混合動力機械系統
僅供同行參考，藉助此文了解熟悉進口大眾混合動力以及電力驅動新能源車輛技術特點和結構。
混合動力特點
內燃機的典型扭矩曲線在中等轉速範圍時可達最大扭矩，而在怠速轉速時達到非常低的扭矩（該扭矩足以使車輛從靜止狀態開始加速）。
與內燃機的典型曲線相比，電機的典型扭矩曲線可在0 rpm 轉速時達到最大扭矩。與怠速轉速下運轉的內燃機不一樣，電機在車輛靜止時不怠速運轉，也不消耗能量和排放廢氣。
電機可在內燃機薄弱點暴露時協助內燃機工作：在低轉速範圍內。
有了電機的協助，內燃機可始終在最有效的工作範圍內使用。此類負荷點轉移可提高驅動概念的效率。在起步操作頻繁而節氣門全開操作很少的城市駕駛環境中，這兩種驅動變型的結合優勢明顯。
途銳混合動力車型的優點
由大眾汽車研發的混合動力方案基於並聯式混合動力技術，首次應用於途銳車型。在此方案中，電機和內燃機通過一套共同的傳動系統提供機械推動力。兩種動力系統均安裝於一根軸上。因此與混聯式或串聯式混合動力系統比較而言，大眾汽車的混合動力方案所需的組件大大減少。
由於將電機同時作為驅動電機、發電機和起動機使用，因此不必安裝起動機、交流發電機和多楔帶。在使用電機進行電驅動時，需為在傳統車輛中由內燃機的運轉帶動的一些組件，配備電驅動設備。 這些設備包括：
- 電動冷卻液泵
- 電動助力轉向
- 電動制動助力真空泵
- 電動空調壓縮機
- 自動變速箱電動油壓泵
內燃機和電機由一個液壓單盤乾式離合器分隔開。 混合動力車輛的運行模式以及對離合器的驅動由混合動力系統控制。單盤乾式離合器不直接由駕駛員操控，而是由電動離合器執行器控制。 當內燃機運轉時，離合器接合。內燃機停止時，離合器分離。
途銳混合動力系統技術參數
功率/扭矩特性圖
電機能夠對內燃機緩慢的扭矩提升做出補償，尤其是在低轉速範圍內。因此與相同重量級的其它車型相比，途銳能夠提供更卓越的靜止加速能力。 在輸出功率曲線中，內燃機和電機的總驅動功率峰值達 279 kW。 這說明輸出功率曲線上升了 34 kW，即電動機的輸出功率。這種功率提升幾乎在整個轉速範圍內都一直存在。只要內燃機在運轉，車輛就處於混合動力驅動模式。
這樣就能夠控制內燃機在最佳效率範圍內運轉。這種負載點推移提高了全混合動力車輛的效率。
法定 CO2 排放限制
車輛的 CO2 排放幾乎與油耗成正比。油耗越高，向環境中排放的 CO2 越多。
因此，有關 CO2排放量限制的法規主要針對大排量、高輸出功率的車輛。
CO2 排放量是按照平均每公里排放的 CO2 克數計量的。混合動力技術可使大排量車輛將排放量控制在法律規定值以下。
總里程中包含了純電力驅動模式下行駛的公里數，因此降低了平均每公里 CO2的排放量。
動力及傳動系統概覽
途銳混合動力車型的動力及傳動系統由以下幾部分組成：
- 3.0 升 245 kW TSI 增壓發動機
- 內燃機與電機之間的分離式離合器
- 電機
- Aisin 8 檔自動變速箱 0C8
- 驅動軸
- 前、後橋上的分動器
- 託森差速器
內燃機、離合器、電機和自動變速箱依次排列於同一根軸上，從而節省了混合動力系統組件佔用的空間，並減輕了車重。
無需對標準途銳車型上的萬向節傳動軸套進行改裝。
下文將對相關機械組件進行簡要說明。
一、3.0升245kWTSI增壓發動機
發動機為3.0升V6TSI增壓發動機。通過一條皮帶驅動增壓器，發動機上的另一條皮帶驅動冷卻液泵。冷卻液泵是整個動力傳動系熱管理系統的一部分。
由於安裝了電機，所以無需安裝用於12V車載電網的起動機和發電機。因此，TSI發動機中未安裝用於驅動交流發電機的皮帶。
二、與內燃機相連的分離式離合器K0
