比亚迪唐混动系统详解

2023年12月4日发(作者：15年现代瑞纳二手车价格)

比亚迪唐混动系统详解

目 录

摘 要 ......................

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第一章 比亚迪唐双模混动系统概述 ................................................................. 333

1.1． 比亚迪唐混动系统发展历程 ................................................................ 333

1.2． 比亚迪唐改进版与丰田THS-II系统的比较 .......................................... 555

第二章 DMⅡ改进版混动系统动力总成组成及原理 ............................................. 777

2.1. BYD487ZQA 2.0TI汽油发动机 ............................................................... 888

2.1.1． 双质量飞轮（DMF） ....................................................................... 999

2.2. 前后电机 ....................................................................................... 101010

2.3． 六速湿式双离合变速箱6HDT45 ....................................................... 131313

2.3.1． 双离合器 ................................................................................. 141414

2.3.2. 发动机动力传递齿轮系 ............................................................ 151515

2.3.3. 电机动力传递齿轮系 ............................................................... 171717

2.4.4． 混合动力传递齿轮系 ............................................................... 191919

2.3.5. 充电齿轮系 ............................................................................. 191919

2.3.6. 电液控制模块 .......................................................................... 202020

2.4. 前后电机控制器总成 ................................................................... 222222

2.4.1. 前电机控制器总成 ................................................................... 222222 比亚迪唐混动系统详解

2.4.2. 后电机控制模块 ...................................................................... 262626

第三章DMⅡ改进版混动系统动力电池总成 .................................................. 262626

3.1 动力电池包 ................................................................................. 272727

3.1.1. 电池信息采集器及采样线 ......................................................... 292929

3.1.2. 负极接触器 ............................................................................. 303030

3.1.3. 分压接触器 ............................................................................. 323232

3.1.4. 漏电传感器 ............................................................................. 333333

3.1.5. 正负极引出插孔及采样线接口 .................................................. 333333

3.2. 高压配电箱 ................................................................................. 343434

3.2.1. 高压配电箱内部构造及作用 ..................................................... 353535

3.3. 电源管理控制系统 ...................................................................... 363636

第四章 行车模式 ....................................................................................... 383838

第五章 总结 .............................................................................................. 434343

参考文献 .................

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第一章 比亚迪唐双模混动系统概述

1.1 比亚迪唐混动系统发展历程

2015年1月，比亚迪?唐全新双模混动SUV（Plug in Hybrid Electric Vehicle，插电式）上市，该车应用的混合动力系统是在比亚迪DMⅡ代混动系统的基础上在后轴增加了一台电机，形成了三擎四驱双模的混合动力系统（下文统称DMⅡ改进版混动系统）。比亚迪DMⅡ代改进版混动系统采用并联混动模式，在动力方面不再是在前轴上将一台发动机+两台电机进行混联对外进行动力输出，而是采用前轴由发动机和前电机并联驱动，后轴由后电机单独驱动的动力组合方式，行成了发动机和驱动电机动力并行输出的四驱动力系统。比亚迪DM混动系统共经历三代改进，分别为DMⅠ代、DMⅡ代和DMⅡ改进版具体情况如下：

（1）比亚迪DMⅠ代混动系统代表车型比亚迪F3DM，DMⅠ代混动系统采用混联的动力组合方式（见图1—1），具有独特的双模系统、无变速器传动系统和双真空泵的特点。但由于当时的技术限制DMⅠ代混动系统没有动力耦合装置、输出端只有图1—1比亚迪DMⅠ代混动系统

固定的传动比（没有变速器）和没有高效的动力控制逻辑，只是用离合器将发动机和电机简单的联系在了一起，造成F3DM在高速等工况下工作状况不尽理想。 比亚迪唐混动系统详解

（2）比亚迪DMⅡ代混动系统代表车型比亚迪秦，DMⅡ代混动系统采用并联的动力组合方式（见图1—2），具有独特的双模系统、DCT动力耦合装置和单电机直接驱动（动力不经过变速器）的特点。DMⅡ代混动系统增加了DCT动力耦合装置使传动比更加广泛，并取消了DMⅠ代双电机的混联模式，采用了前轴单电机的并联模式，前轴用一台功率更高的电机取代了上一代的双电机，并且电机通过主减速器直接驱动车轮不经过变速机构。

图1—2比亚迪DMⅡ代混动系统

（3）比亚迪DMⅡ改进版混动系统代表车型比亚迪唐，DMⅡ改进版混动系统采用混联的动力组合方式（见图1—3），具有独特的三擎四驱双模系统、DCT动力耦合装置和前后轴电机驱动的特点。比亚迪DMⅡ改进版混动系统在DMⅡ代混动系统的基础上在后轴上增加了一台电机，用于行成了三擎四驱双模系统，并且前电机不再直接输出，而是和发动机的动力经DCT动力耦合装置分配后输出。

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图1—3比亚迪DMⅡ代改进版混动系统

三擎四驱双模即三个动力引擎、全时电四驱和双模式（EV模式和HEV模式）。DMⅡ改进版混动系统系统属于比亚迪公司542科技计划，542科技标准为百公里加速时间5秒以内是性能标准，极速电四驱是操控的安全标准，百公里油耗小于2升是油耗标准。

