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01
混合概述
在國(guó)外，混合動(dòng)力得益于國(guó)家新政策的支持，重新回到了人們的視野——2020年10月27日，在中國(guó)車輛工程學(xué)會(huì)高峰論壇暨展覽會(huì)上，中國(guó)工程院李軍教授宣布，2.0新版《節(jié)能新能源汽車技術(shù)路線圖》正式發(fā)布，混合動(dòng)力首次上升到發(fā)展戰(zhàn)略高度，混合動(dòng)力在技術(shù)路線2.0上設(shè)置了里程碑節(jié)點(diǎn)——2035年全面混動(dòng)，開啟了國(guó)外整車廠對(duì)混合動(dòng)力的躍馬鞭策。
目前主要有四種技術(shù)路線：
1）Add-on，這條路線主要是歐美主機(jī)廠玩的，比如P0~P4，在原動(dòng)力總成的基礎(chǔ)上減少電機(jī)，改動(dòng)少，成本低。 而且節(jié)油率不理想，達(dá)不到國(guó)外補(bǔ)貼的要求，所以國(guó)外主機(jī)廠很少在設(shè)計(jì)開發(fā)上投入精力；
圖1 Add-on方案P0~P4含義
2）增程方案，該方案是前期人們經(jīng)常提到的系列方案，主要代表增程版BMWi3、本田e-Power和Ideal one，其結(jié)構(gòu)原理如圖2所示
圖 2 增程系統(tǒng)拓?fù)?span style="display:none">uRC物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
增程方案的底盤（增程器）不直接與車輪相連，因此底盤可以一直工作在高效低排放區(qū)，需要大功率電機(jī)將能量完全吸收底盤，導(dǎo)致車輛成本增加。
3）串并聯(lián)。 這種結(jié)構(gòu)的齒輪箱近五年發(fā)展迅速。 其典型代表是豐田的iMMD。 此外，國(guó)內(nèi)奇瑞的EHS、長(zhǎng)城的柚子混動(dòng)、奇瑞的鯤鵬動(dòng)力都是類似的結(jié)構(gòu)。
圖3 搭載的iMMD混合盒
4）權(quán)力分流。 這類方案主要是以行星排作為能量分配的預(yù)制構(gòu)件。 行星排耦合電機(jī)和底盤，以最佳匹配能量。 其控制邏輯是讓底盤在高效區(qū)間內(nèi)依然穩(wěn)定工作：
a) 當(dāng)?shù)妆P提供的能量不足以克服汽車前進(jìn)時(shí)，蓄電池放電驅(qū)動(dòng)電機(jī)推動(dòng)底盤；
b) 當(dāng)?shù)妆P提供的能量超過汽車所需的驅(qū)動(dòng)力時(shí)儲(chǔ)存能量；
c) 當(dāng)?shù)妆P提供的能量與汽車行駛所需能量相等時(shí)，底盤直接驅(qū)動(dòng)；
圖4 福特普銳斯的THS
目前福特THS是全球心率分體式混合動(dòng)力箱中的佼佼者，另外還有通用Volt I和II，以及國(guó)外的吉利/Corun CHS。
福特THS目前累計(jì)銷量約2000萬輛。 規(guī)模效應(yīng)上來之后，成本控制的特別好，相應(yīng)的銷量也比較大。 屬于輸入功率拆分。 通用Volt I屬于輸出功率分流，或者更準(zhǔn)確地說，是輸出功率合流。 二代Volt II是復(fù)合動(dòng)力分流，有輸入和復(fù)合兩種模式，稱為雙卡復(fù)合動(dòng)力分流。 科力遠(yuǎn)的分流方案屬于復(fù)合功率分流，復(fù)合模式只有一種，稱為多模復(fù)合功率分流。 本文重點(diǎn)介紹功率分配 DHT，并探討輸入、輸出和復(fù)合功率分配的具體構(gòu)造。
02
輸出功率分配
2.1
輸出功率并聯(lián)功率特性
就一般的三軸系統(tǒng)而言，輸出端到底盤的距離在杠桿模型上定義為單元1，到驅(qū)動(dòng)電機(jī)（E2）的距離為b（b是一個(gè)比率，確定通過行星排的特征參數(shù)），底盤與發(fā)電機(jī)（E1）同軸，如圖5所示
