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汽车|PHEV汽车架构


作者 | 张晶
来源 | EDC电驱未来
1 引言
相对与传统燃油车或纯电动汽车 ， PHEV插电式混合动力汽车是综合了两种能源的新能源汽车 ， 当整车在行驶工况下 ， 能量来源发动机或高压电池或同时来自于发动机和高压电池 ， 整车控制器根据相应的行驶工况优化分配整车动力来源 ， 从而将能量转化效率控制在较高水平 ， 故能实现低能耗 ， 另外当整车高压电池或发动机其一不能正常工作时 ， 整车仍可以按一定的策略行驶 ， 故提高了整车可靠性 。 因PHEV融合了纯电动汽车和传统燃油车的技术 ， 故整车控制复杂 ， 本文以某PHEV混合动力车型为例 ， 从动力架构、高压架构、热管理架构、发动机启停架构几方面进行介绍 ， 对从事混动汽车相关工作的人员有一定的参考借鉴意义 。
汽车|PHEV汽车架构
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2 PHEV插电式混合动力汽车动力架构
2.1 动力系统组成
PHEV是Plug-in Hybrid Electric Vehicle的缩写 ， 即插电式混合动力汽车 。 PHEV可以使用电力网（包括家用电源插座）对动力电池充电 ， 其次发动机也是动力源之一 ， 同时可以将发动机的动能转化高压电池电能 ， 动力系统主要结构见图1 。
动力系统—电传动动力系统 。 主要包括：高压电池、高压电池控制器（BMS）、P2电机、P2电机控制器(PEU1)、P4电机、P4电机控制器(PEU2)、DC/DC（直流变压器）、车载充电机（OBC）、电源分配单元（PDU）、变速箱、K1离合器 。
动力系统—发动机动力系统 。 主要包括：发动机、K0离合器、变速箱、K1离合器 。
其中K0离合器位于发动机和P2电机之间 ， 用于控制发动机飞轮和P2电机轮端的结合与断开 ， K1位于P2和变速箱之间 ， K1离合器控制P2与变速箱之间的结合与断开 。 P2电机由电驱动所输出扭矩和发动机输出扭矩在P2动力输出轴进行叠加 。 其中发动机、K0离合器、P2电机、K1离合器、变速器位于前轴 ， P4电机位于后轴 。
汽车|PHEV汽车架构
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图1 某PHEV混合动力汽车动力系统组成（红色线代表电能量流 ， 蓝色线代表发动机能量流 。 ）
2.2 整车驾驶模式
EV NORMAL：纯 电-标 准 模 式 。 P2电机驱动车辆 ， K0离合器分离 ， 发动机未启动 。 行驶时K1闭合 ， 在换挡过程中K1断开 ， P4电机补偿换挡期间驾驶员对扭矩的需求 。
EV ECO：纯电-经济模式 。 P2电机驱动车辆 ， K0离合器分离 ， 发动机未启动 。 行驶时K1闭合 ， 在换挡过程中K1断开 ， P4电机补偿换挡期间驾驶员对扭矩的需求 。
EV AWD：纯电-四驱模式 。 K0离合器分离 ， 发动机未启动 。 P2、P4共同驱动车辆 ， 行驶时K1闭合 ， 在换挡过程中K1断开 。
【汽车|PHEV汽车架构】HEV NORMAL：混动-标准模式 。 发动机和P2电机一同驱动车辆 ， 但发动机不一定一直运行 。 当需要发动机介入驱动或利用P2电机将发动机动力转化为电能给高压电池充电时 ， K0离合器结合 ， 行驶时K1闭合 ， 在换挡过程中K1断开 ， P4电机补偿换挡期间驾驶员对扭矩的需求 。
HEV ECO：混动-经济模式 。 发动机和P2电机一同驱动车辆 ， 但发动机不一定一直运行 。 当需要发动机介入驱动利用P2电机将发动机动力转化为电能给高压电池充电时 ， K0离合器结合 。 行驶时K1闭合 ， 在换挡过程中K1断开 ， P4电机补偿驾驶员对扭矩的需求 。
HEV AWD：混动-四驱模式 。 发动机、P2、P4一同驱动车辆 。 但发动机不一定一直运行 。 行驶时K0、K1闭合 ， 在换挡过程中K1断开 ， K0结合 。
HEV SPORT：混动-运动模式 。 发动机、P2、P4一同驱动车辆 。 发动机一直运行 。 行驶时K0、K1闭合 ， 在换挡过程中K1断开 ， K0结合 。 相比较HEV AWD模式 ， SPORT模式动力响应更快更强 。


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