該單盤乾式離合器安裝於內燃機和電機之間。離合器執行器（分離式離合器的壓力調節器N511）安裝於左前車輪輪罩板後，由混合動力系統控制。駕駛員不直接操控此離合器。液壓系統工作液來自制動液儲液罐。
當內燃機開始運轉時，離合器接合。當車輛依靠電力行駛、處於能量再生模式或處於靜止狀態時，內燃機熄火，離合器分離。當高壓蓄電池電量低時，混合動力系統起動內燃機為高壓蓄電池充電。此時，離合器接合。
三、電機
電機是混合動力系統的核心組件。它在混合動力系統中承擔三個主要功能：
1．作為內燃機的起動機；
2．作為為高壓蓄電池充電的發電機；
3．作為驅動車輛行駛的電動機。
轉子在定子內旋轉，但不接觸定子。在發電機模式下，電機輸出電功率為38kW。在電動機模式下，電機輸出功率為34kW。二者的差距是由於電機結構而普遍存在功率損耗。
在純電力驅動模式下，途銳混合動力車型在平路上的車速可達50km/h。最高速度取決於運動阻力和高壓蓄電池的充電狀態。K0離合器安裝於電機殼體內。
四、8檔自動變速箱
這款變速箱與已上市的6檔自動變速箱09D非常相似。配有一個附加摩擦元件和一個壓力控制閥，用於操控8個檔位的齒輪。
變速箱內裝有電壓力泵，用於在車輛靜止或以電動模式行駛時保持油壓。變速箱還安裝有傳統的機械壓力泵，以便在內燃機模式下提供油壓。
五、託森差速器、差速器及驅動軸
這些組件與標準版途銳車型上所使用的相應組件並無區別，未經改裝直接移植到了混合動力系統中。 通常，標準版途銳車型的傳動系統有兩種佈局：“4 motion” 和 “4Xmotion”。 而途銳混合動力車型則僅有 “4motion”一種佈局。 該車型裝備有自鎖式託森差速器。 驅動軸重量經過優化，並在變速箱側使用插入式連接。 傳遞扭矩的驅動軸花鍵是自定心式的。
混合動力電器系統
僅供同行參考，藉助此文了解熟悉進口大眾混合動力以及電力驅動新能源車輛技術特點和結構。
混合動力特點
內燃機的典型扭矩曲線在中等轉速範圍時可達最大扭矩，而在怠速轉速時達到非常低的扭矩（該扭矩足以使車輛從靜止狀態開始加速）。
與內燃機的典型曲線相比，電機的典型扭矩曲線可在0 rpm 轉速時達到最大扭矩。與怠速轉速下運轉的內燃機不一樣，電機在車輛靜止時不怠速運轉，也不消耗能量和排放廢氣。
電機可在內燃機薄弱點暴露時協助內燃機工作：在低轉速範圍內。
有了電機的協助，內燃機可始終在最有效的工作範圍內使用。此類負荷點轉移可提高驅動概念的效率。在起步操作頻繁而節氣門全開操作很少的城市駕駛環境中，這兩種驅動變型的結合優勢明顯。
混合動力電氣組件-電機
一、電機概述
電機位於內燃機和自動變速箱之間。
它是一臺三相交流同步電動機。
電力電子裝臵將288V直流電壓轉換為三相交流電壓。三相交流電在電機中形成一個三相電磁場。
在大眾ELSA維修和保養資料中，該電機被稱為“驅動電機V141”。
二、電機功能
根據行駛條件和運行模式的不同，電機承擔不同功能。當動力系統從電力驅動切換至內燃機驅動模式時，電機充當內燃機的起動機。在內燃機持續工作時，混合動力系統將電機功能切換為發電機，由此產生的電能通過變壓器給高壓蓄電池(228V)和12V車載電網的電池充電。
當車輛制動時，電機利用制動能量回收系統將部分多餘動能轉化為電能，並提供給高壓蓄電池，從而實現能量的循環使用。在制動踏板下裝有踏板行程傳感器。如果檢測到輕微制動動作，混合動力系統就將電機功能切換為發電機，對高壓蓄電池進行充電。
在傳統液壓制動系統中被轉化為熱量的動能現在可以轉化為電能，並儲存在高壓蓄電池中，隨後用於驅動車輛行駛。在能量再生過程中，所轉化的動能的量至少能滿足12V車載電網所需的電量。在此過程中，內燃機處於熄火狀態。電機由此實現了用於混合動力系統的起動停止功能。