1.2比亚迪唐改进版与丰田THS-II系统的比较

丰田公司的第二代混合动力THS-II（Toyota Hybrid System ），采用混联的动力组合方式，采用无离合器式电控无级变速器，并利用行星齿轮结构作为发动机与双电机的动力耦合装置，由于行星排的使用使THS-II混动系统的动力分配极为优秀。

与丰田THS-II系统不同的是，比亚迪唐DMⅡ改进版混动系统采用发动机 - 变速箱 - 前电机 - 电池 - 后电机的混联控制逻辑，其动力耦合装置为6速混合动力湿式双离合变速器6HDT45（与前桥电机并联整合在一起，使BYD487ZQA2.0TI汽油发动机与前桥电机的输出动力能叠加作用于车辆的前轴或将发动机的动力输入前桥电机进行发电）只能与发动机和前电机直接连接，而后电机只能通过电池组与前电比亚迪唐混动系统详解

机间接串联，最后并联对外进行动力输出，结构对比见图1—4。

图1—4 丰田THS-II系统与DMⅡ改进版混动系统对比

该种控制逻辑的优点在于后电机安装于后轴上实现了全时极速电四驱，这种四驱形式淘汰了传统传动轴节省了车身空间、使操控时的响应速度更为快速，并且发动机、前电机和后电机在在高负荷下并行对外进行动力输出，动力更为强劲（三个引擎同时对外输出）；缺点在于发动机要给后电机输送动力的话，需要先输送动力给前电机，由前电机给电池组充电，再由电池组给后电机输出电流，最后驱动后电机，中间过程增加了两次能量转换的过程，大大影响了能量的回收率，而急加速或者飙车的状态下，所有机组都在输出，无法给电池充电，也降低了能量回收率，并且后电机不直接与变速箱连接，导致了变速箱无法直接统一调配动力，在启动和加速阶段，前后驱动力容易互相冲击和倒拖造成整车平顺性差。

并且由于丰田公司的第二代混合动力THS-II系统采用阿特金森循环发动机，其特点为发动机压缩行程比膨胀行程短，形成了压缩比小于膨胀比且热效率更高的阿特金森循环。由于采用了阿特金森循环发动机，使THS-II混动系统经济性更高；而比亚迪DMⅡ改进版混动系统采用普通的奥托循环发动机，其发动机压缩行程和膨胀行程相同，压缩比和膨胀比相同，热效率较低。 比亚迪唐混动系统详解

第二章 DMⅡ改进版混动系统动力总成组成及原理 比亚迪唐混动系统详解

比亚迪—唐DMⅡ改进版混动系统动力总成主要由BYD487ZQA 2.0TI汽油发动机（双质量飞轮）、6速湿式双离合变速箱6HDT45（并联前电机、内置双离合器、电液控制模块、发动机传动齿轮系及电动机传动减速器齿轮系、充电中间齿轮及差速器总成）、前后驱动电机、前电机控制模块（逆变器，直流高低压转换DC/DC总成）及后电机控制模块（逆变单元）等组成，见图2—1。

后电机控制模块

前电机控制模块

图2—1 动力总成主要部件

2.1. BYD487ZQA 2.0TI汽油发动机

比亚迪?唐双模混动SUV安装了型号为BYD487ZQA 2.0TI的奥托循环发动机，该发动机为直列四缸四气门废气涡轮增压+缸内直喷发动机，采用双质量飞轮（DMF），采用按需供给二次升压的燃油供给系统、双顶置凸轮轴（DOHC）、双可变气门正时（DVVT）和电控EGR系统及双平衡轴，自带起动机（见图2—2）。 比亚迪唐混动系统详解

增压压力限制旁通阀

燃油压力调节阀

高压油泵

进排气OCV阀

增压压力限制电磁阀

EGR电磁阀

增压空气再循环阀

V6

废气涡轮增压器

排气凸轮轴正时调节器

电子节气门

进气凸轮轴正时调节器

图2—2 BYD487ZQA 2.0TI发动机部分部件安装位置

发动机主要参数为：排量1.999L、缸径87.5mm、行程83mm、压缩比10:1、额定功率151/5500（KM/rpm）、最大扭矩320/（（1750—4500）Nm/rpm）和油耗2.62达到了国Ⅴ排放标准。

2.1.1 双质量飞轮（DMF）

传统离合器只是通过从动盘中的扭转减震器来抑制传动系统的振动，但由于普通离合器无法抑制传动系统共振现象的产生，因此在发动机运行过程中车辆仍存在较大振动。

当发动机的激励频率（扭矩波动）与传动系统某介固有频率（与传动系统整体转动惯量有关）想接近或重合时，传动系统便会出现共振（扭转共振）现象，传动系统振动加剧并使扭转节点处的应力增大，降低系统零件寿命，当传动系统发生共振时的转速称为共振转速。因此抑制共振产生的最简便明显的方法便是使传动系统的固有频率小于发动机最小的激励频率一定值，但由于发动机的激励频率无法控制比亚迪唐混动系统详解

