《新能源汽車驅動電機及控制技術》課件 項目二　新能源汽車電驅系統(tǒng)

新能源汽車電驅與控制技術

項目一新能源汽車高壓供電控制系統(tǒng)

項目二新能源汽車電驅系統(tǒng)

項目三新能源汽車電驅控制系統(tǒng)

項目四新能源汽車電驅熱管理系統(tǒng)與整車控制策略

任務一驅動電機檢測

任務二變速器檢測項目二

新能源汽車電驅系統(tǒng)一、任務引入新能源汽車作為傳統(tǒng)燃油汽車的替代品，“三電”（即電池、電機、電控）已經(jīng)成為新能源汽車的核心技術。新能源汽車電機驅動系統(tǒng)簡稱電驅。驅動電機作為新能源汽車的三大核心部件之一，相比傳統(tǒng)工業(yè)電機，有著更高的技術要求。目前，絕大多數(shù)新能源汽車驅動電機采用永磁同步電機，異步感應電機應用較少，直流電機基本上已被淘汰，開關磁阻電機應用更少，本任務重點介紹異步感應電機和永磁同步電機。二、任務目標知識目標：掌握三相交流感應異步電機的結構原理。掌握三相交流永磁同步電機的結構原理。掌握旋轉變壓器的結構原理。技能目標：具有三相交流感應異步電機拆裝與檢修的能力。具有三相交流永磁同步電機拆裝與檢修的能力。具有旋變的檢修能力。職業(yè)素養(yǎng)目標：嚴格執(zhí)行新能源汽車檢修操作規(guī)范，養(yǎng)成科學嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度。養(yǎng)成總結訓練過程和結果的習慣，為下次訓練積累經(jīng)驗。虛心向他人學習，尊重他人勞動。養(yǎng)成團結協(xié)作精神。嚴格執(zhí)行7S現(xiàn)場管理。三、知識空間新能源汽車電驅系統(tǒng)相當于傳統(tǒng)油車的動力系統(tǒng)，主要由電控、電機、減速器組件、電驅冷卻系統(tǒng)等組成，主要功能是驅動汽車行駛和能量回收。新能源汽車作為傳統(tǒng)燃油汽車轉型的替代品，主要體現(xiàn)在能源供給方式和驅動方式的不同，驅動電機是將電能轉換成機械能為車輛行駛提供驅動力的電氣裝置。絕大多數(shù)混合動力汽車和純電動汽車使用的都是永磁同步電機，其效率高達98％，只有少數(shù)混合動力汽車和純電動汽車使用異步感應電機。異步感應電機通過部件的相對運動，利用電磁感應原理驅動轉子轉動；而永磁同步電機是利用定子的磁場對轉子電流的作用來驅動轉子轉動的。1.異步感應電機的結構原理新能源汽車使用的異步感應電機，根據(jù)結構原理，其全稱應為三相交流鼠籠異步感應電機。三相交流是指電源為三相交流電源而不是單相電源或直流電源，鼠籠是指其轉子導體部分形似鼠籠，異步感應是指轉子與定子旋轉磁場之間由于存在轉速差，會使轉子導體產(chǎn)生感應電動勢和感應電流。異步感應電機主要由定子和轉子兩部分組成。1.異步感應電機的結構原理異步感應電機結構1.1定子電機的固定部分稱為定子，由定子繞組和定子鐵芯組成。定子繞組由絕緣銅導線繞制而成，三個定子線圈（也稱作繞組）分別稱為U、V和W，三個繞組的連接端子通常命名為U1、U2、V1、V2和W1、W2。大多數(shù)新能源汽車驅動電機定子采用圓線繞組，而特斯拉驅動電機定子采用扁線繞組，目前扁線電機在國產(chǎn)品牌中正在普及推廣。1.1定子定子圓線繞組定子扁線繞組1.1定子三個定子繞組有“△”型和“Y”型接法。定子繞組三相線圈的尾端都連接匯聚于同一點，稱作中性點。因為這種類型的接法看上去與字母Y相似，此連接方式被稱作星形連接或“Y”形連接?！啊鳌毙徒臃ㄊ侨齻€繞組首尾相接，被稱作三角形接法，不存在中性點。電機繞組的接線端通常都會固定在與電機殼體絕緣的接線板上，并且通過三相高壓電纜與汽車的變頻器相連。