在電驅動模式下，電機的功能從發電機切換為電動機。
當內燃機的動力連接斷開時，系統使用電動機驅動車輛。根據行駛阻力（風阻、車輪滾動阻力、爬坡阻力、摩擦阻力）的大小，電動機可以驅動車輛達到最高 50km/h 的速度。然而，當車輛需要更強的加速能力時，電動機的輸出功率就無法達到要求了，此時混合動力系統就會起動內燃機。
電機由電力電子裝臵通過三相電纜供電。
三、電機構造
電機由以下部分組成：
壓鑄鋁殼體；
內部磁極轉子；
定子（帶電磁繞組）；
連接自動變速箱變矩器的中間板；
電機主軸承；
三相高壓接口。
內燃機在其一側與離合器和飛輪相連接。三相接口與三個相鄰的電磁繞組分別連接，每個電磁線圈對應一相。
工作原理
電機裝有一個定子繞組，繞組如同電動機一樣，可產生一個旋轉磁場。
當電機作為電動機工作時，定子繞組會產生一個旋轉磁場。轉子是一個可以產生磁場的永磁體。同步電動機的轉速可通過感應交流電的頻率精確控制。系統中裝有一個變頻器，對同步電動機轉速進行無級調整。轉子位臵傳感器可持續檢測轉子的位臵。控制電子器件以此測定發動機實際轉速。
如果電動機作為發電機工作，轉子通過變速箱從外部驅動。當轉子的磁場通過定子繞組時，每一相的線圈上都會產生感應電動勢。轉子磁場會依次通過繞組。電力電子裝臵將獲得的電能轉化為 288 V 直流充電電流，對高壓蓄電池進行充電。
電氣組件-電子控制裝置
一、用於電力驅動模式的電力電子裝置及控制電子裝置
為便於理解，以下將用於電力驅動模式的電力電子裝臵及控制電子裝臵 JX1 簡稱為“電力電子裝臵”。 電力電子裝臵在電力驅動中起到能量轉換器的作用。鋁製殼體位於駕駛員側、在動力總成和輪罩之間，其中包含各種高電壓組件和電力驅動組件，分別是：
電力電子裝臵控制單元；
電力電子裝臵溫度傳感器；
一臺 288 V 直流/12 V 直流變壓器；
用於電機的雙向直流/交流變壓器；
高壓分配器；
2 個用於連接來自高壓蓄電池的線路的高電壓接口；
3 個用於連至電機線路的高電壓接口；
1 個用於連至空調壓縮機線路的高電壓接口；
12 V 車載電網低電壓接口；
集成安裝於殼體內的冷卻系統，帶有接至低溫冷卻迴路的接管；
配有安全連接器的安全線路。
二、變壓器
在電力電子裝臵中集成了兩個變壓器。它們可轉換高壓蓄電池的288V直流電壓，以供電機和12V車載電網使用。
變壓器A19
該變壓器連接車載高電壓設備和12V設備。
功能
因為沒有交流發電機，車載電網的12V電池只能通過電機進行充電。為此，來自高電壓設備的288V直流電必須轉換為12V車載電網蓄電池的充電電壓。12V車載電網蓄電池的安裝位臵與途銳基本款相同，都在駕駛員座椅下方。
三、驅動電機變壓器 A37
這裡電機作為一個三相交流同步發電機工作，但蓄電池只能儲存直流電壓，所以在電力電子裝臵中集成安裝了一個直流/交流變壓器。
功能
該變壓器將高壓蓄電池的288V直流電壓轉換為可供電機使用的三相交流電。
當電機作為發電機運行時，它將交流電壓轉化為288V直流電壓，為高壓蓄電池充電。
整流後的電流再經過濾波，流經高壓蓄電池至高電壓系統和駕駛員座椅下方的12V蓄電池和電力電子裝臵的電容器至12V車載電網。
四、高壓蓄電池
高壓蓄電池安裝於行李箱地板蓋下。它被設計成一個整體模塊，其中包含途銳高電壓系統的各種組件。整個高壓蓄電池模塊重85kg，並且只能整體更換。在維修和保養資料中，高壓蓄電池被稱為“混合動力蓄電池A38”。
警告
交流電從25V起、直流電從60V起對人體有危害。因此，必須嚴格遵守維修和保養資料以及引導型故障查詢中的安全指示和車輛上的警示信息。只有瞭解高電壓危險性且具備資質的專業人員才能對配備高電壓設備的車輛進行操作。
