2024年3月23日发(作者：长安最便宜小型suv)

基础知识讲座

刘春晖(本刊编委会委员)

栏目编辑：刘玺 *****************

高级工程师/副教授，现任山东华宇工学院机械工程学院汽车服务工程教研

室主任，有多年的一线汽车电气系统、电子控制系统维修工作经验。现从

事汽车类专业学生专业课的教学工作。在各级汽车维修类杂志上公开发表

论文30篇，出版汽车维修类图书23部。

◆文/山东 刘春晖

在2011年11月，德国奥迪公司推出21世纪的第一款混合

动力车型奥迪Q5 hybrid quattro。这款高级SUV车型使用新式

锂离子蓄电池来供电。2012年，奥迪A6混合动力车和奥迪A8

混合动力车正式开始上市，如图1所示。这两款车使用的是与奥

迪Q5 hybrid quattro一样的并联式混合动力技术，区别仅在于

这两款车的驱动力仅作用于前轮(前驱车)。这两款混合动力豪华

型轿车，使德国奥迪公司成为第一家能同时在B级、C级、D级

车中都提供完全混合动力车型(采用锂离子蓄电池技术)的高级轿

车生产商。这两款车的动力由155kW(211ps)的2.0L TFSI发动

机和最大功率40kW、扭矩210N·m的电机来提供，系统总功

率为180kW(245ps)。车辆以60km/h的车速以纯电动方式行

驶的情况下，最多可以行驶3km；纯电动行驶的最高车速可达

100km/h。动力传递使用的是经过重大修改过的8挡tiptronic变

速器，无变矩器，变矩器的位置由电机所占据，该电机与多片式

离合器组合在一起，该多片式离合器单独将电机与发动机连在一

起。锂离子蓄电池系统用作电能蓄能器，其重量约为38kg。一套

高档双路空气冷却系统负责将蓄电池保持在合适温度。奥迪A6混

合动力车和奥迪A8混合动力车除了在车型铭牌上有混合动力字母

标志外，还有多处不同的特征，如图2所示。

图2 奥迪A6和奥迪A8混合动力车的混合动力特征

一、系统安全说明

1.电工技术安全规程

根据DIN VDE 0105制定的5点安全规程，每个家用电器电

工都必须知晓。这几点安全规程也同样适用于负责处理机动车上

高压装置的有证人员(也就是高压电技工)。检修电气装置前，应

按下述顺序来应用这些安全规程，如图3所示。

(1)25V交流电压和60V直流电压对人来说就已经是危险的

了。请务必留意维修手册和故障导航中的安全事项以及车上的安

全警示。

(2)高压设备的检修工作只可由经过认证的高压电技工来进行

操作。

2.警示符号

为了让用户、维修和服务站人员以及技术救援和医疗救援人

员尽可能远离高压设备可能带来的危险，奥迪A6混合动力车和奥

迪A8混合动力车上设置了很多警示和提示标签。

图1 奥迪A6和奥迪A8混合动力车的外形

警示标签一般分为两种类型：

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图3 安全规程的应用顺序

(1)黄色警示标签，其上有电压警示符号。

(2)带有DANGER字样的红底警示标签。

如图4和图5所示，这些黄色标签表示高压部件就安装在附近

或者在盖板下隐藏着。

图4 黄色警示标签1

图5 黄色警示标签2

带有DANGER字样的警示标签表示有高压部件或者高压导

电部件，如图6和图7所示。

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图6 带有DANGER字样的警示标签1

图7 带有DANGER字样的警示标签2

二、混合动力技术的基本原理

1.混合动力技术

hybrid这个词来源于拉丁语hybrida，意思是杂交或者混

合。在技术层面，hybrid这个词指一种系统，该系统将两种不同

的技术组合在一起来使用。结合驱动理念，混合动力技术这个概

念用于双燃料动力和混合动力驱动两个方向。

(1)双燃料动力

双燃料动力的车，是指其发动机能够燃烧不同类型的燃料，

去产生驱动能量。因此，使用矿物燃料的可再生燃料(柴油/生物

柴油)或者使用液态和气态燃料(汽油/天然气/液化石油气)的系统

越来越被人所知，市场上也越来越常见了。

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(2)混合动力驱动

混合动力驱动是指将两种不同的动力装置组合在一起来使

用，这两种动力装置的工作原理是不同的。就目前来讲，混合动

力技术是指将发动机与电机组合在一起这种形式。该技术可用作

发电机从动能中回收电能(能量回收)，用作发动机来驱动车辆以

及用作发动机的启动机根据基本结构情况，混合动力驱动分为微

混合动力驱动、中混合动力驱动和完全混合动力驱动3种形式。