定子鐵芯由薄硅鋼片組裝而成，用于固定定子繞組，構成定子磁路，能夠增強電流的磁場。1.1定子定子繞組星形接法定子繞組三角形接法1.2轉子電機中轉動的部分稱為轉子，轉子主要由轉子鐵芯和轉子導體（即轉子繞組）組成。大多數(shù)的異步感應電機使用籠型轉子（形似鼠籠），由相互平行的導體和兩端的短路環(huán)構成一個整體。轉子導體通常由鋁棒或者銅棒制成，每根導體被兩端的圓環(huán)短路而互成回路。實際上，定子繞組產(chǎn)生旋轉磁場，由于所有導體被兩端的短路環(huán)短路，轉子導體之間彼此互成回路，電磁感應就會使轉子導體內產(chǎn)生感應電流，所以轉子不需要電刷或者滑環(huán)將電流從外部電源引入至轉子，轉子轉動時轉子是懸浮在定子腔內的，與定子沒有接觸，減少了故障發(fā)生。1.2轉子籠型轉子1.2轉子為減小磁滯損耗和渦流損耗，定子和轉子鐵芯都由薄硅鋼片疊加而成。硅鋼片屬軟磁性材料，剩磁非常弱，受到高溫和振動易退磁，主要作用是用于構成磁路，增強電流的磁場。若利用轉子的剩磁磁場來發(fā)電，其磁場強度是遠遠不夠的，故鼠籠式異步感應電機不能直接用作發(fā)電機。1.2轉子定子與轉子鐵芯1.3工作原理三相交流異步感應電機的工作原理可以簡單歸納為四步：1）三相定子繞組接通電源后，由于三相交流電源存在120°的相位差，會在定子腔內產(chǎn)生一個旋轉磁場；2）由于轉子導體在轉動過程中總是比旋轉磁場慢（異步），轉子導體就會切割磁感線，使得轉子導體產(chǎn)生感應電動勢；3）由于轉子所有導體均被兩端的圓環(huán)短路，轉子導體之間彼此互成回路，所以轉子導體內就會產(chǎn)生感應電流；4）轉子導體內的感應電流受到定子旋轉磁場的磁場力作用，于是旋轉磁場就拉動轉子轉動起來。1.3工作原理驅動電機的調速、反轉、扭矩等均由電機控制系統(tǒng)控制。電機控制器即變頻器或逆變器，通過脈寬調制（PWM）實現(xiàn)高壓直流到三相交流的電源變換，通過改變三相交流電的頻率來實現(xiàn)電機調速，并采用矢量控制或轉矩控制實現(xiàn)轉矩控制的快速響應，滿足負載變化特性的要求。新能源汽車驅動電機采用的三相交流電機并不是通過機械換相（交換電源線）的方式來實現(xiàn)反轉控制，而是通過改變三相交流電的相位差進行換相，讓定子旋轉磁場反轉來實現(xiàn)轉子反轉的。在定子繞組中輸入三相交流電，定子繞組中的勵磁電流在定子鐵芯中產(chǎn)生旋轉磁場，轉子導體中就會有感應電流通過并拉動轉子作旋轉運動。改變定子繞組的電流的大小就能夠控制電機的輸出功率和扭矩。當轉子帶有機械負載時，轉子電流會增加，由于電磁感應作用，定子繞組中的勵磁電流也增加。2.永磁同步電機的結構原理永磁同步電機是目前新能源汽車廣泛采用的驅動電機。永磁電機也是由轉子與定子兩部分組成。其定子部分結構原理與感應電機沒有區(qū)別，故在此不再重述。也是由變頻器提供三相交流電源，與感應電機一樣屬于三相交流電機的范疇，電機控制系統(tǒng)的結構原理也基本相同。2.1轉子永磁同步電機的轉子包括永磁體、轉子鐵芯、轉軸、軸承等。根據(jù)永磁體在轉子鐵芯中的位置可以分為表面式（外置式）和嵌入式（內置式）。表面式的轉子永磁體貼在轉子圓形鐵芯外側，永磁體直接暴露在氣隙磁場中，容易退磁。由于制造工藝簡單、成本低，應用較廣泛，尤其適宜于永磁同步電機。嵌入式的轉子永磁體埋于轉子鐵芯內部，其表面與氣隙之間有鐵磁物質極靴保護，轉子結構更加牢固，易于提高電動機高速旋轉的安全性，目前新能源汽車驅動電機多采用嵌入式永磁同步電機。2.1轉子表面式永磁轉子嵌入式永磁轉子2.2工作原理三相定子繞組接通三相交流電源后，會在定子腔內產(chǎn)生一個旋轉磁場，這個旋轉磁場與轉子永磁體的磁場之間相互作用，會對轉子產(chǎn)生扭矩，從而拉動轉子轉動起來。