陈鸣洲，夏征，付贻玮，宋建桐

（1.北京电子科技职业学院 汽车工程学院，北京 100176；2.中油管道检测技术有限责任公司，河北 廊坊 065000）

专题 节能与新能源汽车

奔驰S500Hybrid混合动力汽车技术特点

陈鸣洲1，夏征2，付贻玮1，宋建桐1

（1.北京电子科技职业学院 汽车工程学院，北京 100176；2.中油管道检测技术有限责任公司，河北 廊坊 065000）

S500Hybrid是奔驰首款插电式混合动力汽车，它体现了奔驰未来在插电式混合动力汽车的特点，文章介绍了奔驰S500Hybrid的自动启动和自动停止，以及混合动力系统工作模式。

奔驰；混合动力；电驱动

CLC NO: U464.1 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)01-01-02

前言

随着传统燃料的不断消耗，新能源汽车的发展已经是世界各个国家、汽车企业都要面对新的难题、挑战及机遇[1,2]。目前大部分的汽车企业都陆续推出了自己的混合动力汽车，奔驰作为百年的高档汽车品牌之一，在推出S300、S400等弱混合动力汽车之后，推出了奔驰S500Hybrid插电式混合动力汽车。对于奔驰来说，这是真正意义上的首款新能源汽车，从电动辅助提速转变为了电动驱动，其具有大容量的高压蓄电池和充电借口。

由于S500Hybrid应用了插电式混合动力驱动技术，混合动力车辆装配了高压系统电压为140V。发动机电控燃油喷射系统和点火系统的能源管理模块将高压转变为12V电压。因此，电控燃油喷射系统和点火系统要通过传动系统局域网与发电机进行通信。当发动机关闭时，12V电仍由高压蓄电池供电，当发动机运转时，有电机供电。如果电力电子控制单元提供的能量无法满足现有能量要求，则发电机将开启。

在传动系统控制单元中有一个能源管理模块，它负责协调混合动力系统的能量传输，并根据电气因素创建蓄电池管理系统控制单元、电力电子控制单元和电动制冷剂压缩机的接口，为此通过CAN网络与所有相关控制单元传送信息。传动系统控制单元还要利用能量再生系统，通过CAN网络与发动机控制单元进行通信。

S500Hybrid具有8.7kWh的锂离子高压蓄电池，体积为96升，电池的重量为114kg。在纯电动模式下续驶里程为32公里。参考我国对于混合动力汽车的相关政策，在纯电动模式下续航50km以上的插电式混合动力汽车才能拿到补贴来看，S500Hybrid的纯电动模式并不能支持它长时间行驶。

1、发动机自动启动/停止

1.1 发动机自动启动

如果车辆无法完全以电动的方式传输全部牵引力能量，或者系统状况发生变化，要求启动发动机的情况下，发动机将自动启动，自动启动由发动机电控单元发出指令。

发动机电控单元连续进行系统诊断，并根据车辆状况判断是否启动发动机。当车速大于160km/h、变速器油温低于0℃、制动助力器中的真空不足、ESP不工作、高压蓄电池电量过低、电动辅助变速器油泵供油压力低、识别到驾驶员座椅未占用、冷却液温度过低无法调节车内温度等情况出现时发动机将自动启动。

如果在车辆静止时发动机自动启动，所需电机输出力矩将由发动机电控单元进行计算。为防止发动机自动停止，及在发动机盖打开的情况下发动机启动，还通过CAN从发动机电控单元读取发动机盖的状态信号。发动机电控单元通过CAN与变速器控制单元通信，促动湿式离合器，以便使离合器结合。

1.2 发动机自动停止

如果车辆所处状况无需发动机启动，且车辆所需动力可以由电动机提供，发动机自动停止。在发动机自动停止时，发动机电控单元在未断电的情况下关闭。

在发动机工作过程中，发动机电控单元连续监测诊断，并评估发动机是否需要自动停止。在发动机自动停止之前，会监测变速器电动辅助油泵的状态。

发动机关闭时，变速器电动辅助油泵确保液压系统的供油压力。如果车速低于160km/h、变速器油温高于0℃、档位范围正常、制动助力器内具有充足的真空、ESP正常、发动机罩关闭、未发生碰撞、12V电源正常、高压蓄电池的电量充足、自动变速器油压力正常、驾驶员车门关闭、安全带已扣上、车内温度可通过发动机的冷却液温度进行调节等，发动机自动关闭。

2、混合动力系统工作模式

2.1 发电模式

图1 发电

图2 发动机驱动

蓄电池符号旁边的百分比显示高压蓄电池当前的充电量，电动机以发电机模式运行，由发动机驱动产生的三相交流电，由电力电子控制单元转换为直流电压(高电压)并将其存储在高压蓄电池中，如图1所示。

2.2 发动机驱动模式

动力由发动机传输至后轴驱动车辆，该模式下全部动力由发动机提供，电机不参与驱动，如图2所示。

2.3 发动机驱动并为电池充电

动力由发动机传输至后轴。发动机还将驱动电动机，产生的三相交流电由电力电子控制单元转换为直流电压(高电压)，并将其存储在高压蓄电池中，如图三所示。

图3 发动机驱动并为电池充电

图4 加速

2.4 加速模式

动力仅由发动机和电机传输至后轴。高压蓄电池为电机提供电能。为此，电力电子控制单元将直流电压(高电压)转换为三相交流电。电机通过产生扭矩做出反应，后者配合发动机的扭矩作用到传动装置上，如图4所示。

2.5 再生制动模式

动力由后轴传输至电机。车辆动能由电机转换为电能(三相交流电压)。此电能由电力电子控制单元转换为直流电压(高电压) 并由其为高压蓄电池充电，如图5所示。

图5 再生制动

3、结束语

文章介绍了奔驰S500Hybrid的自动启动和自动停止，以及混合动力系统工作模式。作为奔驰首款插电式混合动力汽车，尽管在“纯电驱”模式下的仅能行驶32km，但是这款车代表了奔驰对新能源汽车的态度，作为百年来始终畅销的品牌，相信未来奔驰势必在新能源领域引领新的潮流。

[1] 梁时光,朱春红,李婕,等.基于生命周期的新能源汽车的评价研究[J].河南科技,2014(15):212-213.

[2] 邓文娟,谢冰.混合动力系统参数优化匹配研究[J].科学技术与工程,2009,9(21):6449-6452.

Technical features of Mercedes Benz S500Hybrid hybrid vehicle

Chen Mingzhou1, Xia Zheng2, Song Jiantong1
( 1.School of Automotive Engineering, Beijing Polytechnic, Beijing 100176; 2.China Petroleum Pipeline Inspection Technologies Co. Ltd, Hebei Langfang 065000 )

A S500Hybrid is the first plug-in hybrid vehicle of Mercedes Benz, it reflects the characteristics of plug-in hybrid of Mercedes Benz in future. This paper introduces the automatic start and stop and the work models hybrid system of S500Hybrid.

Mercedes Benz; hybrid; electric drive

U464.1

A

A1671-7988(2017)01-01-02

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.01.001

陈鸣洲（1996-），男，辽宁沈阳人，就读于北京电子科技职业学院汽车检测与维修专业。基金项目：2016年度大学生科学研究与创业行动计划项目—奔驰新能源汽车技术研究。