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混合動(dòng)力電動(dòng)汽車系統(tǒng)的組成

全新奔馳S400混動(dòng)基于S350，但其傳動(dòng)系統(tǒng)有了明顯的提升。包括3.5L V6汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)，額外的連續(xù)通電同步電機(jī)，為混合動(dòng)力模塊專門設(shè)計(jì)的七速自動(dòng)變速器，所需的動(dòng)力和控制電子設(shè)備，變壓器和鋰離子電池。

奔馳混動(dòng)車系統(tǒng)組成▼ S400混動(dòng)搭載并聯(lián)式混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。通過(guò)這種驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)都與驅(qū)動(dòng)輪機(jī)械連接。并且電機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)提供的動(dòng)力可以疊加，也就是說(shuō)它們可以分別保持較低的額定功率，但是僅靠電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是無(wú)法驅(qū)動(dòng)車輛的。

奔馳S500插電式混動(dòng)的動(dòng)力電池比S400混動(dòng)大10倍，可以通過(guò)外接充電插座充電。S500插電式混合動(dòng)力車型可在純電動(dòng)模式下運(yùn)行長(zhǎng)達(dá)30公里，并配備電動(dòng)機(jī)。

S500插電式混合動(dòng)力系統(tǒng)組成▼1-濕式離合器；2-再生制動(dòng)系統(tǒng)；74.2—自動(dòng)變速器；A9/5-電動(dòng)制冷劑壓縮機(jī)；A79/1-電機(jī)；A100g1—高壓蓄電池；G1 ——車載電氣系統(tǒng)電池；M1-首發(fā)；M276.8—發(fā)動(dòng)機(jī)；M42—電動(dòng)輔助油泵；M56——真空泵；n33/5-高壓正溫度系數(shù)加熱器；N68—電子動(dòng)力轉(zhuǎn)向控制單元；N82/2-電池管理系統(tǒng)控制單元；N83/1-DC轉(zhuǎn)換器控制單元；N83/5-充電裝置；n129/1——電力電子裝置控制單元；X58/23—充電裝置的電源插座

混合動(dòng)力汽車的工作模式

驅(qū)動(dòng)模式▼

混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的各種駕駛模式的當(dāng)前功率流可以顯示在駕駛室管理和數(shù)據(jù)系統(tǒng)顯示單元上。在駕駛模式下，動(dòng)力只從發(fā)動(dòng)機(jī)流向后輪軸。

加速模式▼

在加速模式下，動(dòng)力從發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)流向后輪軸。高壓電池給電機(jī)供電，然后電機(jī)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)扭矩來(lái)支撐發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的扭矩。

生成模式▼

在發(fā)電模式下，動(dòng)力從后軸流向電機(jī)流動(dòng)。電動(dòng)機(jī)將車輛的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能。電動(dòng)機(jī)充當(dāng)高壓發(fā)電機(jī)，為高壓電池充電。

驅(qū)動(dòng)電機(jī)結(jié)構(gòu)的組成

組件位置

S400混合動(dòng)力汽車混合動(dòng)力系統(tǒng)右前視圖▼

S400混合動(dòng)力汽車混合動(dòng)力部件俯視圖▼

發(fā)動(dòng)機(jī)

發(fā)動(dòng)機(jī)272.974針對(duì)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)進(jìn)行了改進(jìn)和優(yōu)化。采用新的氣缸蓋、改進(jìn)的可變正時(shí)凸輪軸和與原型不同的活塞，輸出功率提高了5kW。熱效率提高，油耗率提高，從而降低了車輛在部分負(fù)荷工況下的油耗。電機(jī)的轉(zhuǎn)子直接與曲軸相連，位于發(fā)動(dòng)機(jī)和自動(dòng)變速器之間。

注意:阿特金森原理通過(guò)在進(jìn)氣和壓縮階段之間短時(shí)間打開(kāi)進(jìn)氣門來(lái)優(yōu)化氣門正時(shí)，因此膨脹階段比壓縮階段長(zhǎng)。

電動(dòng)機(jī)

