Prius混合動(dòng)力系統(tǒng)分析

Prius混合動(dòng)力系統(tǒng)分析Prius簡(jiǎn)介1997年12月 第一代Prius在日本上市；2000年 小改款后面向北美和歐洲銷售;2003年9月 推出了第2代車型。該車所采用的發(fā)動(dòng)機(jī)專門為混合動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并采用電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向等技術(shù)以盡量降低能耗。表1給出了兩代Prius的主要參數(shù)。與第1代相比，第2代Prius增加了電動(dòng)空調(diào)、一鍵式起動(dòng)等功能。本文的主要研究對(duì)象為2001款Prius，但未考慮空調(diào)工作狀態(tài)對(duì)控制策略的影響，也未考慮電機(jī)和電池的工作效率。表】Prius±要參數(shù)PfWMIPriu點(diǎn)004mm)43Ex|6?543iyxl46544J5x1725>cU75整齊質(zhì)舊血)一1255I加企動(dòng)機(jī)缺大功(r/mjii)43/400052/450057/5000(r/iTtin)I02/41XK)11moo115/4200新艦機(jī)揪大功輒kW>(r/inin)30/(U4(J*2000)56DG>50/(1200-1540>艇前電機(jī)M大轉(zhuǎn)矩(褊｝1r/min)30S/物)350/(0-400)400/(0-1200)保氟電他2SSV民方體校塊273.6V此方體快塊納.&V動(dòng)力總成扯大功案(kW)(km/瞄—74/12082/120動(dòng)力總成眼大轉(zhuǎn)排1Nm)(km/h)421/11478/Z2rr公里抑速時(shí)何—12.810,9EPA油相M/C)(C/H.7Cixn.)52/4-5/496t)/5l>56Prius混合動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)Prius采用混聯(lián)式的機(jī)械結(jié)構(gòu)，包括2個(gè)電機(jī)，即MG1(用于調(diào)速)和MG2(作為驅(qū)動(dòng)電機(jī))，均可以作為發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)。電機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)通過一套行星齒輪組連接實(shí)現(xiàn)動(dòng)力分配。如圖1所示，發(fā)動(dòng)機(jī)與行星架相連，MGl和太陽輪相連，MG2連接在齒圈上，齒圈再通過齒形帶和主減速器相連。圖IP「通混合動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

電機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)之間具有以下的轉(zhuǎn)速關(guān)系:nMG1+inMG2=(1+i)Fe發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩一部分通過太陽輪作用在MGl上，一部分作用在齒圈上，且存在:喝二吉土"白F⑵其中：i—Zring/Zsun說的具體點(diǎn)就是Prius混合動(dòng)力汽車結(jié)構(gòu)的核心部分是行星輪機(jī)構(gòu)，豐田稱之為動(dòng)力分配裝置（PSD，PowerSplitDevice）。結(jié)構(gòu)示意圖如下圖：發(fā)電機(jī)電機(jī)我幼機(jī)發(fā)電機(jī)電機(jī)我幼機(jī)太陽輪小齒輪二、該行星輪系有兩個(gè)自由度，在此結(jié)構(gòu)中，發(fā)動(dòng)機(jī)和行星架相聯(lián)，通過行星齒輪將動(dòng)力傳遞給外圈的齒圈和內(nèi)圈的太陽輪，齒圈軸與電機(jī)和傳動(dòng)軸相聯(lián)，太陽輪軸和發(fā)電機(jī)相聯(lián)。PSD將發(fā)動(dòng)機(jī)大約70%的轉(zhuǎn)矩直接傳遞到驅(qū)動(dòng)軸上，將另一部分轉(zhuǎn)矩傳送到發(fā)電機(jī)上，并且發(fā)電機(jī)、電機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速存在一線性關(guān)系。在驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速（即電機(jī)轉(zhuǎn)速）不變的情況下，通過調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)來調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。同時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)轉(zhuǎn)矩可以直接疊加。但是結(jié)構(gòu)上較為復(fù)雜，給制造和控制帶來了一定的困難。不同工況下混合動(dòng)力系統(tǒng)工作狀況1）發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)分為熱起動(dòng)、冷起動(dòng)。