混合动力驱动系统的特征及剖析

l.概述

新款LS600hL/LS600h的混合动力驱动系统(图1-1)具有下列特征:采用具有增压转换器和逆变器的变压系统;采用2级电动机减速行星齿轮机构,能够降低电动机转速,使高转速､大功率的MG2最佳地配合混合动力变速器内的动力分配行星齿轮机构｡

新款LS600hL/LS600h的混合动力驱动系统主要零部件如图1—2所示｡

2.变压系统

在新款LS600hL/LS600h的混合动力驱动系统中,逆变器总成内采用了增压转换器｡增压转换器将系统工作电压升至最高DC 650V,逆变器将直流电转换为交流电,以在高压时驱动MG1和MG2,并且可按较小功率供电,使电损降低,从而可使MG1和MG2高转速､大功率工作(图1-3)｡

图1-1 混合动力驱动系统图

图1-2 混合动力驱动系统主要零部件结构

1—动力分配行星齿轮机构 2—2级电动机减速行星齿轮机构

图1-3 变压系统

3.混合动力变速器

此系统根据车辆的行驶状况最佳组合发动机与MG2的驱动力来驱动车辆｡该系统以发动机动力为基础(图1-4)｡

此混合动力变速器主要包括MG1和MG2､动力分配行星齿轮机构､2级电动机减速行星齿轮机构､B1(1号制动器)和B2(2号制动器)(图1-4)｡发动机､MG1和MG2通过动力分配行星齿轮机构和2级电动机减速行星齿轮机构机械连接在一起｡

二级电动机减速行星轮机构用于增高或降低MG2的转速｡另外,通过施加或解除来自行星齿轮机构的B1和B2制动,可以将MG2的转速降低至更低速范围或升高至更高速范围(图1-4)｡

动力分配行星齿轮机构将发动机驱动力分为两部分:一部分用于驱动车轮,另一部分用于驱动MG1,因此可起到发电机的作用｡

图1-4 混合动力变速器结构示意图

4.无离合器系统

无离合器系统通过齿轮机械连接车轮与MG2｡为解除空档位置驱动力,变速杆位置传感器输出N位置信号来关闭逆变器(控制MG1和MG2)中的所有功率晶体管,使MG1和MG2关闭,从而使车轮的驱动力为零｡

5.再生制动(www.xing528.com)

车辆减速或制动期间,再生制动功能使MG2工作,起到发电机的作用,并将电能存储到HV蓄电池中｡有关详情,请参见制动控制系统中再生制动协同控制功能概述｡

6.无连杆

采用了ETCS-i(智能节气门电控系统)(图1-5)｡这是一种无连杆系统,不采用加速踏板拉索,而采用加速踏板位置传感器和节气门位置传感器来检测加速踏板位置和节气门位置｡

HV ECU根据加速踏板位置传感器传输的信号､车辆行驶状况和HV蓄电池SOC(充电状态)计算目标发动机转速和所需的发动机驱动力,并将控制信号发送至ECM｡ECM根据控制信号对节气门进行最佳控制｡

图1-5 智能节气门电控系统

7.基本工作原理

该系统根据车辆行驶状况,通过发动机､MG1和MG2结合产生驱动力｡下面描述了多种结合的典型示例｡

起动(由MG2驱动)(图1-6):通过HV蓄电池向MG2供电,以提供动力来驱动车轮｡

通过发动机加速期间(图1-7):发动机通过行星齿轮驱动车轮期间,MG1由发动机通过行星齿轮驱动,产生的电能为MG2供电｡

图1-6 起动(由MG2驱动)

图1-7 通过发动机加速期间

减速行驶期间(图1-8):车辆减速时,来自车轮的动能经回收转化为电能,并通过MG2对HV蓄电池再次充电｡

对HV蓄电池充电(图1-9):MG1由发动机通过行星齿轮带动旋转,以对HV蓄电池充电｡

图1-8 减速行驶期间

图1-9 对HV蓄电池充电