油电混合动力车发动机和电动机如何协调出力？

油电混合动力车通过发动机和电动机的协调工作，实现高效节能的驾驶体验。混合动力系统采用传统燃料和电力供能，通过控制模式实现发动机和电动机的转速和转矩耦合。行星齿轮机构实现转速耦合，发动机转速由电机调节，实现无级变速。合成动力与电机2进行转矩耦合，实现多种工作模式。混动系统分为并联式、串联式和混联式。串联式通过发动机驱动发电机产生电能，再驱动电动机。并联式中，电机和发动机独立驱动汽车。混联式结合了串联和并联的优势，实现最优的能量分配。动力耦合系统包括转速耦合、转矩耦合和混合耦合。混合耦合系统如丰田Camry、Prius等，通过行星齿轮机构实现转速和转矩的耦合，提供多种工作模式。油电混动汽车的节能原理在于发动机和电动机的协调工作，使发动机保持在最佳工况，同时利用电能源减少燃油消耗。混动控制系统的不断迭代，提高了动力性能和燃油经济性。油电混合动力车通过发动机和电动机的协调工作，实现高效节能。混动系统采用传统燃料和电力供能，通过控制模式实现转速和转矩耦合。行星齿轮机构实现转速耦合，发动机转速由电机调节，实现无级变速。合成动力与电机2进行转矩耦合，实现多种工作模式。混动系统分为并联式、串联式和混联式，各具特点。动力耦合系统包括转速耦合、转矩耦合和混合耦合，混合耦合系统如丰田Camry、Prius等，提供多种工作模式。油电混动汽车的节能原理在于发动机和电动机的协调工作，使发动机保持在最佳工况，同时利用电能源减少燃油消耗。随着混动控制系统的不断迭代，动力性能和燃油经济性得到提高。

首先小伙伴们跟我一起看一下混合动力车的概念，再来通过其控制模式来深入探讨发动机和电动机的工作协调。

关于发动机和电动机的工作协调，结论先行：

电机1和发动机由前排行星齿轮实现转速耦合，实现发动机转速由电机1来调节，由于发动机转速不会受车速影响下实现无级变速的形式，合成后的动力和电机2进行转矩的耦合，通过混合耦合让混动汽车实现较多的工作模式。

混动系统即汽车采用传统燃料供能和电力供能的2种方法，它的优势是在汽车在起动时能只通过电动机来带动汽车，只有达到一定速度后才将发动机启动。这种方式能使发动机保持在最佳的燃油工况，动力性能出色，由于电能源是蓄电池，无需单独消耗燃油。由于混动汽车的关键技术是混动控制系统，其性能与混合动力汽车动力性息息相关。通过技术的不断迭代，混动控制系统已从传统的电动机和发动机分散构造，慢慢发展为发动机、电机、变速机构的系统化。目前混动系统一般分为并联式、串联式和混联式。

SHEV型的混动汽车构造：电池组、控制模块、驱动模块等，通过串联方式构成SHEV的动力系统。

串联式混合动力汽车在工作的时候，通过发动机直接驱动发电机产生电能，再由控制器把电能传递到蓄电池或直接驱动电动机，再通过电动机经变速机构来驱动汽车。小负载工况下，一般蓄电池通过向电机供能来带动车轮，大负载工况下，发动机可直接带动电机发电来驱动电动机。

由于汽车刚启动下电池容量饱和，这个时候的电池提供的动能能满足启动的动力需求，如果电量值小于设定值时，动此时力辅助系统会起动。如果汽车的动力需求增大时，电池和助力模块一起牵引系统传递能量。如果车辆能量需求变小的时候，这个时候辅助动力系统在确保驱动系统能量满足需求下，将剩余能量给电池充电。串联系统一般适合反复起停或城区内怠速运行的工况，保证发动机在最佳工况区域恒定地运转，在经过调配电动机和蓄电池的输出能量的方式调整车速。可使发动机避免怠速和低速运转，发动机的工作效率得到提高。