高壓蓄電池與傳統的12V蓄電池完全不同。在正常的工作情況下，高壓蓄電池的充電狀態為20%至85%。12V蓄電池則不能長時間承受這樣的負載。因此，高壓蓄電池是一種短時電驅動能量儲存器。與電容器相似，蓄電池能吸收電能並再次釋放。因此，能量再生（或能量回收）實際上是在行駛中為車輛補給能量的過程。混合動力車輛中高壓蓄電池的工作過程主要就是充電（再生）和放電（電力驅動）交替進行的過程。
例如：
如果我們將高壓蓄電池輸出的能量與燃料燃燒釋放的能量相比較，蓄電池所供應的能量大約相當於200ml燃料提供的能量。這說明，如需以純電力方式驅動車輛，則該蓄電池在儲能能力方面仍有待改進。
4.1、高壓蓄電池構造
高壓蓄電池模塊包括：
288 V 高壓蓄電池；
蓄電池外殼；
接線盒和配電箱（電氣箱）；
進氣管道和排氣管道
內裝有兩個電動風扇 (12 V) 的風扇殼體。
高壓蓄電池採用了鎳金屬氫化物電池。電池使用凝膠電解液，所以即使蓄電池外殼上有較大的漏洞，也不會有液體洩漏。
其中包含兩個蓄電池列，每列電壓為144V。
兩個蓄電池列通過安全開關連接，提供228V電壓。
在高壓蓄電池充電至75%時，就可以達到約228V的電壓。
電量約為6.5Ah。即高壓蓄電池內儲存的能量為1.87kWh。
高壓蓄電池採用風冷方式進行冷卻。兩個風扇從車內吸入少量空氣。熱風通過後保險槓處的強制通風系統排出。
電氣箱安裝於高壓蓄電池的邊緣處。
4.2、蓄電池冷卻系統
功能
充電過程和放電過程互為逆反應。在這個反應過程中會產生熱量，導致蓄電池發熱。如果熱量不能充分地散發到環境中，可能會導致蓄電池受損。因為途銳車型中的高壓蓄電池處於持續充電和放電的狀態，因此會產生大量的熱量。除了可能會導致蓄電池損壞以外，還會增加相關導體的電阻。這會導致電能無法充分轉化為動力，而是變成熱量散發掉。因此高壓蓄電池有一個單獨的電動冷卻系統。
構造
由蓄電池管理控制單元操控的兩個電動冷卻風扇，是這個冷卻系統的核心組件。兩個風扇為高壓蓄電池模塊的一部分，用來吸入車內的部分空氣。它們是使用12V車載電網電壓運行的。
在維修和保養資料中，風扇的編號為：
-混合動力蓄電池風扇1V457
-混合動力蓄電池風扇2V458
工作原理
如果蓄電池管理控制單元通過蓄電池連接端子上的傳感器檢測到蓄電池的溫度過高，就會啟動2個冷卻風扇。
空氣被吸入進氣管道，該管道位於後座椅下方，並通到高壓蓄電池。高壓蓄電池的各蓄電池格之間存在狹小的間隙，可以讓空氣流過。
兩個風扇可將熱空氣吹向行李箱兩側。
4.3、蓄電池外殼
為了保護高壓蓄電池，尤其是在車尾發生撞擊時保證其安全，兩個蓄電池列均安裝於蓄電池外殼內。外殼的框架由通過螺栓連接和焊接的鋁製型材構成，此構造可將撞擊能量傳遞至車身結構。
如使用維修站設備，可通過此框架將整個蓄電池從行李箱地板下取出。
4.4、接線盒和配電箱 SX1
接線盒和配電箱（以下簡稱為電氣箱）安裝於高壓蓄電池左側邊緣處。
功能
電氣箱將高壓蓄電池連接至車輛的 288 V 電氣系統。 其中包含部分高電壓安全系統和高壓蓄電池監控設備。
構造 接線盒和配電箱（電氣箱）包括以下部分：
- 蓄電池管理控制單元 J840；
- 安全連接器 1 TV44；
- 保護繼電器（接觸器）；
- 用於連接兩條高壓電線（從高壓蓄電池接至電力電子裝臵）的兩個接口。
五、蓄電池管理控制單元 J840
控制單元安裝於電氣箱左側。
功能
蓄電池管理控制單元負責監控蓄電池電量及運行狀態。
控制單元會測定高壓蓄電池的充、放電值和溫度值，記錄電池溫度，通過電動冷卻風扇調節蓄電池冷卻狀況。控制單元還在其故障存儲器內存儲蓄電池或電氣箱內發生的故障，以便實施車輛診斷。
