混合動(dòng)力汽車動(dòng)力傳動(dòng)及其控制系統(tǒng)課件

3、混合動(dòng)力汽車自動(dòng)變速系統(tǒng)及其控制系統(tǒng)3、混合動(dòng)力汽車自動(dòng)變速系統(tǒng)及其控制系統(tǒng)1混合動(dòng)力汽車自動(dòng)變速系統(tǒng)

與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車類似，由于發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)的轉(zhuǎn)速工作范圍與車速范圍不一致，需要將混合動(dòng)力汽車動(dòng)力源的動(dòng)力變速變矩地傳遞至驅(qū)動(dòng)車輪，同時(shí)混合動(dòng)力汽車變速傳動(dòng)系統(tǒng)還要完成發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)動(dòng)力的分配和藕合。混合動(dòng)力汽車自動(dòng)變速系統(tǒng)與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車類似，由于發(fā)動(dòng)機(jī)和2混合動(dòng)力汽車自動(dòng)變速系統(tǒng)

混合動(dòng)力汽車可以選用專門針對(duì)混合動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)的變速傳動(dòng)系統(tǒng)，也可是使用傳統(tǒng)變速系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)所要功能?，F(xiàn)在常見(jiàn)的混合動(dòng)力轎車有:Prius(Toyota),Estima(Toyota),Tino(Nissan),Civic(Honda)和Insight(Honda)，其選用的變速傳動(dòng)系統(tǒng)如表1所示?；旌蟿?dòng)力汽車自動(dòng)變速系統(tǒng)混合動(dòng)力汽車可以選用專門針對(duì)混合動(dòng)3混合動(dòng)力汽車自動(dòng)變速系統(tǒng)表1混合動(dòng)力汽車使用的變速傳動(dòng)系統(tǒng)混合動(dòng)力汽車自動(dòng)變速系統(tǒng)表1混合動(dòng)力汽車使用的變速傳動(dòng)系統(tǒng)4混合動(dòng)力汽車自動(dòng)變速系統(tǒng)除Prius和Estima外，混合動(dòng)力轎車多采用CVT，而Toyota采用的THS(ToyotaHybridSystem)是一種區(qū)別于傳統(tǒng)變速系統(tǒng)的行星齒輪結(jié)構(gòu)，其通過(guò)協(xié)調(diào)發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力分配和無(wú)級(jí)變速的雙重功能。由于受開(kāi)發(fā)周期、開(kāi)發(fā)成本和技術(shù)水平的限制以及自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)方面的要求，我國(guó)混合動(dòng)力汽車開(kāi)發(fā)多選擇傳統(tǒng)汽車所使用的變速系統(tǒng)?；旌蟿?dòng)力汽車自動(dòng)變速系統(tǒng)除Prius和Estima外，混合動(dòng)5混合動(dòng)力汽車自動(dòng)變速系統(tǒng)按照實(shí)現(xiàn)自動(dòng)變速的原理，自動(dòng)變速器可分為三類:一類是液力變矩器和行星齒輪變速箱組成的液力自動(dòng)變速器(AutomaticTransmission簡(jiǎn)稱AT);一類是無(wú)級(jí)變速器(ContinuouslyVariableTransmission，簡(jiǎn)稱CVT);另一類是由傳統(tǒng)固定軸式變速箱和干式離合器以及相應(yīng)的電液控制系統(tǒng)組成的機(jī)械式自動(dòng)變速器(AutomaticMechanicalTransmission,簡(jiǎn)稱AMT)混合動(dòng)力汽車自動(dòng)變速系統(tǒng)按照實(shí)現(xiàn)自動(dòng)變速的原理，自動(dòng)變速器可6液力自動(dòng)變速器（AT)AT，在汽車上應(yīng)用的歷史已有60多年，是現(xiàn)在傳統(tǒng)汽車中應(yīng)用范圍最廣的自動(dòng)變速系統(tǒng)，圖1所示為寶馬7型的6速自動(dòng)變速器。液力自動(dòng)變速器（AT)AT，在汽車上應(yīng)用的歷史已有60多年，7液力自動(dòng)變速器（AT)圖1寶馬6速自動(dòng)變速器液力自動(dòng)變速器（AT)8液力自動(dòng)變速器（AT)液力自動(dòng)變速器由液力變矩器、行星齒輪和液壓操縱系統(tǒng)組成，液力變扭器是AT最關(guān)鍵的部件，由泵輪、渦輪和導(dǎo)輪等構(gòu)件組成，它除了起離合器的作用外，還具有在一定范圍內(nèi)無(wú)級(jí)變速和變矩的能力，對(duì)負(fù)載有良好的自動(dòng)調(diào)節(jié)和適應(yīng)性。因此，液力自動(dòng)變速器換檔平穩(wěn)，操作容易，但其缺點(diǎn)也較多:一是對(duì)速度變化反應(yīng)較慢，沒(méi)有手動(dòng)變速器靈敏，無(wú)法滿足對(duì)駕駛感覺(jué)要求較高的人的需求:二是費(fèi)油不經(jīng)濟(jì)，傳動(dòng)效率低變矩范圍有限，近年引入電子控制技術(shù)一定程度上改善了這方面的問(wèn)題;三是機(jī)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)計(jì)、制造和維護(hù)困難。由于AT的燃油經(jīng)濟(jì)性較差，而且結(jié)構(gòu)復(fù)雜不容易進(jìn)行結(jié)構(gòu)改變，應(yīng)用于混合動(dòng)力汽車時(shí)不僅影響整車燃油經(jīng)濟(jì)性，而且還受到其過(guò)長(zhǎng)的開(kāi)發(fā)周期和過(guò)高的開(kāi)發(fā)、使用成本的影響。液力自動(dòng)變速器（AT)液力自動(dòng)變速器由液力變矩器、行星齒輪和9無(wú)級(jí)變速器(CVI)CVT技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)有了一百多年的歷史。德國(guó)奔馳公司是在汽車上來(lái)用CVT技術(shù)的鼻祖，早在1886年就將V型橡膠帶式CVT安裝在該公司生產(chǎn)的汽油機(jī)汽車上，但由于橡膠帶式CVI存在一系列的缺陷，沒(méi)有被汽車行業(yè)普遍接受隨著新技術(shù)逐步克服原有技術(shù)的缺陷，研制出了性能更優(yōu)良的CVT。進(jìn)入20世紀(jì)90年代，汽車界對(duì)CVT技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)日益重視，特別是在微型車中，CVT被認(rèn)為是關(guān)鍵技術(shù)。CVT的結(jié)構(gòu)和工作原理如圖2所示，主要包括主動(dòng)輪組、從動(dòng)輪組、金屬帶和液壓泵等基本部件。CVI結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小，既沒(méi)有手動(dòng)變速器的眾多齒輪組，也沒(méi)有AT中復(fù)雜的液力變矩器和行星齒輪組。