熱機(jī)狀態(tài)下，MGl作為電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到1000r/min以上后，發(fā)動(dòng)機(jī)開始噴油，同時(shí)MGl進(jìn)入發(fā)電模式，如圖2所示，如果電池的充電需求為零，則發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)行約2s后停機(jī)。時(shí)間(0,1s)圖2發(fā)動(dòng)機(jī)熱起動(dòng)過程圖3為發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)時(shí)系統(tǒng)工作狀況。發(fā)動(dòng)機(jī)被MGl拖動(dòng)到1200r/min左右后約2s才開始工作，這實(shí)際上包含了發(fā)動(dòng)機(jī)的暖機(jī)過程?！?000150004000我3000^2000蕾旭池狙電流AMG1轉(zhuǎn)速Fimin￡6000150004000我3000^2000蕾旭池狙電流AMG1轉(zhuǎn)速Fimin21廣MG他流A.,乂動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速「fmin甲61時(shí)間(0.1時(shí)SI10114121O8642D-I-4G圖3發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)過程車輛起步車輛起步時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)靜止，由MG2拖動(dòng)車輛，MGl隨動(dòng)，當(dāng)功率需求達(dá)到一定值時(shí)，MGl立即拖動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)。根據(jù)電池SOC的不同，發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)的時(shí)刻也不同。圖4為車輛起步工況。合6000|5(W4000合6000|5(W40003000S2000I0000-LOOT,?，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(r；min)?*"雷電池蛆電流(A)一沛【J位置(馳)——車速(km/h)80604020。-2^0時(shí)間(045)—轉(zhuǎn)速CrAnM)—MGW轉(zhuǎn)速(nmin)--MG1電ifi(A)-*-MG2電流(A)f?甘y門位置［羚一響油脈宣(nu)一蓄電池組圖4車輛起步車輛加速分別對(duì)全油門加速和部分油門加速情況進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)試。全油門加速試驗(yàn)時(shí)，MG2電流迅速增加，拖動(dòng)車輛加速,MGl也迅速拖動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)到較高轉(zhuǎn)速，在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速突變的過程中基本不存在瞬態(tài)加濃過程。部分油門時(shí)，由于電機(jī)MG2的助力作用，發(fā)動(dòng)機(jī)的噴油脈寬不存在瞬間增加的情況，而MGl一直作為發(fā)電機(jī)。車輛勻速在車輛勻速行駛時(shí)，電池是否充電首先取決于SOC，另外與MG2轉(zhuǎn)速和輸出電壓有關(guān)。圖5為120km/h勻速工況，由于此時(shí)的電池SOC為60%，電池充電需求為零，車輛功率需求恒定，發(fā)動(dòng)機(jī)工作點(diǎn)比較優(yōu)化。MG2正向旋轉(zhuǎn)為發(fā)電機(jī)，而MGl作為調(diào)速電機(jī)調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)的工況點(diǎn)。當(dāng)車輛的功率需求較小時(shí)，可以以純電動(dòng)工況行駛，發(fā)動(dòng)機(jī)靜止，MG2拖動(dòng)車輛，MGl隨動(dòng)。經(jīng)觀察，純電動(dòng)運(yùn)行最高車速為40km/h，當(dāng)電池SOC降低到45%時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)必須重新起動(dòng)。 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（r/min} MGI轉(zhuǎn)速（r/min）—MG2轉(zhuǎn)速］科前口）

甫電池蛆電流（A）——?MGE屯湫A） …MG2危瀚A）?曲門位昭制 …小氣門位散％〉——蓄電池組S8俠）

