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奔驰S400 HYBRID混合动力轿车技术亮点解析
来源:《汽车与驾驶维修》杂志  作者:高云、楚宜民  时间:2010-06-30
2009年夏季投放市场的奔驰S400 HYBRID是梅赛德斯-奔驰的首款混合动力轿车, L V6汽油发动机。该款车型的发动机可产生205 kW的输出功率,电动机可产生15 kW的功率和160 N?m的起动扭矩,这使得发动机实现了220 kW的综合功率和385 N?m的最大综合扭矩。该车按照新欧洲行驶循环工况(NEDC) L/100 km,CO2排放量仅为186 g/km。采用混合动力驱动技术使该车的动力性与环保性的矛盾得到化解,打破了只有小排量汽车才能实现环境保护的定论。在此,本文将对该车的混合动力系统及主要技术亮点进行介绍。
一、混合动力驱动系统概述
奔驰S400 HYBRID 混合动力汽车是由电动机(集成起动机和发电机功能)作为发动机的辅助动力驱动汽车。在起步和加速工况时,由于电动机的辅助,相比于相同排量的车辆,耗油量和CO2排放有所改善。
(图1)
图1
奔驰S400 HYBRID的混合动力系统组成如(图1)所示。电动机与发动机直接相连,作为起动机和发电机使用,它由高电压蓄电池提供电源进行起动。在此对S400 HYBRID的混合动力系统几个高电压部件的作用进行简要介绍。
(1)高电压蓄电池(A100)
S400 HYBRID的高电压蓄电池采用锂离子技术,它能够储存能量,并为电动机提供高压直流电源。在充电时,需使用I/U充电方式,即首先以恒定电流充电,然后再以恒定电压充电。
(2)电动机(A79)
电动机按照工作需要可分别作为起动机和发电机使用,其输出功率可达15 kW,并可产生高达240 V的交流电压。
(3)DC/DC 变换器(N83/1)
DC/DC变换器是一个双向直流电压变换器,其作用是:在发动机停机时为12 V蓄电池供电;辅助车辆进行跨接起动;助力期间为高电压蓄电池提供支持。
(4)电源电子装置(N129/1)
电源电子装置集成AC/DC变换器,它使三相电动机能够在高压直流车载电气系统上工作。出于安全设计,其可在1 s内完成自放电。

(1)发动机停止/起动
在静止时或车速低于最小值时,发动机会自动关闭。当踩下加速踏板、释放制动踏板或高电压蓄电池的电量低于最小值,发动机会自动起动。
(2)再生制动
混合动力系统将制动扭矩分配给制动器和电动机,此时电动机作为发电机使用,将多余的制动扭矩转化为电能输送至高电压蓄电池为其充电。
(3)助力效果
混合动力系统的电动机在起步或加速时为发动机提供动力支持,在发动机处于较低转速时协助提高扭矩。
二、车辆各系统的改进
为了实现奔驰S400 HYBRID的混合动力技术,车辆各主要系统均为此进行了改进和升级。

奔驰S400 L V6发动机是基于S350的发动机改造而来,采用自适应气门正时技术。改造过程中,研发人员利用了阿特金森循环(一种增大发动机膨胀比的超膨胀发动机循环)膨胀阶段比压缩阶段持续时间长的优点,将进气与压缩阶段进