圖5 輸出功率分流杠桿模型
根據(jù)NGW行星排怠速特性多項(xiàng)式和圖5，構(gòu)造如下平衡多項(xiàng)式
上式中ne為底盤怠速，Te為底盤扭矩，則構(gòu)造效率多項(xiàng)式為
其中i為底盤與輸出怠速的比值（可以理解為速比），據(jù)此繪制效率曲線：
圖6 輸出功率分流效率曲線
2.2
VoltⅠ結(jié)構(gòu)原理
說到輸出功率分配，人們難免會(huì)提到福特Volt I，它采用了簡(jiǎn)單的行星排NGW構(gòu)型。 為了避免福特專利，Volt I的輸出軸是行星架PC，底盤輸入軸連接大齒圈R和發(fā)電機(jī)ISG。 車輪與驅(qū)動(dòng)電機(jī)TM相連，齒圈R可通過制動(dòng)器B1固定連接在機(jī)殼上，發(fā)電機(jī)ISG分別通過兩個(gè)離合器C1和C2與底盤ICE和齒圈R相連，如圖7所示
圖7 VoltⅠ結(jié)構(gòu)圖
從圖6可知，當(dāng)b>1時(shí)，效率為圖6中的紅色曲線，速比大、轉(zhuǎn)速低時(shí)，效率很低。 例如，當(dāng)i=4時(shí)，效率僅為34%； 當(dāng)b<0時(shí)，效率為圖6中藍(lán)色曲線，低速時(shí)效率低，但好于b>1時(shí)的情況，所以VoltI采用b<0的情況，其杠桿圖如下：
圖8 VoltⅠ杠桿模型
根據(jù)上面的討論，即使Ford Volt I采用的構(gòu)型也不適合實(shí)際使用，因?yàn)榈退贂r(shí)效率低，而我們家用車一般在城市路況下行駛，時(shí)速在80kph以內(nèi)，而常見的車速是40~60kph，而這個(gè)車速正好是Volt I的低效區(qū)間。GM的解決方案是降低一個(gè)剎車B1和兩個(gè)離合器C1、C2（福特Prius沒有剎車和離合器）。 移位邏輯如表1所示
表1 VoltⅠ移位邏輯
汽車啟動(dòng)，系統(tǒng)處于純電動(dòng)模式。 此時(shí)控制B1閉合，齒圈鎖止，TM電機(jī)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)。 杠桿姿態(tài)和功率流如圖9所示
圖9 純電動(dòng)模式1
當(dāng)汽車需要大扭矩純電起步時(shí)，ISG電機(jī)和TM電機(jī)一起驅(qū)動(dòng)，此時(shí)C1閉合（Volt Ⅰ在底盤和C2之間裝有雙向離合器，防止底盤離合向后拖動(dòng)），詳見右圖
圖10 純電動(dòng)模式2
汽車進(jìn)一步加速，所需扭矩減小，底盤介入，但時(shí)速仍然不高，即i比較大。 根據(jù)2.1節(jié)的討論，如果此時(shí)不選擇換檔裝置B1、C1、C2等，系統(tǒng)效率會(huì)很低，并且會(huì)出現(xiàn)功率環(huán)流（即無功功率）。 在這種工況下，為防止汽車在低效率區(qū)間行駛，一般的解決辦法是鎖死制動(dòng)器B1，結(jié)合離合器C2，使系統(tǒng)工作在串聯(lián)模式，即增程式混合動(dòng)力在 1. Power mode中提到，這就是為什么GM一再堅(jiān)持Volt I是EREV（Range）的激勵(lì)因素。 這種模式下的功率流和模擬杠桿如圖 11 所示。
圖 11 串聯(lián)混合模式
當(dāng)速度較高時(shí)，為了提高系統(tǒng)效率，一般的策略是將C1和C2合并，開啟B1。 此時(shí)系統(tǒng)工作在輸出功率匯流模式，如圖12所示
圖 12 輸出功率收斂模式
上文提到，Volt I在中低速時(shí)效率低，會(huì)出現(xiàn)功率循環(huán)，這也是輸出功率分流構(gòu)象的先天缺陷。功率循環(huán)如圖13所示
圖 13 功率循環(huán)下的功率流向和杠桿姿態(tài)
