电动汽车与混合动力汽车ppt课件

1、第十章第十章 电动汽车与混合动力汽车电动汽车与混合动力汽车 电动汽车电动汽车Electricd VehickeElectricd Vehicke是以蓄电池为能源，经过是以蓄电池为能源，经过驱动控制系统驱动电动机，带动汽车的驱动轮转动，推动驱动控制系统驱动电动机，带动汽车的驱动轮转动，推动汽车在公路上快速行驶。它外形上与普通汽车相似，但性汽车在公路上快速行驶。它外形上与普通汽车相似，但性能与普通电瓶车和内燃机汽车不同。能与普通电瓶车和内燃机汽车不同。 电动汽车并不是近代的新发明，早在一百年前就出现电动汽车并不是近代的新发明，早在一百年前就出现了电动汽车，它比世界上第一辆汽油机汽车的诞生还要早了电

2、动汽车，它比世界上第一辆汽油机汽车的诞生还要早几年。但是，由于当时的科技发展跟不上，生产成本高，几年。但是，由于当时的科技发展跟不上，生产成本高，电能紧缺而燃油较经济，电动汽车并没引起人们的重视。电能紧缺而燃油较经济，电动汽车并没引起人们的重视。10.1 10.1 电动汽车电动汽车 近年来，随着人们环保意识增强，对汽车排放近年来，随着人们环保意识增强，对汽车排放的严格限制，清洁汽车、电动汽车再次成为人们的严格限制，清洁汽车、电动汽车再次成为人们关注的热点。美、日和欧洲更是加大电动汽车的关注的热点。美、日和欧洲更是加大电动汽车的开发力度。开发力度。 我国从我国从“八五计划开始把电动汽车八五计划开

3、始把电动汽车和混合动力汽车列为重点发展项目，清华和混合动力汽车列为重点发展项目，清华大学、北京理工大学、天津汽车研究所和大学、北京理工大学、天津汽车研究所和一些汽车制造厂都在进行电动汽车研究。一些汽车制造厂都在进行电动汽车研究。一、电动汽车发展一、电动汽车发展荷兰荷兰 JETCAR JETCAR 群众群众 1L 1L日本日本 Luciole Luciole 标致标致 Peugeot Peugeot 下图为几款电动汽车下图为几款电动汽车二、电动汽车与燃油汽车的比较二、电动汽车与燃油汽车的比较名称名称燃油汽车燃油汽车电动汽车电动汽车能源系能源系汽油或柴油汽油或柴油燃料电池或蓄电池燃料电池或蓄电池动

4、力源动力源发动机发动机电动机电动机速度控制系速度控制系变速器、离合器变速器、离合器调速控制器调速控制器传动系传动系变速器变速器,离合器离合器,传动轴、传动轴、驱动桥驱动桥传动轴、驱动桥传动轴、驱动桥二、电动汽车的类型二、电动汽车的类型电动桥车电动桥车电动客车电动客车电动货车电动货车按用途分按用途分按动力分按动力分直流电机驱动的电动汽车直流电机驱动的电动汽车交流电机驱动的电动汽车交流电机驱动的电动汽车双电机驱动的电动汽车双电机驱动的电动汽车双绕组电机电动汽车双绕组电机电动汽车电动轮电动汽车电动轮电动汽车混合驱动电动汽车混合驱动电动汽车1、直流电机驱动系统、直流电机驱动系统 蓄电池电流通过控制器输

5、蓄电池电流通过控制器输入电机；电机输出的扭矩经离入电机；电机输出的扭矩经离合器、变速器、万向节、传动合器、变速器、万向节、传动轴、主减速器、差速器、半轴轴、主减速器、差速器、半轴驱动车轮前进或后退；电机调驱动车轮前进或后退；电机调速主要依靠可控硅和计算机。速主要依靠可控硅和计算机。 当汽车起步或加速时，电机带动变速箱输入轴齿圈转动，此时由于当汽车起步或加速时，电机带动变速箱输入轴齿圈转动，此时由于车速低，制动器将太阳轮抱死，行星轮与齿圈啮合传动，带动与行星架车速低，制动器将太阳轮抱死，行星轮与齿圈啮合传动，带动与行星架相连的齿轮转动，通过中间的齿轮、差速器驱动车轮；当车速逐渐提高相连的齿轮转动

