教学课件-项目四 任务2 混合动力汽车耦合器总成认知-课件

混合动力汽车耦合器总成认知项目四任务2新能源汽车驱动电机及控制系统检修学习目标01能描述混合动力汽车耦合器总成的作用02能描述丰田、本田、比亚迪混合动力汽车动力系统的组成03能解释丰田、本田、比亚迪混合动力汽车动力耦合的工作原理学习目标混合动力汽车动力耦合装置的作用和核心是：将不同动力源的输出动力进行合理、高效的耦合与分解,从而提高汽车的燃油经济性。一、动力耦合装置的作用与分类1.动力耦合装置的作用动力耦合装置必须具有以下功能：0102动力合成功能输出不干涉功能一、动力耦合装置的作用与分类--扭矩耦合式2个(多个)动力源的输出动力在耦合过程中,两动力源的输出扭矩相互独立,而输出转速必须互成比例，最终的合成扭矩是两动力源输出扭矩的耦合叠加,而合成转速则不是两动力源输出转速的叠加。合成扭矩:T3=η(T1

+kT2

)依据机械结构的不同，扭矩耦合方式又可分为齿轮耦合、磁场耦合、链或带耦合3种。1.动力耦合装置的分类类型：可单输入、双输入等多种驱动方式特点：耦合效率较高，控制相对简单一、动力耦合装置的作用与分类--扭矩耦合式1.动力耦合装置的分类01齿轮耦合式T3=η(T1+kT2

)n3=n1=1/kn2齿轮耦合式HEV传动结构特点：耦合方式耦合效率高，结构紧凑,耦合冲击小，能量回馈方便、效率高一、动力耦合装置的作用与分类--扭矩耦合式1.动力耦合装置的分类02磁场耦合式磁场耦合式HEV传动结构T3=T1+T2；n3=

n1=

n2定义：通过链条或皮带将两动力源输出动力进行合成特点：结构简单，冲击小，但是耦合效率低一、动力耦合装置的作用与分类--扭矩耦合式1.动力耦合装置的分类03链或带耦合式链或带耦合式HEV传动结构T3=η(T1+kT2

)n3=n1=1/kn2一、动力耦合装置的作用与分类--转速耦合式1.动力耦合装置的分类转速耦合式动力系统是指2个(多个)动力源的输出动力在耦合过程中，两动力源的输出转速相互独立，而输出扭矩必须互成比例，最终的合成转速是两动力源输出转速的耦合叠加，合成扭矩则不是两动力源输出扭矩的叠加，n3=pn1+qn2，p、q由耦合器的结构确定。依据驱动结构的不同，转速耦合方式又可分为：差速器式B行星齿轮式A一、动力耦合装置的作用与分类--转速耦合式1.动力耦合装置的分类01行星齿轮式

T3=η1k1T1(1+k)=η2k2T2(1+1/k)k1-从发动机轴到太阳轮轴的传动比k2-

为从电机轴到齿圈的传动比k-为齿圈齿数与太阳轮齿数的比值η1、η2

-内部功率损失折算系数

p=1/[k1(1+k)]；q=k/[k2(1+k)]行星齿轮耦合式HEV传动结构一、动力耦合装置的作用与分类--转速耦合式1.动力耦合装置的分类02差速器式差速器实际上是行星齿轮系k=1时的一种特殊情况，对一般差速器，将动力分解，对此逆用即可实现动力的耦合。差速器耦合式HEV传动结构T3=

2η1T1

=

2η2T2p=q=1/2

一、动力耦合装置的作用与分类--牵引力耦合式1.动力耦合装置的分类F1=η1′i1T1/r，η1′为从发动机到前轮的传动效率；i1为从发动机到前轮的传动比；F2=η2′i2T2/r，η2′为从电机到后轮的传动效率；i2为从电机到后轮的传动比。牵引力耦合式HEV传动结构F=F1+F2一、动力耦合装置的作用与分类--混合耦合式1.动力耦合装置的分类F=F1+F2

