第3章1混合动力汽车

1、电动汽车电驱动技术电动汽车电驱动技术 第第3章章 混合动力电动汽车混合动力电动汽车3.1 概述概述3.2 混合动力电驱动系统工作模式混合动力电驱动系统工作模式3.3 混合动力电动汽车构造混合动力电动汽车构造3.4 串联式混合动力电动汽车串联式混合动力电动汽车3.5 并联式混合动力电动汽车并联式混合动力电动汽车电动汽车电驱动技术电动汽车电驱动技术 3.1 概述概述 优点：优点： 石油燃料高能量密度，续驶里程长。 缺点：缺点： 燃油经济性、环境污染。传统内燃机车辆：传统内燃机车辆：电动汽车电驱动技术电动汽车电驱动技术 Engine power output in Urban Driving1. 发

2、动机燃油效率特性与实际运行要求不匹配。发动机燃油效率特性与实际运行要求不匹配。3.1 概述概述电动汽车电驱动技术电动汽车电驱动技术 3.1 概述概述2. 传统汽车制动时，动能或势能的消耗。传统汽车制动时，动能或势能的消耗。电动汽车电驱动技术电动汽车电驱动技术 3. 传统汽车中，液力变矩器的低效率。传统汽车中，液力变矩器的低效率。Performance of a torque converter3.1 概述概述电动汽车电驱动技术电动汽车电驱动技术 3.2 混合动力电驱动系统工作模式混合动力电驱动系统工作模式 混合动力车混合动力车：配置有两个或更多个动力系的车辆。 混合动力电动汽车混合动力电动汽车

3、：配置有电气动力传动的混合动力车。混合动力驱动系统通常由两个动力系组成。电动汽车电驱动技术电动汽车电驱动技术 3.2 混合动力电驱动系统工作模式混合动力电驱动系统工作模式Operation mode of a hybrid drive train电动汽车电驱动技术电动汽车电驱动技术 3.2 混合动力电驱动系统工作模式混合动力电驱动系统工作模式 单发动机驱动模式单发动机驱动模式：蓄电池组近乎完全放电而发动机没有剩余功率给蓄电池组充电的情况；或者蓄电池组已经完全充电而发动机需供应足够的动力满足车辆动力需求。 单电驱动模式单电驱动模式：发动机不能有效运行的场合，如车辆极低速状态或严禁尾气排放区域。

4、混合驱动模式混合驱动模式：需要大量动力供给的情况，如急剧加速或爬陡坡等工况。 再生制动模式再生制动模式：电动机工作在发电机状态，回收车辆动能或势能，储存于蓄电池中。 发动机向蓄电池组充电模式发动机向蓄电池组充电模式：车辆处于停止、惯性滑行等工况，没有动力应用于载荷或来自载荷。电动汽车电驱动技术电动汽车电驱动技术 3.2 混合动力电驱动系统工作模式混合动力电驱动系统工作模式 再生制动和内燃机向蓄电池组充电模式再生制动和内燃机向蓄电池组充电模式。 发动机驱动车辆并同时向蓄电池组充电模式发动机驱动车辆并同时向蓄电池组充电模式。 发动机向蓄电池组充电，同时蓄电池组向载荷供应功率模发动机向蓄电池组充电，

5、同时蓄电池组向载荷供应功率模式式。 借助于车辆的质量，来自于发动机的动力进入蓄电池组的借助于车辆的质量，来自于发动机的动力进入蓄电池组的模式模式：该模式主要应用于两动力系统分别安装在车辆的前后两轴上。电动汽车电驱动技术电动汽车电驱动技术 3.2 混合动力电驱动系统工作模式混合动力电驱动系统工作模式 载荷功率包括稳定功率和动态功率。 动态功率只是功率调节作用。载荷功率分解载荷功率分解电动汽车电驱动技术电动汽车电驱动技术 3.3 混合动力电驱动系统的构造混合动力电驱动系统的构造串联式（电耦合）串联式（电耦合）电动汽车电驱动技术电动汽车电驱动技术 3.3 混合动力电驱动系统的构造混合动力电驱动系统的

