混合动力汽车

1、混合动力汽车混合动力汽车 1 2 3 4 5 目录目录 混合动力汽车的基本概念混合动力汽车的基本概念 混合动力汽车的组成与分类混合动力汽车的组成与分类 混合动力汽车的基本结构混合动力汽车的基本结构 混合动力汽车能量管理混合动力汽车能量管理 混合动力汽车技术与优缺点混合动力汽车技术与优缺点 6其他知识介绍其他知识介绍 一、混合动力汽车的基本概念一、混合动力汽车的基本概念 一）、定义一）、定义 混合动力汽车是指携带混合动力汽车是指携带不同的动力源不同的动力源、可根据汽车的、可根据汽车的 行驶需要行驶需要同时或分别使用同时或分别使用不同的动力源而行驶的汽车。不同的动力源而行驶的汽车。 二）、分类二）

2、、分类 混合动力汽车分两类：混合动力汽车分两类：液压蓄能式混合动力汽车液压蓄能式混合动力汽车HHV 和和混合动力电动汽车混合动力电动汽车HEV 液压蓄能式混合动力汽车由液压驱动系统和热力发动机驱动系统组成。液压蓄能式混合动力汽车由液压驱动系统和热力发动机驱动系统组成。 混合式动力电动汽车以混合式动力电动汽车以内燃机和电动机内燃机和电动机为动力源。为动力源。 （主要介绍混合动力电动汽车）（主要介绍混合动力电动汽车） 二、混合动力汽车的组成与分类二、混合动力汽车的组成与分类 一）、组成一）、组成 1.发动机发动机：混合动力电动汽车的主要动力源。：混合动力电动汽车的主要动力源。 2.驱动电动机驱动电

3、动机：混合动力电动汽车混合动力电动汽车的辅助动力源。的辅助动力源。 3.辅助电源辅助电源：在混合动力电动汽车启动发动机或电动：在混合动力电动汽车启动发动机或电动 机辅助驱动时才使用。机辅助驱动时才使用。 二）、分类二）、分类 1.按动力系统结构形式分：串联式、并联式和混联式。按动力系统结构形式分：串联式、并联式和混联式。 2.按混合程度分：微混合型、轻度混合型、中度混合型按混合程度分：微混合型、轻度混合型、中度混合型 、和重度混合型。、和重度混合型。 3其他划分形式：其他划分形式： 1）.按外接充电能力分：可外接充电型和不可外接充按外接充电能力分：可外接充电型和不可外接充 电型。电型。 2）.

4、按行驶模式选择方式分：手动选择功能和无按行驶模式选择方式分：手动选择功能和无手动手动 选择功能。选择功能。 3）.按车辆用途分：乘用车、客车、货车。按车辆用途分：乘用车、客车、货车。 三、混合动力汽车的基本结构三、混合动力汽车的基本结构 一、串联式混合动力电驱动系一、串联式混合动力电驱动系 串联式混合动力电动汽车：车辆行驶系统的驱动串联式混合动力电动汽车：车辆行驶系统的驱动 力力只来源于电动机只来源于电动机。 1.运行模式：运行模式： 1）纯粹的电模式）纯粹的电模式 2）纯粹的发动机模式）纯粹的发动机模式 3）混合模式）混合模式 4）发动机牵引和蓄电池组充电模式）发动机牵引和蓄电池组充电模式

5、5）再生制动模式）再生制动模式 6）蓄电池组充电模式）蓄电池组充电模式 7）混合式蓄电池组充电模式）混合式蓄电池组充电模式 2.优点优点 1）能运行在转速转矩特性图上任何运行工作点，且可能完）能运行在转速转矩特性图上任何运行工作点，且可能完 全运行在最大效率区。全运行在最大效率区。 2）结构简单，成本低。）结构简单，成本低。 3）由电传动系提供机械上的解耦，可应用简单的控制策略）由电传动系提供机械上的解耦，可应用简单的控制策略 。 3.缺点缺点 1）发动机和企业电动机效率低，损耗显著。）发动机和企业电动机效率低，损耗显著。 2）发动机附加了额外的重量和成本。）发动机附加了额外的重量和成本。 3