圖13中，齒圈R進(jìn)入行星排后底盤動(dòng)力分為兩條路。 一條機(jī)械路徑由行星架PC輸出直接驅(qū)動(dòng)； 另一路由太陽(yáng)輪S帶動(dòng)TM電機(jī)發(fā)電，電能用于驅(qū)動(dòng)ISG電機(jī)。 電力的一條路徑在系統(tǒng)中循環(huán)，不用于驅(qū)動(dòng)汽車。 其實(shí)就是無功功率，應(yīng)該避免。 正是為了解決這個(gè)問題，Volt I有了剎車B1、離合器C1、C2的加持。 城市中低速時(shí)，制動(dòng)器B1和離合器C2閉合，系統(tǒng)工作在增程模式，避免動(dòng)力循環(huán)。 當(dāng)汽車在高速行駛時(shí)，即i較小時(shí)，如圖6所示，輸出功率分流構(gòu)象的效率很高，因此Volt I的離合器C1和C2閉合，使系統(tǒng)工作在輸出功率分割模式。 這樣一來，無論是高速還是低速，福特Volt I都完美解決了效率低下的問題，成本也很可觀。 三個(gè)檔位選擇裝置的減少導(dǎo)致了系統(tǒng)的復(fù)雜化，增加了成本。
03
輸入功率分配
3.1
輸入功率分流功率特性
討論一直以三軸系統(tǒng)為例。 杠桿模型的構(gòu)造與輸出功率分流類似，只是電機(jī)“綁定”的位置不同。 輸入動(dòng)力分流的驅(qū)動(dòng)電機(jī)TM綁定到輸出端。 詳情見右圖。
圖 14 輸入功率分流桿模型
根據(jù)上圖和NGW行星排怠速特性多項(xiàng)式，構(gòu)造如下平衡多項(xiàng)式
據(jù)此得到輸入動(dòng)態(tài)分裂構(gòu)象的效率多項(xiàng)式為：
其中，i和a與輸出功率分流含義相同，η為電機(jī)效率，在數(shù)值上等于ISG和TM電機(jī)效率的乘積或倒數(shù)的乘積，取決于電機(jī)是否是發(fā)電還是發(fā)電。根據(jù)上面的公式，畫出效率曲線如右圖
圖15 輸入功率分流效率曲線
看圖15，實(shí)際上，當(dāng)a=-1，或者a<0時(shí)，輸入功率分裂構(gòu)象的效率在i較大時(shí)相對(duì)最高。 大于0的值表示ISG電機(jī)軸在杠桿模型上位于底盤軸的一側(cè)，解剖THS構(gòu)造，這正是福特工程師的安排方式。
3.2
福特THS結(jié)構(gòu)原理
從1994年普銳斯項(xiàng)目的建立和發(fā)展算起，福特的THS系統(tǒng)在過去的三六年里已經(jīng)升級(jí)了數(shù)次，無論THS迭代了多少次，其核心部件都沒有改變，這是一個(gè)一組 NGW 行星排。 至于同軸時(shí)代的第二組行星排，或者平行軸時(shí)代的減速蝸桿，都是為了降低輸出扭矩比，提升性能。 因此，本文僅對(duì)動(dòng)力分流行星排進(jìn)行分析討論。
圖16THSⅢ-P410
THS的行星架PC連接底盤ICE，太陽(yáng)輪S連接發(fā)電機(jī)ISG，齒圈R作為輸出。 同時(shí)，環(huán)形齒輪連接到驅(qū)動(dòng)馬達(dá)TM。 結(jié)構(gòu)圖如圖17所示，P410和P610的主要參數(shù)如表2所示。
圖 17 THSⅣ-P610結(jié)構(gòu)圖
表2 P410和P610的主要性能參數(shù)
其實(shí)THS結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，控制復(fù)雜，工作方式多變。 本文僅討論功率分流和功率循環(huán)這兩種典型情況，分析輸入功率分流構(gòu)象的質(zhì)量。 其他工作模式見表3
桌面工作模式
筆記：
定義 從底盤看變速箱，順時(shí)針轉(zhuǎn)為正，反之為負(fù)；
+：表示怠速為正；
-：表示怠速為負(fù)值；
0：靜止不動(dòng)；
THS之所以被稱為輸入功率分流，是因?yàn)樵谲囁俨惶叩臅r(shí)候，底盤能量通過行星架后分為兩條路徑——機(jī)械路徑和電力路徑。 機(jī)械路徑直接驅(qū)動(dòng)小車，另一路徑驅(qū)動(dòng)ISG定子發(fā)電，電能要么用于儲(chǔ)存，要么用于驅(qū)動(dòng)TM電機(jī)。 THS功率分配模式下的功率流和模擬桿如右圖所示
圖 18 功率分配模式
