《新能源汽车构造》课件-4.混合动力汽车

4.1.1混合动力汽车定义4.1.1混合动力汽车定义什么是混合动力汽车？引导问题1：什么是混合动力汽车？4.1.1混合动力汽车定义混合动力汽车（HybridVehicle）的定义是指车辆的驱动系统由两个或多个能同时运转的单个驱动系统联合组成的车辆。这些单个驱动系统可以单独或共同提供车辆的行驶功率，依据实际的车辆行驶状态。引导问题1：什么是混合动力汽车？4.1.1混合动力汽车定义通常所说的混合动力汽车，一般是指油电混合动力汽车（HybridElectricVehicle,HEV），即采用传统的内燃机（如柴油机或汽油机）和电动机作为动力源。有的混合动力汽车发动机经过改造使用其他替代燃料，例如压缩天然气、丙烷和乙醇燃料等引导问题1：什么是混合动力汽车？4.1.1混合动力汽车定义通过在混合动力电动汽车上使用电机，使得动力系统可以按照整车的实际运行工况要求灵活调控，而发动机保持在综合性能最佳的区域内工作，从而降低油耗与排放。引导问题1：什么是混合动力汽车？4.1.1混合动力汽车定义混合动力汽车是介于内燃机汽车和电动汽车之间的一种车型，是内燃机汽车向纯电动汽车过渡的车型。引导问题1：什么是混合动力汽车？4.1.1混合动力汽车定义混合动力电动汽车尽管不能实现零排放，但其动力性、经济性以及排放等性能能够在一定程度上缓解汽车发展与环境污染、能源危机的矛盾。引导问题2：混合动力汽车优点？4.1.1混合动力汽车定义与传统汽车的最大区别在于其动力系统，混合动力电动汽车通常至少拥有两个动力源和两个能量储存系统。引导问题3：混合动力汽车传统汽车的区别是什么？4.1.2混合动力汽车的分类及优缺点4.1.2混合动力汽车的分类及优缺点引导问题2：混合动力汽车有哪些分类？4.1.2混合动力汽车的分类及优缺点引导问题2：混合动力汽车有哪些分类？根据2010年颁布的QC/T837—2010《混合动力电动汽车类型》，混合动力电动汽车的有多种分类方式：根据驱动系统能量流和功率流的配置结构关系，混合动力汽车可分为串联式、并联式、混联式。按照两种不同能量的搭配比例不同，混合动力汽车可分为微混合型、轻度混合型、中度混合型及重度混合型。按照外接充电能力，混合动力电动汽车分为可外接充电型（插电式）、不可外接充电型。4.1.2混合动力汽车的分类及优缺点引导问题2：混合动力汽车有哪些分类？１.根据驱动系统能量流和功率流的配置结构关系分类可以将混合动力汽车分为串联式、并联式和混联式三类，三种驱动方式结构图如下图所示。4.1.2混合动力汽车的分类及优缺点引导问题2：混合动力汽车有哪些分类？(1)串联式混合动力汽车指车辆的驱动力只来源于电动机。特点是发动机带动发电机发电，其电能通过传输线路及控制器直接输送到电动机，由电动机产生驱动力矩驱动汽车。4.1.2混合动力汽车的分类及优缺点引导问题2：混合动力汽车有哪些分类？车辆的驱动力由电动机和发动机同时或单独供给的混合动力汽车。特点是可以单独使用发动机或电动机作为动力源，也可以同时使用电动机和发动机作为动力源驱动汽车行驶。(2)并联式混合动力汽车4.1.2混合动力汽车的分类及优缺点引导问题2：混合动力汽车有哪些分类？(3)混联式混合动力汽车发动机输出的功率一部分通过机械传动输送给驱动桥，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电池，电动机产生的驱动转矩通过动力合成装置传送给驱动桥。4.1.2混合动力汽车的分类及优缺点引导问题2：混合动力汽车有哪些分类？２.根据车辆的主要动力源及能量补充方式分类车辆的主要动力源及能量补充方式在前述第一种分类法中提到的串联式混合动力汽车与并联式混合动力汽车既可以是电量维持型也可以是电量消耗型。电量维持型（或内燃机主动型）混合动力汽车电量消耗型（或电力主动型）4.1.2混合动力汽车的分类及优缺点引导问题2：混合动力汽车有哪些分类？(１)电量维持型(或内燃机主动型)混合动力汽车

