本田思鉑睿混合動力車動力系統結構及工作原理簡介

2020-12-05 EDT電驅時代

本田思鉑睿混合動力車搭載本田i-MMD混合動力系統，該系統主要由發動機、變速器（e-CVT）、電源控制單元（PCU）、智能動力單元（IPU）等部件組成（圖1）。本文主要講述動力系統的結構及工作原理。

圖1 2017款本田思鉑睿混合動力車i-MMD混合動力系統組成

1 動力系統主要部件的結構及工作原理

1.1 e-CVT

如圖2所示，e-CVT主要由發電機、牽引電機、超越離合器及齒輪等部件組成，牽引電機負責產生驅動力以驅動車輛或滑行、制動時回收能量；發電機負責發電並向高壓鋰電池充電，以及行駛中倒拖起動發動機；超越離合器負責改變發動機的動力流向，從而實現在驅動車輛或驅動發電機之間轉換。

（1）當發動機驅動發電機發電時，如圖3所示，其動力傳遞路線為：發動機→飛輪→輸入軸→發電機軸→發電機。

（2）當只有牽引電機驅動時，如圖4所示，其動力傳遞路線為：牽引電機→牽引電機軸→副軸→終主動齒輪→終從動齒輪。牽引電機反向運轉，即可實現倒車。

圖2 e-CVT內部結構

圖3 發動機驅動發電機工作時的動力流傳遞路線

圖4 牽引電機工作時的動力流

圖5 發動機驅動模式

（3）當只有發動機驅動時，如圖5所示，其動力傳遞路線為：發動機→飛輪→輸入軸→超越離合器→超速齒輪→副軸→終主動齒輪→終從動齒輪。

2 PCU

PCU位於e-CVT上方，內置有電機控制單元、逆變器及相位電流傳感器等，主要負責控制牽引電機和發電機。發電機和牽引電機的控制電路如圖6所示。為實現對PCU的溫度控制，設置了一個專用的冷卻系統，該系統由電動冷卻液泵、散熱器、儲液罐及冷卻軟管等組成（圖7）。

圖6 發電機和牽引電機的控制電路

圖7 PCU的冷卻系統

3 IPU

IPU包含高壓電池組、DC-DC轉換器、電池狀態監視器及連接板等。

3.1 高壓電池組

高壓電池組使用鋰離子電池。高壓電池組由4個電池模塊串聯組成，每個電池模塊由18個電池單元組成，共72個電池單元。高壓電池組配有熱敏電阻型溫度傳感器、內置的電壓傳感器及電池電流傳感器，電池狀態監視器通過這些傳感器監測電池狀態，並控制它們的SOC（荷電狀態）。高壓電池組通過PCU內的逆變器由發電機電機或牽引電機產生的電能充電。

3.2 連接板和副連接板

連接板（圖8）和副連接板（圖9）安裝在高壓電池組上，可隔離高壓電池組，並分配電源至其他高壓系統。

圖8 連接板

圖9 副連接板

高壓接觸器和旁路接觸器排布在高壓電池組正極側，而子高壓接觸器排布在高壓電池組負極側。這些接觸器由電池狀態監視器控制並執行高壓電路的接通和斷開。在接觸器連接正極側時，旁路接觸器切換為ON，然後高壓接觸器被打開，通過預充電阻連接高壓電路可限制衝擊電流，直至電容器充好電。

PCU和DC-DC轉換器中有多個大電容器，高壓上電時，這些電容器放電，如果高壓電路通過高壓接觸器接通，極大的具有損壞性的電流（浪湧電流）將會流過，此電流會損壞各種部件，還會使高壓接觸器上產生電弧。為防止大浪湧電流，高壓上電時讓旁路接觸器先接通，這樣通過限制電流和允許電容器充電的電阻器將高壓電池組連接到各種電容器上；電容器在極短時間內充電，然後高壓接觸器接通，旁路接觸器斷開。

3.3 維修用插頭

如圖10所示，維修用插頭安裝在高壓電池組的高壓電路和接觸器控制電路中。當混合動力系統或周圍部件需要檢查或維修時，拆除此插頭，可中斷高壓電路和接觸器控制電路，能確保安全地完成檢查和維護工作。