6、）必须按满足最大的运行性能需求定制。）必须按满足最大的运行性能需求定制。 二、并联式混合动力电驱动系二、并联式混合动力电驱动系 并联式混合动力电动汽车：车辆行驶系统的驱并联式混合动力电动汽车：车辆行驶系统的驱 动力由动力由电动机及发动机同时或单独供给电动机及发动机同时或单独供给。 1.转矩耦合的并联式转矩耦合的并联式混合动力电驱动系混合动力电驱动系 结构：单轴式、双轴式和分离轴式结构结构：单轴式、双轴式和分离轴式结构 输出转矩和转速可表示为：输出转矩和转速可表示为：Tout=k1Tin1+k2Tin2 Wout=Win1/k1=Win2/k2 2.转速转速耦合的并联式混合动力电驱动系耦合的并联

7、式混合动力电驱动系 两种典型转速耦合器件：行星齿轮机构和具有浮动定子的电动两种典型转速耦合器件：行星齿轮机构和具有浮动定子的电动 机（也叫传动电动机）。机（也叫传动电动机）。 输出的转矩和转速可表示为：输出的转矩和转速可表示为：Wout=k1Win1+k2Win2 Tout=Tin1/k1=Tin2/k2 3.转矩耦合和转速耦合的并联式混合动力电驱动系转矩耦合和转速耦合的并联式混合动力电驱动系 转矩耦合和转速耦合状态能交替地予以选择转矩耦合和转速耦合状态能交替地予以选择。 三、混联式混合动力电驱动系三、混联式混合动力电驱动系 混联式或更准确地表述为转矩和转速耦合的混合动力混联式或更准确地表述为

8、转矩和转速耦合的混合动力 电驱动系，具有由于串联式（电耦合）和并联式（单一转电驱动系，具有由于串联式（电耦合）和并联式（单一转 矩或转速耦合）混合动力电驱动系的一些优点。矩或转速耦合）混合动力电驱动系的一些优点。 运行模式：运行模式： 1.转速耦合模式转速耦合模式 2.转矩耦合模式转矩耦合模式 3.再生制动再生制动 四、混合动力汽车能量管理四、混合动力汽车能量管理 一）、能量传递路线：一）、能量传递路线： 四条：四条：一一是由发电装置到车轮、是由发电装置到车轮、二二是有能量储存装置到是有能量储存装置到 车轮、车轮、三三是由发电装置到能量储存装置、是由发电装置到能量储存装置、四四是由车轮到能量是

9、由车轮到能量 储存装置（能量回收）。储存装置（能量回收）。 二）、能量的控制策略二）、能量的控制策略 根据驱动系统的配置和组合方式不同分为：根据驱动系统的配置和组合方式不同分为：串联式串联式混合混合 动力汽车能量管理控制策略、动力汽车能量管理控制策略、并联并联式式混合动力汽车能量管理混合动力汽车能量管理 控制策略控制策略和和混联混联式式混合动力汽车能量管理控制策略。混合动力汽车能量管理控制策略。 五、混合动力汽车技术与优缺点五、混合动力汽车技术与优缺点 一）、混合动力汽车关键技术一）、混合动力汽车关键技术 1.电池及电池管理系统电池及电池管理系统 2.电机电机 3.发动机发动机 4.动力耦合装

10、置动力耦合装置 5.驱动系统控制驱动系统控制 当前混合动力所面临的主要技术问题：当前混合动力所面临的主要技术问题： 1）要提高能量存储装置的比功率和寿命；）要提高能量存储装置的比功率和寿命； 2）建立更先进更有效的电子监控和检测系统；）建立更先进更有效的电子监控和检测系统； 3）电力电子器件必须减小尺寸和减轻质量。）电力电子器件必须减小尺寸和减轻质量。 二）、混合动力汽车技术与优缺点二）、混合动力汽车技术与优缺点 1. 1.有了电池，可以十分方便地回收制动时、下坡时、怠速时的能量有了电池，可以十分方便地回收制动时、下坡时、怠速时的能量 。 2. 2.在繁华市区，可关停内燃机，由电池单独驱动，实

