ISG混合動力系統(tǒng)

ISG是集成的具有啟動機功能的發(fā)電機的縮寫。

ISG混合動力系統(tǒng)的車輛主要功能有怠速啟停、再生制動、輔助驅(qū)動、發(fā)電功能。HCU（混合動力控制單元）會根據(jù)駕駛?cè)苏埱螅ㄓ烷T踏下深度）、電池箱能量存儲單元的狀態(tài)（能允許放出的電量）、電驅(qū)動系統(tǒng)狀態(tài)（停車、行車）以及整車車輛狀態(tài)等控制ISG電動機的工作模式，自動實現(xiàn)以上功能。

下面以奔馳400型混合動力汽車為例加以說明。奔馳400代表了ISG混合動力的高端水平，其主要零部件如圖2－34所示：由高壓鋰電池模塊、電動機功率模塊、電動機組成電動助力系統(tǒng)；DC／DC直流電壓轉(zhuǎn)換系統(tǒng)；轉(zhuǎn)向系統(tǒng)采用了HEPS液壓電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)；功率控制器如電動機控制器和DC／DC采用了雙電動冷卻循環(huán)泵的設(shè)計；制動系統(tǒng)采用了電動真空泵、真空助力器、ABS控制單元配合電動機實現(xiàn)再生制動；空調(diào)采用電控電動壓縮機。

圖2－34　ISG混合動力系統(tǒng)主要零部件（奔馳電動車）

其動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2－35所示，由六缸發(fā)動機、電動機、七速自動變速器、鋰離子蓄電池、功率控制模塊、12V交流發(fā)電機、DC／DC轉(zhuǎn)換器組成。

圖2－35　奔馳400的混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

如圖2－36和圖2－37所示，發(fā)動機的曲軸轉(zhuǎn)速和位置信號采用與發(fā)動機曲軸相連的電動機外轉(zhuǎn)子作為信號輪，電動機的定子和轉(zhuǎn)子采用內(nèi)定子線圈和外轉(zhuǎn)子永磁的方式，內(nèi)定子線圈由定子支架支撐，外永磁轉(zhuǎn)子和曲軸位置／轉(zhuǎn)速信號輪相連，信號輪內(nèi)轂上通孔連接在發(fā)動機的曲軸后端。

圖2－36　奔馳400混合動力汽車電動機結(jié)構(gòu)組合圖

圖2－37　奔馳400混合動力汽車電動機結(jié)構(gòu)分解圖

高檔轎車中（如奔馳和寶馬）等采用原車液力自動變速器，為防止變速器內(nèi)離合器油壓過低，在液力自動變速器基礎(chǔ)上增加了電動ATF油泵，如圖2－38所示。

圖2－38　奔馳400混合動力汽車7速自動變速器

混合動力管理系統(tǒng)負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)各子系統(tǒng)部件之間的相互作用。該管理系統(tǒng)集成于ECU中，通過CAN－bus總線與自動變速器、蓄電池和動力電子設(shè)備等系統(tǒng)單元進行通信。

其中，動力電子設(shè)備負(fù)責(zé)管理電動機與高壓蓄電池之間的能量流動，除了控制電動機的脈沖逆變器之外，還包括一個直流變壓器，可將發(fā)電機或蓄電池傳來的電流轉(zhuǎn)化為12V直流電，從而支持車輛電氣系統(tǒng)工作。

混合動力管理系統(tǒng)可以根據(jù)蓄電池的充電狀態(tài)、車速和其他的具體參數(shù)，瞬間完成自動分析并選擇理想的操作策略。而這種操作策略是傳動系統(tǒng)控制軟件的關(guān)鍵成分，能夠連接各個系統(tǒng)，優(yōu)化電池電能的使用，以達到效率的最大化，從而消除發(fā)動機拖拽所產(chǎn)生的阻力。在高速穩(wěn)定行駛狀態(tài)下（最高160km／h），當(dāng)駕駛者松開油門后，V6發(fā)動機也會在離合裝置的控制下與自動變速器完全脫離，避免不必要的摩擦損耗，提高車輛滑行距離，進而降低油耗。

以途銳混合動力為例，當(dāng)車輛處于50km／h以下，采用電動機驅(qū)動時，V6發(fā)動機并非只是完全關(guān)閉而已，離合裝置還會將發(fā)動機與8速自動變速器完全脫離。一旦駕駛者在此時踩下油門踏板，例如超車、加速等，渦輪將立即重新平穩(wěn)啟動，同時將轉(zhuǎn)速升至適合當(dāng)前車速的水平。

此外，能量回收系統(tǒng)可以在制動過程中把電動機轉(zhuǎn)換為發(fā)電機，將多余的能量回收并存儲于鎳－氫電池組中。而做為動力總成系統(tǒng)的一部分，自動啟動－停車系統(tǒng)同樣有助于在走走停停的城市擁堵路況下提高燃油經(jīng)濟性。

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