而當(dāng)車速較高時(shí)（初始THSⅠ-P111、THSⅡ-P112功率循環(huán)發(fā)生在車速低于80kph時(shí)），即i較小時(shí)，輸入功率分流器構(gòu)象的效率會(huì)很低。 例如，圖 15 中的藍(lán)色曲線表示 THS 構(gòu)象的效率特性。 當(dāng)i=0.8（可以理解為）時(shí)，效率只有42.4%，可見其效率很低。 這些情況是由于系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生的功率循環(huán)，由輸入功率的分流配置決定，很難改變。 這種情況下的功率流和杠桿模型如圖19所示
圖 19 電源循環(huán)
在圖 19 中，底盤能量流經(jīng)齒圈并分為兩條路徑。 一條路徑驅(qū)動(dòng)小車，另一條路徑驅(qū)動(dòng)TM電機(jī)發(fā)電。 電能用于驅(qū)動(dòng)ISG定子旋轉(zhuǎn)，并通過太陽(yáng)輪流回行星排。 其實(shí)這條路不開小車，屬于無功功率。
3.3
分析普銳斯高速不省油的原因
根據(jù)上一節(jié)的分析，THS系統(tǒng)在汽車高速行駛時(shí)會(huì)出現(xiàn)動(dòng)力循環(huán)，這是導(dǎo)致搭載THS系統(tǒng)的普銳斯高速油耗的重要原因。 表4是部分搭載THS系統(tǒng)的福特車型的油耗統(tǒng)計(jì)，更能說明這個(gè)問題。
表4 福特部分車型油耗統(tǒng)計(jì)
我們來分析一下出現(xiàn)這種情況的原因，首先分析一下怠速：
定義從底盤到變速箱的方向，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)為正發(fā)電功率常用單位，反之為負(fù)； 定義車輪的前進(jìn)方向?yàn)檎颍槙r(shí)針旋轉(zhuǎn)），則由THS結(jié)構(gòu)可知，小車前進(jìn)時(shí)，齒圈、TM電機(jī)和半軸同向旋轉(zhuǎn)。
假設(shè)時(shí)速定義為-之間的高速，齒圈到半軸的減速比為3.9。 根據(jù)車速與怠速的關(guān)系，-對(duì)應(yīng)的齒圈怠速估算為：
根據(jù)底盤特性曲線（見圖20），假設(shè)底盤在高速時(shí)的高效怠速范圍為：2600-，則可得到小電機(jī)的怠速。
圖20THS 機(jī)箱外部特征
ISG怠速估算公式由行星排怠速特性多項(xiàng)式得到：
根據(jù)估算結(jié)果，太陽(yáng)輪、行星架、大齒圈的時(shí)速和對(duì)應(yīng)的怠速用杠桿圖表示如下：
圖21 行星排三要素與時(shí)速v的對(duì)應(yīng)關(guān)系
里面是怠速分析，下面是扭矩分析：
高速行駛時(shí)，驅(qū)動(dòng)力主要克服風(fēng)阻和滾動(dòng)阻力。 根據(jù)車輛參數(shù)，所需扭矩約為130-248Nm。 根據(jù)減速比，齒圈需要提供的驅(qū)動(dòng)扭矩約為30-60Nm
上述兩式中，Ttdw(v)為所需扭矩，THo(v)為齒圈需提供的扭矩。 根據(jù)上式，得出轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)速曲線如下。
圖22 所需轉(zhuǎn)矩與齒圈提供的轉(zhuǎn)矩與時(shí)速的關(guān)系
根據(jù)底盤圖，底盤工作在2600-時(shí)，最佳輸出扭矩約為90Nm，如圖23
圖23 底盤最佳輸出扭矩范圍示意圖
根據(jù)行星架上的扭矩平衡，行星架的內(nèi)部扭矩方向向上，根據(jù)行星排扭矩的特征多項(xiàng)式，作用在S和R上的內(nèi)部扭矩方向向下。 為了平衡底盤分配給S軸的力矩，ISG作用在太陽(yáng)輪上的力矩必須向上，量級(jí)為25Nm。 從底盤分配到齒圈的扭矩為90*2.6/3.6=65Nm，方向?yàn)橄蛳隆?所需扭矩為30-60Nm，因此TM還需要輸出負(fù)扭矩和負(fù)載扭矩，以平衡從底盤分配到齒圈的扭矩。
