第八章 混合动力电动汽车
- 格式：ppt
- 大小：12.08 MB
- 文档页数：53
下载文档原格式
合集下载
混合动力电动汽车
第八章 混合动力电动汽车
主要内容
• 1.混合动力电动汽车概述 • 2.混合动力电动汽车分类 • 3.混合动力电动汽车的能量管理技术 • 4.混合动力电动汽车实例
一、概述
什么是混合动力汽车？
由于实用的混合动力汽车是由内燃机和电动机两种动力混 合作为输出，因此称为油电混合汽车，本书的“混合动力 汽车”特指油电混合动力汽车。从能量源来看，“油”可 以代表汽油、柴油，甚至是天然气，“电”是以蓄电池、 电容、储能飞轮三种形式储能，但三者储存的能量都是由 内燃机带动的发电机发出的，即此时“电也是油”。
混合动力电动汽车的能量转换装置包括发电装置（发动机/ 发电机）、动力电池、功率变换装置、动力传递装置、充 放电装置等。
能量传统路线通常有四类：由发电装置到车轮；由动力电 池到车轮；由发电装置到能量储存装置，再到车轮；由车 轮到能量储存装置（能量回收）。
四、混合动力电动车实例
最具代表的车型是丰田公司生产的普锐斯。
参考国际能源组织(IEA)的有关文献，其对混合动力车辆作 出定义，认为能量与功率传送路线具有如下特点的车辆称 为混合动力车辆：
一、概述
什么是混合动力汽车？
(1)传送到车轮推进车辆运动的能量，至少来自两种不同的能 量转换装置(例如内燃机、燃气涡轮、斯特林发动机、电动机、 液压马达、燃料电池)。 (2)这些转换装置至少要从两种不同的能量储存装置(例如燃 油箱、蓄电池、飞轮、超级电容、高压储氢罐等)吸取能量。 (3)从储能装置流向车轮的这些通道，至少有一条是可逆的 (既可放出能量，也可吸收能量)，并至少还有一条是不可逆 的。 (4)可逆的储能装置供应的是电能。
(1) 串联式混合动力电动汽车
指车辆的驱动力只来源于电动机。特点是发动机带动发电 机发电，其电能通过传输线路及控制器直接输送到电动机，
主要内容
• 1.混合动力电动汽车概述 • 2.混合动力电动汽车分类 • 3.混合动力电动汽车的能量管理技术 • 4.混合动力电动汽车实例
一、概述
什么是混合动力汽车？
由于实用的混合动力汽车是由内燃机和电动机两种动力混 合作为输出，因此称为油电混合汽车，本书的“混合动力 汽车”特指油电混合动力汽车。从能量源来看，“油”可 以代表汽油、柴油，甚至是天然气，“电”是以蓄电池、 电容、储能飞轮三种形式储能，但三者储存的能量都是由 内燃机带动的发电机发出的，即此时“电也是油”。
混合动力电动汽车的能量转换装置包括发电装置（发动机/ 发电机）、动力电池、功率变换装置、动力传递装置、充 放电装置等。
能量传统路线通常有四类：由发电装置到车轮；由动力电 池到车轮；由发电装置到能量储存装置，再到车轮；由车 轮到能量储存装置（能量回收）。
四、混合动力电动车实例
最具代表的车型是丰田公司生产的普锐斯。
参考国际能源组织(IEA)的有关文献，其对混合动力车辆作 出定义，认为能量与功率传送路线具有如下特点的车辆称 为混合动力车辆：
一、概述
什么是混合动力汽车？
(1)传送到车轮推进车辆运动的能量，至少来自两种不同的能 量转换装置(例如内燃机、燃气涡轮、斯特林发动机、电动机、 液压马达、燃料电池)。 (2)这些转换装置至少要从两种不同的能量储存装置(例如燃 油箱、蓄电池、飞轮、超级电容、高压储氢罐等)吸取能量。 (3)从储能装置流向车轮的这些通道，至少有一条是可逆的 (既可放出能量，也可吸收能量)，并至少还有一条是不可逆 的。 (4)可逆的储能装置供应的是电能。
(1) 串联式混合动力电动汽车
指车辆的驱动力只来源于电动机。特点是发动机带动发电 机发电，其电能通过传输线路及控制器直接输送到电动机，
新能源汽车概论课件 3.2认知混合动力汽车
