踏板达到液压制动行程位置,即需求的制动力较大时,液压制动系统介入,完成车辆的紧急制动。

    双模式系统通过复合分配模式与输入分配模式两种方式回收制动再生能量,可在较宽的车速范围内,使发电机具有足够的转速来发电,使制动能量回馈更充分和高效。

    5 结论
    功率分流技术优化了发动机动力源与电机动力源的分配,双模系统相比于单模系统提高了系统选择的灵活度和传动效率,使系统的中转能量损失在相对较宽的速比范围内保持在较低的数值,进一步提升了车辆运行的经济性。在目前的控制技术支撑下,采用双模功率分流机构已成为混合动力汽车的最佳选项。随着技术的进步和新技术的衍生,功率分流技术将会不断发展,势必将混合动力汽车的传动效率与燃油经济性推向新的层次。
 

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