綜上所述，ISG在高速時(shí)扭矩為負(fù)，怠速為負(fù)，處于電動(dòng)狀態(tài)； TM有負(fù)轉(zhuǎn)矩，正怠速，處于發(fā)電狀態(tài)，產(chǎn)生的能量供ISG使用。 油耗較高。
04
復(fù)合權(quán)力分配
4.1
復(fù)合功率分流功率特性
復(fù)合功率分配至少需要一個(gè) 4 軸系統(tǒng)。 如果系統(tǒng)由NGW行星排組成，則至少需要兩個(gè)NGW行星排。 例如，福特 Volt II 由兩個(gè)簡(jiǎn)單的行星排組成； 該系統(tǒng)還可以由復(fù)合行星排組成。 例如，Corun CHS 系統(tǒng)采用了 行星排列構(gòu)造。 以最簡(jiǎn)單的4軸為例說明其功率特性，其杠桿模型如圖24所示
圖 24 復(fù)合功率轉(zhuǎn)換桿模型
在杠桿圖上，設(shè)輸出端到機(jī)箱的距離為單元1，到EM1的距離為a，到EM2的距離為b，模擬輸入輸出功率特性進(jìn)行討論，得到如下效率公式
其中，i和η所表示的含義與輸入/輸出功率分配相同，根據(jù)上述公式繪制效率曲線，如圖25所示
圖 25 復(fù)合功率分配效率曲線
假設(shè)電機(jī)E1為ISG電機(jī)，E1功率與底盤輸入功率之比也是研究復(fù)合功率分配的重要參數(shù)，故構(gòu)建電功率比參數(shù)方程如下：
上式中αE1=PE1/PICE，PE1=2*π*TE1*nE1為電機(jī)E1的功率，PICE=2*π*Te*ne為底盤輸入功率。 根據(jù)以上公式繪制出αE1曲線如圖26
圖26 電機(jī)E1功率與底盤功率之比
4.2
多模復(fù)合功率分流器-CHS結(jié)構(gòu)原理
科力遠(yuǎn)混合動(dòng)力系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱CHS，系統(tǒng)采用復(fù)合行星機(jī)構(gòu)，具有兩個(gè)制動(dòng)器，可實(shí)現(xiàn)E-CVT模式
圖27 Corun CHS（圖片來自網(wǎng)絡(luò)）
CHS系統(tǒng)的行星架PC與底盤ICE相連，太陽(yáng)輪S1與小電機(jī)E1相連，太陽(yáng)輪S2與大電機(jī)E2相連，齒圈作為輸出端。 結(jié)構(gòu)圖如下：
圖28 Corun CHS結(jié)構(gòu)圖
看圖25，當(dāng)a<0，b>0時(shí)，復(fù)合功率分流系統(tǒng)的效率最高，也就是圖中紅色曲線對(duì)應(yīng)的參數(shù)a和b。 a<0，b>0表示電機(jī)分布在底盤的一側(cè)，分析CHS系統(tǒng)，Corun構(gòu)架就是基于這種排列方式。 CHS系統(tǒng)的主要參數(shù)如表5所示
表5 CHS動(dòng)力系統(tǒng)主要部件參數(shù)
構(gòu)建CHS行星排的仿真杠桿如圖29所示
圖 29CHS 杠桿模型
為了方便討論CHS系統(tǒng)的功率流向，清楚說明什么叫復(fù)合功率分配，在同一張圖中畫出了大小電機(jī)功率與底盤輸入功率的比值。全速范圍，參見圖 30
圖30 混合工況下全速范圍內(nèi)大小電機(jī)功率比
圖30中三個(gè)區(qū)域的短發(fā)：A、B、C。在A區(qū)域，αE1<0，αE2>0，表示E1處于發(fā)電狀態(tài)，E2處于電動(dòng)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。 有關(guān)杠桿的姿勢(shì)，請(qǐng)參見圖 29。 底盤動(dòng)力通過單行星齒輪行星排S1-PC-R上的行星架后分為兩路。 一條機(jī)械路徑通過齒圈R驅(qū)動(dòng)小車，另一條路徑通過驅(qū)動(dòng)E1定子旋轉(zhuǎn)形成電能。 電能用于驅(qū)動(dòng)電機(jī) E2。 雙行星齒輪行星排S2-PC-R上的動(dòng)力流向是E2的電能通過太陽(yáng)輪S2進(jìn)入行星排和行星架PC，然后輸出到齒圈R驅(qū)動(dòng)汽車。 功率流參見圖 31