➢ 3）混联式混合动力 又可称为动力分流式。一般需要2台电
机（一台发电机和一台电动机），同时需 要一套用于动力分流的行星齿轮装置。发 动机输出的功率一部分通过机械传动输送 给驱动桥，另一部分则驱动发电机发电， 发电机输出的电能输送给电动机或电池， 电动机产生的驱动转矩通过动力合成装置 传送给驱动桥，
插电式混合动力汽车（Plug-in hybrid electric vehicle，简称PHEV），就是介于纯电动汽车与燃油汽车 两者之间的一种新能源汽车，既有传统汽车的发动机、变 速器、传动系统、油路、油箱。也有纯电动汽车的电池、 电动机、控制电路，而且电池容量比较大，有充电接口； 它综合了纯电动汽车(EV)和混合动力汽车(HEV)的优点， 既可实现纯电动、零排放行驶，也能通过混动模式增加车 辆的续驶里程。
3
任务3.2 认知混合动力汽车 一、混合动力汽车的定义、分类与构型
2、分类
根据2010年颁布的QC/T 837—2010《混合动力电动汽车类型》，混合动力电动汽车有多种分 类方式： （1）按照电机驱动功率占整车功率的比例（亦可称为混合度），一般可将混合动力汽车分成以 下四种类型：
➢ 1）微度混合动力，混合度在 5%以内 ➢ 2）轻度混合动力，一般混合度在 20%以下 ➢ 3）中度混合动力，混合度可达 30%~40% ➢ 4）重度混合动力，混合度达 40%以上
➢ 2）非外接充电型混合动力电动汽车。非外接充电型混 合动力电动汽车是一种被设计成在正常使用情况下从 车载燃料中获取全部能量的混合动力电动汽车。油电 混合动力电动汽车属于此类型。
5
任务3.2 认知混合动力汽车 一、混合动力汽车的定义、分类与构型
2、分类
（3）按动力系统结构形式划分，混合动力电动汽车分为串联式混合动力电动汽车、并联式混合 动力电动汽车及混联式混合动力汽车三种： ➢ 1）串联式混合动力汽车
机（一台发电机和一台电动机），同时需 要一套用于动力分流的行星齿轮装置。发 动机输出的功率一部分通过机械传动输送 给驱动桥，另一部分则驱动发电机发电， 发电机输出的电能输送给电动机或电池， 电动机产生的驱动转矩通过动力合成装置 传送给驱动桥，
插电式混合动力汽车（Plug-in hybrid electric vehicle，简称PHEV），就是介于纯电动汽车与燃油汽车 两者之间的一种新能源汽车，既有传统汽车的发动机、变 速器、传动系统、油路、油箱。也有纯电动汽车的电池、 电动机、控制电路，而且电池容量比较大，有充电接口； 它综合了纯电动汽车(EV)和混合动力汽车(HEV)的优点， 既可实现纯电动、零排放行驶，也能通过混动模式增加车 辆的续驶里程。
3
任务3.2 认知混合动力汽车 一、混合动力汽车的定义、分类与构型
2、分类
根据2010年颁布的QC/T 837—2010《混合动力电动汽车类型》，混合动力电动汽车有多种分 类方式： （1）按照电机驱动功率占整车功率的比例（亦可称为混合度），一般可将混合动力汽车分成以 下四种类型：
➢ 1）微度混合动力，混合度在 5%以内 ➢ 2）轻度混合动力，一般混合度在 20%以下 ➢ 3）中度混合动力，混合度可达 30%~40% ➢ 4）重度混合动力，混合度达 40%以上
➢ 2）非外接充电型混合动力电动汽车。非外接充电型混 合动力电动汽车是一种被设计成在正常使用情况下从 车载燃料中获取全部能量的混合动力电动汽车。油电 混合动力电动汽车属于此类型。
5
任务3.2 认知混合动力汽车 一、混合动力汽车的定义、分类与构型
2、分类
（3）按动力系统结构形式划分，混合动力电动汽车分为串联式混合动力电动汽车、并联式混合 动力电动汽车及混联式混合动力汽车三种： ➢ 1）串联式混合动力汽车
混合动力电动汽车名词解释
混合动力电动汽车名词解释
混合动力电动汽车是指同时搭载内燃机和电动机的汽车，通过内燃机和电动机的协同工作来提供动力。