而传动系统的固有频率可以通过改变传动系统的转动惯量来控制，因此双质量飞轮应运而生。

双质量飞轮主要由第一飞轮（初级质量）、第二飞轮（次级质量）和弹性元件（减震器）组成见图2—3，由于DMF中加装了减震器，因此在装有DMF的车辆其离合器中的从动盘取消了扭转减震器，使离合器整体质量降低变速器换挡更加平顺。DMF第一飞轮与发动机曲轴直接连接起到传统飞轮的作用用于启动和传递发动机动力，但其质量比传统飞轮质量小很多（转动惯量减小），因此其给曲轴施加的负载减小；第二飞轮与6HDT45变速器的双离合器主动部分直接连接起到附加质量的作用，用于提高传动系的转动惯量，由于第一飞轮与第二飞轮之间通过大容量扭矩的弹性元件间接连接，其对第一飞轮的影响忽略不计，因此第二飞轮可以在不增加发动机本身转动惯量的前提下增加传动系统的转动惯量（大的转动惯量会降低系统的固有频率），使传动系统的固有频率降低并低于发动机的最低激励频率一定值，进而使传动系统的共振转速低于发动机怠速转速（共振转速不在发动机转速范围内），以此来减小传动系统的振动程度提高舒适性（但启动时还有振动）。

图2—3 双质量飞轮内部构造

前后电机

比亚迪?唐双模混动SUV前后电机均采用重量轻、体积小、效率高的三相交流永比亚迪唐混动系统详解

磁无刷同步电机，其最大输出功率110KW、额电功率40 KW、最大扭矩200N.m、最高工作转速10000r/min、额定电压706V，前后电机外观见图2—4。

图2—4 前后电机外部

前后电机功能不同，前电机可以做为发电机（直接发电和能量回收）和驱动电机使用，但后电机除能量回收时发电外，其余时间仅用于驱动车辆。

前后电机结构相同，主要由三相定子线圈总成、永磁转子总成和旋转变压器（旋变器）组成。三相定子线圈总成采用分布式绕组，以降低振动、并确保高速运行期间扭矩平稳，驱动时产生旋转磁场，发电时产生三相感应交流电；永磁转子总成采用固体永磁铁，共有4对磁极，驱动时产生旋转力矩，发电时产生旋转磁场；旋变器由旋变线圈（二相线圈）和信号转子（与永磁转子总成同轴旋转）组成，用于检测电机转子的转角和转速，并分别将信号反馈给前后电机控制模块，用于前后电机的闭环控制，具体见图2—5。 比亚迪唐混动系统详解

定子线圈

旋转变压器

三相输入

冷却水道

温度接插件

旋变小线

转子铁芯

图 2—5 电机电子和转子

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六速湿式双离合变速箱6HDT45

比亚迪?唐双模混动SUV采用了比亚迪公司专门针对混合动力汽车研发的6速混合动力湿式双离合变速器6HDT45，变速器内部集成了双离合器、发动机动力传递齿轮系（发动机动力传递和变扭）、电机动力传递齿轮系（三根减速器轴系，前电机动力传递和减速增扭）、充电齿轮系（充电中间轴系，发动机驱动前电机发电）、主减速器和差速器总成以及电液控制模块等部件组成，见图2—6。

图2—6 6HDT45变速器内部构造

6HDT45变速器与前电机并联为一个总成（前电机独立于变速器外部，未被集成与变速器内部），前电机输出轴与变速器电机传动减速器输入轴直接连接，见图2—7。因此，6HDT45变速器动力输入存在三种情况：发动机单独输入（HEV模式，此时前电机变为发电机对动力电池进行充电）、前驱动电机单独输入（EV模式）以及发动机和前驱动电机共同输入（HEV模式）。 比亚迪唐混动系统详解

图2—7 前电机与6HDT45变速器耦合关系

2.3.1. 双离合器

离合器是发动机与变速器之间的连接装置，负责控制发动机与变速器之间的动力传递，以保证汽车起步平稳、减小换档冲击和防止传动系统过载。但传统的离合器在汽车进行换档的过程中存在的动力传递暂时中断的现象，使发动机的一部分输出动力无法用于驱动车辆，降低了发动机动力的利用效率，为此双离合器应运而生。

6HDT45变速器双离合器总成由离合器K1和离合器K2组成（见图2—8），其分别与6HDT45变速器的输入轴1（实心轴，套与输入轴2中）和输入轴2（空心轴）通过花键连接。双离合器为消除换档时动力传递暂时中断的现象，其控制不同档位动力传递的控制逻辑为相邻档位之间的动力传递由不同离合器来进行控制，即离合器K1只控制一档、三档、五档和倒档的动力传递，而离合器K2只控制二档、四档和六档的动力传递；当挂入某一档位（如一档）时与之相邻的下一档位（如二档）的同步器同时结合，当二档的条件满足时ECU直接控制离合器K1分离同时离合器K2结合，二档齿轮对外进行输出 比亚迪唐混动系统详解

双离合器利用不同离合器控制相邻档位的动力传递。当车辆以某一个档位行驶时，ECU预先将下一个工作档位同步器啮合，当达到换档点时，将正处于结合状态的离合器分离，处于分离状态的离合器结合，完成换档动作；换档平稳，并且没有动力中断。

