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詳解奔馳S400混合動力技術(上)
來源:汽車維修與保養  作者:佚名  2019-11-14 09:26:46

     梅賽德斯-奔馳S400 HYBRID基于上一代S350(即221車型)研發而成,本文通過新舊兩款S400車型簡要說明該混合動力概念及其工作原理。

 
一、221車型混合動力概念
    車型的S400 HYBRID技術,奠定了梅賽德斯-奔馳混合動力的基礎,是本文的重點介紹部分,通過以下幾個方面來闡述。
 
1.驅動系統組成
    S400HYBRID配備了平行混合動力驅動系統,包括272混合動力發動機和高電壓系統,其中,高壓電系統由電力電子控制單元、電動機、高壓蓄電池模塊、蓄電池管理系統(BMS)控制單元和DC/DC轉換器組成(圖1)。
    通過該驅動系統,內燃機、電動機和驅動輪通過剛性相連(圖2),其中,發動機和電動機提供的功率可以組合在一起,但車輛無法完全通過電子驅動系統驅動。
 
2.高壓部件介紹
    根據前述的高壓電系統組成部件,如下逐一進行介紹。
(1)高壓蓄電池
    位于引擎室右后側(圖3),內部由35塊貍離子電池組成,每塊電池的電壓均在3.2~4.1V之間,這樣,高壓蓄電池會儲存電能并以約120V的電壓為所有高壓系統部件供電。所有的鏗電池由蓄電池管理系統(BMS)控制單元根據傳感器和CAN信號進行管理。此外,BMS控制單元在必要情況下還會促動保護開關,以便將高壓蓄電池的正極和負極絕緣。
(2)DC/DC轉換器
    直流/直流轉換器位于右前輪罩內側(圖4),作為變壓器,將高壓蓄電池和12V蓄電池相連,實現高壓直流電與低壓直流電之間的相互轉換。
(3)電力電子模塊
    位于右側排氣歧管下方(圖5),控制電動機的工作,即:在啟動和起步階段,通過三相交流電促動電動機;在發電模式下,將產生的三相交流電轉換為直流電壓,然后對高壓蓄電池充電,其實質是交流/直流(AC/DC)轉換器。此外,還執行自診斷功能,并通過評估溫度傳感器的信號,時刻監測電動機的工作溫度。
(4)電動機
    采用步進電機設計(圖6),位于發動機與變速器之間,不僅具有啟動機的作用,還可作為發電機為高壓系統充電,因而被稱為啟動機一發電機。電動機根據工作分為啟動和發電模式:沿曲軸轉動方向施加扭矩,以啟動內燃機,并在起步過程中,電動機為內燃機提供支持;在制動過程中,沿曲軸轉動方向的反方向施加扭矩,回收部分制動能量,并將其轉化為電能(再生制動),以對高壓蓄電池充電。兩種工作模式均由電力電子模塊控制。集成的溫度傳感器記錄定子線圈的溫度,并將信號傳給電力電子模塊分析,避免電動機過熱損壞。此外,電動機還具有減震元件的作用,以降低行駛/扭轉振動。

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