并联式混合动力汽车是通过电机和发动机一起驱动汽车，电动机与发动机分别属于2套动力系统，相互独立的传输扭矩给汽车传动系统，在不同工况下不仅可单独驱动又可一起驱动车辆。

当汽车处在上坡或加速时，发动机和电机可一起向传动系统传输牵引力，当车速达巡航速度的时候，汽车只用发动机来保持车速。电动机不仅当作发电机还可直接驱动汽车。该系统无单独配发电机，且发动机可带动变速模块以带动汽车，类似传统汽车驱动模块，机械效率损耗也相似。

大众汽车GolfPHEV，其发动机由变速器调节电动机，导出的扭矩再经过离合器来带动汽车前进。如果汽车启动时的蓄电池提供电能给电机，那电动机变成发动机的驱动模块。发动机启动以后不仅成为汽车唯一动力源来带动汽车，又驱动电动机发电向电池进行充电。在城区工况下，发动机停止，且变速器脱离，电池唯一能源供电给电动机，由电动机取代发动机驱动汽车车轮。如果汽车需加速行驶的高负荷工况下，发动机起动同时变速器啮合，发动机和电动机系统构成混合动力的模式，实现最大扭矩驱动汽车。

混联式是串联与并联式的结合形式。

SPHEV一般是在一套PHEV的结构上增加一个电机，这样发动机提供的能量不仅实现机械传动输出给动力桥，又可驱动发电机给蓄电池充电。由发电机对发动机调整速度，发动机可最大程度高效率运行。而电机产生的电通过控制器来分配，传输给电动机或电池，电动机产生的驱动力由动力复合机构传送给驱动桥。

混联式驱动机构的控制方式和结构，具备了串联和并联机构的两者优势，让发动机、电机、发电机等零件最优匹配，在构造上保证复杂工况下汽车工作的自由性，易达低油耗的控制目标。与串联式相对比，混联式弱化对蓄电池的依赖，能量之间相互转换也少，燃油经济性很高。与并联式相对比，发动机运行工况很少受到行驶工况的影响。3种混合动力汽车中，就能量分配上来看混联式是最优的。

由于谈到发动机和电动机的工作输出协调，必须谈到它们的动力耦合系统

通常混动汽车的动力耦合系统构型分为转速耦合式、转矩耦合式、混合耦合式。

转矩耦合式是指各动力源的输出转矩相互独立，转速满足一定比例关系，转矩耦合式结构简单，无需专门设计耦合机构，可原车基础上改装，一般适用于大客车。与本体关系不大，不多介绍。

转速耦合式是指各动力源输出转速相互独立，转矩满足一定比例关系。其可实现各动力源输入转速的独立控制，可使发动机转速与车速解耦，那么发动机转速不受车速的影响，可单独控制发动机转速工作在高效区，一般适用于无级变速汽车。与本体关系不大，不多介绍。

其中与混动汽车关系最大的就是混合耦合式，它是指同时采用转矩和转速耦合方式的动力耦合系统，其中典型例子为丰田的Camry、Prius、LexusRX400h、福特的Escape。

LexusRX400h的剖析其结构如下，其中动力耦合系统中电机MG1和发动机由前排行星齿轮实现转速耦合，实现发动机转速由电机MG1来调节节，由于发动机转速不会受车速影响下实现无级变速的形式，合成后的动力和电机MG2进行转矩的耦合。这种混合耦合式吸收了转速和转矩耦合的优点，让混动汽车实现较多的工作模式。

其中涉及行星齿轮机构，那么必须来给小伙伴解释一下

行星齿轮机构基本原理：行星齿轮有2个自由度，在其运行过程中，它可以通过固定太阳轮、齿圈、行星架、其中一个零件实现系统锁止，实现单自由度系统，如果同时有2个输入，则行行星齿轮系统实现运动合成的双自由度系统。

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