由于旋轉磁場的磁極對數(shù)與轉子磁場的磁極對數(shù)相同，電機的轉動原理是由于磁場與磁場的相互吸引，永磁電機轉動過程中轉子的轉速與旋轉磁場的轉速相同，此種電機為同步電機，通過控制三相交流電的頻率就能精準地控制電機的轉速。由此可以看出，永磁同步電機的轉動原理與異步感應電機是不同的。2.2工作原理電機包括以下幾種工作狀態(tài)：停止工作：電機內部沒有接入三相交流電，定子中無旋轉磁場產(chǎn)生，電動機處于靜止狀態(tài)。正轉：當轉子位置確定后，通過給三相繞組提供一定相序的交流電，電機實現(xiàn)正轉。反轉：當轉子位置確定后，通過改變三相繞組的相序進行供電，即可實現(xiàn)電機反轉。改變轉速：變頻器通過改變供電的頻率來調整電機轉速。發(fā)電：車輛在制動或滑行時，永磁電動機就相當于一個三相交流發(fā)電機。轉子轉動提供旋轉磁場，定子內的三相繞組切割磁力線就會發(fā)電，發(fā)出的電能通過電機控制器內的整流器整流，輸送給動力蓄電池充電。3.旋變旋變是旋轉變壓器的簡稱，也稱為旋變傳感器，為磁感應型位置傳感器，其主要作用是檢測電機轉子的磁極位置、旋轉方向和轉速，提供給電機控制器MCU用于驅動電機的控制，相當于傳統(tǒng)油車的發(fā)動機曲軸位置傳感器。3.旋變旋轉變壓器3.1旋變的結構旋變就是基于變壓器原理設計的，旋變除只有轉子隨電機軸一起轉動外，其余部分均不轉動，也可稱為定子。旋變定子由鐵芯和繞線圈組成，鐵芯也是由硅鋼片疊加而成，主要作用是構成磁路；線圈包括勵磁線圈、正弦線圈和余弦線圈三組線圈。勵磁線圈相當于變壓器初級線圈，其作用是接通一定頻率的交流電流使磁路中產(chǎn)生交變磁通；正弦線圈和余弦線圈相當于變壓器次級線圈,根據(jù)法拉第電磁感應原理，當穿過次級線圈的磁通量發(fā)生變化時，次級線圈會輸出電壓信號，因為轉子轉動時輸出電壓分別為正弦SIN與余弦COS波形，有90°的電角相位差，兩線圈因此得名。3.1旋變的結構旋變結構原理圖3.2旋變的工作原理當電機未啟動旋變轉子不轉時，給勵磁線圈輸入一個固定頻率（10000HZ）的交流電流，勵磁線圈就會產(chǎn)生一個固定頻率的交變磁場（這個磁場不是一個旋轉的磁場，其頻率不會隨著轉子的轉動而改變），利用電磁感應原理，正弦線圈和余弦線圈分別產(chǎn)生與勵磁線圈輸入電流同相位（或反相）、同頻率、幅值不變的正弦（或余弦）電壓信號。因為轉子并未轉動，這個波形稱為靜態(tài)波形，可以看出，因為幅值相等，這些幅值的連線所形成的邊沿線（或稱為包絡線）是一條平直的直線。3.2旋變的工作原理旋變靜態(tài)波形3.2旋變的工作原理當電機啟動旋變轉子轉動時，勵磁線圈輸入的固定頻率的交流電流仍然不變，兩個線圈也仍然會產(chǎn)生同樣頻率的交流電壓信號，但與靜態(tài)波形不同的是，兩個線圈電壓信號由于轉子轉動會導致穿過兩個線圈的磁通發(fā)生了變化，導致幅值不再相等，這些幅值的連線所形成的包絡線信號波形不再是一條平直的直線，也是一條正弦曲線或余弦曲線。因為轉子隨電機軸一起在轉動，這個波形稱為動態(tài)波形。3.2旋變的工作原理旋變工作波形3.3旋變的作用旋變的作用是檢測電機的轉速、旋轉方向（正轉或反轉）、電機轉子磁極位置，如果旋變信號失效或丟失，電機將無法啟動，它相當于發(fā)動機上的曲軸位置傳感器。不論轉子的速度是多少，旋轉的方向是哪邊，旋轉變壓器都能精確測量電機的轉子位置。4.驅動電機故障診斷與檢測驅動電機的故障類型與診斷思路從以下幾個方面入手：電機定子線圈阻值檢查：利用毫歐表電阻檔測量電機三相定子繞組之間的電阻，也叫相間電阻，來判斷定子線圈的好壞。