本田思铂睿混合动力车动力系统结构及工作原理简介

本田思铂睿混合动力车搭载本田i-MMD混合动力系统，该系统主要由发动机、变速器（e-CVT）、电源控制单元（PCU）、智能动力单元（IPU）等部件组成（图1）。本文主要讲述动力系统的结构及工作原理。

图1 2017款本田思铂睿混合动力车i-MMD混合动力系统组成

1 动力系统主要部件的结构及工作原理

1.1 e-CVT

如图2所示，e-CVT主要由发电机、牵引电机、超越离合器及齿轮等部件组成，牵引电机负责产生驱动力以驱动车辆或滑行、制动时回收能量；发电机负责发电并向高压锂电池充电，以及行驶中倒拖起动发动机；超越离合器负责改变发动机的动力流向，从而实现在驱动车辆或驱动发电机之间转换。

（1）当发动机驱动发电机发电时，如图3所示，其动力传递路线为：发动机→飞轮→输入轴→发电机轴→发电机。

（2）当只有牵引电机驱动时，如图4所示，其动力传递路线为：牵引电机→牵引电机轴→副轴→终主动齿轮→终从动齿轮。牵引电机反向运转，即可实现倒车。

图2 e-CVT内部结构

图3 发动机驱动发电机工作时的动力流传递路线

图4 牵引电机工作时的动力流

图5 发动机驱动模式

（3）当只有发动机驱动时，如图5所示，其动力传递路线为：发动机→飞轮→输入轴→超越离合器→超速齿轮→副轴→终主动齿轮→终从动齿轮。

2 PCU

PCU位于e-CVT上方，内置有电机控制单元、逆变器及相位电流传感器等，主要负责控制牵引电机和发电机。发电机和牵引电机的控制电路如图6所示。为实现对PCU的温度控制，设置了一个专用的冷却系统，该系统由电动冷却液泵、散热器、储液罐及冷却软管等组成（图7）。

图6 发电机和牵引电机的控制电路

图7 PCU的冷却系统

3 IPU

IPU包含高压电池组、DC-DC转换器、电池状态监视器及连接板等。

3.1 高压电池组

高压电池组使用锂离子电池。高压电池组由4个电池模块串联组成，每个电池模块由18个电池单元组成，共72个电池单元。高压电池组配有热敏电阻型温度传感器、内置的电压传感器及电池电流传感器，电池状态监视器通过这些传感器监测电池状态，并控制它们的SOC（荷电状态）。高压电池组通过PCU内的逆变器由发电机电机或牵引电机产生的电能充电。

3.2 连接板和副连接板

连接板（图8）和副连接板（图9）安装在高压电池组上，可隔离高压电池组，并分配电源至其他高压系统。

图8 连接板

图9 副连接板

高压接触器和旁路接触器排布在高压电池组正极侧，而子高压接触器排布在高压电池组负极侧。这些接触器由电池状态监视器控制并执行高压电路的接通和断开。在接触器连接正极侧时，旁路接触器切换为ON，然后高压接触器被打开，通过预充电阻连接高压电路可限制冲击电流，直至电容器充好电。

PCU和DC-DC转换器中有多个大电容器，高压上电时，这些电容器放电，如果高压电路通过高压接触器接通，极大的具有损坏性的电流（浪涌电流）将会流过，此电流会损坏各种部件，还会使高压接触器上产生电弧。为防止大浪涌电流，高压上电时让旁路接触器先接通，这样通过限制电流和允许电容器充电的电阻器将高压电池组连接到各种电容器上；电容器在极短时间内充电，然后高压接触器接通，旁路接触器断开。

3.3 维修用插头

如图10所示，维修用插头安装在高压电池组的高压电路和接触器控制电路中。当混合动力系统或周围部件需要检查或维修时，拆除此插头，可中断高压电路和接触器控制电路，能确保安全地完成检查和维护工作。

3.4 DC-DC转换器

DC-DC转换器将高压电池组的259.2 V直流电压转换为12 V直流电压，为12 V蓄电池和12 V电气系统提供电能。

DC-DC转换器传递内置温度传感器的温度信息至电池状态监测器，若温度出现突然增长或检测到输入、输出电压异常，则电池状态监测器将停止DC-DC转换器的操作，造成12 V蓄电池充电指示灯点亮。当DC-DC转换器因异常情况停止工作时，将会使12 V电源不足，这会限制混合动力系统的输出。

由于DC-DC转换器工作时会产生热量，当DC-DC转换器的温度升高时，电池状态监视器根据需要激活高压电池组散热风扇，冷风通过高压电池组从车厢传送至DC-DC转换器的散热片，从而进行冷却。

3.5 高压电池组散热风扇

高压电池组重复进行充电和放电循环，高压电池组和DC-DC转换器会发烫，为了散热，在行李箱右侧安装了一个高压电池组散热风扇。电池状态监视器根据相关温度信号控制高压电池组散热风扇使高压电池组和DC-DC转换器的温度保持在适当的水平。冷却空气进口位于后排座椅右侧，冷却空气经过高压电池组和DC-DC转换器散热片，然后排放至行李箱。

图10 维修用插头

3.6 碰撞切断控制

当安全气囊控制单元（SRS）检测到碰撞信号（正面碰撞、侧碰撞、后部碰撞）时，电池状态监视器根据来自SRS的信号存储相关故障代码，同时控制接触器切断高压电路，此时电源系统指示灯、充电指示灯、SRS指示灯点亮，READY指示灯熄灭。维修时，需要使用故障检测仪取消碰撞切断控制，以清除电池状态监视器中存储的故障代码，否则高压电路无法接通。

2 动力系统的工作模式

2017款本田思铂睿混合动力车的工作模式分为纯电动（EV）驱动模式、e-CVT辅助模式、发动机驱动模式、再生充电模式等。

2.1 EV驱动模式

如图11所示，在EV驱动模式下，驱动力由牵引电机提供，发电机和发动机不工作，此时高压电池组牵引电机提供能量。

2.2 e-CVT辅助模式

加速期间使用e-CVT辅助模式（图12），其激活范围因高压电池组的荷电状态而异。发动机使发电机发电，牵引电机向驱动轮提供驱动力。e-CVT辅助模式期间，牵引电机向驱动轮发送大量转矩，因此比其他模式需要更多的电能。发动机在最佳转速范围激活发电机，且牵引电机直接使用可用电能。如果发电机产生的电能不足以满足牵引电机的需要，将由高压电池组提供额外的电能。

2.3 发动机驱动模式

低负载高速巡行时使用发动机驱动模式（图13），此时发动机输出供给至驱动轮和牵引电机，此时车辆由发动机机械驱动，而高压电池组通过牵引电机产生的电能充电。