电动车普及的前奏 3种混合动力技术解析

● 串联式混合动力系统解析

1）系统构成

　　Voltec混合动力系统是通用汽车的E-Flex插座充电式混合动力驱动系统的最新版本，采用1台小型的发动机、2台电动机对车辆进行综合驱动的系统。沃蓝达上采用的是容量为16kWh的360V锂电池组，电池组成T型布置，隐藏于后排座椅下及车身中部，纯电动最高行驶里程可达80km。整个Voltec混合动力系统包括汽油发动机、综合动力分配系统、高容量锂电池以及电力控制单元。

2）部件解析

　　沃蓝达的动力系统由2台电动机（最大功率分别为111kW和55kW）和1台发动机（最大功率为63kW）组成，发动机仅用于发电。其中功率较大的电动机主要用于驱动车辆，而功率较小的电动机主要用于发电。

　　2台电动机和1台发动机通过1个行星齿轮机构以及3个离合器组成了动力产生/回收/分配系统。和上文提到的丰田THS系统一样，Voltec系统同样使用行星齿轮组巧妙地实现了动力的综合分配。所不同的是，在Voltec系统中，太阳轮连接到电动机，行星架连接到减速机构直接输出动力到车轮，而齿圈则根据实际情况连接到动力分配系统的壳体（固定）或者连接到发电机和发动机。

3）工作逻辑

　　要了解系统的工作逻辑，首先要了解动力分配系统的结构。从Voltec的动力分配系统的控制方式与THS系统有一定的区别，Voltec系统通过3个离合器来控制动力的分配。我们把这三个离合器分别命名为C1、C2、C3。C1用于连接行星齿轮齿圈与动力分配机构壳体（固定）；C2用于连接发电机与行星齿轮齿圈；C3用于连接发动机与发电机。系统结构简图可参看下图。

　　Voltec混合动力系统一共有5种工作模式，分别为：EV低速模式、EV高速模式、EREV混合低速模式、EREV混合高速模式以及能量回收模式。

　　处于EV低速模式时，C1吸合，C2、C3松开，发动机停转。齿圈被固定，电动机推动太阳轮转动，行星架因太阳轮的转动而转动，把动力传输到减速齿轮并传递到车轮。

　　处于EV高速模式时，C2吸合，C1、C3松开，发动机停转。发电机此时充当电动机工作，推动齿圈转动。同时，功率较大的另一个电动机推动太阳轮转动。齿圈和太阳轮同时转动，带动行星架转动，从而把动力传到车轮。发电机充当电动机推动齿圈转动，降低了与太阳轮连接的另一电动机的转速，提高了其能源使用率。

　　处于EREV低速模式时，C1、C3吸合，C2松开，发动机运转。此时，发动机推动发电机发电，并为电池充电；同时电池为电动机供电推动太阳轮转动，由于齿圈固定，行星架跟随太阳轮转动，从而把动力传到车轮。

　　处于EREV高速模式时，C2、C3吸合，C1松开，发动机运转。此时，发动机与发电机转子连接后推动齿圈转动同时发电，电动机推动太阳轮转动。齿圈和太阳轮同时转动，带动行星架转动，从而把动力传到车轮。发动机推动齿圈转动，降低了与太阳轮连接的另一电动机的转速，提高了其能源使用率。

　　处于能量回收模式时，C1吸合，C2、C3松开，发动机停转。车轮带动行星架转动，由于齿圈固定，太阳轮随着行星架转动。此时，功率较大的电动机作为发电机对电池充电。

● 更多PCauto技术频道的文章：