3.4 DC-DC轉換器

DC-DC轉換器將高壓電池組的259.2 V直流電壓轉換為12 V直流電壓，為12 V蓄電池和12 V電氣系統提供電能。

DC-DC轉換器傳遞內置溫度傳感器的溫度信息至電池狀態監測器，若溫度出現突然增長或檢測到輸入、輸出電壓異常，則電池狀態監測器將停止DC-DC轉換器的操作，造成12 V蓄電池充電指示燈點亮。當DC-DC轉換器因異常情況停止工作時，將會使12 V電源不足，這會限制混合動力系統的輸出。

由於DC-DC轉換器工作時會產生熱量，當DC-DC轉換器的溫度升高時，電池狀態監視器根據需要激活高壓電池組散熱風扇，冷風通過高壓電池組從車廂傳送至DC-DC轉換器的散熱片，從而進行冷卻。

3.5 高壓電池組散熱風扇

高壓電池組重複進行充電和放電循環，高壓電池組和DC-DC轉換器會發燙，為了散熱，在行李箱右側安裝了一個高壓電池組散熱風扇。電池狀態監視器根據相關溫度信號控制高壓電池組散熱風扇使高壓電池組和DC-DC轉換器的溫度保持在適當的水平。冷卻空氣進口位於後排座椅右側，冷卻空氣經過高壓電池組和DC-DC轉換器散熱片，然後排放至行李箱。

圖10 維修用插頭

3.6 碰撞切斷控制

當安全氣囊控制單元（SRS）檢測到碰撞信號（正面碰撞、側碰撞、後部碰撞）時，電池狀態監視器根據來自SRS的信號存儲相關故障代碼，同時控制接觸器切斷高壓電路，此時電源系統指示燈、充電指示燈、SRS指示燈點亮，READY指示燈熄滅。維修時，需要使用故障檢測儀取消碰撞切斷控制，以清除電池狀態監視器中存儲的故障代碼，否則高壓電路無法接通。

2 動力系統的工作模式

2017款本田思鉑睿混合動力車的工作模式分為純電動（EV）驅動模式、e-CVT輔助模式、發動機驅動模式、再生充電模式等。

2.1 EV驅動模式

如圖11所示，在EV驅動模式下，驅動力由牽引電機提供，發電機和發動機不工作，此時高壓電池組牽引電機提供能量。

2.2 e-CVT輔助模式

加速期間使用e-CVT輔助模式（圖12），其激活範圍因高壓電池組的荷電狀態而異。發動機使發電機發電，牽引電機向驅動輪提供驅動力。e-CVT輔助模式期間，牽引電機向驅動輪發送大量轉矩，因此比其他模式需要更多的電能。發動機在最佳轉速範圍激活發電機，且牽引電機直接使用可用電能。如果發電機產生的電能不足以滿足牽引電機的需要，將由高壓電池組提供額外的電能。