在电量维持型混合动力电动汽车中，内燃机功率占整个系统功率的百分比较大，电动机功率占整个系统功率的百分比较小，蓄电池组仅提供车辆行驶时的峰值功率。其蓄电池组容量一般较小，车辆行驶前后的蓄电池组荷电状态ＳＯＣ主要依靠内燃机带动发电机发电或能量回馈来维持，一般不需外界能量源给蓄电池组补充充电。4.1.2混合动力汽车的分类及优缺点引导问题2：混合动力汽车有哪些分类？(２)电量消耗型(或电力主动型)混合动力电动汽车在电量消耗型混合动力电动汽车中，蓄电池容量较大，电动机功率占整个系统功率的百分比较大，内燃机功率占整个系统功率的百分比较小，不足以维持蓄电池组荷电状态ＳＯＣ。车辆行驶后的蓄电池组荷电状态ＳＯＣ低于初始值，需外界能量源给蓄电池组补充充电。4.1.2混合动力汽车的分类及优缺点引导问题2：混合动力汽车有哪些分类？３.根据内燃机和电动机的功率大小及混合程度分类(１)微度混合动力电动汽车(MicroHybrids)微度混合动力电动汽车的BSG系统在微度混合动力电动汽车中，电动机仅作为内燃机的起动机或发电机使用，不为汽车行驶提供持续的动力，通常是在传统内燃机的起动电动机(一般为１２Ｖ)上加装传动带驱动起动电动机。4.1.2混合动力汽车的分类及优缺点引导问题2：混合动力汽车有哪些分类？辅助电机被安装在发动机和变速器之间，作为辅助动力源与主要动力相连，当行驶中需要更大的驱动力时，被用作电动机，当需要重新起动发动机时，被用作起动机，在减速制动，进行能量回收时，被用作发电机。电池、电动机功率所占的比例增大内燃机功率所占的比例相对减少(2)轻度混合动力电动汽车(MildHybrids)３.根据内燃机和电动机的功率大小及混合程度分类与微度混合动力电动汽车相比，在驱动车辆的两种动力源中4.1.2混合动力汽车的分类及优缺点引导问题2：混合动力汽车有哪些分类？(2)轻度混合动力电动汽车(MildHybrids)３.根据内燃机和电动机的功率大小及混合程度分类轻度混合动力汽车透视图4.1.2混合动力汽车的分类及优缺点引导问题2：混合动力汽车有哪些分类？３.根据内燃机和电动机的功率大小及混合程度分类(3)深度混合动力汽车通常采用大容量电池，以供给高功率电动机以纯电动模式运行，同时还具有动力切换装置，用于发动机、电动机各自动力的耦合和分离。在起步、倒车、起步-停车、低速行驶等情况下，车辆可以纯电动模式行驶在急加速时，电动机和内燃机一起驱动车辆，并具有制动能量回收的能力。深度混合动力电动汽车4.1.2混合动力汽车的分类及优缺点引导问题2：混合动力汽车有哪些分类？４.按照电机的位置不同进行分类注：根据电机位置不同，定义为“Px”架构（P-position；x-数字），用来区分各种有变速箱的并联与混联混动构型。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，可以分为五大类，分别以P0,P1,P2,P3,P4命名。当前主流混合动力电动汽车一般采用双电机方案，如比亚迪DM-i系统、本田i-MMD系统均采用P1+P3方案。4.1.2混合动力汽车的分类及优缺点引导问题3：混合动力汽车的优缺点各有哪些？优点分析：排放性能良好动力性能佳耗油量低对电池的性能要求相对较低4.1.2混合动力汽车的分类及优缺点引导问题3：混合动力汽车的优缺点各有哪些？缺点分析：由于混合动力电动汽车仍需要燃烧汽油，因此无法从根本上摆脱对石油的依赖和彻底解决环保问题，也因此混合动力电动汽车没有太大的市场号召力。