先进汽车缓速器：电储能式能量回收应用案例

1.奇瑞BSG机的电混合动力耦合系统

奇瑞公司BSG（Belt-driven Starter Generator）机的双轴并联电混合动力系统，其结构如图8-25所示，其发动机与电动机之间采取传动带的传动方式进行动力传输，以发动机为整车的驱动动力源，电动机系统用于实现发动机的快速起动。在正常行驶工况下BSG电动机和常规车发电机一样由发动机驱动电动机发电，给蓄电池充电。当车辆停下时，发动机运转停止，消除怠速状态，再起动时，BSG电动机快速起动发动机。在此结构中，发动机通过主传动轴与变速器相连，电动机通过传动带传动与发动机曲轴相连，电机既可作为发电机，又可作为电动机。此系统结构简单、重量轻、对整车原有结构改动很小、成本低，适用于对价格较为敏感的经济车型。“混合动力车”奇瑞A5 BSG预计售价为7.4万元，可以节油10%左右，减少CO₂排放12%左右。

图8-25 奇瑞BSG机的双轴并联电混合动力系统的结构

2.本田IMA系统及VOLVO I-SAM系统

本田公司独立研发的音赛特（Insight）电储能式混合动力汽车采用了本田独特的混合动力系统IMA（Integrated Motor Assist），其发动机和电动机采用转矩叠加方式进行动力耦合，如图8-26所示。发动机输出轴通过离合器与电动机的转子轴直接相连，电池组通过控制系统作用于电动机定子，两者动力的叠加是在输出轴处实现的，变速器仍为单轴输入。该动力系统以发动机作为主要动力，电动机作为辅助动力，是一种等速的功率叠加系统。该系统结构简单、紧凑，提高了系统的综合效率，但一些元件需要进行特殊设计，且电动机的控制系统也需进行特殊设计，类似的方案还有瑞典沃尔沃（VOLVO）公司的混合动力系统I-SAM（图8-27）。

图8-26 本田IMA混合动力系统

图8-27 瑞典沃尔沃（VOLVO）公司的混合动力系统I-SAM

3.富士重工B9 Scrambler系统

富士重工B9 Scrambler是日本富士重工业公司2003年推出的混合动力系统，该系统是四轮驱动车，其主要性能参数见表8-4。富士重工B9 Scrambler系统如图8-28所示，具有以下特点：

1）采用水平对置的四缸发动机，发动机、发电机、驱动电机、变速器等布置于一条直线上，并集成在一起，是动力系统的体积大大缩小；

2）后轮采用电子控制，使各个运行条件下的驱动力分配保持最佳；

3）采用双离合器进行工作模式切换；(www.xing528.com)

4）既可以实现电力四轮驱动，也可以实现发动机单独四轮驱动或者二者的联合驱动。

表8-4 B9 Scrambler的主要参数

图8-28 富士重工B9 Scrambler

4.电涡流缓速器能量回收系统

对于装有电涡流缓速器的车辆来说，有个明显的特点就是车辆的耗电量增加，以制动力矩为1500N·m的电涡流缓速器为例，其最大电流可达80～90A。因此，为了维持车辆本身的正常用电需求，就要加大发电机和蓄电池的容量。为了解决这一问题，在考虑电涡流缓速器能量回收的时候，选择电能量回收方式，即蓄电池储能式能量回收型缓速器。目前蓄电池储能式能量回收型缓速器具有结构简单、操作方便、可靠性好、能量回收效率高等优点，尤其是在目前电动车、混合动力车的研究热潮的推动下，更是在加速发展。

电涡流缓速器能量回收的作用是将回收的制动能量直接存入超级电容器/蓄电池，给电涡流缓速器、电磁离合器以及电制动系统等耗电设备供电，以缓解主蓄电池的压力。电涡流缓速器能量回收的工作原理如图8-29所示。

电涡流缓速器的能量回收过程如图8-30所示，动力从发动机传递到变速器，在变速器到驱动桥之间装有电涡流缓速器，当车辆需要缓速制动时，切断发动机到变速器之间的动力传递（主离合器分离），电涡流缓速器工作，提供制动功率，驱动桥的转速下降，车速减小；同时，电涡流缓速器与发电机之间的电磁离合器接合，起动制动能量回收装置，在回收能量的同时提供部分制动功率。

图8-29 电涡流缓速器能量回收的工作原理

图8-30 电涡流缓速器的能量回收过程