電機(jī)安裝位置▼

電機(jī)截面圖▼

盤式電機(jī)是一種連續(xù)供電的同步電機(jī)，安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)和自動(dòng)變速器之間，具有起動(dòng)機(jī)和高壓發(fā)電機(jī)的功能。這種設(shè)計(jì)也被稱為起動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)。

電機(jī)作為阻尼元件來(lái)減少驅(qū)動(dòng)/扭轉(zhuǎn)振動(dòng)。根據(jù)工作模式，電機(jī)可以向曲軸旋轉(zhuǎn)的方向施加扭矩來(lái)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，也可以向曲軸旋轉(zhuǎn)的相反方向施加扭矩來(lái)給高壓電池充電。啟動(dòng)過(guò)程中，電機(jī)為發(fā)電機(jī)提供支撐；在制動(dòng)過(guò)程中，部分制動(dòng)能量轉(zhuǎn)化為電能。各種工作模式之間的切換由電力電子控制單元控制。電力電子裝置通過(guò)三條總線與電機(jī)的三個(gè)電源相連。根據(jù)工作模式和轉(zhuǎn)子位置調(diào)節(jié)三相電流。這些相電流產(chǎn)生磁場(chǎng)，并與轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)一起產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)所需的扭矩。

電機(jī)分解圖▼

自動(dòng)變速齒輪箱

S400混動(dòng)配備七速自動(dòng)變速箱，針對(duì)混動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)。除了新的變速器控制軟件，還安裝了一個(gè)輔助電動(dòng)變速器油泵。作為發(fā)動(dòng)機(jī)啟停功能的一部分，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉或重新啟動(dòng)時(shí)，有必要確保向變速箱液壓裝置持續(xù)供油，以防止駕駛員的啟動(dòng)請(qǐng)求與車輛運(yùn)動(dòng)的實(shí)際開(kāi)始之間出現(xiàn)延遲。因此，當(dāng)內(nèi)部變速箱油泵因發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)而停止工作時(shí)，輔助電動(dòng)變速箱油泵向變速箱控制系統(tǒng)供油。

高壓蓄電池結(jié)構(gòu)

高壓電池模塊位于發(fā)動(dòng)機(jī)艙的右后方，可以保護(hù)高壓電池不受外界熱量的影響，保證物理穩(wěn)定性。高壓電池模塊包括高壓電池、電池管理系統(tǒng)控制單元和保護(hù)開(kāi)關(guān)。高壓電池是可以為電機(jī)儲(chǔ)存能量的鋰離子電池，如下圖所示。與鎳氫電池相比，它具有更高的電效率和更高的能量密度，因此重量更輕，尺寸更緊湊。

高壓電池模塊截面圖▼

高壓電池通過(guò)DC/DC轉(zhuǎn)換器連接到12V車載電氣系統(tǒng)，以便在必要時(shí)支持12V車載電氣系統(tǒng)。該開(kāi)關(guān)由蓄電池管理系統(tǒng)控制單元啟動(dòng)，在內(nèi)部將高壓蓄電池的正極和負(fù)極端子與高壓車載電氣系統(tǒng)絕緣。

高壓電池冷卻示意圖▼

電力電子模塊

動(dòng)力電子控制單元集成在動(dòng)力電子模塊中，位于排氣歧管下方右側(cè)，根據(jù)要求向電機(jī)提供三相交流電壓，并監(jiān)控電機(jī)溫度。

直流變壓器位于右前輪罩內(nèi)，可產(chǎn)生DC高壓和12V DC電壓，實(shí)現(xiàn)高壓車載電氣系統(tǒng)與12V車載電氣系統(tǒng)之間的能量交換。高壓和12V電壓之間的雙向轉(zhuǎn)換是可能的。

電子模塊設(shè)計(jì)▼

電源模塊和DC/DC轉(zhuǎn)換器模塊共用一個(gè)低溫冷卻系統(tǒng)，該系統(tǒng)獨(dú)立于發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)。

DC/DC轉(zhuǎn)換器模塊設(shè)計(jì)▼

電冷卻回路示意圖▼