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3.其他概念

(1)能量回收

能量回收(英语叫rekuperation，源于拉丁语

recuperare，就是重新获得的意思)，一般就是指在车辆减速

时利用其动能。就是说，在车辆制动阶段或者在超速减速(反

拖)阶段(就是惯性滑行)，回收这些“免费的”能量并将其暂时

存储到车辆蓄电池上。能量回收功能是电能管理不可分割的一

部分。

(2)高压部件之间的能量流

①靠电能驱动来行车：高压蓄电池放电。

在靠电能驱动来行车时，由高压蓄电池来供电。12V的车载

电网由高压蓄电池来供电。

②能量回收：给高压蓄电池充电。

与牵引阶段不同，在减速阶段通过牵引电机以电动方式来实

施制动，从而再为高压蓄电池充电。驾驶员刚一松开加速踏板，

一部分能量就得到了回收。在制动过程中，回收的能量也会相应

增多。12V的车载电网由牵引电机来供电。

(3)电机

此处的电机替代了车上的发电机、电动机和启动机。其实

每个电机都可作发电机来使用，只要在外部来驱动电机轴的话，

电机就会像发电机那样输出电能了：但如果是向电机输送电能的

话，那么它就是个驱动电机。电动式混合动力上的电机就取代了

发动机上传统的启动机和发电机。

(4)电动加速

混合动力驱动有一个电动加速功能，这与发动机的强制降挡

功能(可提供最大发动机功率供使用)类似，如果执行了这个电动

加速功能，那么电机和发动机就会发出最大功率(合计总功率很

大)。这两种驱动方式各自功率合在一起，就是传动系统的总功率

了。从技术上来讲，电机内部是有功率损耗的，因此发电机输出

功率要小于其驱动功率。奥迪A6混合动力车和奥迪A8混合动力

车发动机功率是155kW，电机作为发电机时是31kW，电机作为

电动机时是40kW。总体算来，发动机和电机作为电动机时共计

图9 并联式混合动力系统结构示意

2.完全混合动力驱动

将一台大功率电机与发动机组合在一起，可以以纯电动方式

来驱动车辆行驶，如图8所示。一旦条件许可，该电机会辅助发

动机来工作。车辆缓慢行驶时，是纯粹通过电动方式来提供动力

的，可以实现启动-停止功能。还有能量回收功能，用以给高压

蓄电池充电。发动机和电机之间有一个离合器，通过它可以断开

这两个系统。发动机只在需要时才接通工作。奥迪A6混合动力车

和奥迪A8混合动力车上配备的都是这种完全混合动力驱动。

完全混合动力驱动有并联式混合动力系统、分支式混合动力系

统、串联式混合动力系统以及分支式串联混合动力系统4种形式。

并联式混合动力系统结构的特点是简单，如图9所示。要对

现有车辆进行“混合动力改造”的话，就使用这种结构。发动

机、电机和变速器装在同一根轴上，发动机和电机各自的功率加

起来，就是总功率。这种机构设计可以充分利用原车上的件(就是

很多件可直接拿来用)。对于四轮驱动车辆来说，并联式混合动力

系统可以将动力分配到4个车轮上。

可产生180kW的功率。

图8 完全混合动力驱动示意

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三、发动机系统

1.系统数据

2.0LTFSI发动机，发动机代码CHJA，扭矩功率特性曲线如

图10所示，技术参数如表1。

图10 发动机扭矩功率特性曲线

表1 发动机技术参数

发动机代码CHJA

结构形式

四缸直列发动机和三

相交流电机/发电机

排量(mL)1 984

发动机功率(kW)，转速(r/min)155，4 300～6 000

系统功率(kW)180

发动机扭矩(N·m)，转速(r/min)350，1 500～4 200

系统扭矩(N·m)480

纯电力驱动时的最高车速(km/h)100

纯电力驱动时的可达里程(km)3(车速为60km/h时)

每缸气门数4

缸径(mm)82.5

行程(mm)92.8

压缩比9.6：1

传动形式8挡自动变速器

发动机管理系统MED17.1.1

燃油高级无铅汽油ROZ 95

排放标准EUV

混合动力部件所增加的额外重量(kg)＜130

2.带有混合动力模块的8挡自动变速器

自动变速器控制单元J217是混合动力CAN总线和驱动CAN

总线用户。多片式离合器(离合器F)与电机合成为一个模块，该模

块取代了变矩器，安装在自动变速器的这个结构空间处，并不需

要更多空间了。这个多片式离合器浸在油池中工作，用于将发动

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机与电机断开或连接上，如图11所示。由于取消了变矩器，离合