6、构造并联式（机械耦合）并联式（机械耦合）电动汽车电驱动技术电动汽车电驱动技术 3.3 混合动力电驱动系统的构造混合动力电驱动系统的构造混联式（机械和电气耦合）混联式（机械和电气耦合）电动汽车电驱动技术电动汽车电驱动技术 3.3 混合动力电驱动系统的构造混合动力电驱动系统的构造复合式（机械和电气耦合）复合式（机械和电气耦合）电动汽车电驱动技术电动汽车电驱动技术 3.4 串联式混合动力电动汽车串联式混合动力电动汽车1、结构组成、结构组成几种工作模式？几种工作模式？电动汽车电驱动技术电动汽车电驱动技术 3.4 串联式混合动力电动汽车串联式混合动力电动汽车2、工作模式、工作模式 单电牵引模式。单电牵引

7、模式。 单发动机牵引模式。单发动机牵引模式。 混合牵引模式。混合牵引模式。 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。 再生制动模式。再生制动模式。 蓄电池组充电模式。蓄电池组充电模式。 混合式蓄电池充电模式。混合式蓄电池充电模式。电动汽车电驱动技术电动汽车电驱动技术 3.4 串联式混合动力电动汽车串联式混合动力电动汽车3、性能特点、性能特点 发动机工作区域可控。发动机工作区域可控。 可以利用高速发动机。可以利用高速发动机。 电动机完美的工作特性，可简化结构、提高车辆性能。电动机完美的工作特性，可简化结构、提高车辆性能。 结构的简化使控制策略得以简化。结构的简化使控制策略得以

8、简化。 能量的转化频繁、影响效率。能量的转化频繁、影响效率。 发电机增加了车辆质量和成本。发电机增加了车辆质量和成本。 牵引电机为唯一驱动源，牵引特性需设计完善。牵引电机为唯一驱动源，牵引特性需设计完善。电动汽车电驱动技术电动汽车电驱动技术 3.5 并联式混合动力电动汽车并联式混合动力电动汽车1、结构组成、结构组成电动汽车电驱动技术电动汽车电驱动技术 3.5 并联式混合动力电动汽车并联式混合动力电动汽车2、性能特点、性能特点 具备串联式混合动力电动汽车的各种工作模式。具备串联式混合动力电动汽车的各种工作模式。 不存在能量的相互转换，效率较高。不存在能量的相互转换，效率较高。 不需要额外的发电机

9、，结构简单。不需要额外的发电机，结构简单。 牵引电机特性要求不苛刻，降低车辆质量。牵引电机特性要求不苛刻，降低车辆质量。 发动机工作区不固定。发动机工作区不固定。 结构及控制策略较复杂。结构及控制策略较复杂。电动汽车电驱动技术电动汽车电驱动技术 3.5 并联式混合动力电动汽车并联式混合动力电动汽车3、转矩耦合的并联式混合动力电动汽车、转矩耦合的并联式混合动力电动汽车功率平衡：功率平衡：耦合特性：耦合特性：约束：约束：电动汽车电驱动技术电动汽车电驱动技术 3.5 并联式混合动力电动汽车并联式混合动力电动汽车常用的机械转矩耦合装置常用的机械转矩耦合装置 1电动汽车电驱动技术电动汽车电驱动技术 3.