混合动力系统的生产成本比内燃发动机系统的成本更高。混合动力车需要配置普通汽车并不需要的昂贵配件，例如庞大笨重的电池组、电力发动机以及精密的电子控制模板。另外受限于动力电池与能量储存等技术难题，以及充换电站等基础配套设施目前未完善，混合动力电动汽车要得到大规模发展尚需要一定的时间。4.2.1串联式混合动力汽车的功能结构串联式混合动力电动汽车的运行工况分析02串联式混合动力汽车的功能结构01目录CONTENTS串联式混合动力汽车的功能结构串联式混合动力电动汽车主要由发动机、发电机和电动机三个动力总成，以串联方式组成其动力单元系统。下图为串联式混合动力电动汽车的功能原理图。串联式混合动力汽车的功能结构串联式的工作模式通常有三种：纯电动模式、纯发动机模式、混合模式。纯电动模式即发动机关闭，车辆行驶完全依靠电池组供电驱动；纯发动机模式则仅在发动机运行情况下驱动车辆，蓄电池电力充足时作为储备，不足时，发动机同时为其充电；混合模式，即整车动力是通过发动机与电池组共同提供。串联式混合动力电动汽车的运行工况分析1.起动/正常行驶/加速运行工况：发动机通过发电机和蓄电池一起输出电能并传递给功率转换器，然后驱动电动机，再通过机械传动装置驱动车轮。串联式混合动力电动汽车功能部件分布串联式混合动力电动汽车的运行工况分析2.低负荷工：发动机输出的功率大于车辆所需的功率，多余的能量通过发电机给蓄电池充电，直到SOC达到预定的限值。串联式混合动力电动汽车功能部件分布串联式混合动力电动汽车的运行工况分析3.减速/制动工况：电动机把驱动轮的动能转化为电能，并通过功率转换器给蓄电池充电。串联式混合动力电动汽车功能部件分布串联式混合动力电动汽车的运行工况分析4.停车充电工况停车时：发动机可通过发电机和功率转换器给蓄电池充电。串联式混合动力电动汽车功能部件分布串联式混合动力电动汽车的功能结构串联式结构适用于城市内频繁起步和低速运行工况，主要用于客车。下图为中通串联式混合动力电动公交车。4.2.2.并联式混合动力汽车的功能结构并联式混合动力汽车的耦合方式02并联式混合动力汽车的功能结构01目录CONTENTS并联式混合动力汽车的功能结构并联式混合动力系统有两套驱动系统：传统的内燃机系统和电机驱动系统。这种系统适用于多种不同的行驶工况，尤其适用于复杂的路况。该联结方式结构简单，成本低。本田的Accord和Civic采用的是并联式联结方式。并联式混合动力汽车的功能结构图并联式混合动力汽车的功能结构并联型HEV的特点：汽车可由发动机和电动机共同驱动或者各自单独驱动。发动机和电机是两个相互独立的系统，即可实现纯电动行驶，又可实现内燃机驱动行驶，在功率需求较大时还可以实现全混合动力行驶，在停车状态下可进行外接充电。但以何种方式将两处动力得到融合呢？并联式混合动力汽车可以两动力源的转矩、转速、功率为对象进行耦合。按耦合对象不同，可分为转矩耦合、转速耦合、转速与转矩耦合。从结构上而言，则主要有两轴式、单轴式结构。并联式混合动力汽车的耦合方式在这种结构中，传动装置通常设计在电动机后端，电动机通过离合器与发动机相连，要实现同步调节，电动机与发动机的转速范围必须一致，因此仅适用于小型电动机。两轴式转矩耦合结构1.转矩耦合并联式混合动力汽车的耦合方式另一种转矩耦合两轴结构形式为分离轴设计，电动机与发动机分别为车辆提供动力。其发动机传动系统结构形式与常规汽车一样，仅是将电动机作为另一动力源对车辆输出转矩。此种结构会减少车辆的乘座空间，且不能实现发动机对蓄电池充电。1.转矩耦合分离轴结构并联式混合动力汽车的耦合方式1.转矩耦合转矩耦合的单轴式并联混合动力汽车，通常有两种结构形式，如右图所示。