理論上CVT可使發(fā)動(dòng)機(jī)始終在經(jīng)濟(jì)工況區(qū)運(yùn)行從而較大幅度地改善車輛燃油經(jīng)濟(jì)性，但由于CVT是摩擦傳動(dòng)，傳動(dòng)效率較低，且傳動(dòng)帶很容易損壞，不能承受較大的載荷，因此其只能用于在低功率和低轉(zhuǎn)矩汽車，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，現(xiàn)在CVT已經(jīng)開(kāi)始在中等排量的汽車中得到應(yīng)用。無(wú)級(jí)變速器(CVI)CVT技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)有了一百多年的歷10無(wú)級(jí)變速器(CVI)圖2無(wú)級(jí)變速器結(jié)構(gòu)圖無(wú)級(jí)變速器(CVI)11機(jī)械式自動(dòng)變速器(AMT)傳統(tǒng)手動(dòng)變速器是通過(guò)駕駛員控制離合器、變速箱來(lái)接合發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力和改變傳動(dòng)系統(tǒng)檔位，通過(guò)在手動(dòng)變速器基礎(chǔ)上加裝換檔、離合器執(zhí)行機(jī)構(gòu)和相應(yīng)的自動(dòng)控制單元實(shí)現(xiàn)上述的自動(dòng)控制即為機(jī)械式自動(dòng)變速器。國(guó)外對(duì)AMT的研究和開(kāi)發(fā)始于二十世紀(jì)七十年代中期，較為典型的有瑞典Scandia的CAG系統(tǒng)、德國(guó)DaimlerBenz的EPS系統(tǒng)、美國(guó)Eaton的SAMT系統(tǒng)，這些系統(tǒng)使換檔操縱實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，換檔時(shí)仍由駕駛員踩離合器踏板來(lái)配合換檔。世界上第一臺(tái)全自動(dòng)的電控機(jī)械式自動(dòng)變速器是日本五十鈴公司在1984年推出的NAVI-5，不久德國(guó)波爾舍的Carrera轎車也裝用TipTropic，同時(shí)期出現(xiàn)的還有:日本Nissan,Hino及美國(guó)Eaton的全自動(dòng)變速系統(tǒng)。機(jī)械式自動(dòng)變速器(AMT)傳統(tǒng)手動(dòng)變速器是通過(guò)駕駛員控制離12各種變速系統(tǒng)的比較各種變速系統(tǒng)的比較各種變速系統(tǒng)的比較13各種變速系統(tǒng)的比較在混合動(dòng)力汽車中，由于對(duì)燃油經(jīng)濟(jì)性以及成本、開(kāi)發(fā)周期等方面的要求較高，AT不適合于在混合動(dòng)力汽車上使用。由于世界各大汽車公司的參與，CVT的各項(xiàng)技術(shù)不斷走向成熟，國(guó)外眾多汽車廠商都致力于CVT的推廣應(yīng)用，由于其燃油經(jīng)濟(jì)性較好，因此在混合動(dòng)力轎車中得到了較好的應(yīng)用。但是由于CVT應(yīng)用于較大型的車輛時(shí)還存在一些問(wèn)題，因此許多混合動(dòng)力汽車中采用AMT作為變速機(jī)構(gòu)。各種變速系統(tǒng)的比較在混合動(dòng)力汽車中，由于對(duì)燃油經(jīng)濟(jì)性以及成本14傳統(tǒng)汽車AMT基本控制原理圖3傳統(tǒng)汽車AMT基本控制原理傳統(tǒng)汽車AMT基本控制原理15AMT應(yīng)用于混合動(dòng)力汽車使用AMT作為混合動(dòng)力汽車的動(dòng)力藕合和變速傳動(dòng)裝置比較適合我國(guó)的國(guó)情。由于混合動(dòng)力汽車的動(dòng)力源與傳統(tǒng)汽車不同，AMT應(yīng)用于混合動(dòng)力汽車時(shí)，其功能和控制也與傳統(tǒng)汽車情況有很大的不同。AMT應(yīng)用于混合動(dòng)力汽車使用AMT作為混合動(dòng)力汽車的動(dòng)力藕16AMT應(yīng)用于混合動(dòng)力汽車傳統(tǒng)汽車AMT的控制即為整車控制，如圖3所示，控制系統(tǒng)根據(jù)駕駛員對(duì)車輛的操縱(加速踏板、制動(dòng)踏板、操縱手柄等)和車輛狀態(tài)(車速、檔位、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速等)選擇當(dāng)前行車需要的最佳檔位，如果需要換檔或離合器操作，則借助相應(yīng)的自動(dòng)操縱機(jī)構(gòu)對(duì)車輛的動(dòng)力和傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行控制，因此，傳統(tǒng)汽車AMT控制主要指換檔策略和動(dòng)力、傳動(dòng)系統(tǒng)控制兩個(gè)方面的內(nèi)容區(qū)別于傳統(tǒng)汽車，由于混合動(dòng)力汽車中電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的存在，AMT控制在這兩個(gè)方面的問(wèn)題與傳統(tǒng)汽車有較大不同，混合動(dòng)力汽車整車控制包括能量管理策略和能量管理策略的實(shí)現(xiàn)兩方面的內(nèi)容。AMT應(yīng)用于混合動(dòng)力汽車傳統(tǒng)汽車AMT的控制即為整車控制，如17AMT應(yīng)用于混合動(dòng)力汽車能量管理策略混合動(dòng)力汽車的能量管理策略包括發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)的轉(zhuǎn)矩分配策略以及變速系統(tǒng)的換檔策略兩方面內(nèi)容轉(zhuǎn)矩分配策略。AMT應(yīng)用于混合動(dòng)力汽車能量管理策略18AMT應(yīng)用于混合動(dòng)力汽車混合動(dòng)力汽車能量管理策略研究多集中于轉(zhuǎn)矩分配策略方面，轉(zhuǎn)矩分配策略的目的是通過(guò)調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)的轉(zhuǎn)矩提高車輛綜合效率。在一般的并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車中，發(fā)動(dòng)機(jī)是主驅(qū)動(dòng)裝置，電機(jī)是輔助驅(qū)動(dòng)裝置。由于發(fā)動(dòng)機(jī)工作效率較低，尤其在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷率較低時(shí)，其燃油經(jīng)濟(jì)性極差，為避免發(fā)動(dòng)機(jī)工作在低效區(qū)，在滿足駕駛員轉(zhuǎn)矩需求的基礎(chǔ)上，轉(zhuǎn)矩分配策略通過(guò)調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)矩使發(fā)動(dòng)機(jī)工作在高效區(qū)或關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)并由電機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)車輛。