圖5120km/h勻速工況5）滑行和制動(dòng)加速踏板松開后，車輛開始滑行，圖6為D檔滑行情況，初始SOC為60%，發(fā)動(dòng)機(jī)噴油脈寬逐漸減小直至斷油，MGl立刻作為電動(dòng)機(jī)調(diào)速使發(fā)動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，這樣減小了滑行過程中的摩擦損失，而MG2一直進(jìn)行能量回收。車速較高時(shí)，為了防止MGl逆向旋轉(zhuǎn)超速，必須對(duì)MGl進(jìn)行轉(zhuǎn)速控制。若電池SOC較低，發(fā)動(dòng)機(jī)斷油，轉(zhuǎn)速逐漸下降，當(dāng)降到1000r/min時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)恢復(fù)噴油。 發(fā)曲機(jī)轉(zhuǎn)速（匚/win）—MG1B速（「Jmin） MG2|$jiS（r/niin）、一-蓄電池組電流（A}-也流（A） ——MG2電流（A〕==汕門位置（％） --噴油豚覽（坳 ■…車速（如㈣）——蓄電池現(xiàn)蹌a陶?qǐng)D660km/h初速滑行車輛制動(dòng)時(shí)的工作狀況和滑行工況相差不大，不同的是制動(dòng)時(shí)ECU會(huì)根據(jù)制動(dòng)功率需求進(jìn)行液壓制動(dòng)和電機(jī)制動(dòng)的功率分配。圖7為初速100km/h的B檔制動(dòng)，B檔制動(dòng)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降到1000r/min，車速降到15km/h時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，不再恢復(fù)噴油。B檔時(shí)利用發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)，不管SOC狀態(tài)如何，發(fā)動(dòng)機(jī)必須旋轉(zhuǎn)，MGl作為電動(dòng)機(jī)調(diào)速。

M5000§E4000aooo簽2UUOi0000120時(shí)間(0.1—發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(Elin)MGI轉(zhuǎn)速(r/min)?^MGZ轉(zhuǎn)疆120時(shí)間(0.1i??莆電池垣電流(A)■'MGI電流認(rèn)) ?■?■MG2電流(A】—期油敞縻搟〉 ——車速(km/h) --面電池組％貨％)圖7100km/h初速B擋制動(dòng)控制策略分析整車ECU采集多個(gè)信號(hào)進(jìn)行判斷，決定系統(tǒng)的工作模式，系統(tǒng)將駕駛員的輸入作為一級(jí)指令，圖8所示為控制系統(tǒng)參數(shù)。圖W懈車控制系統(tǒng)卷數(shù)影響整車控制策略的參數(shù)主要包括車輛的驅(qū)動(dòng)功率需求Pv_req、驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩需求Tv_req、車輛制動(dòng)功率需求戶Pbrake_req、電池充電功率需求Pch_req、可供電功率PBa及可充電功率PB_Ch_a。電池充電功率需求取決于SOC，而電池的可充電功率和可供電功率與SOC和充放電電壓相關(guān)。根據(jù)試驗(yàn)觀察，電池SOC的變化范圍為45%?65%，控制目標(biāo)值為56%，即當(dāng)SOC大于等于此值時(shí)，電池的充電需求為零。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不低于1000r/min。由于電機(jī)MGl和MG2所發(fā)揮作用的差異，系統(tǒng)對(duì)MGl進(jìn)行轉(zhuǎn)速控制，而對(duì)MG2進(jìn)行直接轉(zhuǎn)矩控制。P檔下發(fā)動(dòng)機(jī)On/Off控制當(dāng)選檔桿位于“P”時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)On/Off判斷，此時(shí)若？草購(gòu)=0,且發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液大于70°C時(shí)(三效催化轉(zhuǎn)化器溫度也要達(dá)到一定值，試驗(yàn)中未測(cè)量)，發(fā)動(dòng)機(jī)Off，否則發(fā)動(dòng)機(jī)必須起動(dòng)。驅(qū)動(dòng)工況下的發(fā)動(dòng)機(jī)工作點(diǎn)控制發(fā)動(dòng)機(jī)工作點(diǎn)主要根據(jù)Pv_req、Pch_req、Pb_63個(gè)參數(shù)確定。車輛驅(qū)動(dòng)功率需求可按圖9計(jì)算。車輛可提供最大轉(zhuǎn)矩，即車輛的轉(zhuǎn)矩外特性，包括發(fā)動(dòng)機(jī)的外特性和電池發(fā)電時(shí)的外特性。車輛的制動(dòng)功率需求計(jì)算類似。

圖9車輛驅(qū)動(dòng)功率需求D檔，且0<Pv_req^PB_a時(shí)，若發(fā)動(dòng)機(jī)巳經(jīng)達(dá)到暖機(jī)狀態(tài)，則車輛以純電動(dòng)方式運(yùn)行，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)靜止，MGl隨動(dòng)。(3)⑷⑸nr^。/饋=Psq4典二9550尸］5，口格頁^MGi-響—0(3)⑷⑸在穩(wěn)態(tài)工況下，發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)車輛，此時(shí)MG2作為發(fā)電機(jī)，MGl作為電動(dòng)機(jī)調(diào)速。