图2—8 双离合器内部构造及其连接

2.3.2. 发动机动力传递齿轮系

6HDT45变速器内部集成的发动机动力传递齿轮系：输入轴1、输入2、副轴1（一、二、三、和四档）、副轴2（五、六和R档）和倒档中间轴及相应齿轮(见图2—9)。

发动机动力传递齿轮系主要负责发动机动力传递、改变速比和改变传动方向等，并根据车辆的实际工况将发动机的动力用于驱动车辆或者驱动前电机进行发电。

输入轴1和输入轴2通过花键分别与离合器K1和离合器K2连接，其上的档位齿轮通过花键直接与轴连接。 比亚迪唐混动系统详解

图2—9 发动机动力传递齿轮系

副轴1在变速器内部，两端通过轴承支撑在变速器壳体上，通过一、二、三和四档齿轮与输入轴连接，并通过减速器主动齿轮1与主减速器和差速器总成连接对外输出。副轴1上的档位齿轮通过轴承空套于轴上，同步器花键毂内花键与轴进行刚性连接，减速器主动齿轮1通过花键固定在轴上。

副轴2在变速器内部，两端通过轴承支撑在变速器壳体上，通过五档和六档齿轮与输入轴连接，同时通过R档齿轮与倒档中间轴连接，并通过减速器主动齿轮2与主减速器和差速器总成连接对外输出。副轴2上的档位齿轮通过轴承空套于轴上，同步器花键毂内花键与轴进行刚性连接，减速器主动齿轮2通过花键固定在轴上。

倒档中间轴在变速器内部，两端通过轴承支撑在变速器壳体上，通过倒档主动比亚迪唐混动系统详解

齿轮与输入轴1连接，并通过倒档从动齿轮与主减速器和差速器总成连接对外输出，其上的档位齿轮通过花键与轴相连接。

各档位动力传递路线如下：

① 一档：离合器K1→输入轴1→输入轴1上的一档齿轮→副轴1上的一档齿轮→副轴1上的一档同步器→副轴1→减速器主动齿轮1→主减速器与差速器总成。

② 二档：离合器K2→输入轴2→输入轴2上的二档齿轮→副轴1上的二档齿轮→副轴1上的二档同步器→副轴1→减速器主动齿轮1→主减速器与差速器总成。

③ 三档：离合器K1→输入轴1→输入轴1上的三档齿轮→副轴1上的三档齿轮→副轴1上的三档同步器→副轴1→减速器主动齿轮1→主减速器与差速器总成。

④ 四档：离合器K2→输入轴2→输入轴2上的四档齿轮→副轴1上的四档齿轮→副轴1上的四档同步器→副轴1→减速器主动齿轮1→主减速器与差速器总成。

⑤ 五档：离合器K1→输入轴1→输入轴1上的五档齿轮→副轴2上的五档齿轮→副轴2上的五档同步器→副轴2→减速器主动齿轮2→主减速器与差速器总成。

⑥ 六档：离合器K2→输入轴2→输入轴2上的六档齿轮→副轴2上的六档齿轮→副轴2上的六档同步器→副轴2→减速器主动齿轮2→主减速器与差速器总成。

⑦ R档：离合器K1→输入轴1→输入轴1上的一档齿轮→倒挡中间轴主动齿轮→倒挡中间轴→倒挡中间轴从动齿轮→副轴2上的倒档齿轮→副轴2上的倒档同步器→副轴2→减速器主动齿轮1→主减速器与差速器总成。

2.3.3. 电机动力传递齿轮系 比亚迪唐混动系统详解

6HDT45变速器内部集成的电机动力传递齿轮系：由减速器输入轴、减速器中间轴、减速器输出轴及其上的充电/驱动同步器和相关齿轮组成见图2—10。

图2—10 电机动力传递齿轮系

电机动力传递齿轮系主要作用是将前电机的动力进行减速增扭后对外输出驱动车辆；同时它还将发动机的动力传递给前电机，驱动前电机发电为动力电池充电。

减速器输入轴与前电机转子同轴，用于将前电机动力输入变速器或者将发动机的动力传递给前电机，另一端通过花键与齿轮8连接，齿轮8与减速器中间轴上的齿轮6常啮合（进行动力传递）。

减速器中间轴两端通过轴承悬置于变速器壳体内部，齿轮6通过花键与轴连接，用于传递前电机的动力或者驱动前电机。

减速器输出轴两端通过轴承悬置于变速器壳体内部，齿轮3和齿轮4通过轴承空套于减速器输出轴上，齿轮5 通过花键与减速器输出轴连接，并与减速器中间轴上的齿轮6常啮合，用于传递前电机的动力或者驱动前电机。其上的充电/电动机驱动同步器用于在充电或者前电机动力输出两种情况下根据实际情况分别控制减速器输出轴上的充电齿轮（齿轮4）或者电机驱动齿轮（齿轮3 ）与减速器输出轴进行连接，传递动力。 比亚迪唐混动系统详解

动力传递路线如下：

前电机驱动（动力输出）：前电机（驱动电机）→前驱动电机输出齿轮→减速器输入轴主动齿轮→减速器输入轴→齿轮8→齿轮6→齿轮5→减速器输出轴→充电/电机驱动同步器→齿轮4→主减速器和差速器总成。

2.4.4 混合动力传递齿轮系

混合动力传递齿轮系由发动机动力传递齿轮系和电机动力传递齿轮系组成，当车辆满足进入混动模式或人为打开混动模式时，前电机控制模块先根据车辆状况、动力电池状况等计算出合适的发动机和前驱动电机的理想输出动力后，再控制发动机和前驱动电机输出相匹配的动力，输出动力经发动机动力传递齿轮系和电机动力传递齿轮系共同作用于变速箱主减速器和差速器总成上对外输出。