在發(fā)動(dòng)機(jī)工作效率較高時(shí)，可以由發(fā)動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)車輛，此時(shí)通過(guò)調(diào)整電機(jī)電動(dòng)或發(fā)電的轉(zhuǎn)矩使發(fā)動(dòng)機(jī)工作在高效區(qū)，電機(jī)發(fā)電生成的電能存儲(chǔ)在動(dòng)力電池中以供電動(dòng)時(shí)使用，為保證電池充放電時(shí)的效率，轉(zhuǎn)矩分配策略還要盡量維持電池的電量平衡。AMT應(yīng)用于混合動(dòng)力汽車混合動(dòng)力汽車能量管理策略研究多集中于19AMT應(yīng)用于混合動(dòng)力汽車換檔策略在并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車中，發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)布置在變速箱之前，主電機(jī)與變速箱輸入軸直接連接，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力通過(guò)離合器傳遞至變速傳動(dòng)系統(tǒng)。變速箱檔位切換改變了發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)的工況進(jìn)而影響車輛燃油經(jīng)濟(jì)性和排放性能指標(biāo)。因此，并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車的能量管理策略包括轉(zhuǎn)矩分配策略和換檔策略兩個(gè)方面。AMT應(yīng)用于混合動(dòng)力汽車換檔策略20AMT應(yīng)用于混合動(dòng)力汽車并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車有兩個(gè)動(dòng)力源:汽油發(fā)動(dòng)機(jī)和永磁同步電機(jī)，使用AMT作為動(dòng)力藕合裝置和變速傳動(dòng)系統(tǒng)，電機(jī)與變速箱輸入軸直接相連，發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)AMT系統(tǒng)中的離合器與主電機(jī)(即變速箱輸入軸)連接，混合動(dòng)力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖2-1所示AMT應(yīng)用于混合動(dòng)力汽車并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車有兩個(gè)動(dòng)力源:汽油21AMT應(yīng)用于混合動(dòng)力汽車圖4并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)AMT應(yīng)用于混合動(dòng)力汽車22AMT應(yīng)用于混合動(dòng)力汽車在使用AMT作為變速驅(qū)動(dòng)單元的的混合動(dòng)力汽車中，AMT不僅需要將發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)的動(dòng)力變速變矩地傳遞至驅(qū)動(dòng)輪(或?qū)④囕v的制動(dòng)能量反向傳遞至電機(jī)進(jìn)行能量回收)，還要完成混合動(dòng)力系統(tǒng)的動(dòng)力分配和轉(zhuǎn)矩藕合，AMT是實(shí)現(xiàn)能量管理策略的關(guān)鍵AMT應(yīng)用于混合動(dòng)力汽車在使用AMT作為變速驅(qū)動(dòng)單元的的混合23AMT應(yīng)用于混合動(dòng)力汽車能量管理層根據(jù)駕駛員操作(加速踏板、制動(dòng)踏板和手柄位置)和車輛運(yùn)行狀態(tài)(車速、電池SOC、變速箱檔位等等)確定變速系統(tǒng)檔位、離合器狀態(tài)、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩、電機(jī)轉(zhuǎn)矩以及液壓制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，目的是改善車輛的動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性。在使用AMT的PHEV中，能量管理策略主要包括發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)的轉(zhuǎn)矩分配策略和換檔策略兩個(gè)方面的內(nèi)容。在能量管理策略的實(shí)現(xiàn)層，通過(guò)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)、離合器和變速箱的協(xié)調(diào)控制來(lái)實(shí)現(xiàn)能量管理策略。換檔和離合器動(dòng)作由控制系統(tǒng)直接控制，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)的控制是通過(guò)將控制指令發(fā)送至發(fā)動(dòng)機(jī)控制器EMS(EngineManagementSystem)和電機(jī)控制器MCU(MotorControlUnit)，由EMS和MCU對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)進(jìn)行直接控制。AMT應(yīng)用于混合動(dòng)力汽車能量管理層根據(jù)駕駛員操作(加速踏板、24PHEV動(dòng)力傳動(dòng)及其控制系統(tǒng)圖PHEV動(dòng)力傳動(dòng)及其控制系統(tǒng)PHEV動(dòng)力傳動(dòng)及其控制系統(tǒng)25混合動(dòng)力汽車動(dòng)力總成結(jié)構(gòu)按動(dòng)力傳動(dòng)系結(jié)構(gòu)不同，混合動(dòng)力汽車可分為串聯(lián)、并聯(lián)和混聯(lián)三種構(gòu)型，每種構(gòu)型又有一多種結(jié)構(gòu)方案下而對(duì)這三種型式的部件組成、工作原理和各自的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行簡(jiǎn)要分析混合動(dòng)力汽車動(dòng)力總成結(jié)構(gòu)按動(dòng)力傳動(dòng)系結(jié)構(gòu)不同，混合動(dòng)力汽車可261串聯(lián)混合動(dòng)力總成構(gòu)型串聯(lián)式HEV動(dòng)力傳動(dòng)系的結(jié)構(gòu)組成如下圖所示。由發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、電機(jī)、變速箱等構(gòu)成。1串聯(lián)混合動(dòng)力總成構(gòu)型串聯(lián)式HEV動(dòng)力傳動(dòng)系的結(jié)構(gòu)組成如下圖271串聯(lián)混合動(dòng)力總成構(gòu)型該結(jié)構(gòu)方式的優(yōu)點(diǎn)：(1)結(jié)構(gòu)布置靈活由于發(fā)動(dòng)機(jī)與汽車驅(qū)動(dòng)輪之間無(wú)機(jī)械連接，這樣便于進(jìn)行整車布置。