内燃机可以使用汽油、柴油或其他可燃燃料，而电动机则通过电池储存的电能来驱动。
混合动力电动汽车可以根据驾驶需求和路况自动切换使用内燃机或电动机，以实现最佳的燃油效率和动力输出。
混合动力电动汽车的工作原理是在行驶过程中，电动机主要负责低速和起步时的动力输出，提供高扭矩和较高的能效；而在高速行驶和急加速时，内燃机会启动，并为电动机充电或直接驱动车轮。
同时，混合动力电动汽车还采用了再生制动技术，即通过电动机将制动时产生的动能转化为电能进行储存，以进一步提高能源利用效率。
混合动力电动汽车的优点包括节能环保、降低排放、减少油耗以及具备长续航里程等。
由于内燃机和电动机的结合，混合动力电动汽车不仅可以减少对化石燃料的依赖，还能有效降低尾气排放和空气污染物的生成，对改善空气质量和保护环境具有积极作用。
此外，混合动力电动汽车还可以通过电动驱动在纯电模式下行驶，实现零排放和无噪音的环保出行。
然而，混合动力电动汽车也存在一些挑战和限制。
首先，该技术相对于传统汽车来说仍处于发展阶段，车辆成本较高。
其次，电池容量和充电时间仍然限制了混合动力电动汽车的续航里程和使用便利性。
此外，充电设施的不足也制约了混合动力电动汽车的推广应用。
尽管存在一些挑战，混合动力电动汽车作为一种过渡技术，在提高能源利用效率、减少污染和降低能源消耗等方面具有重要意义。
随着技术的不断发展和成本的降低，混合动力电动汽车有望在未来成为主流的出行方式，推动汽车产业的可持续发展。
混合动力汽车的分类与工作原理课件
2 并联式混合动力汽车
混合动力汽车的分类与工作原理
2 并联式混合动力汽车
混合动力汽车的分类与工作原理
2 并联式混合动力汽车
混合动力汽车的分类与工作原理
2 并联式混合动力汽车
混合动力汽车的分类与工作原理
2 并联式混合动力汽车
混合动力汽车的分类与工作原理
2 并联式混合动力汽车
混合动力汽车的分类与工作原理
混合动力汽车的分类与工作原理
4 完全混合动力汽车
完全混合动力汽车采用了272 ~ 650 V的高压起动电机， 混合程度更高。与中混合动力系统相比，完全混合动力系统 的混合度可以达到甚至超过50%。技术的发展将使得完全混 合动力系统逐渐成为混合动力技术的主要发展方向。
混合动力汽车的分类与工作原理
4 完全混合动力汽车
混合动力汽车的分类与工作原理
5 外插电式混合动力汽车
外插电式混合动力汽车[off-vehicle/externally chargeable hybrid electric vehicle(plug-in hybrid electric vehicle)]可以在正常使用情况下从非车载装置中 获取能量。
2 并联式混合动力汽车
混合动力汽车的分类与工作原理
2 并联式混合动力汽车
混合动力汽车的分类与工作原理
2 并联式混合动力汽车
混合动力汽车的分类与工作原理
3.混联式混合动力汽车
混 联 式 混 合 动 力 汽 车 在 结 构 上 综 合 了 串 联 式 混 合 动 力 汽车 和并联式混合动力汽车的特点，它主要偏向于并联结构，但又 包含一些串联结构的特点。与串联式混合动力汽车相比，混联 式混合动力汽车增加了机械动力传输路线；与并联式混合动力 汽车相比，混联式混合动力汽车增加了电能的传输路线。混联 式混合动力系统的示意图和能量流分别如图4-21和图4-22所示。
混合动力汽车的分类与工作原理
2 并联式混合动力汽车
混合动力汽车的分类与工作原理
2 并联式混合动力汽车
混合动力汽车的分类与工作原理
2 并联式混合动力汽车
混合动力汽车的分类与工作原理
2 并联式混合动力汽车
混合动力汽车的分类与工作原理
2 并联式混合动力汽车
混合动力汽车的分类与工作原理
混合动力汽车的分类与工作原理
4 完全混合动力汽车