2.3.5. 充电齿轮系

充电齿轮系：由充电中间轴、主动齿轮（齿轮1）和从动齿轮（齿轮2）组成，见图2—11。

充电中间轴两端通过轴承悬置于变速器壳体内部，通过花键与主动齿轮（齿轮1）和从动齿轮（齿轮2） 进行刚性连接，而主动齿轮与副轴1上的二档从动齿轮啮合进行动力传递，充电中间轴主要用于在充电状态下与电机动力传递齿轮系配合将发动机的动力传递给减速器输出轴上的充电齿轮（齿轮3）。

动力传递路线如下：发动机→双质量飞轮→双离合器中的离合器K2→输入轴2→输入轴2上的二档主动齿轮→副轴1上的二挡从动齿轮→充电中间轴上的主动齿轮（齿轮1 ）→充电中间轴→充电中间轴上的从动齿轮（齿轮2 ）→减速器输出轴上的齿轮3→充电/电机驱动同步器→减速器输出轴→减速器输出轴上的齿轮5→减速器中间轴上的齿轮6→减速器输入轴上的齿轮8→减速器输入轴→前电机（发电机）。 比亚迪唐混动系统详解

输入轴2 二档主动齿轮

离合器K2

二档从动齿轮

图2—11 充电齿轮系

2.3.6. 电液控制模块

电液控制模块内部集成了11个液压控制阀和八个传感器，电液控制模块用于接收传感器信号，根据工况控制相应电磁阀动作，控制变速器档位切换、控制油路油压和冷却（对双离合器总成进行冷却）。

1） 液压控制阀

① 主压力控制阀：常闭型脉冲调节式电磁阀，根据发动机转速和外界温度信号调节主油路油压，该电磁阀失效后主油路油压维持最大状态（油压由压力释放阀调节）。

② 离合器压力控制阀：2个，离合器压力控制电磁阀分为离合器1压力控制阀和离合器2压力控制阀，其作用为根据发动机转速、档位等信号产生控制离合器1和离合器2结合或分离的油压，因此当离合器1压力控制阀失效后1、3、5和R档失去动力输入；当离合器2压力控制阀失效后2、4和6档失去动力比亚迪唐混动系统详解

输入。

③ 润滑冷却控制阀：根据离合器油温传感器信号控制双离合器冷却润滑的油压。

④ 档位控制电磁阀：4个，常闭型开关电磁阀，根据发动机转速信号和档位信号等建立或释放不同档位分支油路的压力，分为1/5、3/N、2/6、4/档位控制电磁阀（具体档位动作有多路转换控制阀控制）。

⑤ 多路转换控制阀：常闭型开关电磁阀，根据发动机转速信号和档位信号等控制不同的档位执行元件动作。

⑥ 安全阀：用于将主油路分为传动部分1和传动部分2两支互不干扰的分支油路，并对分支油压进行调节，安全阀有2个分别为传动部分1安全阀和传动部分2安全阀。传动部分1安全阀用以控制传动部分1分支油路的油压，为传动部分1的换挡执行元件提供合适的油压，若其失效则1、3、5和R档也同时失效；传动部分2用以控制传动部分2分支油路油压，为传动部分2的换挡执行元件提供合适油压，若其失效则2、4和6档也同时失效。

2） 传感器

① 离合器转速传感器（发动机转速）：用以检测双离合器主动部分转速，并将其转速信号输入电液控制模块，电液控制模块将该信号与主轴1和主轴2转速传感器信号进行对比判断离合器是否存在打滑等情况，若该离合器失效则传动部分1和传动部分2全部档位均失效。

② 输入轴1和输入轴2转速传感器：用以检测输入轴1和输入轴2的转速，并将其转速信号输入电液控制模块，电液控制模块将该信号与离合器转速传感器信号进行对比判断离合器是否存在打滑等情况，若相应传动部分转速传感器失效则相应传动部分档位也同时失效。

③ 档位传感器：4个，分别为1/3、2/4、5和6/R档档位传感器，用以检测各个档位换档执行元件实际位置和挂挡是否到位。

④

挡。

3）换档拨叉

副轴2方向传感器：负责检测副轴2的旋转方向，用以判断前进档和倒比亚迪唐混动系统详解

换挡拨叉的机械动作由其两端的液压腔内的油压控制的，当电液控制模块内的油压作用到相应的液压腔内时，油压推动活塞动作，活塞推动拨叉带动同步器接合套，实现挂档，拨叉的移动距离由相应的档位传感器检测，见图2—12。

图2—12 拨叉控制机构

2.4. 前后电机控制器总成

2.4.1. 前电机控制器总成

前电机控制器总成内部集成了前电机控制模块、DC/DC高低压转换器和DC/AC转换器（逆变器）和动力控制系统等，主要负责控制前电机、发动机和通过控制后电机控制器间接控制后电机，安装于发动机舱内见图2—13。 比亚迪唐混动系统详解

图2—13 前电机控制器模块和DC总成安装位置

1） 前电机控制模块

前电机控制模块是控制驱动电机与动力电池之间的能量传输、控制后驱动电机和发动机的装置。前电机控制模块会根据实际情况在适当的时间下控制前电机在电动机或者发电机之间切换、控制前电机（电动机时）的转速和旋转方向、控制前电机与动力电池总成之间的能量传输（充电、放电和电流大小以及制动能量回收）、通过控制后电机控制器间接控制后驱动电机、控制发动机的工作状态，并对前后电机和发动机的动力进行耦合后对外输出。除以上功能以外前电机控制模块还具有整车CAN通讯、故障处理（自诊断）、自检、高压互锁功能，以及与其它控制模块相配合，检测前电机温度和速度、直流侧母线电压、三相电流等功能，通常情况下当前电机控制模块出现故障时整车没有EV模式。前电机控制模块连接关系见图2-14.