(2)發(fā)動(dòng)機(jī)工作效率高可對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行獨(dú)立控制，使發(fā)動(dòng)機(jī)可穩(wěn)定于高效區(qū)或低排放區(qū)附一近工作。同時(shí)，該結(jié)構(gòu)尤其適合于那類與驅(qū)動(dòng)輪難于進(jìn)行機(jī)械連接的高效發(fā)動(dòng)機(jī)，如燃?xì)廨啓C(jī)、斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)等。(3)整車的控制簡(jiǎn)單由于發(fā)動(dòng)機(jī)獨(dú)立于行使工況，小存在發(fā)動(dòng)機(jī)與電機(jī)之間的功率分配，因此整車的控制簡(jiǎn)單。1串聯(lián)混合動(dòng)力總成構(gòu)型該結(jié)構(gòu)方式的優(yōu)點(diǎn)：281串聯(lián)混合動(dòng)力總成構(gòu)型該結(jié)構(gòu)方式的缺點(diǎn)為:(1)系統(tǒng)綜合效率低由于發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械能由發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)化為電能，再由電動(dòng)機(jī)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能用以驅(qū)動(dòng)汽車，途經(jīng)兩次能量轉(zhuǎn)換，中間必然會(huì)伴隨著能量的損失，因此，系統(tǒng)綜合效率降低。(2)成本高對(duì)于混合動(dòng)力客車，由于需要的電機(jī)功率很高，這樣所需要的電池?cái)?shù)量增加，帶來(lái)重量和成本增高。對(duì)于轎車而言，它的三個(gè)動(dòng)力總成(發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī))也會(huì)給系統(tǒng)總布置帶來(lái)困難。1串聯(lián)混合動(dòng)力總成構(gòu)型該結(jié)構(gòu)方式的缺點(diǎn)為:292雙軸并聯(lián)混合動(dòng)力總成構(gòu)型雙軸并聯(lián)式混合動(dòng)力總成的結(jié)構(gòu)根據(jù)動(dòng)力合成裝置在變速箱的前與后可分為前置式(動(dòng)力合成裝置在變速箱前)雙軸并聯(lián)結(jié)構(gòu)和后置式(動(dòng)力合成裝置在變速箱后)雙軸了并聯(lián)結(jié)構(gòu)分別如下圖和圖所示2雙軸并聯(lián)混合動(dòng)力總成構(gòu)型雙軸并聯(lián)式混合動(dòng)力總成的結(jié)構(gòu)根30前置式雙軸并聯(lián)式HEV動(dòng)力傳動(dòng)系結(jié)構(gòu)圖前置式雙軸并聯(lián)式HEV動(dòng)力傳動(dòng)系結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖前置式雙軸并聯(lián)式HEV動(dòng)力傳動(dòng)系結(jié)構(gòu)31后置式雙軸并聯(lián)式HEV動(dòng)力傳動(dòng)系結(jié)構(gòu)圖后置式雙軸并聯(lián)式HEV動(dòng)力傳動(dòng)系結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖后置式雙軸并聯(lián)式HEV動(dòng)力傳動(dòng)系結(jié)構(gòu)32雙軸并聯(lián)混合動(dòng)力總成雙軸并聯(lián)式HEV動(dòng)力傳動(dòng)系，發(fā)動(dòng)機(jī)與電動(dòng)機(jī)可以分別獨(dú)立地向汽車驅(qū)動(dòng)輪提供動(dòng)力，沒(méi)有串聯(lián)式HEV動(dòng)力傳動(dòng)系中的專用發(fā)電機(jī)，因此更象傳統(tǒng)的汽車動(dòng)力傳動(dòng)系，并具有了許多顯著的優(yōu)點(diǎn):(1)由于發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械能可直接輸出到汽車驅(qū)動(dòng)橋，中間沒(méi)有能量的轉(zhuǎn)換，與串聯(lián)式布置相比，系統(tǒng)效率較高，燃油消耗也較少;(2)電動(dòng)機(jī)同時(shí)又可作為發(fā)電機(jī)使用，系統(tǒng)僅有發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)兩個(gè)動(dòng)力總成，整車質(zhì)量和成本大大減小。雙軸并聯(lián)混合動(dòng)力總成雙軸并聯(lián)式HEV動(dòng)力傳動(dòng)系，發(fā)動(dòng)機(jī)與電動(dòng)33雙軸并聯(lián)混合動(dòng)力總成缺點(diǎn):(1)由于發(fā)動(dòng)機(jī)與車輛驅(qū)動(dòng)輪間有直接的機(jī)械連接，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況實(shí)時(shí)地受到汽車行駛工況的影響，因此對(duì)整車排放工作點(diǎn)的優(yōu)化小如串聯(lián)形式好。(2)這種結(jié)構(gòu)，要維持發(fā)動(dòng)機(jī)在最佳工作區(qū)工作，需要復(fù)雜的控制系統(tǒng)和控制策略。對(duì)于雙軸并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車(PHEV，動(dòng)力傳動(dòng)系的主要元件之一為動(dòng)力合成裝置。動(dòng)力合成的實(shí)現(xiàn)方法可歸類為:轉(zhuǎn)速合成式、牽引力合成式和扭矩合成式三大類。雙軸并聯(lián)混合動(dòng)力總成缺點(diǎn):34轉(zhuǎn)速合成式PHEV動(dòng)力傳動(dòng)系

轉(zhuǎn)速合成式PHEV動(dòng)力傳動(dòng)系35轉(zhuǎn)速合成式PHEV動(dòng)力傳動(dòng)系常用的轉(zhuǎn)速合成裝置有行星齒輪系和電動(dòng)轉(zhuǎn)速計(jì)，它們構(gòu)成的動(dòng)力傳動(dòng)系結(jié)構(gòu)分別如圖2-5,圖2-6所示。轉(zhuǎn)速合成式PHEV動(dòng)力傳動(dòng)系中，兩個(gè)動(dòng)力總成之間的轉(zhuǎn)速分配較為靈活，適用于那些對(duì)轉(zhuǎn)速變化敏感而對(duì)扭矩變化小太敏感的動(dòng)力總成間的輸出功率疊加。但由于兩動(dòng)力總成的輸出扭矩存在著一定的比例關(guān)系(如式2-1)，要求發(fā)動(dòng)機(jī)的工作特性調(diào)節(jié)必須與電動(dòng)機(jī)的輸出特性相配合，增加了控制系統(tǒng)的難度。另外，轉(zhuǎn)速合成式裝置固有的輸出特性也限制了電動(dòng)機(jī)低速大轉(zhuǎn)矩特性的利用，而低速大轉(zhuǎn)矩卻對(duì)車輛的起動(dòng)十分有利。轉(zhuǎn)速合成式PHEV動(dòng)力傳動(dòng)系常用的轉(zhuǎn)速合成裝置有行星齒輪系36牽引力合成式PHEV動(dòng)力傳動(dòng)系圖2-7牽引力合成式PHEV動(dòng)力傳動(dòng)系牽引力合成式PHEV動(dòng)力傳動(dòng)系37牽引力合成式PHEV動(dòng)力傳動(dòng)系牽引力合成式PHEV動(dòng)力傳動(dòng)系的具體結(jié)構(gòu)如圖2-7所示。