當驅動電機定子線圈阻值異常時，需要更換新定子或新電機。電機絕緣性能檢查：利用絕緣表分別測量電機輸入三相電引入端子對殼體之間的絕緣性能，標準值根據(jù)1伏電壓大于500歐姆計算。當驅動電機的絕緣電阻異常時，需要更換新的驅動電機。4.驅動電機故障診斷與檢測電機工作噪音：電機工作噪音主要分為電磁噪音和機械噪音。機械噪聲可能是來自減速器、懸置，電機本體（軸承）。確定電機內部出現(xiàn)軸承或轉子與定子摩擦，只能更換電機總成來解決。電機轉速位置傳感器故障診斷：出現(xiàn)旋變故障時，一般分為兩種情況：一種是電機旋轉變壓器故障，另一種為控制器旋變解碼電路故障。電機轉速位置傳感器的初始化學習：更換電機、MCU時需要進行電機轉速位置傳感器的初始化學習。四、任務實施1.任務準備安全防護：做好安全防護與場地隔離。工具設備：人身安全防護套裝、絕緣工具套裝、常規(guī)工具套裝、萬用表、示波器等。車輛臺架：比亞迪e5驅動橋臺架（行云新能INW-EV-E5-FL）。輔助資料：教材、維修手冊、任務工單、記號筆。2.操作步驟注意：在操作前應首先做好場地安全防護、車輛安全防護、人身安全防護等各種防護措施，并執(zhí)行進行高壓下電程序，在等待5分鐘后再進行動手操作。1.2017款比亞迪e5驅動電機拆檢（1）清潔并檢查電驅總成外觀，松開放油螺塞，用接油盤泄放變速器油。1.2017款比亞迪e5驅動電機拆檢（2）使用合適的套筒扳手拆卸電機與驅動橋總成連接螺栓，并分解電機與驅動橋總成。1.2017款比亞迪e5驅動電機拆檢（3）因轉子與定子之間有很強的磁場吸引力，需使用專用工具將定子與轉子分離。1.2017款比亞迪e5驅動電機拆檢（4）檢查轉子外觀，檢查電機轉子軸承。1.2017款比亞迪e5驅動電機拆檢（5）檢查定子外觀。1.2017款比亞迪e5驅動電機拆檢（6）檢查旋變信號輪外觀。1.2017款比亞迪e5驅動電機拆檢（7）檢查旋變定子外觀。1.2017款比亞迪e5驅動電機拆檢（8）電機復裝，上臺架，連接好高壓電路，進行復檢。（9）拆下電機接線盒蓋，拆掉連接器固定螺栓，拆下與電機控制器連接高壓線束，檢查高壓線束及固定連接端子。1.2017款比亞迪e5驅動電機拆檢（10）使用毫歐表120mΩ檔，分別測量各相間電阻。1.2017款比亞迪e5驅動電機拆檢（11）佩戴絕緣手套，使用兆歐表測量各繞組的絕緣阻值。1.2017款比亞迪e5驅動電機拆檢（12）使用短路線將任一繞組與殼體短接進行放電。復裝。1.2017款比亞迪e5驅動電機拆檢（13）使用四通道示波器，將其中的三個探頭分別連接號相線測試區(qū)的各端子；示波器開機。1.2017款比亞迪e5驅動電機拆檢（14）上電。進行低壓和高壓上電后電機不啟動。1.2017款比亞迪e5驅動電機拆檢（15）啟動電機。并做加減速運行，觀察三相電波形變化規(guī)律。2.2017款比亞迪e5驅動電機旋變檢測（1）拔掉旋變與電機控制器連接線束，使用萬用表檢查旋變定子線圈阻值。使用兆歐表檢查旋變定子線圈對地絕緣阻值。2.2017款比亞迪e5驅動電機旋變檢測（2）使用萬用表檢查電機溫度傳感器阻值。2.2017款比亞迪e5驅動電機旋變檢測（3）將示波器探頭分別連接旋變信號測試區(qū)的測試端子。上電后不啟動電機，進行靜態(tài)測試。2.2017款比亞迪e5驅動電機旋變檢測（4）啟動電機，進行動態(tài)測試。您的任務：1.比亞迪E5驅動電機拆檢2.比亞迪e5驅動電機旋變檢測關鍵點：分5組，每小組5人；每組組長輪值；組長要認真聽實訓老師講解和演示；組長要把實訓老師講解內容傳授給組員；并負責把關鍵信息記錄在任務工單中。組員要認真配合組長順利完成實訓。