两种结构形式最大的区别在于电动机与传动装置的位置关系，且此时采用的电动机兼具发电机功能，且其转子起着转矩耦合的作用。并联式混合动力汽车的耦合方式对于转速耦合的并联式混合动力汽车而言，其关键的两种转速耦合部件：一是行星齿轮机构，二是具有浮动定子的电动机（也称为传动电动机），2.转速耦合两种转速耦合部件并联式混合动力汽车的耦合方式转速耦合混合动力汽车的主要优点在于两种动力装置的转速是解耦的，因此二者的转速是可以自由地进行调节。2.转速耦合行星齿轮机构转速耦合并联式混合动力汽车结构传动电动机转速耦合的混合动力汽车结构并联式混合动力汽车的耦合方式将转矩耦合与转速耦合相结合，形成复合型混合动力驱动系统。这种驱动系统下转矩耦合与转速耦合状态可交替运行。3.转矩耦合与转速耦合配置行星齿轮机构的复合型混合动力驱动系结构并联式混合动力汽车的耦合方式3.转矩耦合与转速耦本田IMA系统是非常典型的并联式混合动力系统，至今已发展到第六代并应用在本田最新的CR-Z、思域、飞度等车型上。IMA系统由4个主要部件构成，其中包括：发动机、电机、CVT变速箱以及IPU智能动力单元组成。应用IMA动力系统的本田CR-Z4.2.3混联式混合动力汽车的功能结构混联式混合动力汽车的功能结构01目录CONTENTS混联式混合动力汽车的功能结构混联式驱动系统是串联式与并联式的综合，其结构示意图如图所示，发动机发出的功率一部分通过机械传动输送给驱动桥，另一部分则驱动发电机发电，发电机发出的电能输送给电动机或蓄电池，电动机产生的驱动转矩通过动力复合装置传送给驱动桥，混联式驱动系统的控制策略是:在汽车低速行驶时，驱动系统主要以串联方式工作，当汽车高速稳定行驶时，驱动系统则以并联工作方式为主。混联式混合动力汽车的功能结构混联式混合动力电动汽车为转矩与转速耦合复合型的动力系统，它具有优于串联式和并联式（单一转矩或转速耦合）混合动力驱动系统的优点。混联式混合动力汽车的功能结构图混联式混合动力汽车的功能结构混联式混合动力系统的特点在于内燃机系统和电机驱动系统各有一套机械变速机构，两套机构或通过齿轮系，或采用行星轮式的结构结合在一起，从而综合调节内燃机与电动机之间的转速关系。与并联式混合动力系统相比，混联式混合动力系统可以更加灵活地根据工况来调节内燃机的功率输出和电机的运转。唯一的缺点就是价格高，结构复杂。混联式混合动力电动汽车综合了串联式和并联式结构特点组成的，由发动机、电动机或发动机和驱动电机三大动力总成组成。混联式混合动力汽车的功能结构混联式混合动力汽车的结构实例4.2.4增程式混合动力汽车增程式混合动力汽车01目录CONTENTS4.2.4增程式混合动力汽车增程式电动汽车动力系统原理图根据GB/T19596-2017《电动汽车术语》，增程式电动汽车指一种在纯电动模式下可以达到其所有的动力性能，而当车载可充电储能系统无法满足续航里程要求时，打开车载辅助供电装置为动力系统提供电能，以延长续航里程的电动汽车，且该车载辅助供电装置与驱动系统没有传动轴（带）等传动连接。引导问题5：增程式汽车4.2.4增程式混合动力汽车引导问题5：增程式汽车——典型工作模式纯电动模式能量传递路线（1）纯电动模式当动力电池电量充足时，电能从电池输出，通过电机控制器将电能输送给电动机，电动机将电能转换为机械能通过动力传动装置将动力输送给驱动轮，从而驱动汽车运行，能量传递路线如图所示。此时增程器不工作，相当于纯电动汽车运行。4.2.4增程式混合动力汽车引导问题5：增程式汽车——典型工作模式增程模式能量传递路线（2）增程器单独驱动模式当动力电池电量不足，降低到设定限值时，启动增程模式。能量传递路线如图所示。