發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)功率為：Pe=Preq=Pv_req+Pch_req (6)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行在優(yōu)化的工況點(diǎn)(Te，ne):若Te-Tv_req，MG2發(fā)電，進(jìn)行MGl轉(zhuǎn)速控制，nMG1=(i+1)ne-inMG2o若Te<Tv_req，MG2助力，TMG2=Tv_req-Te。對(duì)于瞬態(tài)工況，系統(tǒng)根據(jù)加速踏板的深度和變化率確定車輛的功率需求，發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)功率:Pe=Pv_req-PB_aMGl和MG2的控制與穩(wěn)態(tài)工況類似。車輛驅(qū)動(dòng)時(shí)為了防止MGl超速，被限制在6000r/min，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速:ne=i/(i+1)nMG2+6000/(i+1)Te=9550Pe/ne制動(dòng)能量回收車輛滑行時(shí)，車輛驅(qū)動(dòng)功率需求為零，系統(tǒng)的工作狀況與制動(dòng)類似，因此將滑行時(shí)的控制模式也歸于制動(dòng)能量回收。經(jīng)試驗(yàn)觀察，車速低于15km/h后，電機(jī)不進(jìn)行能量回收，即PMG1=PmG2=0°d檔滑行若Pch_req=0，車輛開始滑行后發(fā)動(dòng)機(jī)立即停止噴油?；羞^程中始終存在PMG2+PMG1=PB_ch_a。若初始車速較高，為了防止MGl逆向旋轉(zhuǎn)超速，必須進(jìn)行MGl轉(zhuǎn)速控制。nMG2>7O00/i+1000時(shí)，mgi轉(zhuǎn)速保持恒定；6000/i<nMG2<7000/i+1000時(shí)，ne=1000r/min，nMGl=(i+1)1000-inMG2；nMG舟6000/i時(shí)，ne=0，MGl隨動(dòng)。若Pch_req>°，滑行開始后發(fā)動(dòng)機(jī)不斷油，其目標(biāo)功率Pe=Pch_req，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行在優(yōu)化的工況點(diǎn)(Te，nj’MGl作為調(diào)速電機(jī)，MG2作為發(fā)電機(jī)對(duì)電池充電。PMG2+PMG1=PB_ch_a，nMG1=O+1)ne—^mg?，如果開始滑行時(shí)車速太高，MGl必須進(jìn)行轉(zhuǎn)速控制。B檔滑行B檔時(shí)利用發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)，雖然發(fā)動(dòng)機(jī)停止噴油，但發(fā)動(dòng)機(jī)被MGl拖動(dòng)在較高轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)，MG2作為發(fā)電機(jī)對(duì)電池充電。Pe=。，Te=0,PMG2+PMG1=PB_ch_a，nMG2<6000/(i+1)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速ne=(1+i/(i+1))nMG2；6000/(i+1)<nMG2<3000時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速ne=(1+i/(i+1))nMG2；3000<nMG2<5000時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速ne=nMG2；nMG2>5000時(shí)，ne=瞄2/0+1)。為了盡可能多地消耗車輛的動(dòng)能，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不低于1000r/min，直到車速下降到15km/h，此時(shí)如果電池的充電功率需求Pch_req>0，發(fā)動(dòng)機(jī)重新開始噴油Pe=Pch_req，PMG2+PMG1=PB_ch_a。否則，發(fā)動(dòng)機(jī)迅速停轉(zhuǎn)。制動(dòng)工況車輛的制動(dòng)功率需求：Pbrake_req=Pbrake_maxxBrake (10)為了保持制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性，必須保證前后輪的制動(dòng)力按照理想的制動(dòng)力曲線分配，因此電機(jī)制動(dòng)力只能代替全部或部分前輪制動(dòng)力。當(dāng)制動(dòng)踏板位置或被踩下的速率超過一定值時(shí)，制動(dòng)能量回收不起作用。前輪的制動(dòng)功率需求為：%=E+尸心5心/(m即)]xPg(11)其中：b一重心到后橋的距離；hg—重心高度；m—質(zhì)量；g一重力加速度常數(shù)；v一車速；1—軸距。D檔，且PbfWPB_ch_a當(dāng)Pch_req=0時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)可以迅速停轉(zhuǎn)，但必須進(jìn)行MGl轉(zhuǎn)速控制。若Pch—req〉。