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问题17 插电式混合动力汽车机电耦合系统的分类有哪些?
插电式混合动力电动汽车(PHEV)是内燃机与电机两种动力混合驱动的车辆。这种混合是通过机电耦合系统的动力耦合作用实现的。所谓机电耦合,是指内燃机、电机与动力输出之间相互影响的现象。机电耦合系统则是能使内燃机(Tc,nc)、电机(Tm,nm)和动力输出(T,n)之间产生一定影响关系的机构,可以简单理解为混合动力汽车的动力分配系统,如图2-16所示。图中Tci、nci为第i个内燃机传递给耦合系统的转矩和转速;Tmi、nmi为第i个电机传递给耦合系统的转矩和转速(i=1,2,…,N);T、n分别为机电耦合系统输出的转矩和转速。
图2-16 机电耦合示意图
稳态下插电式混合动力电动汽车机电耦合系统的数学模型归纳为两个耦合条件:转矩耦合条件和转速耦合条件。插电式混合动力系统至少需满足上述条件中的一个,才能实现动力混合的目的,因此可将机电耦合系统分为三种基本类型:只满足转矩耦合条件而不满足转速耦合条件,称为转矩耦合系统;只满足转速耦合条件而不满足转矩耦合条件,称为转速耦合系统;既满足转矩耦合条件,又满足转速耦合条件,称为功率耦合系统。近年来出现了第四类耦合系统——双模式耦合系统。双模式耦合系统实际上是使用一些特殊的机构,如离合器、制动器等对前三类基本耦合系统进行合理组合,从而实现在不同工况下不同耦合方式之间的切换,以进一步提高整车性能。