完全混合动力汽车采用了272 ~ 650 V的高压起动电机， 混合程度更高。与中混合动力系统相比，完全混合动力系统 的混合度可以达到甚至超过50%。技术的发展将使得完全混 合动力系统逐渐成为混合动力技术的主要发展方向。
混合动力汽车的分类与工作原理
4 完全混合动力汽车
混合动力汽车的分类与工作原理
5 外插电式混合动力汽车
外插电式混合动力汽车[off-vehicle/externally chargeable hybrid electric vehicle(plug-in hybrid electric vehicle)]可以在正常使用情况下从非车载装置中 获取能量。
2 并联式混合动力汽车
混合动力汽车的分类与工作原理
2 并联式混合动力汽车
混合动力汽车的分类与工作原理
2 并联式混合动力汽车
混合动力汽车的分类与工作原理
3.混联式混合动力汽车
混 联 式 混 合 动 力 汽 车 在 结 构 上 综 合 了 串 联 式 混 合 动 力 汽车 和并联式混合动力汽车的特点，它主要偏向于并联结构，但又 包含一些串联结构的特点。与串联式混合动力汽车相比，混联 式混合动力汽车增加了机械动力传输路线；与并联式混合动力 汽车相比，混联式混合动力汽车增加了电能的传输路线。混联 式混合动力系统的示意图和能量流分别如图4-21和图4-22所示。
《混合动力电动汽车》课件
结论
再次强调混合动力电动汽车的重要性和发展前景，鼓励更多的研究和应用，为可持续交通和环境保护做出贡献。
3 安静舒适的驾驶体验
4 续航里程更长
电动驱动提供安静、平顺和舒适的驾驶体验。
混合动力系统提供更长的续航里程，减少充 电次数。
混合动力电动汽车的挑战
1 售价和前期投入
目前，混合动力电Leabharlann 汽车的售价较高，需要更大的前期投入。
2 充电设施不足
充电设施建设仍面临挑战，限制了混合动力电动汽车的普及。
3 应用场景有限
《混合动力电动汽车》 PPT课件
介绍混合动力电动汽车的定义、分类、原理和工作模式，以及其在减少能源 消耗和排放量、提高燃油经济性、驾驶舒适性和续航里程方面的优势。
混合动力电动汽车的优点
1 节能环保
减少能源消耗和排放量，对环境友好。
2 燃油经济性更好
相比传统汽车，使用混合动力电动汽车可以 获得更好的燃油经济性。
混合动力电动汽车的未来
可持续发展和改进方向
探讨混合动力电动汽车的可持续 发展和新技术的应用，例如更高 效的电池技术和智能充电技术。
我国政策和产业布局
介绍中国政府对混合动力电动汽 车的支持政策和产业布局，以及 未来的发展计划。
未来发展前景展望
展望混合动力电动汽车的未来发 展前景，包括市场规模、技术创 新和消费者需求。
目前，混合动力电动汽车主要应用于城市出行，对于长途行驶仍存在限制。
混合动力电动汽车的发展和应用
1
行业发展趋势
混合动力电动汽车市场呈现持续增长的趋势，创新技术和政策支持推动行业发展。
2
现有车型介绍
介绍当前市场上的混合动力电动汽车车型，包括特点和性能。
混合动力汽车
混合动力电动汽车（HEV）的发展前景与展望班级：汽电091姓名：段利强学号：091603106HEV的发展前景与展望由于石油价格的日益高涨和汽车尾气排放对环境的影响加剧，使混合动力汽车以其自身的优势，得到大面积的推广应用。
随着各地方汽车生产技术、消费市场的不断完善，不可生能源石油的不断减少，混合动力的汽车将会被消费者广泛接受。
HEV的概念及其成熟的技术混合动力电动汽车(Hybrid Electric Vehicle，简称HEV)是在一辆汽车上同时配备电力驱动系统和辅助动力单元(Auxiliary Power Unit，简称APU)，其中APU是燃烧某种燃料的原动机或由原动机驱动的发电机组。
目前HEV所采用的原动机一般为柴油机、汽油机或燃气轮机。
