奔驰S400 HYBRID是梅赛德斯-奔驰的首款混合动力轿车，其搭载带有紧凑混合动力模块的增强型3.5 L V6汽油发动机。该款车型的发动机可产生205 kW的输出功率，电动机可产生15 kW的功率和160 N?m的起动扭矩，这使得发动机实现了220 kW的综合功率和385 N?m的最大综合扭矩。该车按照新欧洲行驶循环工况（NEDC）测量的综合燃油消耗量为7.9 L/100 km，CO2排放量仅为186 g/km。采用混合动力驱动技术使该车的动力性与环保性的矛盾得到化解，打破了只有小排量汽车才能实现环境保护的定论。在此，本文将对该车的混合动力系统及主要技术亮点进行介绍。

一、混合动力驱动系统概述

奔驰S400 HYBRID 混合动力汽车是由电动机（集成起动机和发电机功能）作为发动机的辅助动力驱动汽车。在起步和加速工况时，由于电动机的辅助，相比于相同排量的车辆，耗油量和CO2排放有所改善。

1.混合动力系统的组成（图1）

奔驰S400 HYBRID的混合动力系统组成如（图1）所示。电动机与发动机直接相连，作为起动机和发电机使用，它由高电压蓄电池提供电源进行起动。在此对S400 HYBRID的混合动力系统几个高电压部件的作用进行简要介绍。

（1）高电压蓄电池（A100）

S400 HYBRID的高电压蓄电池采用锂离子技术，它能够储存能量，并为电动机提供高压直流电源。在充电时，需使用I/U充电方式，即首先以恒定电流充电，然后再以恒定电压充电。

（2）电动机(A79)

电动机按照工作需要可分别作为起动机和发电机使用，其输出功率可达15 kW，并可产生高达240 V的交流电压。

（3）DC/DC 变换器（N83/1）

DC/DC变换器是一个双向直流电压变换器，其作用是：在发动机停机时为12 V蓄电池供电；辅助车辆进行跨接起动；助力期间为高电压蓄电池提供支持。

（4）电源电子装置（N129/1）

电源电子装置集成AC/DC变换器，它使三相电动机能够在高压直流车载电气系统上工作。出于安全设计，其可在1 s内完成自放电。

2.混合动力系统的功能

（1）发动机停止/起动

在静止时或车速低于最小值时，发动机会自动关闭。当踩下加速踏板、释放制动踏板或高电压蓄电池的电量低于最小值，发动机会自动起动。

（2）再生制动

混合动力系统将制动扭矩分配给制动器和电动机，此时电动机作为发电机使用，将多余的制动扭矩转化为电能输送至高电压蓄电池为其充电。

（3）助力效果

混合动力系统的电动机在起步或加速时为发动机提供动力支持，在发动机处于较低转速时协助提高扭矩。

二、车辆各系统的改进

为了实现奔驰S400 HYBRID的混合动力技术，车辆各主要系统均为此进行了改进和升级。

1.发动机系统

奔驰S400 HYBRID装备的3.5 L V6发动机是基于S350的发动机改造而来，采用自适应气门正时技术。改造过程中，研发人员利用了阿特金森循环（一种增大发动机膨胀比的超膨胀发动机循环）膨胀阶段比压缩阶段持续时间长的优点，将进气与压缩阶段进气门保持打开的时间稍稍加长，其目的是提高发动机的热效率，同时降低燃油消耗率并减少未经处理的废气。

除了通过附加的电动驱动装置（电动机）优化扭矩和油耗以外，该款发动机的控制单元、气缸盖、活塞以及燃油泵等部件也进行了改进，使得发动机燃油消耗量降低的同时，功率提高了5 kW，达到205 kW，具体改进内容包括：发动机控制单元由ME9.7改为ME17.7，这是为了满足混合动力的功能要求；采用运动型发动机气缸盖，可以实现效果更佳的充气运动（滚流运动）；采用运动型发动机活塞，在一定程度上降低了油耗；采用可调式燃油泵，降低了部分负荷时的油耗。

2.冷却系统

为了冷却电源电子装置和DC/DC 变换器，S400 HYBRID在发动机冷却系统中设置了用于冷却这2个元件的独立低温冷却回路（图2）。

如图，当点火开关接通时，15号电源通过电源电子循环泵1 的继电器K108供电给电源电子循环泵1（M13/8），M13/8开始工作，建立低温冷却系统压力。然后，发动机控制单元根据电源电子冷却系统中冷却液的温度，通过电源电子循环泵2 的继电器（K108/1）来控制电源电子循环泵2（M13/9）工作，实现对低温冷却系统的精确控制。