發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)之間無(wú)任何機(jī)械連接，它們通過(guò)各自的傳動(dòng)軸分別驅(qū)動(dòng)車輛的前輪和后輪牽引力合成式PHEV動(dòng)力傳動(dòng)系牽引力合成式PHEV動(dòng)力傳動(dòng)系38牽引力合成式PHEV動(dòng)力傳動(dòng)系該動(dòng)力傳動(dòng)系的一顯著優(yōu)點(diǎn)是:汽車的驅(qū)動(dòng)力由兩個(gè)驅(qū)動(dòng)軸承擔(dān)，因此作用于每一驅(qū)動(dòng)軸上的驅(qū)動(dòng)力小會(huì)超出其輪胎地而附一著極限，但由于電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)分離，結(jié)構(gòu)小緊湊，給動(dòng)力傳動(dòng)系的具體布置帶來(lái)困難。牽引力合成式PHEV動(dòng)力傳動(dòng)系該動(dòng)力傳動(dòng)系的一顯著優(yōu)點(diǎn)是:汽39單軸并聯(lián)混合動(dòng)力總成構(gòu)型單軸并聯(lián)式混合動(dòng)力總成型式系是指發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)同軸聯(lián)接和布置，根據(jù)電機(jī)在變速箱的前與后可分為前置式(電機(jī)在變速箱前)單軸并聯(lián)結(jié)構(gòu)和后置式(電機(jī)在變速箱后)單軸并聯(lián)結(jié)構(gòu)，分別如圖2-9和圖2-10所示。單軸并聯(lián)結(jié)構(gòu)形式的優(yōu)缺點(diǎn)除如上所述外，還有一個(gè)特點(diǎn)是有利于電機(jī)和變速箱結(jié)構(gòu)的一體化模塊設(shè)計(jì)，便于批量生產(chǎn)中的模塊化供貨和整車裝配。單軸并聯(lián)結(jié)構(gòu)的合成方式為扭矩合成。這種結(jié)構(gòu)(發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)的輸出軸采用了同一根傳動(dòng)軸)將導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)兩者每時(shí)每刻的轉(zhuǎn)速值均為同一值，限制了電動(dòng)機(jī)的工作區(qū)域，造成兩者特性的小匹配，為改善這種關(guān)系，需要布置一多速變速箱，這又會(huì)導(dǎo)致控制系統(tǒng)較為復(fù)雜。單軸并聯(lián)混合動(dòng)力總成構(gòu)型單軸并聯(lián)式混合動(dòng)力總成型式系是指發(fā)40后置式單軸并聯(lián)結(jié)構(gòu)圖2-9后置式單軸并聯(lián)結(jié)構(gòu)后置式單軸并聯(lián)結(jié)構(gòu)41前置式單軸并聯(lián)結(jié)構(gòu)圖2-10前置式單軸并聯(lián)結(jié)構(gòu)前置式單軸并聯(lián)結(jié)構(gòu)42

謝謝謝謝433、混合動(dòng)力汽車自動(dòng)變速系統(tǒng)及其控制系統(tǒng)3、混合動(dòng)力汽車自動(dòng)變速系統(tǒng)及其控制系統(tǒng)44混合動(dòng)力汽車自動(dòng)變速系統(tǒng)

與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車類似，由于發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)的轉(zhuǎn)速工作范圍與車速范圍不一致，需要將混合動(dòng)力汽車動(dòng)力源的動(dòng)力變速變矩地傳遞至驅(qū)動(dòng)車輪，同時(shí)混合動(dòng)力汽車變速傳動(dòng)系統(tǒng)還要完成發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)動(dòng)力的分配和藕合。混合動(dòng)力汽車自動(dòng)變速系統(tǒng)與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車類似，由于發(fā)動(dòng)機(jī)和45混合動(dòng)力汽車自動(dòng)變速系統(tǒng)

混合動(dòng)力汽車可以選用專門針對(duì)混合動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)的變速傳動(dòng)系統(tǒng)，也可是使用傳統(tǒng)變速系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)所要功能。現(xiàn)在常見(jiàn)的混合動(dòng)力轎車有:Prius(Toyota),Estima(Toyota),Tino(Nissan),Civic(Honda)和Insight(Honda)，其選用的變速傳動(dòng)系統(tǒng)如表1所示。混合動(dòng)力汽車自動(dòng)變速系統(tǒng)混合動(dòng)力汽車可以選用專門針對(duì)混合動(dòng)46混合動(dòng)力汽車自動(dòng)變速系統(tǒng)表1混合動(dòng)力汽車使用的變速傳動(dòng)系統(tǒng)混合動(dòng)力汽車自動(dòng)變速系統(tǒng)表1混合動(dòng)力汽車使用的變速傳動(dòng)系統(tǒng)47混合動(dòng)力汽車自動(dòng)變速系統(tǒng)除Prius和Estima外，混合動(dòng)力轎車多采用CVT，而Toyota采用的THS(ToyotaHybridSystem)是一種區(qū)別于傳統(tǒng)變速系統(tǒng)的行星齒輪結(jié)構(gòu)，其通過(guò)協(xié)調(diào)發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力分配和無(wú)級(jí)變速的雙重功能。由于受開(kāi)發(fā)周期、開(kāi)發(fā)成本和技術(shù)水平的限制以及自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)方面的要求，我國(guó)混合動(dòng)力汽車開(kāi)發(fā)多選擇傳統(tǒng)汽車所使用的變速系統(tǒng)?；旌蟿?dòng)力汽車自動(dòng)變速系統(tǒng)除Prius和Estima外，混合動(dòng)48混合動(dòng)力汽車自動(dòng)變速系統(tǒng)按照實(shí)現(xiàn)自動(dòng)變速的原理，自動(dòng)變速器可分為三類:一類是液力變矩器和行星齒輪變速箱組成的液力自動(dòng)變速器(AutomaticTransmission簡(jiǎn)稱AT);一類是無(wú)級(jí)變速器(ContinuouslyVariableTransmission，簡(jiǎn)稱CVT);另一類是由傳統(tǒng)固定軸式變速箱和干式離合器以及相應(yīng)的電液控制系統(tǒng)組成的機(jī)械式自動(dòng)變速器(AutomaticMechanicalTransmission,簡(jiǎn)稱AMT)混合動(dòng)力汽車自動(dòng)變速系統(tǒng)按照實(shí)現(xiàn)自動(dòng)變速的原理，自動(dòng)變速器可49液力自動(dòng)變速器（AT)AT，在汽車上應(yīng)用的歷史已有60多年，是現(xiàn)在傳統(tǒng)汽車中應(yīng)用范圍最廣的自動(dòng)變速系統(tǒng)，圖1所示為寶馬7型的6速自動(dòng)變速器。