随着混合动力汽车的动力系统的全面改进，各种高新技术开始在混合动力汽车上应用，主要包括：燃油动力与电动动力系统集成优化技术不断取得进展，节能效果不断提高；高性能锂离子电池、镍氢电池取代传统的铅酸电池；高效的一体化电力驱动系统取代传统的直流电机；电动辅助系统的广泛应用提高了整车能量利用效率和性能；网络系统的应用促进了混合动力汽车的模块化和智能化；轻量化技术和电器结构安全性技术得到了系统应用。
在混合动力技术的发展上，表现出明显的模块化和平台化趋势，轿车混合动力系统的模块化愈加明显，逐步推进汽车动力的电气化。
从只具备自动启停、怠速关机功能的“微混合”、以并联式混合动力发动机为主体的“轻混合”和以混联式为特征的“强混合”，最终过渡到可充电式的串联式“全混合”方式。
城市客车混合动力系统出现平台化趋势。
发电机组+驱动电机+储能装置，构成了混合动力系统的基本技术平台。
通过换用不同的发电机组即APU，从汽、柴油内燃机到气体燃料发动机各种不同的能源动力转化装置，形成油—电、气—电等各种不同混合动力系统，促进了动力系统的平稳过渡与转型。
政府推动混合动力汽车的发展与应用欧盟新能源汽车发展趋势：制定硬性排放标准后，对某些项目进行投资鼓励研发，在企业推出产品后，给与一定的消费鼓励政策，刺激节能减排车辆的流通。
简述混合动力电动汽车的组成
简述混合动力电动汽车的组成摘要：一、混合动力电动汽车的定义与特点二、混合动力电动汽车的组成部件1.动力系统2.电池组3.电机4.燃油发动机5.控制系统6.充电系统7.制动系统8.悬挂系统三、各组成部件的作用与优化四、混合动力电动汽车的优势与应用前景正文：混合动力电动汽车（Hybrid Electric Vehicle，简称HEV）是一种采用燃油发动机与电动机共同驱动的汽车，既具有燃油车的长途驾驶能力，又能在短途城市驾驶时实现低油耗、低排放。
近年来，随着环保意识的增强和新能源汽车技术的不断发展，混合动力电动汽车在全球范围内逐渐受到关注。
一、混合动力电动汽车的定义与特点混合动力电动汽车是一种采用燃油发动机与电动机共同驱动的汽车，通过控制系统智能地分配两种驱动源的功率，实现最佳燃油经济性和环保性能。
混合动力电动汽车具有以下特点：1.低油耗：在低速行驶、加速、爬坡等工况下，优先采用电动机驱动，降低油耗。
2.低排放：在制动过程中，电动机可将多余的能量转化为电能储存在电池组中，减少燃油发动机的排放。
3.纯电动行驶：在短途城市驾驶时，可切换至纯电动模式，实现零排放。
4.驾驶舒适性：混合动力电动汽车在行驶过程中，可自动切换燃油发动机与电动机驱动，减小发动机的抖动，提高驾驶舒适性。
二、混合动力电动汽车的组成部件1.动力系统：负责将燃油发动机和电动机产生的动力传递给驱动轮。
2.电池组：储存电动机回收的制动能量，以及在纯电动模式下为车辆提供动力。
3.电机：在电动模式下为车辆提供动力，同时在制动过程中回收能量。
4.燃油发动机：在混合动力模式下为车辆提供动力，并与电动机协同工作。
5.控制系统：智能地控制燃油发动机和电动机的功率分配，实现最优性能。
6.充电系统：为电池组充电，提高续航里程。
7.制动系统：在制动过程中，将电动机的能量转化为电能储存，提高能量利用率。
8.悬挂系统：提高行驶稳定性，降低噪音、振动和排放。
三、各组成部件的作用与优化1.动力系统：采用高效、轻质的传动部件，降低动力损失，提高燃油经济性。
混合动力汽车概述课件
工作流程
在并联式混合动力系统中，内燃 机和电动机都直接连接到车辆的 驱动轴上。在车辆行驶时，内燃 机和电动机都可以为驱动轴提供 动力。这种系统的优点是可以根 据需要使用内燃机或电动机。
特点
并联式混合动力系统的内燃机和 电动机之间有机械连接，因此它 们不能独立地运行。这种系统的 优点是电池组不需要大量的空间 ，并且其重量也较小。
帕萨特混合动力汽车 的技术特点