比亚迪唐混动系统详解

前电机控制模块

后电机控制器

后驱动电机

图2—14 前电机控制器模块和DC总成系统框图

2） DC/DC高低压转换器

DC/DC高低压转换器具有直流降压的作用，负责将动力电池直流高压电转换成直流低压电的装置。负责在动力电池总成内的主接触器吸合时将动力电池的直流高压（额定712V）转换成直流低压（额定12V），为整车低压用电器供电，并在低压铁电池亏电时为其充电。

3） DC/AC转换器

DC/AC转换器（逆变器）具有直流变交流的作用，负责将动力电池的直流高压电（DC 712V）转换成交流高压电（AC 712V），为前驱动电机提供三相交流电。

4） 前电机控制模块总成外部连接

前电机控制模块总成具有三个插接器、三根前电机三相线和两根冷却水管，具体外部部件见图2—15。 比亚迪唐混动系统详解

图2—15 前电机控制模块总成外部

三个插接器分别为低压接插件（前电机控制模块与DC总成）、动力电池高压输入插件（前电机控制模块和DC总成）和DC 12V输出插件（DC总成）。其中低压接插件也叫B51插件，用于连接前电机控制模块与DC总成的外围电源电路、总线通讯线路以及接收各种传感器信息和发送相应的控制指令或信号的线路；动力电池高压输入插件用于连接DC总成与动力电池总成，控制将动力电池总成的直流高压电（额定712V）输入前电机控制模块和DC总成，用于前驱动电机和动力电池总成之间传递能量（充电或放电）和给DC总成供电（直流降压）；DC 12V输出插件也叫B63插件，用于连接DC总成与全车低压电器和低压铁电池，控制将经DC总成降压的直流低压电（额定12V）供给全车低压用电器和给低压铁电池充电。

前电机三相线用于连接前电机控制模块总成与前电机，控制将经DC/AC转换器（逆变器）转换的三相交流电传输给前驱动电机驱动前桥，或将前发电机输出的三相交流电传输给动力电池总成进行充电。

两根冷却水管主要用于连接冷却系统（共用冷却系统），为前电机控制模块和DC总成降温冷却。 比亚迪唐混动系统详解

2.4.2. 后电机控制模块

后电机控制器内部集成DC/AC转换器和电机控制系统和冷却管道等，安装于行李舱中。

后电机控制模块是控制后电机与动力电池总成之间的能量传输、控制后驱动电机的装置，主要负责根据前电机控制模块的指令控制后驱动电机的转速和旋转方向等，还具有整车CAN通讯、采集检测电机温度、转速、直流侧母线电压和三相电流等作用。

第三章DMⅡ改进版混动系统动力电池总成

比亚迪?唐动力电池总成主要由动力电池包、高压配电箱、DC/DC转换器（集成在前电机控制模块内部）和电源管理控制系统组成见图3—1，主要功能： 比亚迪唐混动系统详解

1）为整车高低压用电设备提供合适的电源；

2）控制整车电能的存储、释放；

3）检测全车电量、漏电情况、高压铁电池等温度信息等。

高压配电箱

动力电池包

图3—1 动力电池总成

3.1 动力电池包

比亚迪?唐车身电源有两部分，分别为动力电池包（高压铁电池）和低压铁电池（12V），两者均采用磷酸铁锂电池（简称铁电池），具有能量密度大、体积小、重量轻、寿命长、无污染等特点。 比亚迪唐混动系统详解

比亚迪?唐的动力电池包安装于客舱底部的底盘上，根据同款车型不同版本其动力电池包分为高电量参数和低电量参数两个版本，两者的区别只在于内部单节电池的数目不同（造成整体标准电压不同）其余相同。高电量版本动力电池包内部共有8个电池模组，每个模组之间相互串联，每个模组有27节电池单体，每个模组内的电池单体之间相互串联，共有216节电池单体，每节电池单体电压为3.3V，动力电池包标准电压为712.8V；低电量版本动力电池包内部共有7个电池模组，每个模组之间相互串联，其中6个电池模组由27节电池单体，每个模组内的电池单体之间相互串联，一个模组有26节电池单体，每个模组内的电池单体之间相互串联，共有图3—2 动力电池内部连接 比亚迪唐混动系统详解

188节电池单体，每节电池单体电压为3.3V，动力电池包标准电压为620.4V。以下介绍全部基于高电量版本，内部连接见图3—2。

比亚迪?唐的动力电池包内部除上述以外，还具有16个电池信息采集器（BIC，每个模组两端各一个）、1条采样线、1个负极接触器（与熔断器集成）、2个分压接触器（与熔断器集成）和1个漏电传感器，外部设有正负极引出插孔和采样线接口，具体见图3—3。

