汽车动力驱动部分结构示意图

【专家解说】：　Prius混合动力汽车结构的核心部分是行星轮机构，丰田称之为动力分配装置(PSD，Power Split Device)。结构示意图如图1。 　　该行星轮系有两个自由度，在此结构中，发动机和行星架相联，通过行星齿轮将动力传递给外圈的齿圈和内圈的太阳轮，齿圈轴与电机和传动轴相联，太阳轮轴和发电机相联。PSD将发动机大约70％的转矩直接传递到驱动轴上，将另一部分转矩传送到发电机上，并且发电机、电机和发动机的转速存在一线性关系。在驱动轴转速(即电机转速)不变的情况下，通过调节发电机来调整发动机转速。同时，发动机和电机转矩可以直接叠加。但是结构上较为复杂，给制造和控制带来了一定的困难。 　　2 改进的混合动力传动系统设计 　　所提出的改进型设计是一种多工作运行模式的混合动力汽车，其动力传动系统示意图如图2所示。该驱动系统只采用1台电机，该电机既可以作为驱动电动机，又能作为充电和制动能量回收时的发电机使用。在该系统中，行星轮系的太阳轮与发动机相联，行星架与驱动车轮相联，电机通过锥齿轮副、电控离合器、齿轮副分别与行星架和齿圈相联。对于系统所采用的行星轮系，其各部分的运动学关系如下： 　　 　　式中，Ns为太阳轮的转速；Nr为齿圈的转速；Nc为行星架的转速；K为齿圈和太阳轮的齿数比。 　　行星轮系传递的转矩关系为： 　　 　　式中，Tr为齿圈上的转矩；Ts为太阳轮上的转矩；Tc为行星架上的转矩；K为齿圈和太阳轮的齿数比。