6、，通过中间的齿轮、差速器驱动车轮；当车速逐渐提高到一定值时，制动器自动松开，二挡离合器接上，行星架与太阳轮连为到一定值时，制动器自动松开，二挡离合器接上，行星架与太阳轮连为一体，齿圈与行星轮和太阳轮连为一体，行星架齿轮与电机转速同步，一体，齿圈与行星轮和太阳轮连为一体，行星架齿轮与电机转速同步，通过中间齿轮直接驱动车轮。通过中间齿轮直接驱动车轮。2 2、交流电机驱动系统、交流电机驱动系统 交流电机驱动汽车主要由：驱动系统、冷却系统、车身控制系统、交流电机驱动汽车主要由：驱动系统、冷却系统、车身控制系统、能量管理系统组成。能量管理系统组成。 动力电池的电流经动力分配单元动力电池的电流经动力分配单

7、元送入系统控制器，系统控制器将直送入系统控制器，系统控制器将直流电逆变成交流电源驱动交流电机，流电逆变成交流电源驱动交流电机，电机输出的扭矩经定速比减速后，电机输出的扭矩经定速比减速后，通过万向传动轴、主减速器、差速通过万向传动轴、主减速器、差速器和半轴驱动车轮，使汽车前进或器和半轴驱动车轮，使汽车前进或倒退。倒退。 当汽车制动减速时，车轮带动电当汽车制动减速时，车轮带动电机转动，通过矢量控制使感应电机机转动，通过矢量控制使感应电机成为交流发电机产生电能，经系统成为交流发电机产生电能，经系统控制器逆变变换后给电池组充电，控制器逆变变换后给电池组充电，这一过程称为再生制动。这一过程称为再生制动。

8、10.2 10.2 混合动力汽车混合动力汽车 混合动力电动汽车混合动力电动汽车(Hybrid Electric Vehicle(Hybrid Electric Vehicle简称简称 HEV) HEV)是指以蓄电池、辅助动力单元与燃油发是指以蓄电池、辅助动力单元与燃油发动机共同作为动力源的汽车。动机共同作为动力源的汽车。 由于电动汽车电池的性能和价格比不能达到预期由于电动汽车电池的性能和价格比不能达到预期的指标标准，推广受到限制，主要问题是：电池能量的指标标准，推广受到限制，主要问题是：电池能量密度低，一次充量续驶里程和动力性低，一些空调、密度低，一次充量续驶里程和动力性低，一些空调、娱乐设备

9、因耗电量大不能使用，充电站建设投资巨大，娱乐设备因耗电量大不能使用，充电站建设投资巨大，电池价格高，寿命短。电池价格高，寿命短。 混合动力电动汽车在节能和降低排放污染方面具混合动力电动汽车在节能和降低排放污染方面具有明显优势，因而受到极大的重视，研制开发和产业有明显优势，因而受到极大的重视，研制开发和产业化的进展相当快。化的进展相当快。下图为几款油电混合动力汽车下图为几款油电混合动力汽车丰田丰田PriusPrius宝腾宝腾 Gen.2 Gen.2吉利金刚吉利金刚雷克萨斯雷克萨斯 一、混合动力汽车的类型一、混合动力汽车的类型混合型地面汽车混合型地面汽车混合型电动汽车混合型电动汽车串联混合型电动汽