发动机根据设定的控制策略运行在最优状况，带动发电机发电，一部分用于驱动车辆行驶，多余的电能为动力电池充电。当动力电池电量恢复至充足时，发动机又停止工作，继续由动力电池驱动电机，提供整车功率需求。4.2.4增程式混合动力汽车引导问题5：增程式汽车——典型工作模式混合驱动模式能量传递路线（3）混合驱动模式当路面需求功率较大（如车辆加速或者爬坡），动力电池供能不足时，增程器启动，发动机-发电机组联合动力电池一起工作，提供整车行驶需要的动力，能量流动路线如图所示。4.2.5插电式混合动力汽车插电式混合动力汽车01目录CONTENTS4.2.5插电式混合动力汽车引导问题4：插电式混合动力汽车奥迪某款插电式混合动力汽车插电式混合动力汽车（PHEV）指具有可外接充电功能并且具有一定的纯电动续驶里程的混合动力汽车。国内目前插电式混合动力汽车纯电续航里程一般不低于50Km。4.3.1混合动力汽车能量管理混合动力汽车的运行模式02目录CONTENTS

混合动力汽车能量管理01混合动力汽车的能量控制策略03混合动力汽车能量管理整车能量控制系统如同混合动力汽车的大脑，指挥各个子系统的协调工作，以达到效率、排放和动力性的最佳，同时兼顾行驶车辆的平顺性。能量管理策略的目标，就是使燃油能量转换效率尽可能高，整车能量控制必须通过有效地控制混合动力系统的工作才能实现，此外，能量控制还需考虑其他车载电气附件和机械附件的能量消耗.。整车能量管理控制系统储能单元能量管理单元混合动力系统中央控制单元能量管理是混合动力汽车的核心，其功能在于，当满足汽车基本技术性能（动力性、平顺性等）、成本等要求的前提下，根据各部件特性及汽车的行驶工况，实现能量在能源转换（发动机、电动机、储能装置、功率变换装置、动力传递装置、发电机等）之间的最佳线路流动，使整车的能源利用率达到最优，提高整车的燃油经济性。混合动力汽车的能量转换装置包括发电装置（发动机/发电机）、动力电池、功率变换装置、动力传递装置、充放电装置等。能量传统路线通常有四类：由发电装置到车轮；由动力电池到车轮；由发电装置到能量储存装置，再到车轮；由车轮到能量储存装置（能量回收）。混合动力汽车能量管理混合动力汽车的运行模式从能源消耗与排放的角度，混合动力电动汽车须满足以下要求：车辆应根据行驶工况对能量的需要，合理分配发动机与动力电池的能量，达到最佳的燃料消耗与排放效果；在复杂行驶工况下，尽可能减少发动机工作转速的变化、关闭与起动的次数，尽量避免发动机在低于一定转速和负荷时运行；从动力电池的使用寿命的角度，混合动力电动汽车还须保证动力电池的SOC与电压在安全范围内。混合动力汽车的运行模式根据动力电池与发动机在运行过程中能量供应的主次，混合动力电动汽车主要有两种运行模式：第一种主要利用动力电池的电能驱动车辆。仅当电池SOC降低于最小限值时，发动机才运行，且保证发动机在最高效率区以输出恒定功率的方式工作，当动力电池SOC升至最大限值时，发动机停机。这种模式下，发动机的启闭出现在车辆的行驶过程中，较为频繁时，影响发动机的工作效率。第二种模式下，发动机在行驶过程中起到主要作用，发动机带动发电机工作并尽可能供应车辆行驶所需的电能，同时保持动力电池SOC处于规定范围内。动力电池起负荷调节的作用，仅在制动能量回收、起动、加速条件下发挥作用。这种模式下，电池的充放电量较小，能量损失最小。但发动机不能在最佳转速和负荷下工作，排放差，效率也较低。混合动力汽车的能量控制策略根据不同结构形式的混合动力汽车特点，其能量管理的侧重有所不同：1.串联式混合动力汽车能量管理控制策略发动机要经由电动机才能将动力传递给车轮，整车的控制策略目标是使发动机在最佳效率区和排放区工作，主要采用静态逻辑门限控制策略，较为典型的有恒温模式（发动机开关控制策略）、峰值电源最大荷电状态的控制策略2.