器B就用来作为起步元件用了。各状态下离合器状态如表2所示。

为了能在电机不工作时润滑自动变速器并为液压操纵机构

建立起必要的机油压力，安装了一个变速器机油辅助液压泵1

V475。温度要是较低的话，该泵可能无法建立起所需要的压

力。在这种情况下，所需要的机油压力由电机和自动变速器内的

机械式变速器机油泵来产生。说明：要是需要牵引车辆，其规定

与以前的无级自动变速器一样，需要将选挡杆挂在N位置，牵引

距离不超过50km，牵引车速不超过50km/h，这是因为在牵引

时，变速器是得不到润滑的。

图11 带有混合动力模块的8挡自动变速器剖体结构

表2 各状态下离合器状态

行驶挡位离合器F起步离合器 B

纯电力驱动时未接合接合

发动机启动未接合接合

能量回收未接合接合

内燃机驱动车辆行驶接合接合

内燃机在怠速运转接合未接合

电动加速(E-Boost)接合接合

四、底盘系统

1.电动机械式转向系统

奥迪A8混合动力车上使用的不是液压助力转向系统，而是

电动机械式转向系统，如图12所示。奥迪A6混合动力车上使用

的电动机械式转向系统就是直接取自2011年奥迪A6(直接拿来

用的)。

2.制动助力器真空泵V469

(1)制动助力器真空泵V469位置

安装在发动机舱内的左前部。该泵用于在发动机关闭期间，

为制动助力器提供足够的真空力，如图13所示，该真空泵由发动

机控制单元J623经继电器J318来操控。需要时，通过制动助力

压力传感器G294来接通该泵。

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图12 电动机械式转向系统的结构

图13 制动助力器真空泵V469的安装位置

(2)ESP总成

奥迪A6混合动力车和奥迪A8混合动力车上的ESP总成，其

结构分别与2011年奥迪A6或2010年奥迪A8上的是一样的，但

是软件方面就混合动力发动机牵引力矩调节功能做了相应的扩

展。在电力制动能量回收)时，出于稳定考虑不会令制动压力卸

压，所以发动机控制单元在需要时会下令去调节驱动力矩。如果

在挡位D时关闭了ESP，那么在车辆行驶过程中，发动机一直都

在工作着。

(3)制动踏板位置传感器G100

制动踏板位置传感器G100连接在发动机控制单元上：发动

机控制单元通过制动踏板位置传感器G100的信号来操控电力制

动(能量回收)；ESP总成通过制动踏板位置传感器G100的信号

来操控液压制动。制动踏板在制动助力器上有一个约9mm的空行

程，在这段空行程中，是纯电力制动的，制动时就可以很好地过

渡到液压制动了。在更换了制动踏板位置传感器或者是更换了发

动机控制单元时，必须进行制动踏板位置传感器G100与发动机

控制单元之间的自适应(学习)。

五、显示系统

混合动力模式行车时的显示：奥迪A6混合动力车和奥迪A8

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混合动力车装备了功率表(取代了转速表)上的显示、组合仪表显示

屏上的显示、MMI显示屏上的显示以及高压蓄电池充电状态显示

(取代了冷却液温度显示)等装置和功能，用于显示电动驱动系统。

1.功率表上的显示

在行车过程中，功率表上会显示各种车辆状态、混合动力系

统的动力输出情况或者充电功率情况，如图14所示。

图14 功率表的显示内容

2.组合仪表显示屏上和MMI显示屏上的显示

乘员可以让高压系统的能量流显示出来。为此可以使用组合

仪表显示屏和/或MMI显示屏来显示。

奥迪A8混合动力车上组合仪表显示屏上的显示，使用电机

来驱动车辆行驶，如图15所示。高压蓄电池符号和远离车轮的绿

色箭头表示正在用高压蓄电池来驱动且电驱动电机正在工作。奥

迪A8混合动力车上MMI显示屏上的显示，使用电机来驱动车辆行

驶，如图16所示。

图15 组合仪表显示使用电机驱动车辆行驶

图16 MMI显示屏显示使用电机来驱动车辆行驶

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混合,动力,驱动