10、车串联混合型电动汽车并联混合型电动汽车并联混合型电动汽车二、混合动力汽车的结构形式二、混合动力汽车的结构形式 串联混合型串联混合型电动汽车的驱动电动汽车的驱动系统由原动机、系统由原动机、发电机、电池组、发电机、电池组、载荷均衡装置、载荷均衡装置、电动机、电机控电动机、电机控制器，以及汽车制器，以及汽车的传动系统组成。的传动系统组成。原动与电动机串原动与电动机串联。联。1 1、串联混合型电动汽车、串联混合型电动汽车2 2、并联混合型电动汽车、并联混合型电动汽车 并联混合型并联混合型电动汽车的驱动电动汽车的驱动系统由原动机、系统由原动机、发电机、电池组、发电机、电池组、载荷均衡装置、载荷均衡装置、

11、电动机、电机控电动机、电机控制器，以及汽车制器，以及汽车的传动系统组成。的传动系统组成。原动机与电动机原动机与电动机并联。并联。二、混合动力汽车的所需解决的问题二、混合动力汽车的所需解决的问题 混合动力汽车上的电池处于非周期性充电循环中，要混合动力汽车上的电池处于非周期性充电循环中，要求电池的充放电速率和效率高。因此，混合动力电动汽车求电池的充放电速率和效率高。因此，混合动力电动汽车用电池不仅需要高能量密度，而且还需要高功率密度。用电池不仅需要高能量密度，而且还需要高功率密度。1 1、电池、电池 目前已研究开发的电池有铅酸电池、镍铺电池、镍氢电目前已研究开发的电池有铅酸电池、镍铺电池、镍氢电池

12、、钠一硫电池、锤离子电池等十几种。池、钠一硫电池、锤离子电池等十几种。 混合动力电动汽车用电池的寿命、充放电效率、内阻混合动力电动汽车用电池的寿命、充放电效率、内阻等都耍受电池放电深度、充放电电流的大小及具体的汽车等都耍受电池放电深度、充放电电流的大小及具体的汽车行驶工况等诸多因素的影响，而目前国内还局限于电池恒行驶工况等诸多因素的影响，而目前国内还局限于电池恒流放电特性或仅考虑了放电过程的变流放电特性研究，这流放电特性或仅考虑了放电过程的变流放电特性研究，这些对建立一个符合混合动力电动汽车电池实际使用状况的些对建立一个符合混合动力电动汽车电池实际使用状况的能量管理模型是远远不够的。能量管理模

13、型是远远不够的。 研究考虑诸多影响因素的电池充放电动态特性，以便研究考虑诸多影响因素的电池充放电动态特性，以便建立一个符合电池实际使用环境的电池能量管理系统，并建立一个符合电池实际使用环境的电池能量管理系统，并为载荷均衡控制装置提供可靠的控制参数，是目前混合动为载荷均衡控制装置提供可靠的控制参数，是目前混合动力电动汽车研究开发中必须解决的问题。力电动汽车研究开发中必须解决的问题。2 2、电池管理系统、电池管理系统3 3、电机及控制系统、电机及控制系统 混合动力电动汽车上使用的电动机有直流电机、混合动力电动汽车上使用的电动机有直流电机、永磁无刷电机、感应电机、开关磁阻电机等。研究开永磁无刷电机、

14、感应电机、开关磁阻电机等。研究开发体积小、重量轻、工作可靠、动态响应好的电机，发体积小、重量轻、工作可靠、动态响应好的电机，对混合动力电动汽车进一步提高动力性和经济性极为对混合动力电动汽车进一步提高动力性和经济性极为重要。重要。 目前国内外比较重视永磁无刷电机和开关磁阻电目前国内外比较重视永磁无刷电机和开关磁阻电机及其控制系统的研究与开发工作，相信不久会出现机及其控制系统的研究与开发工作，相信不久会出现能满足混合动力电动汽车最佳匹酉能满足混合动力电动汽车最佳匹酉E E要求的电动机系统。要求的电动机系统。 根据混合动力电动汽车发动机的实际工作根据混合动力电动汽车发动机的实际工作状况对辅助动力单元进行优化设计。比如串联状况对辅助动力单元进行优化设计。比如串联混合方式的发动机，其冷却系统、润滑系统等混合方式的发动机，其冷却系统、润滑系