漏电传感器

图3—3 动力电池包内外结构

3.1.1. 电池信息采集器及采样线 比亚迪唐混动系统详解

比亚迪?唐的动力电池包内部共有16个BIC，在每个电池模组的两端均有1个BIC，用于检测每个电池模组的电压、温度、电池均衡和采样线异常检测等，并将检测到的信息经采样线反馈给电池管理控制器用于全车电源系统的控制。采样线布置于每个BIC与电池管理控制器之间，用于BIC和电池管理控制器之间的通讯,见图3—4。

图3—4 BIC分布位置

3.1.2. 负极接触器 比亚迪唐混动系统详解

比亚迪?唐为防止整车发生严重碰撞或动力电池包内部短路等情况时，造成驾乘人员触电或动力电池包由于短路电流过大损坏等情况的发生，采用了多种安全保护方案，其中负极接触器、分压接触器和熔断器便是其中之一，见图3—5。

负极接触器和熔断器

负极 1 正极

负极 2 正极

正极 4 负极

负极 5 正极

正极 8 负极

正极 3 负极

负极 6 正极

正极 7 负极

分压接触器和熔断器

图3—5 接触器及熔断器连接

负极接触器（内部集成熔断器）安装于1#电池模组负极和动力电池包负极引出线之间，受电池管理控制器控制（内部的熔断器根据电流大小熔断），根据电池管理控制器的指令接通或断开动力电池包闭合回路（负极连接），见图3—6。

正常情况下，负极接触器在点火开关ON、ST或者点火开关OFF但低压铁电池（12V磷酸铁锂电池）亏电时接收电池管理控制器指令闭合，接通动力电池包闭合回路为全车供电和低压铁电池充电；当点火开关OFF时，负极接触器接收电池管理控制器指令断开，减少动力电池包的能量损耗和方便动力电池包的存储，并且负极接触器还会在车辆发生严重碰撞、动力电池包内部短路等情况下，接收电池管理控制器的指令断开或由于短路电流而使熔断丝熔断，以此来断开动力电池包回路，防止驾乘人员触电或者由于短路电流而造成动力电池损坏。 比亚迪唐混动系统详解

动力电池包负极

熔断器

电池管理控制器

负极接触器

动力电池包负极引出线

图3—6 负极接触器控制

3.1.3. 分压接触器

比亚迪?唐动力电池包共有2个分压接触器（内部集成熔断器），分别安装于3#—4#和6#—7#电池模组之间的正负极连接线中，受电池管理控制器控制（内部的熔断器根据电流大小熔断），根据电池管理控制器的指令接通或断开3#—4#和6#—7#电池模组之间的正负极连接线见图3—7。

分压接触器中“分压”的含义为，分压接触器可以在特定时刻接通3#—4#和6#—7#电池模组之间的正负极连接线，使动力电池包形成712.8V的高压供给车辆高压用电器使用；或者在特定时刻（长时间停车或发生碰撞）断开3#—4#和6#—7#电池模组之间的正负极连接线，使动力电池包的高压电池分为三部分的较低压力的电池包。目的是为了在正常情况下长时间停车时减少动力电池包的能量损耗和方便动力电池包的存储；由于在发生碰撞等时负极接触器只是断开动力电池包与用电器的连接，而动力电池包仍存在高压，驾乘人员仍存在高压触电的危险，因此设置分压接触器使高压电池包分成三部分的较低压电池包，进一步减少高压触电的几率。

比亚迪唐混动系统详解

电池管理控制器

3#电池模组正/负熔断器

分压接触器

4#电池模组负/正图3—7 3#-4#电池模组分压接触器连接

3.1.4. 漏电传感器

比亚迪?唐动力电池包内部有1个漏电传感器，用于检测动力电池包负极输出母线与车身（搭铁）之间的绝缘电阻，防止母线中的高压电泄露而造成驾乘人员发生高压触电。

当负极母线与车身之间的绝缘电阻＞时，为正常；当100Ω/V＜ 绝缘电阻≤500Ω/V时，为一般漏电；当绝缘电阻≤100Ω/V时，为严重漏电。漏电传感器将监测到的漏电情况反馈给电池管理控制器，电池管理控制器接收到后根据漏电情况发出报警和启动保护方案（断开相应接触器）。

3.1.5. 正负极引出插孔及采样线接口 比亚迪唐混动系统详解

正负极引出插孔用于连接正负极母线，将动力电池包的高压经正负极母线后输入高压配电箱见图3—8。

采样线接口将动力电池包内部电器件与电池管理控制器进行连接，用于电池管理控制器对动力电池包信息的收集或对内部接触器等的控制。

动力电池包

正负极引出插孔

高压配电箱

电池管理控制器

采样线接口

图3—8 正负极引出插孔及采样线接口连接

高压配电箱

比亚迪?唐高压配电箱安装于动力电池包上部，根据电池管理控制器指令，控制内部不同的接触器闭合，将动力电池包的高压直流电输送给前后驱动电机、电动空调系统和高压用电器等，还可接通车载充电器或者充电桩来的直流电为动力电池包充电，另外还具有电流检测、漏电检测和高压互锁等功能，见图3—9。

