《新能源汽车技术》-05-混合动力电动汽车

新能源汽车技术1、掌握混合动力电动汽车的定义和分类2、掌握混合动力电动汽车的各个组成部分3、掌握混合动力电动汽车串联式、并联式和混联式三种结构的工作模式和结构特点4、了解混合动力电动汽车已有车型及其性能5、熟悉混合动力汽车的维修注意事项第五章混合动力电动汽车本章目标1第五章混合动力电动汽车混合动力电动汽车的关键技术混合动力电动汽车概述混合动力电动汽车的结构与原理混合动力电动汽车实例及性能分析1234混合动力电动汽车的维修521.1混合动力电动汽车的定义

混合动力电动汽车是燃油汽车向纯电动汽车发展过程中的过渡车型，在组成上保留了传统汽车的大部分结构，同时增添了电动机、储能元件、电力电子元件等，因而在组成上更加复杂，结构也更加灵活。混合动力电动汽车是指可以从两种或两种以上的能量存储器、能量源或能量转换器中获取驱动能量的汽车。几种动力源在汽车不同的行驶状态（如起步、低中速、匀速、加速、高速、减速或者刹车等）下分别工作，或者一起工作。第一节混合动力电动汽车概述31.2混合动力电动汽车的分类1）按照动力系统结构形式分类串联式混合动力电动汽车并联式混合动力电动汽车混合式混合动力电动汽车41.2混合动力电动汽车的分类2）按照混合度分类轻度混合（弱混合）型混合动力电动汽车中度混合型混合动力电动汽车重度混合（强混合）型混合动力电动汽车51.3混合动力电动汽车的特点1）与纯电动汽车比较减少了电池包的数量，即减少了整车的重量和成本。延续传统内燃机汽车成熟的驱动与控制技术，适合量产并降低制造成本。汽车的续驶里程和动力性可达到内燃机的水平。借助电动机的动力，可带动空调、真空助力、转向助力及其他辅助电器，不用消耗蓄电池组有限的电能，从而保证了驾车和乘坐的舒适性。Good！61.3混合动力电动汽车的特点2）与燃油发动机汽车相比可使发动机在最佳效率区域运行，避免或减少了发动机变工况下的不良运行。可实现纯电驱动。可实现制动能量回馈，进一步降低汽车的能量消耗和排放污染。可满足日益严格的环保法规要求。71.4混合动力电动汽车的组成混合动力汽车发动机电动机发电机储能装置81.4混合动力电动汽车的组成9第五章混合动力电动汽车混合动力电动汽车的关键技术混合动力电动汽车概述混合动力电动汽车的结构与原理混合动力电动汽车实例及性能分析1234混合动力电动汽车的维修5102.1串联式混合动力电动汽车1）系统结构串联式混合动力汽车蓄电池组发动机电动机发电机系统结构图第二节混合动力电动汽车的结构与原理112.1串联式混合动力电动汽车1）系统结构动力流程图在串联式混合动力电动汽车上，由发动机带动发电机所产生的电能和蓄电池输出的电能，共同输出到电动机来驱动汽车行驶，电力驱动是唯一的驱动模式。122.1串联式混合动力电动汽车2）工作模式正常行驶发动机始终在热效率高而排放低的最佳单一工况下运转，并带动发电机发电。低负荷行驶可以采用发动机单独驱动或电力单独驱动。高负荷行驶电能来自两部分，即发动机驱动发电机产生的电能和电能储存装置释放出的电能。132.1串联式混合动力电动汽车3）特点排放污染小驱动形式多样布置方便advantages对驱动电动机、发电单元和电池的要求高能量转换效率降低对动力电池工作和性能要求更高disadvantages142.2并联式混合动力电动汽车1）系统结构并联式混合动力汽车蓄电池发动机电动机/发电机系统结构图152.2并联式混合动力电动汽车1）系统结构动力流程图162.2并联式混合动力电动汽车2）工作模式发动机单独驱动模式在中等负荷行驶时，可以保证发动机工作在高效率区域和较少的排气污染物。电力单独驱动汽车在市区行驶时，避免发动机的排气污染。发动机和发电机混合驱动在大负荷、高速、加速超车等需要大功率的状态下172.2并联式混合动力电动汽车3）特点优点😊两条驱动路径并联增加驱动功率。动力元件比串联式混合动力驱动系统更小。储能元件容量要求减小。电动机/发电机根据工况灵活工作。缺点☹发动机工作状态受路面行驶工况影响。结构和布置复杂。182.3混联式混合动力电动汽车1）系统结构系统结构图发动机发电机电动机行星齿轮蓄电池组192.3混联式混合动力电动汽车1）系统结构动力流程图202.3混联式混合动力电动汽车2）工作模式在汽车正常行驶时，发动机的功率全部用于直接驱动汽车行驶。在全负荷、加速行驶时，发动机与蓄电池共同提供动力驱动汽车行驶。在停车或滑行时，发动机的功率全部驱动发电机向电池充电。212.3混联式混合动力电动汽车3）特点优点😊比串联式混合动力电动汽车的动力系统更小，成本更低。多种工作模式获得更好的性能。发动机参与驱动，减少能量转换损失。纯电行驶降低排放。缺点☹发动机参与驱动在特殊工况下排放劣于串联式混合动力电动汽车。结构复杂布置困难。整车多能源控制系统要求更高、更复杂。22第五章混合动力电动汽车混合动力电动汽车的关键技术混合动力电动汽车概述混合动力电动汽车的结构与原理混合动力电动汽车实例及性能分析1234混合动力电动汽车的维修523混合动力电动汽车的关键技术驱动电动机及其控制技术动力电池及其管理系统整车能量管理控制系统动力传动系统参数四配再生制动能量回收系统先进车辆控制技术第三节混合动力电动汽车的关键技术243.1驱动电动机及其控制技术电动机是电动汽车的心脏，对于混合动力电动汽车来说，电动机的重要性与发动机是等同的。混合动力电动汽车对驱动电动机的要求是能量密度高、体积小、质量轻、效率高。驱动电动机控制技术电动机控制算法大功率电子器件转换器微处理器I’mimportant!253.2动力电池及其管理系统动力电池驱动电动机的性能燃油经济性和排放性能混合动力电动汽车使用的电池工作负荷大，对功率密度要求较高，但体积和容量小，而且电池的SOC工作区间较窄，对循环寿命要求高。如何全面、准确地对动力电池进行管理，是决定动力电池能否发挥最佳效能的重要因素。263.3整车能量管理控制系统

