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混合動力電動汽車系統(tǒng)的組成

全新奔馳S400混動基于S350，但其傳動系統(tǒng)有了明顯的提升。包括3.5L V6汽油發(fā)動機的進一步開發(fā)，額外的連續(xù)通電同步電機，為混合動力模塊專門設計的七速自動變速器，所需的動力和控制電子設備，變壓器和鋰離子電池。

奔馳混動車系統(tǒng)組成▼ S400混動搭載并聯(lián)式混合動力驅動系統(tǒng)。通過這種驅動系統(tǒng)，發(fā)動機和電機都與驅動輪機械連接。并且電機和發(fā)動機提供的動力可以疊加，也就是說它們可以分別保持較低的額定功率，但是僅靠電驅動系統(tǒng)是無法驅動車輛的。

奔馳S500插電式混動的動力電池比S400混動大10倍，可以通過外接充電插座充電。S500插電式混合動力車型可在純電動模式下運行長達30公里，并配備電動機。

S500插電式混合動力系統(tǒng)組成▼1-濕式離合器；2-再生制動系統(tǒng)；74.2—自動變速器；A9/5-電動制冷劑壓縮機；A79/1-電機；A100g1—高壓蓄電池；G1 ——車載電氣系統(tǒng)電池；M1-首發(fā)；M276.8—發(fā)動機；M42—電動輔助油泵；M56——真空泵；n33/5-高壓正溫度系數(shù)加熱器；N68—電子動力轉向控制單元；N82/2-電池管理系統(tǒng)控制單元；N83/1-DC轉換器控制單元；N83/5-充電裝置；n129/1——電力電子裝置控制單元；X58/23—充電裝置的電源插座

混合動力汽車的工作模式

驅動模式▼

混合動力驅動系統(tǒng)的各種駕駛模式的當前功率流可以顯示在駕駛室管理和數(shù)據(jù)系統(tǒng)顯示單元上。在駕駛模式下，動力只從發(fā)動機流向后輪軸。

加速模式▼

在加速模式下，動力從發(fā)動機和電機流向后輪軸。高壓電池給電機供電，然后電機產生驅動扭矩來支撐發(fā)動機產生的扭矩。

生成模式▼

在發(fā)電模式下，動力從后軸流向電機流動。電動機將車輛的動能轉換成電能。電動機充當高壓發(fā)電機，為高壓電池充電。

驅動電機結構的組成

組件位置

S400混合動力汽車混合動力系統(tǒng)右前視圖▼

S400混合動力汽車混合動力部件俯視圖▼

發(fā)動機

發(fā)動機272.974針對混合動力驅動進行了改進和優(yōu)化。采用新的氣缸蓋、改進的可變正時凸輪軸和與原型不同的活塞，輸出功率提高了5kW。熱效率提高，油耗率提高，從而降低了車輛在部分負荷工況下的油耗。電機的轉子直接與曲軸相連，位于發(fā)動機和自動變速器之間。

注意:阿特金森原理通過在進氣和壓縮階段之間短時間打開進氣門來優(yōu)化氣門正時，因此膨脹階段比壓縮階段長。

電動機

電機安裝位置▼

電機截面圖▼

盤式電機是一種連續(xù)供電的同步電機，安裝在發(fā)動機和自動變速器之間，具有起動機和高壓發(fā)電機的功能。這種設計也被稱為起動機/發(fā)電機。

電機作為阻尼元件來減少驅動/扭轉振動。根據(jù)工作模式，電機可以向曲軸旋轉的方向施加扭矩來啟動發(fā)動機，也可以向曲軸旋轉的相反方向施加扭矩來給高壓電池充電。啟動過程中，電機為發(fā)電機提供支撐；在制動過程中，部分制動能量轉化為電能。各種工作模式之間的切換由電力電子控制單元控制。電力電子裝置通過三條總線與電機的三個電源相連。根據(jù)工作模式和轉子位置調節(jié)三相電流。這些相電流產生磁場，并與轉子磁場一起產生旋轉所需的扭矩。

電機分解圖▼

自動變速齒輪箱

S400混動配備七速自動變速箱，針對混動驅動系統(tǒng)進行了改進。除了新的變速器控制軟件，還安裝了一個輔助電動變速器油泵。作為發(fā)動機啟停功能的一部分，當發(fā)動機關閉或重新啟動時，有必要確保向變速箱液壓裝置持續(xù)供油，以防止駕駛員的啟動請求與車輛運動的實際開始之間出現(xiàn)延遲。因此，當內部變速箱油泵因發(fā)動機停機而停止工作時，輔助電動變速箱油泵向變速箱控制系統(tǒng)供油。

高壓蓄電池結構

高壓電池模塊位于發(fā)動機艙的右后方，可以保護高壓電池不受外界熱量的影響，保證物理穩(wěn)定性。高壓電池模塊包括高壓電池、電池管理系統(tǒng)控制單元和保護開關。高壓電池是可以為電機儲存能量的鋰離子電池，如下圖所示。與鎳氫電池相比，它具有更高的電效率和更高的能量密度，因此重量更輕，尺寸更緊湊。

高壓電池模塊截面圖▼

高壓電池通過DC/DC轉換器連接到12V車載電氣系統(tǒng)，以便在必要時支持12V車載電氣系統(tǒng)。該開關由蓄電池管理系統(tǒng)控制單元啟動，在內部將高壓蓄電池的正極和負極端子與高壓車載電氣系統(tǒng)絕緣。

高壓電池冷卻示意圖▼

電力電子模塊

動力電子控制單元集成在動力電子模塊中，位于排氣歧管下方右側，根據(jù)要求向電機提供三相交流電壓，并監(jiān)控電機溫度。

直流變壓器位于右前輪罩內，可產生DC高壓和12V DC電壓，實現(xiàn)高壓車載電氣系統(tǒng)與12V車載電氣系統(tǒng)之間的能量交換。高壓和12V電壓之間的雙向轉換是可能的。

電子模塊設計▼

電源模塊和DC/DC轉換器模塊共用一個低溫冷卻系統(tǒng)，該系統(tǒng)獨立于發(fā)動機冷卻系統(tǒng)。

DC/DC轉換器模塊設計▼

電冷卻回路示意圖▼