每個任務活動時間：20分鐘/組五、任務實施精心準備認真實施確保安全圓滿完成謝謝新能源汽車電驅與控制技術

項目一新能源汽車高壓供電控制系統(tǒng)

項目二新能源汽車電驅系統(tǒng)

項目三新能源汽車電驅控制系統(tǒng)

項目四新能源汽車電驅熱管理系統(tǒng)與整車控制策略

任務一驅動電機檢測

任務二變速器檢測項目二

新能源汽車電驅系統(tǒng)一、任務引入新能源汽車電機驅動系統(tǒng)簡稱電驅，相當于傳統(tǒng)油車的動力系統(tǒng)，主要由電控、電機、變速器、電驅冷卻系統(tǒng)等組成，變速器是新能源汽車電驅傳動機構的重要組成部分。新能源汽車作為傳統(tǒng)汽車的替代者，驅動電機是繼發(fā)動機之后驅動車輛的又一動力源。由于驅動電機的扭矩特性與發(fā)動機差異很大，新能源汽車變速箱與傳統(tǒng)汽車變速箱也有很大區(qū)別。尤其是混合動力汽車，變速箱設計花樣繁多，每個品牌都有各自的結構特點；相對于混合動力汽車，電動汽車的變速箱結構相對簡單。目前新能源車輛多采用一體化設計，把電機、變速器及電機控制模塊MCU等集成在一起，優(yōu)化空間布局，節(jié)省高壓線束。為區(qū)別于傳統(tǒng)汽車動力系統(tǒng)，混合動力汽車也把電驅系統(tǒng)稱作電混系統(tǒng)。二、任務目標知識目標：掌握純電動汽車變速器的結構原理。。掌握新能源汽車動力傳輸和架構類型。掌握典型混合動力汽車變速器的結構原理。技能目標：具有純電動汽車變速器拆裝與檢修的能力。具有典型混合動力汽車變速器拆裝與檢修的能力。職業(yè)素養(yǎng)目標：嚴格執(zhí)行新能源汽車檢修操作規(guī)范，養(yǎng)成科學嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度。養(yǎng)成總結訓練過程和結果的習慣，為下次訓練積累經(jīng)驗。虛心向他人學習，尊重他人勞動。養(yǎng)成團結協(xié)作精神。嚴格執(zhí)行7S現(xiàn)場管理。三、知識空間電動汽車主要包括純電動汽車和增程式電動汽車，以驅動電機為唯一動力源。作為驅動車輛的動力源，驅動電機與發(fā)電機相比，無論異步感應電機還是永磁同步電機，都存在中低速扭矩特性好而高速扭矩特性差等特點，為充分發(fā)揮驅動電機的扭矩特性，電動汽車的動力輸出只采用固定傳動比的減速器，傳動比不可選、不可變，所以其傳動裝置應稱為減速器而不應稱為變速器?；旌蟿恿ζ囍饕ɑ旌蟿恿ζ嘓EV和插電式混合動力汽車PHEV,有發(fā)動機和驅動電機兩個甚至多個動力源，出于節(jié)能環(huán)保的目的，混合動力汽車在怠速起步和中低車速行駛時動力源以驅動電機驅動為主，而中高車速時以發(fā)動機驅動為主。為兼顧發(fā)動機和驅動電機的動力切換和耦合輸出，充分發(fā)揮發(fā)動機和驅動電機的動力特性，一般混合動力汽車變速器需重新設計。增程式汽車的發(fā)動機只是作為增程器用于驅動發(fā)電機，為動力電池充電，不直接驅動車輛，驅動電機是驅動車輛的唯一動力源，變速器與純電動汽車無異，故增程式汽車不應稱為混合動力汽車，應該屬于電動汽車的范疇。如理想、塞力斯、嵐圖等。輕混車型動力總成仍采用傳統(tǒng)變速器，以發(fā)動機為主要動力源。1.純電動汽車變速器純電動汽車的變速箱主要組成包括兩級減速齒輪副、差速器、駐車機構、軸承、止推裝置、墊片及油封等裝置組成，結構較為簡單。由于純電動汽車變速器采用固定傳動比，傳動比不可變、不可選，所以純電動汽車的變速器實際為減速器，檔位只設置D檔（前進檔）、R檔（倒車檔）和N檔（空檔）三個檔位，前進檔只設一個D檔。通過電機控制器控制三相交流電，來控制驅動電機的加減速、正反轉，實現(xiàn)車輛的加減速、倒車以及能量回收。1.純電動汽車變速器1.純電動汽車變速器1.純電動汽車變速器為優(yōu)化車輛結構，節(jié)省占用空間，減少高壓線纜用量，大多數(shù)純電動汽車動力總成多采用電機控制器、驅動電機和變速器一體化集成設計，通常稱為電驅三合一總成，混動車型也有相似特點。2019款比亞迪e5電驅三合一總成

電機控制器VTOG2.混合動力汽車變速器混合動力汽車主要包括插電式PHEV和非插電式HEV兩種，這兩種車型主要區(qū)別在于充電方式不同，動力傳輸采用的變速器沒有區(qū)別?；旌蟿恿ζ嚨淖兯倨鞒藗鬏攧恿ν?，還有實現(xiàn)發(fā)動機和驅動電機動力切換和輸出耦合的作用，這一點是傳統(tǒng)油車所不具備的。2.1混合動力汽車動力傳輸方式

混合動力汽車按照發(fā)動機和驅動電機動力傳輸方式可分為串聯(lián)式、并聯(lián)式、混聯(lián)式。a.串聯(lián)模式b.并聯(lián)模式c.混聯(lián)模式2.1混合動力汽車動力傳輸方式

一般混合動力汽車有三種最基本的動力模式供駕駛員選擇，即EV純電模式、發(fā)動機直驅模式和HEV混動模式。選擇EV模式時，可作為電動汽車使用，控制系統(tǒng)通過對動力電池SOC與車輛負載進行評估，發(fā)動機適時介入；選擇發(fā)動機直驅模式，可作為傳統(tǒng)油車使用；選擇HEV模式，車輛混動控制系統(tǒng)可在串聯(lián)、并聯(lián)、混聯(lián)三種模式之間適時自動切換。2.2混合動力汽車電機布置位置根據(jù)電機的布置位置，混合動力汽車的動力系統(tǒng)有P0、P1、P2、P3、P4五種架構。2.2混合動力汽車電機布置位置混動車型動力系統(tǒng)架構類型及特點架構類型電