液力自動(dòng)變速器（AT)AT，在汽車上應(yīng)用的歷史已有60多年，50液力自動(dòng)變速器（AT)圖1寶馬6速自動(dòng)變速器液力自動(dòng)變速器（AT)51液力自動(dòng)變速器（AT)液力自動(dòng)變速器由液力變矩器、行星齒輪和液壓操縱系統(tǒng)組成，液力變扭器是AT最關(guān)鍵的部件，由泵輪、渦輪和導(dǎo)輪等構(gòu)件組成，它除了起離合器的作用外，還具有在一定范圍內(nèi)無(wú)級(jí)變速和變矩的能力，對(duì)負(fù)載有良好的自動(dòng)調(diào)節(jié)和適應(yīng)性。因此，液力自動(dòng)變速器換檔平穩(wěn)，操作容易，但其缺點(diǎn)也較多:一是對(duì)速度變化反應(yīng)較慢，沒(méi)有手動(dòng)變速器靈敏，無(wú)法滿足對(duì)駕駛感覺(jué)要求較高的人的需求:二是費(fèi)油不經(jīng)濟(jì)，傳動(dòng)效率低變矩范圍有限，近年引入電子控制技術(shù)一定程度上改善了這方面的問(wèn)題;三是機(jī)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)計(jì)、制造和維護(hù)困難。由于AT的燃油經(jīng)濟(jì)性較差，而且結(jié)構(gòu)復(fù)雜不容易進(jìn)行結(jié)構(gòu)改變，應(yīng)用于混合動(dòng)力汽車時(shí)不僅影響整車燃油經(jīng)濟(jì)性，而且還受到其過(guò)長(zhǎng)的開(kāi)發(fā)周期和過(guò)高的開(kāi)發(fā)、使用成本的影響。液力自動(dòng)變速器（AT)液力自動(dòng)變速器由液力變矩器、行星齒輪和52無(wú)級(jí)變速器(CVI)CVT技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)有了一百多年的歷史。德國(guó)奔馳公司是在汽車上來(lái)用CVT技術(shù)的鼻祖，早在1886年就將V型橡膠帶式CVT安裝在該公司生產(chǎn)的汽油機(jī)汽車上，但由于橡膠帶式CVI存在一系列的缺陷，沒(méi)有被汽車行業(yè)普遍接受隨著新技術(shù)逐步克服原有技術(shù)的缺陷，研制出了性能更優(yōu)良的CVT。進(jìn)入20世紀(jì)90年代，汽車界對(duì)CVT技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)日益重視，特別是在微型車中，CVT被認(rèn)為是關(guān)鍵技術(shù)。CVT的結(jié)構(gòu)和工作原理如圖2所示，主要包括主動(dòng)輪組、從動(dòng)輪組、金屬帶和液壓泵等基本部件。CVI結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小，既沒(méi)有手動(dòng)變速器的眾多齒輪組，也沒(méi)有AT中復(fù)雜的液力變矩器和行星齒輪組。理論上CVT可使發(fā)動(dòng)機(jī)始終在經(jīng)濟(jì)工況區(qū)運(yùn)行從而較大幅度地改善車輛燃油經(jīng)濟(jì)性，但由于CVT是摩擦傳動(dòng)，傳動(dòng)效率較低，且傳動(dòng)帶很容易損壞，不能承受較大的載荷，因此其只能用于在低功率和低轉(zhuǎn)矩汽車，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，現(xiàn)在CVT已經(jīng)開(kāi)始在中等排量的汽車中得到應(yīng)用。無(wú)級(jí)變速器(CVI)CVT技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)有了一百多年的歷53無(wú)級(jí)變速器(CVI)圖2無(wú)級(jí)變速器結(jié)構(gòu)圖無(wú)級(jí)變速器(CVI)54機(jī)械式自動(dòng)變速器(AMT)傳統(tǒng)手動(dòng)變速器是通過(guò)駕駛員控制離合器、變速箱來(lái)接合發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力和改變傳動(dòng)系統(tǒng)檔位，通過(guò)在手動(dòng)變速器基礎(chǔ)上加裝換檔、離合器執(zhí)行機(jī)構(gòu)和相應(yīng)的自動(dòng)控制單元實(shí)現(xiàn)上述的自動(dòng)控制即為機(jī)械式自動(dòng)變速器。國(guó)外對(duì)AMT的研究和開(kāi)發(fā)始于二十世紀(jì)七十年代中期，較為典型的有瑞典Scandia的CAG系統(tǒng)、德國(guó)DaimlerBenz的EPS系統(tǒng)、美國(guó)Eaton的SAMT系統(tǒng)，這些系統(tǒng)使換檔操縱實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，換檔時(shí)仍由駕駛員踩離合器踏板來(lái)配合換檔。世界上第一臺(tái)全自動(dòng)的電控機(jī)械式自動(dòng)變速器是日本五十鈴公司在1984年推出的NAVI-5，不久德國(guó)波爾舍的Carrera轎車也裝用TipTropic，同時(shí)期出現(xiàn)的還有:日本Nissan,Hino及美國(guó)Eaton的全自動(dòng)變速系統(tǒng)。機(jī)械式自動(dòng)變速器(AMT)傳統(tǒng)手動(dòng)變速器是通過(guò)駕駛員控制離55各種變速系統(tǒng)的比較各種變速系統(tǒng)的比較各種變速系統(tǒng)的比較56各種變速系統(tǒng)的比較在混合動(dòng)力汽車中，由于對(duì)燃油經(jīng)濟(jì)性以及成本、開(kāi)發(fā)周期等方面的要求較高，AT不適合于在混合動(dòng)力汽車上使用。由于世界各大汽車公司的參與，CVT的各項(xiàng)技術(shù)不斷走向成熟，國(guó)外眾多汽車廠商都致力于CVT的推廣應(yīng)用，由于其燃油經(jīng)濟(jì)性較好，因此在混合動(dòng)力轎車中得到了較好的應(yīng)用。但是由于CVT應(yīng)用于較大型的車輛時(shí)還存在一些問(wèn)題，因此許多混合動(dòng)力汽車中采用AMT作為變速機(jī)構(gòu)。各種變速系統(tǒng)的比較在混合動(dòng)力汽車中，由于對(duì)燃油經(jīng)濟(jì)性以及成本57傳統(tǒng)汽車AMT基本控制原理圖3傳統(tǒng)汽車AMT基本控制原理傳統(tǒng)汽車AMT基本控制原理58AMT應(yīng)用于混合動(dòng)力汽車使用AMT作為混合動(dòng)力汽車的動(dòng)力藕合和變速傳動(dòng)裝置比較適合我國(guó)的國(guó)情。由于混合動(dòng)力汽車的動(dòng)力源與傳統(tǒng)汽車不同，AMT應(yīng)用于混合動(dòng)力汽車時(shí)，其功能和控制也與傳統(tǒng)汽車情況有很大的不同。