并联式混合动力电动汽车能量管理控制策略实际是在一定约束条件下的燃油与排放的最优控制疸。混合动力汽车的能量控制策略3.混联式混合动力汽车能量管理控制策略低速行驶时，驱动系统采用串联式混合动力电动汽车能量控制策略；高速行驶时，驱动系统采用并联式混合动力电动汽车能量控制策略。由于混联式混合动力电动汽车能量控制综合了串联式与并联式的特点，因此这也成为了目前应用成功的混合动力电动汽车采用较多结构类型。此法能较好地实现汽车各项性能指标，使发动机不受汽车行驶状况的影响，保持在最高效率状态下工作或自动关闭，从而有效降低排放。但是这些能量控制策略技术复杂，配套的硬件设计与制造成本也较高。4.4.1丰田汽车第四代混合动力系统Prius的结构原理02目录CONTENTS丰田THS混合动力系统介绍01Prius——能量分配03丰田THS混合动力系统介绍

Prius是丰田旗下的一款全混合动力电动中型车。Prius的燃料消耗率为综合值4.3L/100km，居世界最高水平。在采用混合动力系统的基础上，以世界最高水平的空气动力特性和轻型化设计，实现了低油耗目标。美国环保署（EPA）的数据显示，

Prius是目前美国市场燃油效率最高的汽车之一。EPA和加州空气资源委员会（CARB）在烟雾和有毒废气排放标准的基础上都将

Prius评为美国市场最清洁的汽车。

Prius的结构原理Prius整车动力部件布置图Prius的结构原理THS组成简图1-减速器2-行星齿轮机构3-发动机4-MG1（发电机）5-HV（混合动力汽车）蓄电池

6-变频器7-MG2（电动机）Prius的结构原理THS分为发动机、带转换器的变频器、带马达的压缩机、动力管理控制单元总成、动力电池总成、传动桥、电机、发电机等功能总成。左图为Prius动力系统结构原理图。结构上，在电动机和发电机之间采用AC500V高压电路传输，可以极大地降低动力传输中电能损耗，高效地传输动力。采用大功率电机输出，提高电机的利用率。当发动机工作效率低时，此系统可以将发动机停机，车辆依靠电机动力行驶。极大地增加了减速和制动过程中的能量回收，提高能量的利用率。Prius动力系统结构原理图Prius的结构原理变频器（Variable-frequencyDrive，VFD）是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、逆变（直流变交流）、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率，根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的。Prius带转换器的变频器总成功能组成Prius的结构原理Prius传动桥总成结构如左图所示，其中采取双电机设计，其中MGⅠ主要用于启动发动机，对电池充电，当MG2工作时为其提供电力，此外，还可以通过控制转矩保持传动系统的正常工作。MG2主要用于在低速时提供牵引力，在高速时又可以补充动力，让发动机与汽车协调运作，发挥最优越的性能，并可以在制动时储存电能。Prius传动桥总成结构Prius的结构原理THS-Ⅲ系统结构组成Prius的结构原理Prius发动机、电机实物图Prius的结构原理Prius上电池包括动力电池与辅助电池，其主要作用除了作为驱动动力能源外，还要向空调系统、动力转向系统、点火系统、照明、信号系统、刮水器和喷水器，以及车载娱乐和通信设备等装备提供低压电源。Prius电池布置Prius动力电池结构组成

