2017款本田思鉑?；旌蟿恿噭恿ο到y結構及工作原理簡介

西安工業學院 李 偉

2017款本田思鉑?；旌蟿恿嚧钶d本田i-MMD混合動力系統，該系統主要由發動機、變速器（e-CVT）、電源控制單元（PCU）、智能動力單元（IPU）等部件組成（圖1）。本文主要講述動力系統的結構及工作原理。

1 動力系統主要部件的結構及工作原理

1.1 e-CVT

如圖2所示，e-CVT主要由發電機、牽引電機、超越離合器及齒輪等部件組成，牽引電機負責產生驅動力以驅動車輛或滑行、制動時回收能量；發電機負責發電并向高壓鋰電池充電，以及行駛中倒拖起動發動機；超越離合器負責改變發動機的動力流向，從而實現在驅動車輛或驅動發電機之間轉換。

（1）當發動機驅動發電機發電時，如圖3所示，其動力傳遞路線為：發動機→飛輪→輸入軸→發電機軸→發電機。

（2）當只有牽引電機驅動時，如圖4所示，其動力傳遞路線為：牽引電機→牽引電機軸→副軸→終主動齒輪→終從動齒輪。牽引電機反向運轉，即可實現倒車。

圖2 e-CVT內部結構

圖3 發動機驅動發電機工作時的動力流傳遞路線

圖4 牽引電機工作時的動力流

圖5 發動機驅動模式

（3）當只有發動機驅動時，如圖5所示，其動力傳遞路線為：發動機→飛輪→輸入軸→超越離合器→超速齒輪→副軸→終主動齒輪→終從動齒輪。

2 PCU

PCU位于e-CVT上方，內置有電機控制單元、逆變器及相位電流傳感器等，主要負責控制牽引電機和發電機。發電機和牽引電機的控制電路如圖6所示。為實現對PCU的溫度控制，設置了一個專用的冷卻系統，該系統由電動冷卻液泵、散熱器、儲液罐及冷卻軟管等組成（圖7）。

圖7 PCU的冷卻系統

3 IPU

IPU包含高壓電池組、DC-DC轉換器、電池狀態監視器及連接板等。

3.1 高壓電池組

高壓電池組使用鋰離子電池。高壓電池組由4個電池模塊串聯組成，每個電池模塊由18個電池單元組成，共72個電池單元。高壓電池組配有熱敏電阻型溫度傳感器、內置的電壓傳感器及電池電流傳感器，電池狀態監視器通過這些傳感器監測電池狀態，并控制它們的SOC（荷電狀態）。高壓電池組通過PCU內的逆變器由發電機電機或牽引電機產生的電能充電。

3.2 連接板和副連接板

連接板（圖8）和副連接板（圖9）安裝在高壓電池組上，可隔離高壓電池組，并分配電源至其他高壓系統。

圖8 連接板

圖9 副連接板

高壓接觸器和旁路接觸器排布在高壓電池組正極側，而子高壓接觸器排布在高壓電池組負極側。這些接觸器由電池狀態監視器控制并執行高壓電路的接通和斷開。在接觸器連接正極側時，旁路接觸器切換為ON，然后高壓接觸器被打開，通過預充電阻連接高壓電路可限制沖擊電流，直至電容器充好電。

PCU和DC-DC轉換器中有多個大電容器，高壓上電時，這些電容器放電，如果高壓電路通過高壓接觸器接通，極大的具有損壞性的電流（浪涌電流）將會流過，此電流會損壞各種部件，還會使高壓接觸器上產生電弧。為防止大浪涌電流，高壓上電時讓旁路接觸器先接通，這樣通過限制電流和允許電容器充電的電阻器將高壓電池組連接到各種電容器上；電容器在極短時間內充電，然后高壓接觸器接通，旁路接觸器斷開。

3.3 維修用插頭

如圖10所示，維修用插頭安裝在高壓電池組的高壓電路和接觸器控制電路中。當混合動力系統或周圍部件需要檢查或維修時，拆除此插頭，可中斷高壓電路和接觸器控制電路，能確保安全地完成檢查和維護工作。

3.4 DC-DC轉換器

DC-DC轉換器將高壓電池組的259.2 V直流電壓轉換為12 V直流電壓，為12 V蓄電池和12 V電氣系統提供電能。

DC-DC轉換器傳遞內置溫度傳感器的溫度信息至電池狀態監測器，若溫度出現突然增長或檢測到輸入、輸出電壓異常，則電池狀態監測器將停止DC-DC轉換器的操作，造成12 V蓄電池充電指示燈點亮。當DC-DC轉換器因異常情況停止工作時，將會使12 V電源不足，這會限制混合動力系統的輸出。

由于DC-DC轉換器工作時會產生熱量，當DC-DC轉換器的溫度升高時，電池狀態監視器根據需要激活高壓電池組散熱風扇，冷風通過高壓電池組從車廂傳送至DC-DC轉換器的散熱片，從而進行冷卻。

3.5 高壓電池組散熱風扇

高壓電池組重復進行充電和放電循環，高壓電池組和DC-DC轉換器會發燙，為了散熱，在行李箱右側安裝了一個高壓電池組散熱風扇。電池狀態監視器根據相關溫度信號控制高壓電池組散熱風扇使高壓電池組和DC-DC轉換器的溫度保持在適當的水平。冷卻空氣進口位于后排座椅右側，冷卻空氣經過高壓電池組和DC-DC轉換器散熱片，然后排放至行李箱。

圖10 維修用插頭

3.6 碰撞切斷控制

當安全氣囊控制單元（SRS）檢測到碰撞信號（正面碰撞、側碰撞、后部碰撞）時，電池狀態監視器根據來自SRS的信號存儲相關故障代碼，同時控制接觸器切斷高壓電路，此時電源系統指示燈、充電指示燈、SRS指示燈點亮，READY指示燈熄滅。維修時，需要使用故障檢測儀取消碰撞切斷控制，以清除電池狀態監視器中存儲的故障代碼，否則高壓電路無法接通。

2 動力系統的工作模式

2017款本田思鉑?；旌蟿恿嚨墓ぷ髂Ｊ椒譃榧冸妱樱‥V）驅動模式、e-CVT輔助模式、發動機驅動模式、再生充電模式等。

2.1 EV驅動模式

如圖11所示，在EV驅動模式下，驅動力由牽引電機提供，發電機和發動機不工作，此時高壓電池組牽引電機提供能量。

2.2 e-CVT輔助模式

加速期間使用e-CVT輔助模式（圖12），其激活范圍因高壓電池組的荷電狀態而異。發動機使發電機發電，牽引電機向驅動輪提供驅動力。e-CVT輔助模式期間，牽引電機向驅動輪發送大量轉矩，因此比其他模式需要更多的電能。發動機在最佳轉速范圍激活發電機，且牽引電機直接使用可用電能。如果發電機產生的電能不足以滿足牽引電機的需要，將由高壓電池組提供額外的電能。

2.3 發動機驅動模式

低負載高速巡行時使用發動機驅動模式（圖13），此時發動機輸出供給至驅動輪和牽引電機，此時車輛由發動機機械驅動，而高壓電池組通過牽引電機產生的電能充電。

圖11 EV驅動模式

圖12 e-CVT輔助模式

圖13 發動機驅動模式

2.4 再生模式

減速期間使用再生充電模式，發動機和發電機處于停止狀態，牽引電機發電，向高壓電池組提供電能。