2.3 發動機驅動模式

低負載高速巡行時使用發動機驅動模式（圖13），此時發動機輸出供給至驅動輪和牽引電機，此時車輛由發動機機械驅動，而高壓電池組通過牽引電機產生的電能充電。

圖11 EV驅動模式

圖12 e-CVT輔助模式

圖13 發動機驅動模式

2.4 再生模式

減速期間使用再生充電模式，發動機和發電機處於停止狀態，牽引電機發電，向高壓電池組提供電能。

來源：EDC電驅未來

相關焦點

  • 全新思鉑睿:動力破局誰可匹敵
    在國內，車輛的動力性能也正在成為中高級車市場影響消費者購買的重要因素，而動力系統，就成為這一風潮的暴風眼。誰能在中高級車動力進化的風向中站在風口上？現在看，唯有東風本田的中高級旗艦車型——全新思鉑睿。雖然剛剛上市，但其兩大動力系統核心已經成為熱議的話題，「地球夢科技」2.4Li-VTEC缸內直噴發動機+8速雙離合變速箱（8DCT）的動力配置，堪稱本田史上最強中高級車動力組合，更使其成為中高級車動力進化的破局者。
  • 用於混合動力車的複合結構永磁電機電磁優化設計
    複合結構永磁（Compound-Structure Permanent- Magnet, CSPM）電機作為雙轉子結構的機電能量轉換裝置，可實現混合動力車內不同的能量流向，傳遞轉矩以驅動車輛前進。但由於內、外電機共用外轉子結構使得兩臺電機間的磁場耦合嚴重，影響電機工作的平穩性。
  • 十代雅閣搭載 本田第三代i-MMD混動系統
    【太平洋汽車網 技術頻道】新一代本田雅閣已經在國內上市，好壞與否每個人感覺都不一樣，不過如果你不喜歡1.5T的十代雅閣，那麼即將上市的雅閣混動版可能會是你的選擇。即將推出的第十代雅閣混合動力版本使用了本田第三代的i-mmd混合動力系統，新一代的混合動力系統經過了優化升級，我們一起去了解一下吧。
  • 地球夢發動機有什麼亮點,地球夢科技發動機原理
    如果你是一名本田粉，那麼肯定對地球夢科技發動機不陌生。它是本田廣汽於2013年推出第九代雅閣動力系統上搭載的全新技術。這套技術在高效、環保方面的革新有著裡程碑式的意義。今天皮卡中國小編就跟大家聊聊地球夢發動機有什麼亮點以及地球夢科技發動機原理。
  • 混合動力電動汽車的結構原理
    分類和結構原理 1．串聯式混合動力汽車 Series Hybrid 其基本結構是由電動機、發動機、發電機、HV蓄電池、變壓器組成。由一個小輸出功率的發動機進行準穩恆性運轉來帶動發電機，直接向電動機供應電力，或一邊給HV蓄電池充電一邊行駛。由於內燃發動機的動力是以串聯的方式供應到電動機，所以稱為「串聯式混合動力系統」。
  • 電動汽車動力系統工作原理及解決方案
    電動汽車動力系統工作原理及解決方案 辰光 發表於 2017-01-10 12:30:10 電動汽車動力系統 小編今天給大家談談什麼是電動汽車動力系統。
  • 混合動力的特點結構
    混合動力的結構特點當前混合動力汽車已經不在陌生，各大車企幾乎都推出了混動車型，下面就聊聊混動車型的結構特點，各家的利弊。混合動力輪起來最成熟應該屬於豐田車系，豐田旗下的普銳斯1997年開始量產，是第一個大規模量產的混動車型。
  • 淺談增程式動力系統結構及工作原理
    打開APP 淺談增程式動力系統結構及工作原理 姚學松 發表於 2020-03-15 10:46:00 1 增程式動力系統結構及工作原理 增程式電動汽車的動力系統主要由增程器系統、動 力電池、驅動系統等組成［3］，其結構框圖如圖1所示。
  • 一箱油跑1000公裡,混動版本田享域上市,混合動力是不是更香
    混合動力汽車是指同時裝備兩種動力來源——熱動力源與電動力源的汽車，可以降低油耗和排放。最近一款新混合動力轎車上市，是本田旗下的享域銳·混動。雖說現在提到新能源車大家想到的都是純電動，但在實用性方面推薦混合動力車的也不在少數。
  • 混合動力車和電動車的新型加熱方式
    摘要：混合動力車和電動車由於發動機要頻繁在高效率區運行，由於在純電力驅動情況下發動機不能作為熱源使用時，車輛就會發生沒有熱源的問題。特別是對於駕駛室的溫度調節，需要額外的熱源來保證舒適性與安全性。為了使電力驅動的續駛裡程最大化和提高燃油效率，需要在動力蓄電池耗電最少的情況下，快速、高效和安全地生成熱量。