整车能量控制系统如同混合动力电动汽车的大脑，指挥各个子系统协调工作，以达到效率、排放和动力性的最佳状态，同时兼顾行驶车辆的平顺性。整车能量控制系统根据驾驶员的操作，如加速踏板、制动踏板、变速杆的操作等，判断驾驶员的意图，在满足驾驶员需求的前提下，分配电动机、发动机、电池等动力部件的功率输出，实现能量利用率的最优管理，使有限的燃油发挥最大的功效。能量管理策略的目标，就是使燃油能量转换效率尽可能高。整车能量控制系统主要功能整车功率控制工作模式切换的控制控制混合动力系统考虑其他车载电气附件和机械附件的能量消耗273.4动力传动系统参数匹配

混合动力电动汽车动力传动系统的参数匹配是混合动力电动汽车设计的一个重要内容，其直接影响混合动力电动汽车的排放和燃油经济性能。发动机功率电动机功率动力电池容量确定车辆的混合度，组成性能最优的混合驱动系统283.5能量再生制动回收系统

能量再生制动回收是混合动力电动汽车提高燃油性的又一重要途径。由于制动关系到行车安全性，如何在最大限度回收制动时的车辆动能与保证安全的制动距离和车辆行驶稳定性之间取得平衡，是再生制动回收系统需要解决的难题之一，再生制动回收系统与车辆防抱死制动系统的结合可以完美地解决这一难题。293.6先进车辆控制技术混合动力电动汽车的再生制动系统与传统汽车的ABS系统的结合，在国外已经得到了较好的解决，而国内尚无真正的解决方案。随着混合动力电动汽车研究的深入，传统汽车的驱动控制系统、车辆稳定性控制系统等如何与混合动力电动汽车的能量管理及动力控制系统相结合，将越来越显示出其重要性与必要性。传统汽车的控制技术与现代电动汽车控制技术的融汇集成，将使未来的混合动力电动汽车更加节能、舒适和安全。30第五章混合动力电动汽车混合动力电动汽车的关键技术混合动力电动汽车概述混合动力电动汽车的结构与原理混合动力电动汽车实例及性能分析1234混合动力电动汽车的维修5314.1别克君越eAssist采用弱混合动力技术，还配备了智能降阻进气格栅、低滚阻绿色轮胎，底盘也特别进行了空气动力学优化，共同助力燃油经济性的提升。第四节混合动力电动汽车实例及性能分析324.1别克君越eAssist当车辆在前进挡制动时，发动机将自动关闭；刹车或减速时，系统还能够回收能量为锂电池充电。电动机不能独立驱动车辆，只是在起步以及加速时，对汽油机进行辅助；滑行及刹车时，回收能量为电池充电。混合动力系统构成334.2比亚迪•秦1.5T涡轮增压缸内直喷引擎13kW·h铁电池最大功率可达217kW，最大扭矩440N·m最大功率113kW/5200r/min，最大扭矩240N·m/

1750～3500r/min最大功率为110kW34秦在普通状态下，绝大多数动力来源于靠电池为电动机提供前进动力。在急加速状态下，1.5T引擎会与电动机同时工作，双引擎提供强大的动力输出。减速时，动能会转化为电储存在动力电池组中。1.5T涡轮增压缸内直喷引擎4.2比亚迪•秦354.3丰田普锐斯Prius新普锐斯搭载1.8L阿特金森循环四缸汽油发动机，并匹配一台经过改进的电动机，总动力输出达到89kW，综合最大功率110kW，新车动力系统的热效率提升到40%以上。364.3丰田普锐斯Prius新普锐斯采用多轴电机和平行轴减速齿轮（从行星齿轮变化而来，损失更低），较过去更小型，损失降低大约20%。新开发的高转速电机采用新的绕组方式，体积更小，功率密度更大。动力控制总成采用低损失元件，损失降低大约20%。通过小型化实现传动桥垂直搭载，可将过去设置在后备箱的辅机电池移至发动机室。驱动电池方面，普锐斯同时新开发了小型化高性能锂离子电池和镍-氢电池，镍-氢电池体积更小，容量更大，纯电续驶里程提高到56km。37第五章混合动力电动汽车混合动力电动汽车的关键技术混合动力电动汽车概述混合动力电动汽车的结构与原理混合动力电动汽车实例及性能分析1234混合动力电动汽车的维修5385.1对高压系统进行操作时断开电源确保电源开关关闭。从辅助蓄电池上断开负极端子电缆。一定要戴绝缘手套。拆下检修塞放置车辆5min。第五节混合动力电动汽车的维修395