圖 31 A 區(qū)功率流
由以上分析可知，單行星行星排S1-PC-R是輸入功率分流，雙行星行星排S2-PC-R是輸出功率匯流，它們組合成一個(gè)復(fù)合權(quán)力分配。
再看圖30中B區(qū)，此時(shí)αE1>0，αE2<0，說明E1處于通電狀態(tài)，E2處于發(fā)電狀態(tài)，杠桿姿態(tài)如圖32所示。
圖 32 B區(qū)拉桿姿勢(shì)
此時(shí)底盤動(dòng)力通過雙行星齒輪行星排S2-PC-R上的行星架后分為兩條路。 一條機(jī)械路徑通過齒圈R驅(qū)動(dòng)小車，另一條路徑通過驅(qū)動(dòng)E2定子旋轉(zhuǎn)形成電能。 電能用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)E1。 單行星齒輪行星排S1-PC-R上的動(dòng)力流向是E1的電能通過太陽(yáng)輪S1進(jìn)入行星排和行星架PC，再輸出到齒圈R驅(qū)動(dòng)汽車。 參見圖 33 了解功率流向
圖 33 B 區(qū)潮流
當(dāng)汽車在工況B運(yùn)行時(shí)，以上分析可知，單行星齒輪行星排S1-PC-R為輸出功率匯流，雙行星齒輪行星排S2-PC-R為輸入功率分流，它們的組合也是一種復(fù)合功率分流器。
C區(qū)與A區(qū)類似，E1發(fā)電，E2發(fā)電，這里不再贅述。
詳細(xì)分析A、B、C區(qū)底盤和電機(jī)的功率流后發(fā)現(xiàn)，CHS的單行星行星排S1-PC-R和雙行星行星排S2-PC-R E-CVT模式下的系統(tǒng)一個(gè)起著輸入/輸出功率分流的作用，另一個(gè)起著輸出/輸入功率分流的作用。 而復(fù)合動(dòng)力分流只有一種模式，這也是CHS系統(tǒng)被稱為多模式復(fù)合動(dòng)力分流的原因。
4.3
雙卡復(fù)合功率分流——VoltⅡ結(jié)構(gòu)原理
福特Volt II于2016年10月上市，與Volt I相比，Volt II的結(jié)構(gòu)有了很大的改變，性能也更強(qiáng)。
圖 34 Volt II 齒輪箱
表6是第一代Volt和第二代Volt驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的對(duì)比：
表6 VoltⅠ和VoltⅡ驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)比較
圖35 Volt II結(jié)構(gòu)示意圖
圖35 二代Volt結(jié)構(gòu)圖
上圖為Volt II的連接形式：底盤ICE動(dòng)力通過扭振阻尼后連接到PG1的齒圈R1，S1連接到副水泵，PC1和PC2同軸輸出動(dòng)力給行星排通過鏈條傳動(dòng)與后橋相連，S2與驅(qū)動(dòng)電機(jī)相連，PG2+齒圈R2可通過制動(dòng)器C1與殼體固定連接，同時(shí)R2與太陽(yáng)輪S1相連PG1通過離合器C2。
除了停車充電和能量回收外，盒子還有5種常用的工作模式，其換檔邏輯如表7所示
表 7 Volt Ⅱ換檔邏輯
上表中的EV1、EV2和定速比模式比較容易理解，不再贅述。 本節(jié)主要討論了第二代Volt的輸入功率分配和復(fù)合功率分配模式發(fā)電功率常用單位，并分析了GM如何將這兩種分配模式提取到一個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)中。
分析表7中的工作模式3，C1閉合，C2斷開。 當(dāng)C1閉合時(shí)，PG2行星排（連接的行星排命名為PG2）為固定速比傳動(dòng)，因此動(dòng)力分配只能發(fā)生在PG1行星排（連接的行星排命名為PG1）上，PG1行星排排排是一個(gè)簡(jiǎn)單的行星排，如福特 THS。 回想一下第 3 節(jié)中討論的 THS 的行星排。它的效率在中低速時(shí)更高。 Volt II在這個(gè)工況下和THS類似，也是輸入功率的分流模式。 此時(shí)的功率流和杠桿模型如圖36所示