機

位

置P0電機安裝在發(fā)動機前端，以皮帶的方式與發(fā)動機連接，則稱為P0架構，此位置電機被稱作BSG電機或HSG電機。輕混采用BSG電機，中混采用HSG電機。P1電機在發(fā)動機后端與之剛性相連，即為P1架構，這個位置的電機也被稱作ISG電機,因為與發(fā)動機無法脫開，輸出的動力易受發(fā)動機牽制，需與其他電機和離合器配合使用，是被眾多中混和重混車型采用的類型。P2將電機安裝在變速器與發(fā)動機之間的離合器之后，則稱為P2架構，這個電機集成在變速箱內，這類混動系統(tǒng)可最大限度實現(xiàn)發(fā)動機和變速箱的兼容，技術較為簡單，比較容易實現(xiàn)。既可以被多電機系統(tǒng)采用，也可以用于單電機系統(tǒng)。P3變速器輸出軸加裝電機，即為P3架構。這類車型與P2近似，但是區(qū)別在于電機布置的位置不同，所以運行方式也不盡相同。P4電動機加裝在車輪驅動軸上，則稱為P4架構。常見的有P1P4、P2P4的組合，這種電機可以稱為輪邊電機，正在向輪轂電機過渡。2.2混合動力汽車電機布置位置幾種常見架構組合類型序號構型代表車型設計思路1P1+P3Prius、Accord、Outlander、榮威RX5/E550、傳祺PHEV、比亞迪唐/宋/秦PlusDMI新開發(fā)專用變速箱（動力耦合器），將發(fā)動機、發(fā)電機、驅動電機等集成于一體，目前被大多數(shù)混動車型廣泛采用。2P0+P2北京現(xiàn)代索九混動發(fā)動機前端安裝BSG或HSG電機，皮帶傳動，P2電機安裝在離合器后、變速器前。3P0+P3比亞迪唐/宋/秦PHEV發(fā)動機前端安裝BSG或HSG電機，皮帶傳動，P3電機與變速器集成。4P0+P4PSA、長城WAYP8PHEV發(fā)動機前端安裝BSG或HSG電機，皮帶傳動，后橋安裝P4電機。5P2.5吉利博瑞PHEV、領克PHEV將驅動電機與變速器集成，可實現(xiàn)P2/P3功能切換。6P2奧迪A3、保時捷卡宴、奇瑞、長安逸動PHEV單電機系統(tǒng)，電機為ISG電機。7P0/48V吉利博瑞、長安逸動、紅旗H5發(fā)動機上裝上BSG代替?zhèn)鹘y(tǒng)發(fā)電機，輕混單獨使用。2.2混合動力汽車電機布置位置名詞解釋：BSG電機、HSG電機、ISG電機SG為StarterGenerator的縮寫，即啟動發(fā)電機的意思，其主要作用是發(fā)電、起動發(fā)動機，包括BSG、HSG、ISG電機。BSG電機：BSG電機安置在發(fā)動機前端的皮帶上，也就是P0架構。BSG電機可以輔助啟動發(fā)動機，為48V電池充電，并助力發(fā)動機完成車輛起步。2.2混合動力汽車電機布置位置HSG電機：HSG電機安置在皮帶位置，屬于P0架構，可單獨作為啟動機使用；在發(fā)動機介入時迅速拉升發(fā)動機轉速，使離合器平穩(wěn)接合；當車輛在純電模式下動力蓄電池SOC較低時，可再次啟動發(fā)動機；在發(fā)動機起動后作為發(fā)電機使用，為動力蓄電池充電。ISG電機：ISG電機安裝在發(fā)動機曲軸后端，無需皮帶帶動，也就是P1或P2架構。既可以帶動曲軸起動發(fā)動機；也可以在發(fā)動機的帶動下，作為發(fā)電機為動力蓄電池充電；又可以直接將扭矩作用到發(fā)動機的曲軸輸出端，助力發(fā)動機和驅動電機，對動力有較大的提升和幫助。2.3混合動力汽車變速器結構原理傳統(tǒng)變速器改進型：圖6大眾帕薩特混動DQ400e（6DSG）變速器圖7北京現(xiàn)代索九混動A6MF2H（6AT）變速器2.3混合動力汽車變速器結構原理混動專用變速器：如豐田E-CVT變速器，這種變速器結構簡單、穩(wěn)定高效，很多廠商在研發(fā)混動技術時都不得不繞開豐田的專利，于是就出現(xiàn)了通用的雙行星排、雙電機系統(tǒng)，凱迪拉克的三行星排、雙電機系統(tǒng)等架構類型的動力系統(tǒng)，目前各大汽車廠商都在紛紛開發(fā)自己混動車型專用的變速器?；靹訉Ｓ米兯倨饕话阌址譃榭勺儌鲃颖群凸潭▊鲃颖葍煞N。2.3混合動力汽車變速器結構原理可變傳動比型：豐田THS3雙擎混動變速箱通過電機控制行星排行星架來實現(xiàn)無級變速，沒有離合器和換檔機構，也能實現(xiàn)模擬7-10速的傳動比可選可變。豐田THS3雙擎混動變速器E-CVT2.3混合動力汽車變速器結構原理固定傳動比型：這種變速器只有一個固定傳動比，沒有專門的換檔機構，傳動比不可變不可選，跟純電動汽車傳動方式近似。比亞迪DMI超級混動EHS電混總成