丰田Prius——能量分配为了实现最高水准的低油耗，THS分别发挥电动机和发动机各自的特长来行驶。Prius低油耗行驶能量分配图Prius——能量分配1.在起动及低速行驶时，THS仅利用电动机的动力来行驶，因为这时发动机的效率不高。2.在一般行驶时发动机效率很高，发动机产生的动力不仅是车轮的驱动力，同时也用来发电带动电动机，并给HV蓄电池充电。3.在减速或制动时，THS油电混合动力系统以车轮的旋转力驱动电动机发电，将能量回收到HV蓄电池中。Prius低油耗行驶能量分配图Prius——能量分配不同行驶条件下Prius能量流动4.4.2本田汽车i-MMD混合动力系统本田i-MMD混动系统工作模式02目录CONTENTS本田i-MMD系统基本结构组成01本田i-MMD混动汽车核心部件解析03本田i-MMD系统基本结构组成本田雅阁混动汽车的i-MMD系统主要由阿特金森（Atkinson）循环发动机、电动耦合无级变速器E-CVT（内置发电机、驱动电动机、超越离合器及平行轴系及齿轮、主减速器及差速器总成等）、智能动力单元IPU（直流变换器、电池控制单元、高容量锂电池组）、动力控制单元PCU、动力控制装置（换流器、电压控制单元、电动机控制单元）等组成。(2016款雅阁混动结构示意图)本田i-MMD系统基本结构组成本田的i-MMD汽车采用双电机非直连式（也可称为双电机电连式）混动结构（如下图所示），发动机并不是直接连接机械式传动装置去驱动车轮，而采用一种类似电传动的形式。发动机运转产生的机械能用来驱动1号电机，由1号电机发电，产生电能为电池充电。然后由电池给2号电机供电，2号电机驱动车轮。该结构将电能作为中间能量传递的介质，而并非机械能。这种结构相对于纯电动车是最容易拓展的，整体的效能也要强于插电式混动与丰田THS混动。本田i-MMD混动系统工作模式(1)纯电机驱动(EV模式)本田i-MMD混动汽车在高压锂电池电量正常时，起步及初期前进行驶或者倒车行驶时，均采用纯电动机驱动模式，该模式行驶时驱动电机为唯一的动力来源，发动机停机、发电机停止转动(雅阁轿车在冷车启动的时候，会启动发动机以便发动机冷却液及三元催化器迅速达到正常的工作温度)。如上图所示动力传递路线为：驱动电机→驱动电机轴→驱动电机轴常啮合齿轮→副轴常啮合齿轮→主减速器驱动齿轮→主减速器从动齿轮→差速器→半轴→前轮(驱动轮)。本田i-MMD混动系统工作模式(2)纯发动机驱动模式本田i-MMD混动汽车在高速公路巡航行驶(低负荷、高速)时，采用纯发动机驱动车辆，驱动电机、发电机均不工作。纯发动机驱动车辆的动力传递路线为：发动机→飞轮及扭转减振器→输入轴→超越离合器(结合)→超越驱动齿轮→副轴常啮合齿轮→副轴→主减速器驱动齿轮→主减速器从动齿轮→差速器→半轴→前轮(驱动轮)。本田i-MMD混动系统工作模式(3)混合动力驱动(HV模式)本田i-MMD混动汽车纯电机驱动时，若高压锂电池组的电池低于阈值就会自动启动发动机。车辆行驶中发动机启动，是由发电机倒拖(发电机作为电动机使用)实现的。发动机着火后，发动机驱动发电机转动，发电机发电并向驱动电机提供电能。如果来自发电机的供电不足，高压锂电池将提供补充电能。此外，如果发电机发电量充足，发电机将多余电能为高压蓄电池充电，驱动电机得到持续供电并驱动车辆行驶。此时，为典型的串联式(增程式)混合动力布置方式。如上图所示发动机驱动发电机的动力传递路线为：发动机→飞轮及扭转减振器→输入轴→输入轴常啮合齿轮→发电机轴常啮合齿轮→发电机轴→发电机。驱动电机驱动车辆的动力传递路线为：驱动电机→驱动电机轴→驱动电机轴常啮合齿轮→副轴常啮合齿轮→主减速器驱动齿轮→主减速器从动齿轮→差速器→半轴→前轮。