，則制動(dòng)開始后，發(fā)動(dòng)機(jī)停止噴油，轉(zhuǎn)速下降，MGl和MG2同時(shí)對(duì)電池進(jìn)行充電，當(dāng)轉(zhuǎn)速下降到1000r/min時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)重新開始噴油，Pe=Pch_req。在整個(gè)制動(dòng)過程中PMG2+PMG1=Pbf。D檔，且Pbf〉PB_ch_a與情況(1)類似，區(qū)別在于在整個(gè)制動(dòng)過程中，PMG2+PMG1=PB_ch_a，前輪液壓制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)功率Pbfh=Pbf—PBcha。 B檔制動(dòng)B檔制動(dòng)時(shí)動(dòng)力系統(tǒng)的控制與滑行時(shí)類似，需要進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速控制，但是，當(dāng)車速降低到15km/h后，發(fā)動(dòng)機(jī)不會(huì)重新噴油。若Pbf<PB_ch_a，PMG2+PMG1=Pbf；否則PMG2+PMG1=PB_ch_a，Pbfh=Pbf-P?.B_ch_a。電機(jī)控制由于MGl和MG2的主要用途不同，分別用于發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)速和輔助驅(qū)動(dòng)，電機(jī)控制單元對(duì)相應(yīng)電機(jī)采取了不同的控制策略，即對(duì)MGl進(jìn)行轉(zhuǎn)速PID控制，而對(duì)MG2進(jìn)行直接轉(zhuǎn)矩控制。改進(jìn)的混合動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)由于其采用兩個(gè)電機(jī)，致使其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本很高，整車布置較為困難。為了改善這一狀況，在PriusHEV的基礎(chǔ)上提出一種新的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，所提出的改進(jìn)型設(shè)計(jì)是一種多工作運(yùn)行模式的混合動(dòng)力汽車，其動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)示意圖如圖2所示。S2新型混臺(tái)動(dòng)力傳幼系統(tǒng)示意圖該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)只采用1臺(tái)電機(jī)，該電機(jī)既可以作為驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，又能作為充電和制動(dòng)能量回收時(shí)的發(fā)電機(jī)使用。在該系統(tǒng)中，行星輪系的太陽輪與發(fā)動(dòng)機(jī)相聯(lián)，行星架與驅(qū)動(dòng)車輪相聯(lián)，電機(jī)通過錐齒輪副、電控離合器、齒輪副分別與行星架和齒圈相聯(lián)。對(duì)于系統(tǒng)所采用的行星輪系，其各部分的運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)系如下：+K)人啊=0 (I)式中：Ns—太陽輪的轉(zhuǎn)速；Nr—齒圈的轉(zhuǎn)速；Nc—行星架的轉(zhuǎn)速；K一齒圈和太陽輪的齒數(shù)比。行星輪系傳遞的轉(zhuǎn)矩關(guān)系為：式中：Tr一齒圈上的轉(zhuǎn)矩；Ts—太陽輪上的轉(zhuǎn)矩；Tc—行星架上的轉(zhuǎn)矩；K一齒圈和太陽輪的齒數(shù)比。1)整車運(yùn)行的各種工況模式啟動(dòng)工況電控離合器1結(jié)合，電控離合器2斷開，電機(jī)與行星架相聯(lián)，將動(dòng)力電池的電能轉(zhuǎn)化成動(dòng)能，通過差速器傳遞給車輪；由于發(fā)動(dòng)機(jī)自身阻力，太陽輪不轉(zhuǎn)動(dòng)，發(fā)動(dòng)機(jī)不提供動(dòng)力，齒圈隨動(dòng)，整車處于純電動(dòng)行駛狀態(tài)。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)參數(shù)關(guān)系如下：kx—kW)淄5 (4)穩(wěn)定行駛工況電控離合器1斷開，電控離合器2結(jié)合，發(fā)動(dòng)機(jī)通過行星輪系將動(dòng)力傳遞給車輪；電機(jī)與齒圈相聯(lián)，在車速一定即行星架轉(zhuǎn)速一定的情況下，通過調(diào)整電機(jī)的轉(zhuǎn)速來調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，使之總是工作在高效區(qū)。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)參數(shù)關(guān)系見(1)、(2)式。（3） 加速爬坡工況電控離合器1結(jié)合，電控離合器2斷開，電機(jī)與行星架相聯(lián)，軸鎖止機(jī)構(gòu)將齒圈鎖止，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)轉(zhuǎn)矩直接疊加，共同提供動(dòng)力驅(qū)動(dòng)車輪，整車處于混合動(dòng)力模式。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)參數(shù)關(guān)系如下：他（6）