比亞迪七合一EHS電混總成（1）比亞迪DMI超級混動EHC電混系統(tǒng)單級減速器結構原理比亞迪DMI超級混動EHC電混系統(tǒng)由雙電機、雙電控、單級減速器、離合器、電機油冷系統(tǒng)“七合一”組成，屬于P1+P3架構。EHS電混七合一總成雙電機系統(tǒng)2.4典型混合動力汽車變速器結構原理單檔減速器傳動路線圖2.4典型混合動力汽車變速器結構原理發(fā)動機直接與P1發(fā)電機通過常嚙合齒輪副連接，發(fā)電機為ISG電機，并通過一個離合器與P3驅動電機連接，驅動電機則通過中間齒輪、差速器等直接驅動車輛，故此電混系統(tǒng)屬于P1+P3架構。比亞迪EHS電混系統(tǒng)有9種動力模式2.4典型混合動力汽車變速器結構原理①EV模式EV模式時發(fā)動機和發(fā)電機都不工作，離合器分離，動力電池給驅動電機供電驅動車輛行駛。2.4典型混合動力汽車變速器結構原理②HEV串聯(lián)充電模式此時發(fā)動機在高效區(qū)工作帶動發(fā)電機運轉，離合器分離，發(fā)出的電會優(yōu)先滿足電機驅動車輛行駛，余下的電能則用于給電池充電。2.4典型混合動力汽車變速器結構原理③串聯(lián)放電模式此時發(fā)動機會帶動發(fā)電機發(fā)電，離合器分離，電池也會放電共同給電機供電。2.4典型混合動力汽車變速器結構原理④HEV并聯(lián)充電模式離合器接合，此時發(fā)動機動力過剩，除維持車輛行駛外，還能提供額外的功率驅動電動機發(fā)電，此時驅動電機被用作發(fā)電機給動力電池充電。2.4典型混合動力汽車變速器結構原理⑤HEV并聯(lián)放電模式離合器接合，此時發(fā)動機動力通過機械結構直接驅動車輪，同時電動力池給驅動電機供電驅動車輛，此時發(fā)電機處于閑置狀態(tài)。2.4典型混合動力汽車變速器結構原理2.4典型混合動力汽車變速器結構原理⑥HEV并聯(lián)直驅模式離合器接合，此時發(fā)動機的動力剛好能夠驅動車輛，驅動電機既不需要提供助力也不需要充當發(fā)電機發(fā)電，且發(fā)電機也不發(fā)電。2.4典型混合動力汽車變速器結構原理⑦能量回收當駕駛員松開油門踏板或踩踏制動踏板制動時，車輛的慣性帶動驅動電機運轉給動力電池充電，此時發(fā)電機和發(fā)動機都不工作，離合器也處于分離狀態(tài)。2.4典型混合動力汽車變速器結構原理⑧原地充電當動力電池電量極低，或者處于HEV-SPORT模式，或者掛入P檔，踩下油門時，即使車輛處在靜止狀態(tài)，發(fā)動機也會帶動發(fā)電機給動力電池充電。2.4典型混合動力汽車變速器結構原理⑨充電樁充電電池通過外接充電器提供的電能充電。對比長城、奇瑞和長安等國產(chǎn)的DHT混動，相當于將比亞迪DMI的單檔減速器換成一個兩檔變速箱。使用兩檔變速箱的好處是，高速可以降檔超車，發(fā)動機轉速可以立刻增大到功率較大的區(qū)間，會大大增加高速再加速時的動力表現(xiàn)。2.4典型混合動力汽車變速器結構原理（2）豐田THS3雙擎混動變速器結構原理豐田THS3代混動變速箱型號P410，主要應用于國內一汽豐田卡羅拉雙擎、雙擎E+、廣汽豐田雷凌雙擎、雙擎E+車型，結構簡單、可靠性高、故障率低。MG1、MG2均采用三相交流永磁同步電機。盡管沒有采用離合器，但根據(jù)其雙電機位置，豐田THS3代混動仍屬于P1+P3架構。豐田P410混合驅動橋總成2.4典型混合動力汽車變速器結構原理2.4典型混合動力汽車變速器結構原理豐田P410混合驅動橋工作模式如下：工作模式一：原地啟動發(fā)動機。MG2不運轉，外齒圈被鎖止不轉，MG1在動力電池的電能驅動下運轉，通過太陽齒輪、行星輪驅動行星架1運轉，啟動發(fā)動機。工作模式二：原地怠速發(fā)電。當混動控制模塊檢測到電池電量不足時，會啟動發(fā)動機運轉，驅動MG1運轉發(fā)電，給電池充電。這與工作模式一傳動路線相同，只是由發(fā)動機輸出動力方向相反。工作模式三：低中速前行。發(fā)動機不運行，行星架1被鎖止，MG2旋轉，通過行星輪驅動外齒圈運轉，再通過中間齒輪、驅動差速器驅動車輛前行，此時行星架1也被鎖止，通過行星輪、太陽輪帶動MG1反向空轉。倒車就是MG2反轉驅動車輛。工作模式四：混動模式。由于豐田電池容量小，一般純電動模式下只不過行駛數(shù)公里，當系統(tǒng)判別其電量不足時，就會啟動發(fā)動機，一部分動力帶動MG1發(fā)電供驅動電機用，另一部分參與車輛驅動。工作模式五：高速行駛。發(fā)動機會一直運轉，這也就是豐田混動高速費油的原因。系統(tǒng)會更根據(jù)負荷大小及動力電池電量狀態(tài)，決定MG1是發(fā)電給MG2使用，還是短時間當作電動機合力驅動車輛（比如急加速）。前者居多，保證行駛后電池電量充足。工作模式六：能量回收。車輛滑行或制動時，發(fā)動機不工作，車輛慣性會帶動MG2運轉，系統(tǒng)根據(jù)能量回收策略來決定MG2發(fā)電，進行能量回收。四、任務實施----1.比亞迪e5純電驅動橋拆檢1.任務準備安全防護：做好臺架安全防護與場地隔離。工具設備：人身安全防護套裝、絕緣工具套裝、常規(guī)工具套裝。車輛臺架：比亞迪e5驅動橋臺架(行云新能INW-EV-E5-FL)。輔助資料：教材、維修手冊、任務工單、記號筆。2.操作步驟注意：在操作前應首先做好場地安全防護、車輛安全防護、人身安全防護等各種防護措施，并執(zhí)行進行高壓下電程序，在等待5分鐘后再進行動手操作。1.比亞迪e5純電驅動橋拆檢