本田i-MMD混动系统工作模式(4)滑行、制动时能量回收车辆行驶中当抬起油门加速踏板车辆滑行或者踩制动踏板车辆制动时，车轮倒拖驱动电机转动，PCU通过驱动电机控制器及逆变器等控制驱动电机发电并向高压锂电池充电，从而实现滑行或制动时回收部分能量,并起到减速制动的效果。滑行、制动时动力传递路线为：前轮(驱动轮)→半轴→差速器→主减速器从动齿轮→主减速器驱动齿轮→副轴→驱动电机常啮合齿轮→驱动电机轴→驱动电机。本田i-MMD混动汽车核心部件解析（1）高热效率的双循环自然吸气发动机2016款雅阁混动汽车搭载型号为LFA11的本田地球梦系列发动机，热效率高达38.9%，2018年改款升级后的第十代雅阁混动，发动机热效率提升至40%。该发动机为直列四缸自然吸气缸内直喷发动机，采用了双顶置凸轮轴（DOHC）、i-VTEC系统，安装了电控EGR系统，采用电动冷却液泵。高燃效、高膨胀比的阿特金森循环自然吸气发动机在进气时推迟进气门关闭时刻，在压缩冲程开始时活塞上行，一部分进入缸内的空气返回进气歧管，延迟了压缩的起始点，减小燃烧室容积，故膨胀比增大。膨胀比远大于压缩比，发动机燃烧效率得以提高。LFA11发动机也可以采用奥托循环（提供更大的功率输出），通过动力控制单元对i-VTEC系统进行控制，进行自动切换。同时该发动机还搭载了电控EGR系统，其主要作用是降低NOx的排放。LFA11发动机采用了电动冷却液泵代替传统车型通过皮带传动的机械式冷却液泵，从而减少了机械损失、降低发动机的负荷。此外，电动冷却液泵的流量可自动调节，以确保充足的冷却液供给，从而减少热损失和爆震倾向。本田i-MMD混动汽车核心部件解析（2）电动耦合无级变速器（E-CVT）雅阁混动汽车采用了电动耦合无级变速器E-CVT，E-CVT内部并无传统的液力变矩器、齿轮或带轮等变速结构，但保留了主减速器及差速器总成。E-CVT内有发电机和驱动用电机两个电机，以电控湿式多片式离合器为主要构成部分的动力分离装置，用以控制发动机与驱动轮的连接。本田i-MMD混动汽车核心部件解析（3）超越离合器及超越驱动齿轮超越离合器为液压驱动的离合器（湿式多片式），位于输入轴的末端。通过超越离合器改变动力传递路径，从而实现在驱动发电机和驱动车轮之间切换发动机的动力。当超越离合器不工作（分离）时，发动机动力将通过扭转减振器→输入轴→输入轴齿轮→发电机轴齿轮→发电机轴→发电机，实现发动机驱动发电机发电。当超越离合器工作（接合）时，发动机动力将通过扭转减振器→输入轴→超越离合器→超越齿轮→副轴齿轮→副轴→主减速器驱动齿轮→主减速器从动齿轮→差速器→半轴→前轮。另外，当超越离合器工作（接合）且发动机运行时，发动机还将同时驱动发电机转动（空转）。本田i-MMD混动系统工作模式（4）发电机及驱动电动机发电机、驱动电动机为i-MMD系统的核心部件，两者均采用了质量轻、体积小、效率高的三相永磁同步电动机。驱动电动机的最大功率为135kW、最大转矩为315N·m，最高工作转速13000r/min，额定功率为67.5kW、额定转矩为100N·m，额定电压700V，绝缘等级为200，防护等级为IP55。驱动电动机的作用是产生驱动力以驱动车辆或滑行、制动时回收能量。发电机的作用是发电并向锂电池组充电及行驶中倒拖起动发动机。驱动电动机与发电机的结构相同，均由安装在壳体内的三相线圈定子、永磁转子及电动机转子位置传感器等组成。定子线圈采用分布式绕组，以降低振动，并确保高速运行期间转矩平稳。本田i-MMD混动系统工作模式（5）动力控制单元（PCU）动力控制单元PCU是混合动力系统的控制核心，位于发动机室的电动无级变速器（E-CVT）的上方。电动机控制单元、逆变器及相位电流传感器内置于PCU中。PCU通过电动机控制单元、逆变器、电动机转子位置传感器、相位电流传感