比亚迪唐混动系统详解

低压铁电池和低压用电器

空调PTC和压缩机

动力电池包

正负极引出插孔

高压配电箱

前电机控制模块总成

后电机控电池管理控制器

制模块总成

充电器

图3—9 高压配电箱连接

前电机

后电机

3.2.1. 高压配电箱内部构造及作用

高压配电箱内部主要包括主接触器、预充接触器、电流霍尔传感器、高压互锁装置和保险等，见图3—10，具有高压直流输出（放电）、车载充电器单向输入（充电）、电流采样和高压互锁等功能。高压配电箱可以说是电池管理控制器（BMS）的一个从属模块，其内部的接触器全部是受BMS的控制，根据BMS的信号为全车用电设备分配动力电池包的高压直流电。 比亚迪唐混动系统详解

图3—10 高压配电箱内部结构

1）主接触器：当高压配电箱接收到BMS相应的指令后，控制主接触器接通或断开，主接触器接通后动力电池包的高压直流电供给给全车高压用电器。

2）预充接触器：比亚迪——唐具有预充电功能，即当设置预充电时间后，插入充电枪（车载充电器的插头）时车辆并不立刻充电，而是等到设定时间后预充接触器闭合才开始充电。

3）电流霍尔传感器：根据霍尔效应，可以检测动力电池正极母线中的电流，为BMS提供电流信号。

3.3. 电源管理控制系统

比亚迪—唐采用分布式的电池管理控制系统，主要由1个电池管理控制器（BMS，安装于驾驶员座椅下方）、16个电池信息采集器（BIC）和1条动力电池采样线组成见图3—11。 比亚迪唐混动系统详解

电池管理控制器（BMS）用于动力电池包充放电控制、接触器控制（高压配电箱和动力电池包）、功率控制、电池异常状态报警和保护、SOC（荷电状态，剩余电量）/SOH（电池健康状态）计算、自检以及网络通讯等，见图2—12。

BMS

BIC（顶端黑盒）

采样线

图3—11 电池管理控制系统主要部件安装位置

图2—12 BMS连接

SOC，荷电状态也称剩余电量，代表电池使用一段时间后或长时间搁置后剩余容量与满电容量的比值，常用百分数表示。SOC=1，电池满电；SOC=0，电池完全放电。

SOH，电池的健康状态，代表在某一条件下电池充满电可放出的容量与电池额定容量的比值，当SOH小于80%时表示电池需要更换。

比亚迪唐混动系统详解

第四章 行车模式

比亚迪?唐共有四种行车模式，分别为经济模式、运动模式、行车发电模式和怠速发电模式，驾驶员侧中控上设有模式选择开关共有经济和运动旋转开关以及EV和HEV选择按钮，见图4—1，用以驾驶员调节车辆运行模式。正常情况下比亚迪—唐的行车模式由电脑根据实际情况自动切换，但也可以通过选择模式按钮强行将车辆切换到相应的行车模式。

图 4—1

模式选择开关

比亚迪唐混动系统详解

经济模式：EV+四驱，此时发动机熄火，比亚迪—唐成为一辆纯电动车，车辆完全由前后电机驱动，EV模式下最大续航里程80km，动力传递见图4—1。

图4—1 经济模式动力传递

比亚迪唐混动系统详解

运动模式：HEV+四驱，此时发动机工作，比亚迪—唐成为一辆混动汽车，由发动机和前后电机三个引擎共同驱动，最大扭矩820N·m，动力传递见图4—2。

图4—2 运动模式动力传递

行车发电模式：HEV+四驱，在行车过程中当动力电池包的荷电状态低于一定值时，前电机控制模块总成控制发动机启动，同时控制前电机转换成发电机，此时车辆前轮单独由发动机驱动、后轮由后驱动电机驱动，发动机同时驱动前电机发电为动力电池包充电或为高压用电器供电，动力传递见图4—3。 比亚迪唐混动系统详解

图4—3 行车发电模式动力传递

怠速发电模式：车辆怠速状态，当动力电池包的荷电状态低于一定值时，前电机控制模块总成控制发动机启动，发动机的动力完全用于前电机发电，动力传递见图4—4。

图4—4 怠速发电模式动力传递 比亚迪唐混动系统详解

比亚迪?唐还具有能量回收功能，当刹车或减速时前后电机自动变为发电机，由车轮反拖发电为动力电池包充电。比亚迪?唐的能量回收系统还可以调节回收效率，有标准和较大两个档位。较大档位时，能量回收较大，车辆减速度较大；标准档位时，能量回收较少，车辆减速度正常，档位调节界面见图4—5。

图4—5 能量回收档位调节界面 比亚迪唐混动系统详解

第五章 总结

比亚迪DM混动系统历经三代发展在动力耦合、控制逻辑和经济性上都有显著提高，尤其以唐的DMⅡ代改进版混动系统创新的前后电机布置最为独特。DMⅡ代改进版混动系统凭借前后电机的布置形成了电动四驱系统，比传统四驱省去了大量传动系统的布置和减小了四驱系统控制响应的时间，更以此形成了全车三引擎的强劲动力系统。但由于国内汽车技术的限制以及规避专利等因素，导致比亚迪DMⅡ代改进版混动系统在动力耦合和控制逻辑方面仍存在较大缺陷，致使唐在动力切换时会产生动力冲击，降低了整车的舒适性。

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