混合動力汽車構造圖解（奔馳S400）

03-12

混合動力汽車系統組成
新款梅賽德斯-奔馳S400 hybrid基于S350研發而成，但其傳動系統做出了明顯改進。改進包括進一步研發的3.5L V6汽油發動機、附加的持續通電同步電動機、為配合混合動力模塊而專門設計的七擋自動變速箱、所需的動力和控制電子裝置、變壓器和鋰離子蓄電池。

奔馳混合動力汽車系統組成 ▼

S400 hybrid 配備了平行混合動力驅動系統。通過該驅動系統，發動機和電動機均與驅動輪機械相連（發動機和電動機的平行連接）。電動機和發動機所提供的功率可以進行疊加，這就意味著二者可分別保持更低的額定功率，但僅使用電動驅動系統無法驅動車輛。

奔馳S500 Plug-In Hybrid（插電式混合動力系統）的動力蓄電池相比S400 hybrid 車型容量增大了10倍，而且可以經過外部充電插座進行充電。S500 Plug-In Hybrid車型最多可以利用電動機以純電動模式行駛30km。

S500 Plug-In Hybrid系統組成 ▼

1—濕式離合器（NAK）；2—再生制動系統（RBS）；724.2—自動變速箱；A9/5—電動制冷劑壓縮機；A79/1—電動機；A100g1—高電壓蓄電池；G1—車載電氣系統蓄電池；M1—起動機；M276.8—發動機；M42—電動輔助油泵（集成在變速箱內）；M56—真空泵（電動）；N33/5—高電壓正溫度系數加熱器；N68—電子動力轉向控制單元；N82/2—蓄電池管理系統控制單元；N83/1—直流轉換器控制單元；N83/5—充電裝置；N129/1—功率電子裝置控制單元；X58/23—充電裝置供電插座

混合動力汽車工作模式

驅動模式 ▼
混合動力驅動系統各種驅動模式的當前動力流可在駕駛室管理及數據系統（COMAND）顯示單元上加以顯示。在驅動模式下，動力僅由發動機流向后軸。

加速模式 ▼
在加速模式下，動力由發動機和電動機流向后軸。高壓蓄電池對電動機供電，然后由電動機產生驅動轉矩，以對發動機所產生的轉矩提供支持。

發電（能量回收）模式 ▼
在發電（能量回收）模式下，動力由后軸流向電動機。電動機將車輛的動能轉化為電能。電動機發揮高壓發電機的作用，并對高壓蓄電池充電。

驅動電動機構造組成

（1）部件位置
S400混合動力車型混合動力系統右前視圖 ▼

S400混合動力車型混合動力部件俯視圖 ▼

（2）發動機
發動機272.974針對混合動力驅動進行了改進和優化。由于采用了新氣缸蓋、具有改進后的可變正時凸輪軸以及有別于原型的活塞，輸出功率增加了5kW。提高了熱效率，改善了燃油消耗率，從而降低了車輛在部分負荷條件下的燃油消耗量。電動機的轉子與曲軸直接相連，并位于發動機與自動變速箱之間。

注意：Atkinson原理通過在進氣和壓縮階段之間短時間打開進氣門來優化氣門正時，從而使膨脹階段長于壓縮階段。

（3）電動機
電動機安裝位置 ▼

電動機剖面圖 ▼

盤形電動機是持續通電同步電動機，安裝在發動機與自動變速箱之間，具有起動機和高壓發電機的功能，該設計也被稱為起動/ 發電機。

電動機充當減振元件的作用，以降低行駛/扭轉振動。根據工作模式，電動機可以沿曲軸轉動方向施加轉矩，以啟動發動機（發動機模式），或沿曲軸轉動方向的反方向施加轉矩，以對高壓蓄電池充電（發電機模式）。起步過程中，電動機為發電機提供支持（升壓模式）；施加制動過程中，部分制動能量被轉化為電能（再生制動）。各種工作模式（發動機模式/發電機模式）之間的切換由電力電子控制單元進行控制。電力電子裝置通過三條母線與電動機的三個電源連接相連。三相電流根據工作模式和轉子的位置進行調節。這些相電流產生一個磁場，并與轉子磁場一起產生轉動所需的轉矩。

電動機分解圖 ▼

（4）自動變速箱
S400 hybrid 配備了七擋自動變速箱（7G-TRONIC），變速箱針對混合動力驅動系統進行了改進。除了新的變速箱控制軟件之外，還安裝了一個輔助電動變速箱油泵。作為發動機起停功能的一部分，當發動機關閉或正在重新啟動時，必須確保對變速箱液壓裝置持續供油，以防止駕駛員發出起步請求與車輛實際開始運動之間出現延遲。為此，當內部變速箱油泵因發動機關閉而停止工作時，輔助電動變速箱油泵為變速箱控制系統供油。

高壓蓄電池構造
高壓蓄電池模塊位于發動機艙右后部，可保護高壓蓄電池免受外部熱量的作用，并確保物理穩定性。高壓蓄電池模塊包括高壓蓄電池、蓄電池管理系統（BMS）控制單元和保護開關。高壓蓄電池是鋰離子蓄電池，可為電動機儲存能量，如下圖所示。與鎳氫電池相比，優點有電效率更高、能量密度更高，因此重量更輕，尺寸更緊湊。

高壓蓄電池模塊剖面圖 ▼

高壓蓄電池通過DC/DC轉換器與12V車載電氣系統相連，從而可在必要時為12V車載電氣系統提供支持。保護開關由蓄電池管理系統（BMS）控制單元促動，并在內部將高壓蓄電池的正極和負極接線柱與高壓車載電氣系統絕緣。

高壓蓄電池冷卻的示意圖 ▼

電力電子模塊
電力電子控制單元集成在電力電子模塊中，位于排氣歧管下方的右側，根據請求為電動機提供三相交流電壓，監測電動機的溫度。

直流變壓器（DC/DC 轉換器）位于右前輪罩中，可產生直流高壓和12V的直流電壓，并實現高壓車載電氣系統與12V車載電氣系統之間的能量交換。高電壓與12V電壓之間可以雙向轉換。

電力電子模塊的設計 ▼