本田第四代混合动力系统_百度文库

1、本田第四代混合动力系统（IMA）研究1 前言      1997年，本田（Honda）公司开发出第一代IMA（Integrated Motor Assist）系统。1999年12月，搭载IMA系统的Insight在美国正式上市，本田成为第一个在北美销售混合动力车的公司。2003年，装配第二代IMA系统的四门小型轿车civic投放市场，深受消费者欢迎。本田雅阁混合动力车成为第三代IMA系统装备起来的混合动力中型轿车，也成为世界上第一款混合动力中型轿车。      到2

2、005年4月份，本田混合动力车全球销量突破了10万台。2005年ll月份，本田技研工业株式会社专务兵后笃芳在“2005年中国（广州）汽车论坛”上透露，旗下广州本田、东风本田两家合资公司都将在中国推出混合动力轿车，分别是雅阁和思域混合动力轿车。最近，本田将最新研制的第四代IMA混合动力系统又应用在了2006款civic混合动力车上。本田最新IMA混合动力技术，也是目前唯一可以适用于现有量产车型的高端技术。在此研发领域中，本田始终在全球范围内保持着领先地位。      2 IMA系统介绍    &#

3、160; 2.1 IMA系统组成      第四代IMA系统的主要部件有一个1.3-literi-VTEC 4-cylinder汽油机，一个高功率的超薄永磁同步电动机，一个无级变速器（CVT）和一个智能动力单元（IPU -Intelligent Power U-nit）。IPU由一个动力控制单元（PCU - Power con-trol Unit ），一组高性能镍氢电池和一个制冷单元组成。汽油机和电机布置在车的前部，智能动力单元布置在车的后部，具

4、体结构如图1所示。                      2.2 IMA系统工作过程      a.启动加速：发动机以低速配气正时状态运转，同时电机提供辅助能量。      b.急加速状态：发动机以高速配气正时状态运转，此时电池会提供额外的功率来给电机与发动机共同驱动车辆，改

5、善整车的加速性能，直到电池状态监控模块（BCMBattery Condition Module）发现电池电量不足，此时电池充电命令是关闭的。      C.低速巡航状态：发动机的四个气缸阀门全部关闭，燃烧停止，车辆以纯电动状态驱动车辆。      d.一般加速或高速巡航：发动机以低速配气正时状态运转单独驱动车辆。      e.减速状态：发动机关闭，电动机此时作为一个发电机。在电动控制传输系统的帮助下将机械能最大限度的转化为电

6、能，存储到电池组中。      f.停车状态：发动机自动关闭，来减少燃料损失和排放。                              电机使用了一种最新的偏线圈缠绕构造，这种线圈缠绕密度更大。这使得电动机最大功率和最大扭矩与2005版civic混合动力电机相比

7、分别增加了50%和14%，转换效率由原来的94.6%提高为96%。本田单独研制了用于控制电动机速度的换流器，它与电动机的ECU（嵌人控制单元）集成在一起，采用数字式通讯方式，使控制更为准确，这样也就提高了电动机的效率和混合动力系统的燃油经济性。      3.3 电池      电池是混合动力系统的一个重要环节，存储电力的多少，直接关系着汽车的续航里程。新的混合动力系统采用最新研制的高效镍氢电池，它比上代提升了30%的蓄电能力，电池电压由144伏升高到了158伏，专门设计的电池箱外形紧

8、凑，冷却性和减震性也更好，为电池长期稳定地工作提供了保证。采用全新的松下的双模包装与前代相比减轻了重量而且增加了电流的效率，体积减小了12%节省了更多的空间。      3.4 混合式空气压缩机      civic的车内空调采用专门设计的“混合式”空气压缩机，它即可以由发动机驱动，也可以由电动机驱动，还可以由两者一起驱动。当发动机不工作时，电动机就可以驱动这个小巧的空气压缩机继续工作，保证车内的温度。如果外面温度特别高，需要高速制冷，单靠电动机驱动已经不行时，发动机系统就会自动启动，

9、将冷气源源不断的供到车内。当车内温度已经稳定到最佳水平时，发动机又会自动关闭，从而节约油耗。      3.5 再生制动系统      IMA电动机能够在制动，稳定行驶，缓慢减速，或滑行时作为一个发电机，通过再生制动回收动能和以电能的形式将这些能量存入电池中。当制动时，制动踏板传感器给汽车IMA计算机（IPU）一个信号。计算机激活了刹车系统的制动主缸中的伺服单元，使机械制动和电动机能量回馈之间制动力均衡，以得到最大的能量回馈。本田原来的IMA系统是事先固定制动能量分配比率，低于最大能量

10、回馈，而且没有可变的比例。新系统更少的依赖传统制动系统且减少了发动机的能量损失，能量回收能力比2005civic增加了70%，而且使得燃料供给更加节约。      3.6 系统控制      IMA系统的功率是通过智能动力单元（IPU）来控制的，其位置在后轮座下，IPU由动力控制单元（PCU），一个可再充镍氢电池模块和一个制冷单元组成具体外观结构如图5所示。           

11、;                   PCU作为IPU的核心部分控制着电机辅助，制动回馈和电池（包括IMA电池包和12V电池）充放电。PCU通过节气门开度，发动机参数和电池包的荷电状态，来决定电能辅助的多少。其主要组成部分有电池监控模块（BCM-Battery Condition Moni-tor），电机控制模块（MCM-Motor control module），电机驱动模块（MDM

12、-motor drive module）。第四代使用最新的电脑芯片技术，PCU的反映时间比以往的任何一代都要快。而采用最新开发的逆变器和DC-DC转换器帮助IMA系统全面提高了其最大功率。完整的制冷系统降低了由电流进出电池包产生的热量，制冷系统模块安装在电池箱外部，内部箱体中的空气不断从后座下的通风管溢出。                              表1所示为搭载第四代IMA的civic2006与前代civic2005两种混合动力系统参数的对比。从与上代产品的对比中可以看出，主要部件选型未变，通过采用最新技术对发动机，电机和控制系统进行了改进，在减小各个部件空间的同时，增大了系统的动力性，使燃油和排放也有了很大的提高