阻頊彼r=0 （7）（4） 減速制動(dòng)工況在踩下制動(dòng)踏板時(shí)，電控離合器1結(jié)合，電控離合器2斷開，電機(jī)與行星架相聯(lián)，該模式類似于Prius的再生制動(dòng)動(dòng)能回收模式，由電機(jī)作為發(fā)電機(jī)將減速或制動(dòng)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能儲(chǔ)存在動(dòng)力電池內(nèi)，并提供一個(gè)制動(dòng)力矩給車輪，使車輪減速或靜止下來。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)參數(shù)關(guān)系見（3）、（4）、（5）式。（5） 停車充電模式電控離合器1斷開，電控離合器2結(jié)合，電機(jī)與齒圈相聯(lián)，在整車靜止?fàn)顟B(tài)下由發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。此外，電池還可以采用外接充電的方式進(jìn)行充電。以上僅就整車運(yùn)行工況進(jìn)行分析，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)或電機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)的工作模式包含在上述運(yùn)行工況內(nèi)。由上述可見，這種新型混合動(dòng)力汽車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可以完成Prius驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的全部工作模式，但結(jié)構(gòu)較之簡(jiǎn)單，并且減少了發(fā)電機(jī)，整車成本大大降低。這種雙電控離合器結(jié)構(gòu)使電機(jī)在連接上也更加靈活。2）整車控制策略控制策略解決的問題是在總的請(qǐng)求負(fù)荷給出后，根據(jù)當(dāng)前各設(shè)備的狀況，確定發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)應(yīng)該如何工作?？刂撇呗缘幕舅悸吠ǔＳ袃煞N：一是直接法，即直接將優(yōu)化目標(biāo)（如油耗等）表示為系統(tǒng)狀態(tài)變量、控制變量等的函數(shù)；二是間接法，即最小損失法，從計(jì)算當(dāng)前驅(qū)動(dòng)條件下各個(gè)部件的效率入手，得到整個(gè)系統(tǒng)的能量（功率）損失。損失最小的狀態(tài)變量就是當(dāng)前驅(qū)動(dòng)條件下應(yīng)該選擇的狀態(tài)變量?；谝陨蟽煞N思路，具體的控制策略有很多，如發(fā)動(dòng)機(jī)最優(yōu)工作曲線控制、瞬時(shí)優(yōu)化控制、全局優(yōu)化控制、發(fā)動(dòng)機(jī)恒定工作電控點(diǎn)等。從理論上講全局最優(yōu)模式、是最佳的，但是實(shí)現(xiàn)起來有一定的困難，因?yàn)閷?duì)于實(shí)際的行駛路況是無法預(yù)料的，針對(duì)特定路況得到的最優(yōu)并不適用于其它路況。考慮到實(shí)用性和設(shè)計(jì)的方便性，該車采用發(fā)動(dòng)機(jī)恒定工作點(diǎn)模式，使發(fā)動(dòng)機(jī)工作在最優(yōu)恒定的工作點(diǎn)，電機(jī)負(fù)責(zé)動(dòng)態(tài)部分，避免了發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)帶來的損失。圖3是整車控制流程圖，整車控制系統(tǒng)根據(jù)從電池管理系統(tǒng)、電機(jī)管理系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)ECU和整車傳來的各種信號(hào)來調(diào)整車輛在純電動(dòng)模式、混合動(dòng)力模式和傳統(tǒng)模式間切換。捷卑拴制器圖3整車投制流程圈圖4是交流感應(yīng)電機(jī)控制系統(tǒng)簡(jiǎn)圖。定于，轉(zhuǎn)子昧沖寬度調(diào)

制型逆變攜電部棚電床定于，轉(zhuǎn)子昧沖寬度調(diào)

制型逆變攜電部棚電床圈4交流感應(yīng)電機(jī)控制系觥簡(jiǎn)圖恒池【電源） ?.圈4交流感應(yīng)電機(jī)控制系觥簡(jiǎn)圖恒池【電源） ?.1、4血點(diǎn)火線圈空氣流暈傳感器 呻3、2鈕點(diǎn)火統(tǒng)圈進(jìn)氣溫度傳感器 ,相缸嘖油器拎卻水溫度傳感器 ■.撒粒噴油器避氣壓力傳感器—B——F—嘖油器節(jié)氣門開度螂器1~.村料嘖油器 |尾氣氧含量傳成器 r燃沌泵謎電器爆震傳感器1 B-發(fā)動(dòng)機(jī)ECU息速直流電機(jī)［上止點(diǎn)位置傳感器家耀電磁御曲軸位置傳感器 f|空調(diào)工作繼電器車速侍感器 廢，再循環(huán)電萩函點(diǎn)火開美 ■故磁指示'空檔起動(dòng)開關(guān)?T故障診