  • 豐田汽車的油電混合動力技術
    油電混合雙擎動力車（HEV）豐田的油電混合雙擎動力系統不僅能節省燃料及減少尾氣排放，而且能夠在必要的時候提供強勁的動力。油電混合動力技術同時擁有「發動機」和「電動機」兩大動力源的劃時代技術，不需要外部充電。 具備「發動機」和「電動機」兩大動力源的混合動力系統。
  • 豐田混動好還是本田混動好,哪個更耐用,節油
    豐田THS混合系統最大的特點是「混」清晰，行星齒輪混合系統幾乎是市場平順性最好的混合系統，目前最成熟，應用最廣，是世界上最古老的混合系統，行星齒輪組做動力分流最不可思議的地方是可以將發動機的動力同時分配給傳動系統和發動機，當然發動機和電動機的動力也可以同時合併驅動車輪，由於行星齒輪組的特性，整個動力分流過程非常順暢
  • 混合動力汽車的優缺點,混合動力車值得購買嗎
    現如今汽車市場，已不再是純汽油車型獨霸一方，純電動汽車和混合動力汽車正逐步暫據市場份額，純電動汽車續航裡程普遍較短，更多消費者還是把目光轉移到混合動力汽車中，混合動力汽車有啥優缺點，到底值不值得入手？首先了解一下什麼是混合動力通常所說的混合動力一般是指油電混合動力，即燃料(汽油，柴油等)和電能的混合。混合動力汽車是由電動馬達作為發動機的輔助動力驅動汽車。混動系統一般分三個部分：傳統的內燃機和變速箱、裝在輪子上或者變速箱裡的電動機和電池、以及控制這兩種動力系統協調輸出的控制系統。油電混合動力汽車代表卡羅拉雙擎、凱美瑞雙擎、雅閣銳混動等車型。
  • 奔馳和寶馬正在增加一系列插電式混合動力車 以減少二氧化碳排放量
    據國外媒體報導，戴姆勒集團旗下公司梅賽德斯-奔馳和寶馬正在增加一系列插電式混合動力車，以減少二氧化碳排放量，進而滿足歐盟今年更為嚴格的法規要求。據外媒報導，奔馳已經在旗下C級緊湊型車型和E級中級轎車及旅行版車型產品線中增加了插電式混合動力版本。
  • 三菱混合動力車歐藍德 Outlander PHEV的魅力是什麼?
    男子在日本三菱4S店看到新款混合動力車歐藍德，日本店員這樣評價三菱混合動力車歐藍德這種駕駛由三菱最初的車輛運動集成控制系統S-AWC（超級全車輪控制系統）提供支持。 S-AWC是三菱公司在Lancer Evolution中使用的標牌技術之一，Lancer Evolution是一款著名的跑車，名為Lanevo。 這是一項技術，可以根據路況始終如一地顯示所有四個車輪的性能。在任何惡劣的場景中，四個輪胎都會堅持到路面。
  • 什麼是混合動力汽車?你知道多少?
    我國現在支持插電混合和純電動兩種新能源汽車發展，所以目前混合動力車型也不罕見，有一些在技術上都得到認可，口碑還是不錯的，一般我們想到的插電式混合動力車型，首先想到的就是比亞迪，是的，論自主新能源，比亞迪已經算是老牌勁旅了，不止部分車型出口國外，在國內市場上，比亞迪唐、秦更是橫掃同級別對手。
  • 究竟有何不同 豐田/本田混動系統解析
    汽車界自從有了豐田與本田這對冤家便一直就沒有安寧，在新能源車型上必然也不會例外，豐田的混合動力系統以及本田IMA看似都是汽油機結合電機來輸出動力減少油耗，但是其內在卻並非相同，其實豐田混合動力也有自己的名字為THS系統只是我們不常說到，因此今天我們就深入淺出來了解一下THS和IMA看看誰的系統更加優秀。
  • 混合動力 強混、弱混大不同
    河南商報記者 孟蝶  隨著混合動力技術的廣泛應用，混合動力已遍布各種品牌和車型。但各品牌對混合動力的研發與應用不同，買混合動力車型還要搞清楚強混合動力與弱混合動力的區別。  車主疑問  小苗一直想買款混動車型，覺得會比較省油。
  • 試駕東風本田享域銳混動
    談起混合動力車，最廣為熟知的無疑是日系品牌了。一直以來，日系品牌在省油這方面就給消費者們留下深刻的印象，特別是混合動力技術，相比那些純電車或插電式混合動力車，本田的混合動力技術無需充電，加滿一箱汽油就能跑八百甚至一千公裡以上，這是很多同級車型無法比肩的。