所有與蓄電池相關的數據都存儲在控制單元內，以免通過軟件對發動機功率進行調整後無法復原，同時也能及時發現電池過度放電或過熱的情況。
六、安全連接器 1 TV44
安全連接器位於檢修用連接器和連接兩條高壓電線與電力電子裝臵的連接元件之間。
功能
安全連接器所發揮的作用相當於電路中的開關。如果安全連接器斷開，則開關斷開，安全線路隨之斷開，於是高電壓系統被關閉。 如果安全連接器接合，則開關閉合，於是安全線路接通。 此時，監控系統默認兩條高壓電線已與高壓蓄電池相連。混合動力系統可以運轉。
安全連接器與高電壓線路的連接頭機械相連。如果必須斷開高電壓線路，則必須脫開安全連接器。
電氣系統-檢修連接器
高電壓系統檢修用連接器 TW
連接器安裝在電氣箱的橙色蓋子下方。
功能
檢修用連接器是高壓蓄電池中兩個蓄電池列之間的電氣連接器。 當脫開連接器時，蓄電池電路的連接被切斷。高電壓系統內的殘餘電壓消失，此時，高電壓系統不帶電。通常，在必須使用金屬拆卸工具以及使用會導致組件變形或帶有銳利邊緣的工具，對高電壓組件進行操作或在高電壓組件附近進行作業時，應將檢修用連接器斷開。
操作方法
移除電氣箱的橙色橡膠蓋後即可看到檢修連接器。
將上半部分推向一側，並將其向上翻折，然後就可以分離並脫開檢修用連接器了。 如需重新啟用高電壓系統，則將檢修用連接器裝回原位。有關重新啟用所需進行的測量，可參見引導型故障查詢。
脫開檢修用連接器
（檢修用連接器處於連接狀態）
使高電壓系統斷電的一個方法是脫開檢修用連接器，因為它相當於兩個蓄電池列之間的電氣連接器。通過連接器的兩個特殊位臵進行操作。
當處於位臵 1 時，安全線路斷開。作為緊急切斷裝臵的保護繼電器（接觸器）也隨之斷開。安全線路主要用於防護電弧帶來的危害。
（檢修用連接器處於位1）
當處於位置2時，兩個蓄電池列之間的串聯連接被斷開。此時可從支架上拆下檢修用連接器。高電壓系統停止運行。必須進行檢查以確定其是否已經斷電。
（檢修用連接器處於位置 2）
檢修用連接器內的保險絲
在檢修連接器內集成安裝有一根用於高電壓系統的保險絲。通常當電流達到 125A 時，保險絲會熔斷。 如需更換保險絲，必須拆下檢修用連接器上部的蓋罩。
保護繼電器
電氣箱內除了裝有蓄電池管理控制單元之外，還裝有保護繼電器，也稱為接觸器。接觸器是電氣工程領域使用的安全技術設備，用於在發生故障時保護高電壓系統和車載電氣系統。如果混合動力系統的監控系統確定了一個故障，接觸器就會被斷開。
例如當混合動力車輛發生事故時，這種保護措施是十分必要的。在這種情況下，安全氣囊控制單元會觸發接觸器。
功能
兩個保護繼電器將高壓蓄電池與高電壓系統相連接。除檢修用連接器外，保護繼電器也是一種用於將兩個區域隔開的部件。
構造
每個繼電器都是一個電磁開關，通過這個電磁開關，可以利用較小的控制電流接通或切斷較大的工作電流。如果控制單元給繼電器線圈提供電流，則銜鐵被吸向線圈，從而使工作迴路的機械開關閉合。如果線圈不帶電，則工作迴路的開關保持常開。
工作原理
當途銳的車載電網啟動時，蓄電池管理控制單元便啟動保護繼電器，從而啟用288V高電壓系統。如果點火開關（接線端15）未接通，則接觸器斷開。如果點火開關接通，則接觸器吸合。
關閉12V車載電網也會使接觸器斷開。
發生故障時產生的影響
如果點火開關接通後，接觸器無法吸合，則無法啟用高電壓系統。首先，儀表組上的“Ready”（就緒）字樣不亮起。然後，由於電機無法啟動，因此內燃機也無法起動。如果接觸器無法斷開，則高電壓系統無法斷電。
一種可能的原因是保護繼電器的288V開關觸點發生了“熔合”。
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