AMT應(yīng)用于混合動(dòng)力汽車使用AMT作為混合動(dòng)力汽車的動(dòng)力藕59AMT應(yīng)用于混合動(dòng)力汽車傳統(tǒng)汽車AMT的控制即為整車控制，如圖3所示，控制系統(tǒng)根據(jù)駕駛員對(duì)車輛的操縱(加速踏板、制動(dòng)踏板、操縱手柄等)和車輛狀態(tài)(車速、檔位、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速等)選擇當(dāng)前行車需要的最佳檔位，如果需要換檔或離合器操作，則借助相應(yīng)的自動(dòng)操縱機(jī)構(gòu)對(duì)車輛的動(dòng)力和傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行控制，因此，傳統(tǒng)汽車AMT控制主要指換檔策略和動(dòng)力、傳動(dòng)系統(tǒng)控制兩個(gè)方面的內(nèi)容區(qū)別于傳統(tǒng)汽車，由于混合動(dòng)力汽車中電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的存在，AMT控制在這兩個(gè)方面的問(wèn)題與傳統(tǒng)汽車有較大不同，混合動(dòng)力汽車整車控制包括能量管理策略和能量管理策略的實(shí)現(xiàn)兩方面的內(nèi)容。AMT應(yīng)用于混合動(dòng)力汽車傳統(tǒng)汽車AMT的控制即為整車控制，如60AMT應(yīng)用于混合動(dòng)力汽車能量管理策略混合動(dòng)力汽車的能量管理策略包括發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)的轉(zhuǎn)矩分配策略以及變速系統(tǒng)的換檔策略兩方面內(nèi)容轉(zhuǎn)矩分配策略。AMT應(yīng)用于混合動(dòng)力汽車能量管理策略61AMT應(yīng)用于混合動(dòng)力汽車混合動(dòng)力汽車能量管理策略研究多集中于轉(zhuǎn)矩分配策略方面，轉(zhuǎn)矩分配策略的目的是通過(guò)調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)的轉(zhuǎn)矩提高車輛綜合效率。在一般的并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車中，發(fā)動(dòng)機(jī)是主驅(qū)動(dòng)裝置，電機(jī)是輔助驅(qū)動(dòng)裝置。由于發(fā)動(dòng)機(jī)工作效率較低，尤其在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷率較低時(shí)，其燃油經(jīng)濟(jì)性極差，為避免發(fā)動(dòng)機(jī)工作在低效區(qū)，在滿足駕駛員轉(zhuǎn)矩需求的基礎(chǔ)上，轉(zhuǎn)矩分配策略通過(guò)調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)矩使發(fā)動(dòng)機(jī)工作在高效區(qū)或關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)并由電機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)車輛。在發(fā)動(dòng)機(jī)工作效率較高時(shí)，可以由發(fā)動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)車輛，此時(shí)通過(guò)調(diào)整電機(jī)電動(dòng)或發(fā)電的轉(zhuǎn)矩使發(fā)動(dòng)機(jī)工作在高效區(qū)，電機(jī)發(fā)電生成的電能存儲(chǔ)在動(dòng)力電池中以供電動(dòng)時(shí)使用，為保證電池充放電時(shí)的效率，轉(zhuǎn)矩分配策略還要盡量維持電池的電量平衡。AMT應(yīng)用于混合動(dòng)力汽車混合動(dòng)力汽車能量管理策略研究多集中于62AMT應(yīng)用于混合動(dòng)力汽車換檔策略在并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車中，發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)布置在變速箱之前，主電機(jī)與變速箱輸入軸直接連接，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力通過(guò)離合器傳遞至變速傳動(dòng)系統(tǒng)。變速箱檔位切換改變了發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)的工況進(jìn)而影響車輛燃油經(jīng)濟(jì)性和排放性能指標(biāo)。因此，并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車的能量管理策略包括轉(zhuǎn)矩分配策略和換檔策略兩個(gè)方面。AMT應(yīng)用于混合動(dòng)力汽車換檔策略63AMT應(yīng)用于混合動(dòng)力汽車并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車有兩個(gè)動(dòng)力源:汽油發(fā)動(dòng)機(jī)和永磁同步電機(jī)，使用AMT作為動(dòng)力藕合裝置和變速傳動(dòng)系統(tǒng)，電機(jī)與變速箱輸入軸直接相連，發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)AMT系統(tǒng)中的離合器與主電機(jī)(即變速箱輸入軸)連接，混合動(dòng)力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖2-1所示AMT應(yīng)用于混合動(dòng)力汽車并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車有兩個(gè)動(dòng)力源:汽油64AMT應(yīng)用于混合動(dòng)力汽車圖4并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)AMT應(yīng)用于混合動(dòng)力汽車65AMT應(yīng)用于混合動(dòng)力汽車在使用AMT作為變速驅(qū)動(dòng)單元的的混合動(dòng)力汽車中，AMT不僅需要將發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)的動(dòng)力變速變矩地傳遞至驅(qū)動(dòng)輪(或?qū)④囕v的制動(dòng)能量反向傳遞至電機(jī)進(jìn)行能量回收)，還要完成混合動(dòng)力系統(tǒng)的動(dòng)力分配和轉(zhuǎn)矩藕合，AMT是實(shí)現(xiàn)能量管理策略的關(guān)鍵AMT應(yīng)用于混合動(dòng)力汽車在使用AMT作為變速驅(qū)動(dòng)單元的的混合66AMT應(yīng)用于混合動(dòng)力汽車能量管理層根據(jù)駕駛員操作(加速踏板、制動(dòng)踏板和手柄位置)和車輛運(yùn)行狀態(tài)(車速、電池SOC、變速箱檔位等等)確定變速系統(tǒng)檔位、離合器狀態(tài)、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩、電機(jī)轉(zhuǎn)矩以及液壓制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，目的是改善車輛的動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性。