本田第四代混合动力系统（IMA）技术研究

动机

MA电机是一个3相超薄永磁同步电机，安装在发动机和CVT（无极变速器）之间，最大能够提供15KW的功率和139Nm的辅助力矩。电动机提供辅助推动力给发动机和在低速行驶状态下的电动机动力，也作为发电机在减速和制动时回收动能给电池充电。由于电机的辅助使整车的动力性得到了很大的提高，动力性曲线如图4所示。

电机使用了一种最新的偏线圈缠绕构造，这种线圈缠绕密度更大。这使得电动机最大功率和最大扭矩与2005版civic混合动力电机相比分别增加了50%和14%，转换效率由原来的94.6%提高为96%。本田单独研制了用于控制电动机速度的换流器，它与电动机的ECU（嵌人控制单元）集成在一起，采用数字式通讯方式，使控制更为准确，这样也就提高了电动机的效率和混合动力系统的燃油经济性。

3.3 电池  

电池是混合动力系统的一个重要环节，存储电力的多少，直接关系着汽车的续航里程。新的混合动力系统采用最新研制的高效镍氢电池，它比上代提升了30%的蓄电能力，电池电压由144伏升高到了158伏，专门设计的电池箱外形紧凑，冷却性和减震性也更好，为电池长期稳定地工作提供了保证。采用全新的松下的双模包装与前代相比减轻了重量而且增加了电流的效率，体积减小了12%节省了更多的空间。

3.4 混合式空气压缩机

civic的车内空调采用专门设计的“混合式”空气压缩机，它即可以由发动机驱动，也可以由电动机驱动，还可以由两者一起驱动。当发动机不工作时，电动机就可以驱动这个小巧的空气压缩机继续工作，保证车内的温度。如果外面温度特别高，需要高速制冷，单靠电动机驱动已经不行时，发动机系统就会自动启动，将冷气源源不断的供到车内。当车内温度已经稳定到最佳水平时，发动机又会自动关闭，从而节约油耗。

3.5 再生制动系统

IMA电动机能够在制动，稳定行驶，缓慢减速，或滑行时作为一个发电机，通过再生制动回收动能和以电能的形式将这些能量存入电池中。当制动时，制动踏板传感器给汽车IMA计算机（IPU）一个信号。计算机激活了刹车系统的制动主缸中的伺服单元，使机械制动和电动机能量回馈之间制动力均衡，以得到最大的能量回馈。本田原来的IMA系统是事先固定制动能量分配比率，低于最大能量回馈，而且没有可变的比例。新系统更少的依赖传统制动系统且减少了发动机的能量损失，能量回收能力比2005civic增加了70%，而且使得燃料供给更加节约。

3.6 系统控制

IMA系统的功率是通过智能动力单元（IPU）来控制的，其位置在后轮座下，IPU由动力控制单元（PCU），一个可再充镍氢电池模块和一个制冷单元组成具体外观结构如图5所示。

PCU作为IPU的核心部分控制着电机辅助，制动回馈和电池（包括IMA电池包和12V电池）充放电。PCU通过节气门开度，发动机参数和电池包的荷电状态，来决定电能辅助的多少。其主要组成部分有电池监控模块（BCM-BatteryConditionMoni-tor），电机控制模块（MCM-Motorcontrolmodule），电机驱动模块（MDM-motordrivemodule）。第四代使用最新的电脑芯片技术，PCU的反映时间比以往的任何一代都要快。而采用最新开发的逆变器和DC-DC转换器帮助IMA系统全面提高了其最大功率。完整的制冷系统降低了由电流进出电池包产生的热量，制冷系统模块安装在电池箱外部，内部箱体中的空气不断从后座下的通风管溢出。

3.6.1 电池监控模块（BCM-BatteryConditionMonitor）

电池监控模块监控的电池信息主要有：SOC，电池保护需求信息，电池温度等。通过温度传感器，电压传感器和电流传感器监控主体电池，测定充放电比率，且将信息提供给电机控制模块（MCM）。BCM控制IMA电池包荷电状态在理想的状态（20%～80%）下工作，同时防止额外的电量消耗和电池过充。电池监控模块同时控制着电池制冷风扇的运行。

3.6.2 电机控制模块（MCM-Motorcontrolmodule）

MCM控制着电机的各种行为，MCM是一个低压的计算机，其主要功能有（1）与发动机控制模块（ECM-Engine ControlModule）通信，决定车辆的运行状态，同时将IMA系统中检测到的问题，传输给ECM。（2）与电池监控模块BCM通信，获得电池模块的荷电状态。这个信息用于保护电池模块和保持适当的充电平衡。（3）与仪表盘连接，始终显示IMA系统条件和运行状态的信息。（4）与电机驱动模块MDM连接来接收电机的整流信息，通过电压转换模块控制电机功率变换器（MPI-MotorPowerInverter）。

3.6.3 电机驱动模块（MDM-motordrivemodule）

电机驱动模块控制电机辅助发动机和给电池充电，其可实现电流在电机和电池之间的双向传递。其内部主要为一个电机功率变换器（MPI）和电压控制单元。在电机处于辅助状态时，能量从电池模块通过MPI转换由直流变为3相交流电传给电机。同时MCM收到三个电机整流传感器反馈的信息，得到电机的状态信息，通过在准确的时间控制3相电流的相位来确保电机的正确运行。电压转换模块收到电机控制模块（MCM）的命令几，通过控制绝缘栅双极晶体管的开启和关闭来满足系统的要求。在制动时，电流从电机到MDM，电机产生3相交流电，通过MPI转化为直流后给电池充电。