内燃机从创造到老练运用现已100多年了，它给人们带来许多便当，可是随之而来也有许多问题。环境的污染，石油的耗费，温室气体的排放，一个个问题接踵而来，即使政府对轿车排放进行了严格要求，可是环境污染问题仍然严峻。CO2的排放，不是仅靠着限牌限号能够处理的，还有石油的耗费，国际石油储量估计还有100年就会被挖掘完。那么没有汽油，那些车辆又将怎么作业呢？所以电动车就呈现了，可是纯电动车又给人们带来了几大难题：无法长期续航、大容量电池体积太大及充电时刻过长等。所以，混合动力车就成了现在处理问题的最好方法。

  混合动力轿车是经过一般发起机与电动机一起工作来驱动轿车的，即热动力源（传统发起机）与电动力源（电池与电动机）的轿车，把电机设备到轿车上，使轿车能够在不同工况下挑选不同的动力形式，发起机处于归纳功能最好的工况下作业，然后下降油耗与削减轿车尾气排放。

  比较纯电动轿车，混合动力轿车有APU（Auxiliary Power Unit）作为辅佐动力，APU是串联混合动力轿车的操控核心技术，能够削减电池的数量和分量，续航才能和动力功能能够和传统内燃机轿车差不多。使用APU能够给空调、助力体系等供给电能。比较内燃机，电机排量一般很小，并且在最佳工况点作业，所以排放低且节能，在市区等红灯时能够封闭APU、完成零排放。电动驱动体系还能够充任发电机，收回制动和下坡时发生的能量，进一步完成节能减排。

  20世纪90年代以来，大多数轿车公司都开端研讨和开发混合动力轿车，无论是高端跑车品牌法拉利仍是国产民族品牌比亚迪，都加入到混合动力轿车的研讨部队中。车型包含进口宝马X1、迈凯伦P1、进口奥迪A6、丰田卡罗拉、本田雅阁、雷克萨斯ES及荣威eRX5等。

  由于中国经济的快速开展，轿车数量急剧添加，2016年中国石油耗费总量到达 5.56亿吨，全国轿车销量到达2 802.8万辆，位居国际第一，轿车保有量到达1.94亿辆。这么大数量的轿车所带来的污染量也是巨大的。我国的新动力轿车开展方针是，到2020年新动力轿车累计产销量到达500万辆。

  混合动力开展前景潜力无量。首要，从顾客的视点来说，轿车不需求外部充电，发电机和电动机能够互补，不必忧虑没油或没电。其次，关于环境保护和动力使用来说，混合动力轿车削减了污染物的排放量。与传统轿车比较，由于发起机总是处在最佳工况，油耗十分低。它既有发起机动力性好、反响快和作业时刻长的长处，又有电动机无污染和低噪声的长处。

  发电机靠发起机驱动发电，轿车只使用电动机驱动行进，驱动体系只要电动机。发起机不受轿车行进工况的影响，一直在最佳作业区安稳工作。发起机动力转化为电能才能为车辆所用，可是转化中会有部分热量丢失，所以燃油能量的使用率比较低，适合于市内低速工作，结构如图1所示。串联式的长处是结构简略，发起机不受工况影响，能在高效、低排放的情况下作业，三大动力总成之间没有机械联络，能够独自作业。缺陷是由于需求大动力的发电机，所以发电机尺度大，能量转化时的能量损耗较高，转化率低，需求大容量电池。

  主动力是发起机，辅佐动力是电动机，发起机和电动机一起驱动车辆，或各自独自驱动车辆。经过机械传动组织发起机能够直接驱动车辆，燃油使用率较高，发起机遭到车辆行进工况影响，需求设备变速设备和动力复合设备，结构较为杂乱，适合在高速公路等安稳路况行进，结构如图2所示。并联式的长处是只要2个动力总成，体积质量比串联式小，能量转化率比串联式高，发起机在高效、低排状态下作业。缺陷是有害气体排放多于串联式，结构杂乱，安置和操控困难。

  低速时只要电动机作业；速度进步时发起机和电动机相配合驱动，是串联方法作业；安稳高速时是并联式方法作业。动力复合设备杂乱，一般根本结构是行星齿轮组织。结构如图3所示。混联式长处是3个动力总成功率都比较高，所以质量体积比串联式和并联式都小；有多种驱动形式，能够挑选最佳节能驱动形式；驱动电动机能够给发起机供给辅佐动力，所以发起机能够挑选功率较小、燃油经济性高的。缺陷是发起机工况遭到串联式行进工况影响，有害气体排放比串联式高，由于有两套驱动体系，所以结构十分杂乱，安置也很困难，还需装备一个多动力动力操控总成，本钱高。

  丰田卡罗拉混合动力体系主要由混合动力传动桥总成、高压蓄电池组（HV电池）、发起机总成、2台电动发电一体机（MG1、MG2）、带转化器的变频器总成以及辅佐电池等组成。各部分组成元件在车上的方位安置如图4所示，整个体系的动力衔接联系如图5所示。

  丰田卡罗拉混动选用的发起机类型是1 NZ-FXE，外观如图6所示，比较正常版的发起机，具有低油耗、高输出的特性，最高转速提升到5 000 r/min，进步了其输出功率。这款发起机选用阿特金森循环，进气门的封闭时刻被推迟，因此推迟了实践紧缩行程的开端，紧缩行程小于胀大行程，所以热效率更高。

  HV ECU向发起机ECU发送信号（发起机方针转速和发起机方针动力），发起机ECU依据HV ECU的要求操控发起机节气门、燃油喷发量、焚烧正时和喷油正时，完成发起机的发动和正常工作。当HV ECU宣布中止信号时，发起机ECU操控其间止作业。当体系呈现毛病时，发起机ECU经过HV ECU的要求翻开查看发起机正告灯，操控原理如图7所示。

  传动桥总成由组合齿轮单元（电机减速行星齿轮、动力分配行星齿轮）、MG1、MG2、油泵、主减速器以及差速器等组成（图8）。

  动力分配行星齿轮（图11）由齿环、小齿轮、太阳齿轮及行星支架组成（图12）。动力分配行星齿轮能高效分配动力，堵截和分配来自不同动力输出的速度、旋转方向和扭矩。例如，把发起机的动力分为2个途径，其间一路分配给车轮来驱动车辆，而另一路则分配给MG1发电。行星支架的旋转轴衔接着发起机，经过小齿轮带动外围的齿环和内侧的太阳齿轮，小齿轮旋转轴直接和电动机衔接，将驱动力传给车轮，太阳齿轮旋转轴直接衔接发起机，把发起机的动力转化为电能。

  油泵有2种类型，一种是机械油泵，一种是电子油泵。卡罗拉用的是机械油泵（图14），发起机经过主轴驱动油泵来光滑齿轮。

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