在使用AMT的PHEV中，能量管理策略主要包括發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)的轉(zhuǎn)矩分配策略和換檔策略兩個(gè)方面的內(nèi)容。在能量管理策略的實(shí)現(xiàn)層，通過(guò)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)、離合器和變速箱的協(xié)調(diào)控制來(lái)實(shí)現(xiàn)能量管理策略。換檔和離合器動(dòng)作由控制系統(tǒng)直接控制，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)的控制是通過(guò)將控制指令發(fā)送至發(fā)動(dòng)機(jī)控制器EMS(EngineManagementSystem)和電機(jī)控制器MCU(MotorControlUnit)，由EMS和MCU對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)進(jìn)行直接控制。AMT應(yīng)用于混合動(dòng)力汽車能量管理層根據(jù)駕駛員操作(加速踏板、67PHEV動(dòng)力傳動(dòng)及其控制系統(tǒng)圖PHEV動(dòng)力傳動(dòng)及其控制系統(tǒng)PHEV動(dòng)力傳動(dòng)及其控制系統(tǒng)68混合動(dòng)力汽車動(dòng)力總成結(jié)構(gòu)按動(dòng)力傳動(dòng)系結(jié)構(gòu)不同，混合動(dòng)力汽車可分為串聯(lián)、并聯(lián)和混聯(lián)三種構(gòu)型，每種構(gòu)型又有一多種結(jié)構(gòu)方案下而對(duì)這三種型式的部件組成、工作原理和各自的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行簡(jiǎn)要分析混合動(dòng)力汽車動(dòng)力總成結(jié)構(gòu)按動(dòng)力傳動(dòng)系結(jié)構(gòu)不同，混合動(dòng)力汽車可691串聯(lián)混合動(dòng)力總成構(gòu)型串聯(lián)式HEV動(dòng)力傳動(dòng)系的結(jié)構(gòu)組成如下圖所示。由發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、電機(jī)、變速箱等構(gòu)成。1串聯(lián)混合動(dòng)力總成構(gòu)型串聯(lián)式HEV動(dòng)力傳動(dòng)系的結(jié)構(gòu)組成如下圖701串聯(lián)混合動(dòng)力總成構(gòu)型該結(jié)構(gòu)方式的優(yōu)點(diǎn)：(1)結(jié)構(gòu)布置靈活由于發(fā)動(dòng)機(jī)與汽車驅(qū)動(dòng)輪之間無(wú)機(jī)械連接，這樣便于進(jìn)行整車布置。(2)發(fā)動(dòng)機(jī)工作效率高可對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行獨(dú)立控制，使發(fā)動(dòng)機(jī)可穩(wěn)定于高效區(qū)或低排放區(qū)附一近工作。同時(shí)，該結(jié)構(gòu)尤其適合于那類與驅(qū)動(dòng)輪難于進(jìn)行機(jī)械連接的高效發(fā)動(dòng)機(jī)，如燃?xì)廨啓C(jī)、斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)等。(3)整車的控制簡(jiǎn)單由于發(fā)動(dòng)機(jī)獨(dú)立于行使工況，小存在發(fā)動(dòng)機(jī)與電機(jī)之間的功率分配，因此整車的控制簡(jiǎn)單。1串聯(lián)混合動(dòng)力總成構(gòu)型該結(jié)構(gòu)方式的優(yōu)點(diǎn)：711串聯(lián)混合動(dòng)力總成構(gòu)型該結(jié)構(gòu)方式的缺點(diǎn)為:(1)系統(tǒng)綜合效率低由于發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械能由發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)化為電能，再由電動(dòng)機(jī)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能用以驅(qū)動(dòng)汽車，途經(jīng)兩次能量轉(zhuǎn)換，中間必然會(huì)伴隨著能量的損失，因此，系統(tǒng)綜合效率降低。(2)成本高對(duì)于混合動(dòng)力客車，由于需要的電機(jī)功率很高，這樣所需要的電池?cái)?shù)量增加，帶來(lái)重量和成本增高。對(duì)于轎車而言，它的三個(gè)動(dòng)力總成(發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī))也會(huì)給系統(tǒng)總布置帶來(lái)困難。1串聯(lián)混合動(dòng)力總成構(gòu)型該結(jié)構(gòu)方式的缺點(diǎn)為:722雙軸并聯(lián)混合動(dòng)力總成構(gòu)型雙軸并聯(lián)式混合動(dòng)力總成的結(jié)構(gòu)根據(jù)動(dòng)力合成裝置在變速箱的前與后可分為前置式(動(dòng)力合成裝置在變速箱前)雙軸并聯(lián)結(jié)構(gòu)和后置式(動(dòng)力合成裝置在變速箱后)雙軸了并聯(lián)結(jié)構(gòu)分別如下圖和圖所示2雙軸并聯(lián)混合動(dòng)力總成構(gòu)型雙軸并聯(lián)式混合動(dòng)力總成的結(jié)構(gòu)根73前置式雙軸并聯(lián)式HEV動(dòng)力傳動(dòng)系結(jié)構(gòu)圖前置式雙軸并聯(lián)式HEV動(dòng)力傳動(dòng)系結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖前置式雙軸并聯(lián)式HEV動(dòng)力傳動(dòng)系結(jié)構(gòu)74后置式雙軸并聯(lián)式HEV動(dòng)力傳動(dòng)系結(jié)構(gòu)圖后置式雙軸并聯(lián)式HEV動(dòng)力傳動(dòng)系結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖后置式雙軸并聯(lián)式HEV動(dòng)力傳動(dòng)系結(jié)構(gòu)75雙軸并聯(lián)混合動(dòng)力總成雙軸并聯(lián)式HEV動(dòng)力傳動(dòng)系，發(fā)動(dòng)機(jī)與電動(dòng)機(jī)可以分別獨(dú)立地向汽車驅(qū)動(dòng)輪提供動(dòng)力，沒(méi)有串聯(lián)式HEV動(dòng)力傳動(dòng)系中的專用發(fā)電機(jī)，因此更象傳統(tǒng)的汽車動(dòng)力傳動(dòng)系，并具有了許多顯著的優(yōu)點(diǎn):(1)由于發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械能可直接輸出到汽車驅(qū)動(dòng)橋，中間沒(méi)有能量的轉(zhuǎn)換，與串聯(lián)式布置相比，系統(tǒng)