11、现在繁华市区，可关停内燃机，由电池单独驱动，实现 零零 排放。排放。 4. 4.动力性优于同排量的传统内燃机汽车，尤其是在车辆起步加速时，动力性优于同排量的传统内燃机汽车，尤其是在车辆起步加速时， 电动机可以有效地弥补内燃机低转速扭矩力不足的弱点，而且有效的减电动机可以有效地弥补内燃机低转速扭矩力不足的弱点，而且有效的减 少了汽车内部的机械的噪音。少了汽车内部的机械的噪音。 3. 3.可让电池保持在良好的工作状态，不发生过充、过放，延长其使用可让电池保持在良好的工作状态，不发生过充、过放，延长其使用 寿命，降低成本。寿命，降低成本。 5. 5.空调系统等附件由内燃机直接驱动，有充分的能源供应，

12、保证汽车空调系统等附件由内燃机直接驱动，有充分的能源供应，保证汽车 的乘坐舒适性。的乘坐舒适性。 世界上第一款混合动力汽车世界上第一款混合动力汽车 世界上第一款混合动力汽车诞生于世界上第一款混合动力汽车诞生于18961896年，而世界年，而世界 上最早实现批量生产和目前最为畅销的混合动力汽车上最早实现批量生产和目前最为畅销的混合动力汽车 普锐斯的诞生已经在普锐斯的诞生已经在101101年之后的年之后的19971997年。这款名字叫年。这款名字叫 作阿姆斯壮辉腾（作阿姆斯壮辉腾（Armstrong PhaetonArmstrong Phaeton）的混合动力汽）的混合动力汽 车是由一个名字叫作车

13、是由一个名字叫作Harry E. DeyHarry E. Dey的天才工程师设计开的天才工程师设计开 发，并由当时拥有丰富的制造业经验与能力的美国康涅发，并由当时拥有丰富的制造业经验与能力的美国康涅 狄克州布里奇波特的阿姆斯壮公司装配制造的。狄克州布里奇波特的阿姆斯壮公司装配制造的。 结构组成：结构组成：6.5L6.5L对对 置双缸发动机曲轴输出置双缸发动机曲轴输出 端连接飞轮电机，之后端连接飞轮电机，之后 连接的是电控离合器和连接的是电控离合器和 带有三个前进挡、一个带有三个前进挡、一个 倒挡的半自动变速器，倒挡的半自动变速器， 发动机采用了侧置进气发动机采用了侧置进气 门，底盘采用管材构架

14、门，底盘采用管材构架 ，车轴为实心结构，后，车轴为实心结构，后 轮制动还带有能量回收轮制动还带有能量回收 。 目前有许多混合动力汽车目前有许多混合动力汽车 跟阿姆斯壮的混动实现思跟阿姆斯壮的混动实现思 路有些相仿，就是这种发路有些相仿，就是这种发 动机（离合器）动机（离合器）+ +飞轮电飞轮电 机（离合器）机（离合器）+ +变速器的变速器的 混动结构中的一种。像现混动结构中的一种。像现 在的宝马在的宝马530Le530Le、英菲尼、英菲尼 迪迪QX60 HybridQX60 Hybrid、奥迪、奥迪A3 A3 e-trone-tron、比亚迪秦等基本、比亚迪秦等基本 就是这个混动实现思路。就是这个混动实现思路。 发动机万有特发动机万有特 性曲线图上有性曲线图上有 许多条青色的许多条青色的 双曲线，它们双曲线，它们 经过了不同的经过了不同的 有效燃油消耗有效燃油消耗 率区域，也就率区域，也就 意味着发动机意味着发动机 在不同的工况在不同的工况 （转速、负荷（转速、负荷 ）有着不同的）有着不同的 油耗。油耗。 丰田丰田THSTHS和本田和本田i-i- MMDMMD的混动思路与阿的混动思路与阿 姆斯壮有本质区别姆斯壮有本质区别 。丰田丰田THSTHS通过电控通过电控 系统及系统及E-CVTE-CVT结构使结构使 阿特金森循环发动阿特金森循环发动 机在最中间青色双机在