混联式混合动力系统的结构
高负荷工况，避免了效率较低的低负荷工况，这些措施使发动机的平均效率上升50 %左右。
丰田Prius 的混合动力系统结构上是较为复杂的，无论在制造上和控制上都带来一定的困难，但正是这种复杂结构带来了控制上的灵活性，可以获得较佳的性能。
3.2.2 华沙工业大学的行星齿轮混合动力系统
如图3所示，在这种混合动力系统中同样使用的是行星齿轮差速机构，不同的是在这种动力系统中只有一个电机，既可以作驱动电机也可以作制动回收能量的发电机。齿圈与电机轴通过齿轮相联，该齿轮与电机之间有轴制动器B2。发动机与太阳轮相联，两者之间有离合器C和轴制动器B1。行星架与驱动桥上的差速器相联。电机、发动机和驱动轴间的转速和转矩关系如式（8）（9）。
图3 华沙工业大学的混合动力系统
ICE:内燃发动机；C：离合器；EM：电机/发电机；Bat：蓄电池；B1、B2：轴制动器： DG：主减速器；TW：驱动轮；CU：控制单元；PG：行星齿轮机构（2个自由度）
（1 + ρ）nc = ρ·ne + nm （8） Ρ·Tc = （1 + 1/ρ）·Te =（1 + ρ）·T （9） 这种结构也可以实现无级调速，却无法实现发动机转矩与电机转矩的直接叠加。但是输出转矩却大于发动机或电机的单独输出的转矩。这种结构需要电机有较大的转矩，以满足公式（3）中的转矩关系。这种结构与丰田Prius 的结构相
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桂林航天工业学院毕业设计（论文）
比，结构上简单一些，在制造工艺和控制上都更容易一些，性能也较差一些。
除了以上两种结构外，还有许多不同的行星齿轮混合动力系统。各种系统在结构上由于电机、发动机的位置不同而不同，但应该说大同小异，各部件的转速、转矩一定要满足行星差速机构的转速和转矩方程。
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混联式混合动力汽车工作模式与控制策略
4 混联式混合动力汽车工作模式与控制策略
混联式结构通常是在并联式结构的基础上增加一套发电机构,这样发动机发出的功率不仅可以与电动机的功率复合后直接驱动车辆,还可以转换成电能储存到蓄电池,进而驱动电动机。混联式混合动力系统结合了两种结构的优点, 在能量流的控制上有更大的灵活性,可以实现油耗和排放的最佳优化目标。
4.1 工作模式及其能量流动
4.1.1 纯蓄电池模式
启动及低速运行时,从静止起步到车速低于一定的车速,如低于30km/时，发
动机不启动，行星系统只有一个自由度, 车辆由驱动电机驱动，为纯电动模式。能量流动如图4所示。
图4 纯蓄电池模式能量流动图
4.1.2 发动机+发电机+充电模式
在正常行驶时，发动机功率通过行星系统分为二条路线，一条是通过齿圈直接传到变速器，另一条是驱动发电机发电，给蓄电池充电或者通过电动机驱动。此时的能量流动如图5所示。
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图5 发动机+发电机+充电模式的能量流动图
4.1.3 混合驱动模式
在汽车加速爬坡时，此时发动机的工作情况与正常行驶工况一样，而电动机不仅由发电机提供能量还要从电池获得能量，此时系统工作在混合模式。能量流动图如图6所示。
图6 混合驱动模式能量流动图
4.1.4 回馈制动模式
在减速或制动时，利用电动机的反拖作用，电机作为发电机发电，向蓄电池充电，同时产生制动转矩。能量流动图如图7所示。
图7 回馈制动模式能量流动图
4.1.5 停车充电模式
起步前或停车后如果电池SOC很低，可以进行停车充电。能量流动图如图8所示。
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