（1）清潔并檢查電驅總成外觀，松開放油螺塞，用接油盤泄放變速器油；拆卸車速傳感器。1.比亞迪e5純電驅動橋拆檢（2）使用合適的套筒扳手拆卸電機與驅動橋總成連接螺栓，并分解電機與驅動橋總成。1.比亞迪e5純電驅動橋拆檢（3）清潔驅動橋內殼體，檢查內殼體及輸入軸、輸出軸。1.比亞迪e5純電驅動橋拆檢（4）拆卸內殼體與外端蓋連接螺栓，使用專用工具分解內殼體與外端蓋并取下外端蓋，取出輸出軸兩側油封彈簧、軸承墊片、磁鐵。1.比亞迪e5純電驅動橋拆檢（5）松開輸出軸軸承壓板固定螺母。1.比亞迪e5純電驅動橋拆檢（6）用翻轉架將內殼體轉至水平，轉動輸入軸，觀察驅動橋內部結構，認識內部部件。1.比亞迪e5純電驅動橋拆檢（7）拆卸輸出軸軸承壓板固定螺母。拆卸輸出軸，檢查齒輪及軸承、差速器。1.比亞迪e5純電驅動橋拆檢（8）拆卸中間軸軸承壓板螺栓，取出中間軸，檢查齒輪及軸承。1.比亞迪e5純電驅動橋拆檢（9）拆卸輸入軸軸承壓板，取出輸入軸，檢查齒輪及軸承。1.比亞迪e5純電驅動橋拆檢（10）清除殼體與外端蓋結合面密封膠。1.比亞迪e5純電驅動橋拆檢（11）清洗、清潔殼體與外端蓋內側。1.比亞迪e5純電驅動橋拆檢（12）清洗、清潔內部各部件，再次檢查各部件。1.比亞迪e5純電驅動橋拆檢（13）按照相反的順序安裝部件。2.比亞迪秦Plusdmi驅動橋拆檢1.任務準備安全防護：做好臺架安全防護與場地隔離。工具設備：人身安全防護套裝、絕緣工具套裝、常規(guī)工具套裝。車輛臺架：比亞迪秦Plusdmi驅動橋臺架（若為整車需提前將變速箱從車上拆取下來并上臺架）。輔助資料：教材、維修手冊、任務工單、記號筆。2.操作步驟2.比亞迪秦Plusdmi驅動橋拆檢（1）使用合適的套筒扳手拆卸發(fā)動機與驅動橋總成連接螺栓，并分解發(fā)動機與驅動橋總成。2.比亞迪秦Plusdmi驅動橋拆檢（2）清潔驅動橋殼體及前端蓋，檢查輸入軸、輸出軸。拆卸殼體與前端蓋連接螺栓，使用專用工具分解殼體與前端蓋并取下前端蓋，取出輸出軸兩側油封彈簧、軸承墊片、磁鐵。2.比亞迪秦Plusdmi驅動橋拆檢（3）用翻轉架將殼體轉至水平，轉動輸入軸，觀察驅動橋內部結構，認識內部部件。2.比亞迪秦Plusdmi驅動橋拆檢（4）拆卸兩個油泵驅動輪。2.比亞迪秦Plusdmi驅動橋拆檢（5）拆卸發(fā)動機輸入軸及離合器，檢查齒輪及軸承。2.比亞迪秦Plusdmi驅動橋拆檢（6）拆卸發(fā)電機軸，檢查齒輪及軸承。2.比亞迪秦Plusdmi驅動