10、5 并联式混合动力电动汽车并联式混合动力电动汽车常用的机械转矩耦合装置常用的机械转矩耦合装置 2K1=? K2=?电动汽车电驱动技术电动汽车电驱动技术 3.5 并联式混合动力电动汽车并联式混合动力电动汽车常用的机械转矩耦合装置常用的机械转矩耦合装置 3电动汽车电驱动技术电动汽车电驱动技术 3.5 并联式混合动力电动汽车并联式混合动力电动汽车常用的机械转矩耦合装置常用的机械转矩耦合装置 4电动汽车电驱动技术电动汽车电驱动技术 3.5 并联式混合动力电动汽车并联式混合动力电动汽车常用的机械转矩耦合装置常用的机械转矩耦合装置 5电动汽车电驱动技术电动汽车电驱动技术 3.5 并联式混合动力电动汽车并联

11、式混合动力电动汽车4、转矩耦合的并联式混合动力驱动系结构、转矩耦合的并联式混合动力驱动系结构 结构设计：两轴式、单轴式。结构设计：两轴式、单轴式。 机械传动装置布置成不同形式。机械传动装置布置成不同形式。 各传动装置参数设计可变性（传动比、挡位数）。各传动装置参数设计可变性（传动比、挡位数）。 优化设计取决于牵引需求、动力源转矩优化设计取决于牵引需求、动力源转矩-转速特性等。转速特性等。 牵引电机特性要求不苛刻，降低车辆质量。牵引电机特性要求不苛刻，降低车辆质量。电动汽车电驱动技术电动汽车电驱动技术 3.5 并联式混合动力电动汽车并联式混合动力电动汽车4、转矩耦合的并联式混合动力驱动系结构、转

12、矩耦合的并联式混合动力驱动系结构1电动汽车电驱动技术电动汽车电驱动技术 3.5 并联式混合动力电动汽车并联式混合动力电动汽车挡位设置形式挡位设置形式 1 性能和效率性能和效率 发动机设计发动机设计 电动机设计电动机设计 驱动系统驱动系统 控制系统控制系统电动汽车电驱动技术电动汽车电驱动技术 3.5 并联式混合动力电动汽车并联式混合动力电动汽车挡位设置形式挡位设置形式 2 单挡传动装置单挡传动装置2可以发挥电动机可以发挥电动机低速转矩特性。低速转矩特性。 多挡传动装置多挡传动装置1可以改善发动机可以改善发动机工作特性。工作特性。电动汽车电驱动技术电动汽车电驱动技术 3.5 并联式混合动力电动汽车

13、并联式混合动力电动汽车挡位设置形式挡位设置形式 3没有利用两种没有利用两种动力源装置的动力源装置的优点，是一种优点，是一种失败的设计。失败的设计。电动汽车电驱动技术电动汽车电驱动技术 3.5 并联式混合动力电动汽车并联式混合动力电动汽车挡位设置形式挡位设置形式 4 结构简单结构简单 控制容易控制容易 参数优化设计参数优化设计 牵引力输出牵引力输出电动汽车电驱动技术电动汽车电驱动技术 3.5 并联式混合动力电动汽车并联式混合动力电动汽车5、转矩耦合的并联式混合动力驱动系结构、转矩耦合的并联式混合动力驱动系结构2电动汽车电驱动技术电动汽车电驱动技术 3.5 并联式混合动力电动汽车并联式混合动力电动

14、汽车6、转矩耦合的并联式混合动力驱动系结构、转矩耦合的并联式混合动力驱动系结构3轻度混合动轻度混合动力电驱动系力电驱动系统，应用小统，应用小型电动机：型电动机：起动机起动机/发电发电机机/动力辅助动力辅助机机/再生制动再生制动电动汽车电驱动技术电动汽车电驱动技术 3.5 并联式混合动力电动汽车并联式混合动力电动汽车7、转矩耦合的并联式混合动力驱动系结构、转矩耦合的并联式混合动力驱动系结构4传动装置仅传动装置仅用于改变发用于改变发动机运行工动机运行工作点，以改作点，以改进车辆性能进车辆性能和运行效率和运行效率电动汽车电驱动技术电动汽车电驱动技术 3.5 并联式混合动力电动汽车并联式混合动力电动汽车8、转矩耦合的并联式混合动力驱动系结构、转矩耦合的并联式混合动力驱动系结构5电动汽车电驱动技术电动汽车电驱动技术 作业题：作业题：1 1、画出串联混