新能源与节能减排：混联式混合动力汽车

混联式驱动系统是串联式与并联式的综合系统，其系统结构如图2-2-6所示，它主要由发动机、发电机、电动机、行星齿轮机构和蓄电池组等部件组成。发动机发出的功率一部分通过机械传动装置输送给驱动桥，另一部分则驱动发电机发电。发电机输出的电能输送给电动机或蓄电池，电动机产生的驱动力矩通过动力复合装置传送给驱动桥。

图2-2-6 混联式混合动力汽车系统机构

混联式驱动系统的控制策略：汽车低速行驶时，驱动系统主要以串联方式工作，汽车高速稳定行驶时，驱动系统主要以并联方式工作。它的综合性能优于串联式（电耦合）和并联式（单一转矩或转速耦合）混合动力驱动系统。就转矩和转速的约束条件而言，在这一驱动系统中，转矩和转速耦合从驱动轮处解脱了发动机，使瞬时的发动机转矩和转速不受车辆负载转矩和车速制约。因此，发动机能以类似于串联式（电耦合）混合动力驱动系统的方式，运行在高效率区。此外，部分发动机功率直接传递到驱动轮，未经多形式转换，这与并联式（转矩或转速耦合）混合动力驱动系统相似。

目前，混联式混合动力结构一般采用行星齿轮机构作为动力分配装置。有一种最佳的混联式结构是将发动机、发电机和电动机通过一个行星齿轮装置连接起来，动力从发动机输出到与其相连的行星架，行星架将一部分转矩传送到发电机，另一部分传送到传动轴，同时，发电机也可通过向电动机供电来驱动传动轴。这种机构有两个自由度，可自由地控制两个不同的速度。此时车辆并不是串联式或并联式，而是两种驱动形式同时存在，充分利用两种驱动形式的优点，其动力流程如图2-2-7所示。

图2-2-7 混联式混合动力汽车动力流程图

混联式驱动系统充分发挥了串联式和并联式驱动系统的优点，能使发动机、发电机、电动机等部件进行更多的优化匹配，从而在结构上保证了在更复杂的工况下使系统在最优状态下工作，因此更容易实现排放和油耗的控制目标，是最具影响力的混合动力驱动系统。

与并联式相比，混联式的动力复合形式更复杂，因此对动力复合装置的要求更高。目前的混联式结构一般以行星齿轮作为动力复合装置的基本构架。

通过控制离合器、锁定器、发动机和可逆电机，该混联式混合动力电驱动系可满足的运行模式如下。

（1）转速耦合模式

在该模式中，可逆电机1断开，因而存在单发动机牵引、单可逆电机2牵引、配置转速耦合的发动机和可逆电机2牵引三种子模式。(www.xing528.com)

（2）转矩耦合模式

当可逆电机1通电激励时，其转矩即添加到齿圈的输出转矩上，组成转矩耦合模式。相应于（1）中的三种模式，当控制可逆电机1运行在电机驱动和发电机发电状态时，可组成六种基本的运行模式。

1）在单发动机牵引模式中外加可逆电机1的驱动（电机模式）。这一模式与一般的并联式混合牵引模式相同。

2）在单发动机牵引模式中外加可逆电机1的发电（发电模式）。这一模式与一般的混合动力电驱动系中峰值电源由发动机充电的模式相同。

3）在单可逆电机2驱动模式中外加可逆电机1的驱动。这一模式类似于模式1）但发动机由可逆电机2予以替代。

4）在单可逆电机2模式中外加可逆电机1的发电。这一模式类似于模式2），但发动机由可逆电机2予以替代。由于部分的可逆电机2能量经由可逆电机2和可逆电机1，循环于自峰值电源起始并最终返回峰值电源的流程之中，故此模式可能是绝对不会采用的。

5）在转速耦合牵引模式中外加可逆电机1的驱动。这一模式利用了转速和转矩耦合的全功能。有可逆电机2两种运行状态：驱动和发电。可逆电机2的驱动运行状态可应用于高车速场合，此时发动机转速可限定在稍低于其中转速的范围，以免过高的发动机转速导致其低运行效率；而可逆电机2则向驱动系提供其转速，以承载高车速需求。类似地，发电运行状态可应用于低车速场合，此时发动机可运行在稍低于其中转速的范围，以免过低的发动机转速导致其低运行效率，而可逆电机2则吸收部分发动机转速。

6）在转速耦合牵引模式中外加可逆电机1的发电。类似于模式5），发动机和可逆电机2运行于转速耦合模式，但可逆电机1运行在发电模式。

（3）再生制动

当车辆经历制动时，可逆电机1、可逆电机2或两者同时都能产生制动转矩，并回收部分制动能量向峰值电源充电。此时，随着离合器的分离，发动机关闭。