混合耦合方式将几种耦合方式相结合，可方便地实现多模式驱动，还可实现三动力源输出或更多动力源输出的耦合。日本丰田汽车公司开发的PriusHEV混合驱动结构福特EscapeHEV混合耦合驱动结构二、典型动力耦合装置组成及工作原理0第一代丰田THS动力框架图第一代丰田THS结构图1.丰田THS--组成二、典型动力耦合装置组成及工作原理1.丰田THS--工作原理（充电模式）内燃机做工经过行星齿轮机构，经过电机MG1给电池充电。丰田THS充电模式下能量传递路线图二、典型动力耦合装置组成及工作原理1.丰田THS--工作原理（纯电模式）电池输出存储的电量，通过电机MG2转换为力矩，通过行星齿轮机构，驱动车轮丰田THS纯电行驶时能量传递路线图二、典型动力耦合装置组成及工作原理1.丰田THS--工作原理（能量回收）车轮经过行星齿轮机构，驱动电机MG2为电池充电。丰田THS制动减速时能量传递路线图二、典型动力耦合装置组成及工作原理1.丰田THS--工作原理（混动模式A）内燃机做功产生力矩，通过行星齿轮机构，一部分力矩用于驱动车轮；另一部分力矩用于驱动电机MG1，给电池充电丰田THS混动模式A时能量传递路线图二、典型动力耦合装置组成及工作原理1.丰田THS--工作原理（混动模式B）内燃机做工产生力矩，同时电池输出存储的电量通过电机MG2转换为力矩；在行星齿轮机构耦合动力后，共同驱动车轮丰田THS混动模式B时能量传递路线图二、典型动力耦合装置组成及工作原理广义:i-MMD系统包括阿特金森循环发动机、e-CVT变速箱和动力电池三部分狭义:i-MMD就是指e-CVT变速箱，包括电机、发电机、齿轮和离合器等零部件i-MMD机械结构剖视图2.本田i-MMD二、典型动力耦合装置组成及工作原理广义:i-MMD系统包括阿特金森循环发动机、e-CVT变速箱和动力电池三部分狭义:i-MMD就是指e-CVT变速箱，包括电机、发电机、齿轮和离合器等零部件i-MMD机械结构剖视图2.本田i-MMD二、典型动力耦合装置组成及工作原理2.本田i-MMD--工作原理（纯电模式）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纯电模式工作原理图二、典型动力耦合装置组成及工作原理2.本田i-MMD--工作原理（串联模式）发动机动力传递路线为：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串联模式工作原理图二、典型动力耦合装置组成及工作原理2.本田i-MMD--工作原理（纯发动机驱动模式）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纯发动机工作原理图二、典型动力耦合装置组成及工作原理3.比亚迪DM秦DM动力系统组成示意图--比亚迪秦DM动力系统组成在第二代DM上加入的六速双离合变速器：二、典型动力耦合装置组成及工作原理3.比亚迪DM比亚迪秦双离合器结构图--比亚迪秦DM动力系统组成比亚迪秦变速箱换挡拨叉减速器二、典型动力耦合装置组成及工作原理3.比亚迪DM--变速器工作原理变速器1档传动路线变速器2档传动路线二、典型动力耦合装置组成及工作原理3.比亚迪DM--变速器工作原理变速器3档传动路线变速器4档传动路线二、典型动力耦合装置组成及工作原理3.比亚迪DM--变速器工作原理变速器5档传动路线变速器6档传动路线二、典型动力耦合装置组成及工作原理3.比亚迪DM--变速器工作原理变速器R档传动路线二、典型动力耦合装置组成及工作原理3.比亚迪DM--工作模式（EV模式）EV模式动力传递路线图动力电池提供电能，供电机参与驱动车辆，可以满足各种工况行驶，如起步、倒车、怠速、急加速、匀速行驶等二、典型动力耦合装置组成及工作原理3.比亚迪DM--工作模式（HEV模式）HEV模式动力传递路线图手动将EV模式切换到HEV模式后，车辆由发动机和电机共同驱动，实现了最佳的动力性，但仍能保证混合动力系统具有良好的经济性。二、典型动力耦合装置组成及工作原理3.比亚迪DM--工作模式（稳定发电模式）稳定发电模式动力传递路线图当电量不足时，系统从EV模式自行切换到HEV式，使用发动机驱动，在车辆以较稳定的速度行驶时，发动机输出的一部分扭矩会驱动电机进行发电，对动力电池进行充电。二、典型动力耦合装置组成及工作原理3.比亚迪DM--工作模式（纯发动机驱动模式）纯发动机模式动力传递路线图当高速行驶或高压系统故障时，可单独使用发动机驱动，实现了高压系统的独立性。二、典型动力耦合装置组成及工作原理3.比亚迪DM--工作模式（纯发动机驱动模式）能量回馈模式动力传递路线图车辆刹车或减速时，电机由电动机变为发电机，车轮反拖电机为动力电池组充电。课堂测评一、判断题1.动力耦合装置必须具有以下功能：

动力合成功能。将来自不同动力源的动力分别输入并进行动力合成。输出不干涉功能。（

）2.混合耦合方式将几种耦合方式相结合，可方便地实现多模式驱动，还可实现三动力源输出或更多动力源输出的耦合。（

）3.链或带耦合式通过链条或皮带将两动力源输出动力进行合成。链或带耦合结构复制，冲击大，但是耦合效率高。（

）4.THS系统中带有两台电机，MG1主要用于发电，同时作为发动机的启动电机使用；而MG2主要用于驱动汽车，制动能量回收时用作发电机给蓄电池充电。（

）5.本田的i-MMD系统与丰田THS系统最大的区别之一，i-MMD系统可以使用发动机单独驱动车辆的。（

）6.在HEV模式下，当急加速时候，比亚迪DM将会由发动机直接驱动。（

）课堂测评1.根据多个动力源输出动力耦合方式的不同，将混合动力汽车动力系统分为（

）。【多选题】A.扭矩耦合式B.转速耦合式C.牵引力耦合式D.混合耦合式2.相比于第一代DM，在第二代