双电机混合动力系统
汽车 · 当代模型
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按键已启用:空格键 运行/暂停 · X 透视 · N 下一次点火 · R 重置视角 · 1–4 切换模式 · Esc 释放
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操作
发动机与正时
检查
总成
记录
工作原理与资料来源
深入机构内部
八个总成视图可框选整个系统或单个总成。总成视图会单独显示对应部件并启用透视效果;关闭“透视”即可查看外观。“单独显示所选总成”会移除相邻总成,但不改变模型本身。
拖动可环绕观察,右键拖动或按住 Shift 拖动可平移;按住 ⌘/Ctrl 滚动滚轮可缩放,全屏时直接滚动滚轮即可。触屏支持单指环绕、双指缩放和平移。按模型比例,相机最近可距离部件 8 mm,也可以不受限制地观察部件背后。
“透视”改变机壳的不透明度。“剖切”只裁切几何体而不删除它,“剖切深度”让剖切平面穿过所选总成移动。“爆炸视图”会分开发动机罩盖、电机端盖、PCU 各层与电池盖板,但不会拉伸齿轮轴线或曲柄机构。
展品获得焦点后,空格键暂停,X 键切换透视,R 键复位相机,N 键推进到下一次点火,同时保持发动机相位、凸轮轴、活塞与链轮同步。发动机关闭时,N 键改为推进传动系统的运动。数字键 1–4 选择四种模式。
车速和真实轴转速与动画时间相互独立:时间比例为 1% 时,每根轴和正时链都以其显示转速的百分之一推进。点火按事件检测,因此火花不会在渲染帧之间丢失,每次闪光都会短暂保留以便看清。“前轮转向”演示左右车轮转速不相等,以及二者在开放式差速器处的平均值。
若要看清燃烧顺序,请选择“发动机与点火”,暂停后逐步推进到下一次点火;“查看点火间隙”会在下一次点火时暂停,并以特写框选电极。若要查看铜绕组端部和 V 形永磁体,请选择“电机”,开启“剖切”并调节“爆炸视图”。若要了解电池在整车尺度上的位置,请选择“整车布置”。
哪些是实测,哪些是复原。
本展品是对博物馆早先双电机混动模型的一次大规模工程重建。它以一款第一代双电机混动轿车的架构为对象,依据 2014 款 HEV 拆解研究以及厂商同期发表的电机与 PCU 论文。它不是 OEM 制造模型,也不是对每个车型年款细节的认证复刻。
有资料依据的架构与尺寸
| 总成 | 实现依据 | 参考资料 |
|---|---|---|
| 变速驱动桥 | 主减速比 65/19;电机减速 49/20;发动机输出齿轮 61 齿;发电机驱动 66/34 | ORNL,PDF 第 30 页 |
| 电机 | 定子 Ø291.3 mm;转子 Ø195 mm;驱动电机叠长 61.7 mm;发电机叠长 37.62 mm | ORNL,PDF 第 10 页 |
| 定子 / 转子 | 分布式圆线绕组;内嵌 V 形永磁体的 IPM 架构。48 槽 / 8 极布局依据剖面照片复原。 | 厂商论文,图 5–7;ORNL 照片 |
| PCU | 共用的逆变器功率模块、叠放的控制板与栅极驱动板、直流母线电容器和升压电抗器;14 个开关位置 | 厂商论文,图 12–13;ORNL |
| 电池 | 1.3 kWh,72 × 3.6 V ≈ 259.2 V,强制风冷,位于后排座椅后方 | 厂商应急救援指南 |
| 轮胎 | 225/50 R17;空载名义半径 328.4 mm | 2014 年厂商规格 |
重要的复原局限
发动机铸造表面、支架、装饰罩、紧固件、冷却水道和歧管轮廓均为程序化近似。缸盖与气缸孔已与曲柄活塞机构对齐,但未使用任何 OEM CAD。正时链参数(20/40 齿、168 节)、连杆长度、气门升程曲线和 12° 点火提前角均为示意值,并非厂商标定数据。
电机具有完整的 360° 几何结构,剖切为非破坏性显示。单个线圈匝数、线圈节距、导体分组、旋转变压器细节以及永磁体槽的细小尺寸均为代表性取值。彩色绕组、移动的功率流标记和磁力线环都是解释性叠加显示,并非电磁有限元解。电路板走线与元件布置用于说明文献记载的 PCU 叠层结构,并非逆向工程得到的量产电路板网表。
轮胎尺寸为名义值,未考虑变形与打滑。轮距(1.585 m)、车身轮廓与电池纵向位置均为布置近似。等速万向节和开放式差速器是复原的机构,并非量产零件扫描。在选定车速下,模型是稳态运动学演示:不计算发动机油耗特性图、道路动力学、逆变器 PWM、电池老化,也不模拟量产混动控制决策。
参考资料
- ORNL / 美国能源部——《EV 与 HEV 技术基准评测》(2016),见 PDF 第 9–11 页与第 29–31 页
- Kuroki 与 Otsuka — 双电机混合动力系统的电机与 PCU 开发,厂商技术评论 25(2),2013 年
- 厂商 — 2014 款混合动力轿车规格
- 厂商 — 2014 款混合动力轿车应急救援指南(公开镜像)
本教育性复原独立制作,未获任何汽车制造商认可。所有零件与纹理均由展品自身的代码在浏览器中生成。
一个系统,三条动力路径。
一台横置阿特金森发动机、两台相互独立的同轴电机,以及固定传动比的前轮驱动。
实时系统
双电机混合动力
两台电机同轴,但机械上相互独立。离合器接合后增加发动机直驱路径。
HEV 电池 · 约 259 V
没有钢带无级变速器,也没有行星齿轮功率分流。e-CVT 的效果来自对发动机所发电功率和驱动电机转速的控制。
选择一个总成即可查看其内部结构。透视只改变壳体显示,不改变机械拓扑。
研究性复原,并非 OEM CAD。齿轮齿数与电机尺寸依据 2014 款参考车型的拆解数据;铸件、线圈走线与电路板细节为复原内容。“工作原理”中逐项列出了各资料来源的局限。
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