圖 36 Volt II 模式 3 輸入功率分流功率流和杠桿模型
Volt II的復(fù)合動(dòng)力分配方式與4.2節(jié)相同，不同的是CHS的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)是行星排，而二代Volt的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)是兩個(gè)簡(jiǎn)單行星排的組合. 當(dāng)C2閉合，C1打開時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)入復(fù)合功率分流模式，此時(shí)的功率流和杠桿模型如圖37所示
圖 37 Volt II 模式 5 復(fù)合功率分流功率流和杠桿模型
從圖26和圖30可以看出，復(fù)合功率分配在低速時(shí)電機(jī)的功率特別大，這意味著系統(tǒng)的效率很低，這是復(fù)合功率分配的一大缺陷權(quán)力分配系統(tǒng)。 為了改善這種情況，第二代Volt設(shè)計(jì)了輸入功率分流模式，填補(bǔ)了復(fù)合功率分流系統(tǒng)速度慢、效率低的缺陷，增強(qiáng)了系統(tǒng)性能。 The of power under the two modes of input power split and power split is drawn in 38:
38 Volt Ⅱ Power Curve
In fact, on both sides of point A, that is, when the speed is high and the speed is low, the power of the red curve is than that of the blue curve, which means that the is high. , at this time, GM Volt II to work in the input power shunt mode. ; When the speed drops and point A, the red curve rises , while the blue curve rises and a , so Volt II works in the power split mode. In fact, the dual-mode power of Volt II has the , but it has also about .
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總結(jié)
At , there are three types of power-split in the world: 1) Input power-split mode, by the Honda Prius; 2) power-split mode, by the first- Volt; Corun CHS and GM 's - Volt are the . Among them, the - Volt is the most and has the most . This paper the of these three types of power modes, the power of each mode, and its power flow with . , power-split are , so how to make full use of their and their in the be the focus of and .
Note: The data and cited in the are from the
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