该车采用了并联式混合动力系统，主 要由发动机、电动机、电池等组成。 在城市行驶时，车辆主要依靠电动机 进行驱动，减少燃油消耗；而在高速 行驶时，发动机则起到主要的驱动作 用。此外，帕萨特混合动力汽车还具 有能量回收系统，可以将制动能量转 化为电能储存。
帕萨特混合动力汽车 的市场前景
CHAPTER 02
混合动力汽车的基本构造
发动机系统
发动机的类型
包括汽油发动机、柴油发动机和混动发动机等。
发动机的性能参数
如排量、功率、扭矩等。
发动机的运转模式
包括正常模式、节能模式和运动模式等。
电池系统
电池的类型
包括镍氢电池、锂离子电池和铅酸电池等。
电池的能量密度
衡量电池储存能量的能力。
电池的管理系统
由于电动机的介入，混合动力汽车可以在低速时实现更强的动力输出， 改善加速性能。
03
使用成本降低
内燃机的介入可以减少电动机的使用频率和时间，从而降低维护成本。
混合动力汽车的历史与发展
历史
混合动力汽车最早于20世纪90年代初开始研发，经过几十年的发展，技术逐渐成 熟并得到广泛应用。
发展方向
随着环保意识的增强和技术的不断进步，混合动力汽车将逐渐成为未来汽车市场 的重要发展方向之一。未来，混合动力汽车将更加注重能效和环保性能的提升， 同时拓展应用领域，如城市公交、物流运输、出租车等。
混合动力电动汽车的分类及结构特点
混合动力电动汽车可以根据其驱动系统的配置和动力传输路径进行分类。
其中，串联式混合动力汽车（SHEV）主要由发动机、发电机和驱动电机三个动力总成串联组成，而并联式混合动力汽车（PHEV）的发动机和发电机都是动力总成，两个动力总成的动力可以相互叠加，也可以单独输出。
混合动力汽车的结构特点包括：
拥有两套动力总成，一套为内燃机发动机，另一套为电动发动机。
利用内燃机功率的调配，及能量转换与制动能量回收等手段达到节能减排的效果。
混合动为汽车的分类可按动力传输路径、混合比例及是否可外部充电三种方式来进行。
在购买混合动力汽车时，可以根据个人需求和实际情况来选择适合的车型。
同时，为了确保安全和最佳性能，建议定期检查和维护混合动力汽车的电池和动力系统。
混合动力电动汽车技术(完成版08级教案)08113
混合动力电动汽车技术
武汉理工大学汽车研究所 吴森
混合动力电动汽车技术(一)
第一章 概论 第二章 汽车行驶性能 第三章 混合动力电动汽车的结构类型
及工作模式 第四章 内燃机的性能 第五章混合动力电动汽车的驱动电机
及其控制系统
混合动力电动汽车技术(二)
第六章 动力电池及超级电容系统 第七章 机电动力耦合系统 第八章 能量管理控制策略及系统仿真 第九章 整车控制系统 第十章 混合动力城市客车设计
δ主要与飞轮的转动惯量、车轮的转动惯量以及传 动系的传动比有关。
汽车的功率平衡
汽车行驶时，不仅驱动力和行驶阻力互相平
衡，发动机功率和汽车行驶的阻力功率也总是平
衡的。就是说，在汽车行驶的每一瞬间，发动机
发出的功率始终等于机械传动损失功率与全部运
动阻力所消耗的功率。
1
Pe = T(Fra bibliotekGf ua +
3600
H Pelec 100 % Ptotal
B.混合度的基本概念
所谓混合度，指的是电系统功率Pelec占总功率Ptotal的百分比，即： H Pelec 100 % Ptotal
对于不同的传动系构型，混合度的定义会略有不同。 对于并联式混合动力汽车混合度定义为：
H Pm 100 % Pm Pe
A.按混合比分类
从使用动力电池—电机与内燃机的搭配比例来看，混合动力电动 汽车可分为四种类型：只具备自动起停、怠速关机功能的“微混 合（micro hybrid）”、电机不能单独驱动车辆行驶的“轻混合 (mild hybrid)”和电机、内燃机都可以独立或共同驱动车辆的 “全混合(full hybrid)”，以及随着电功率的比例逐步提高，最终 过渡到 “可外接充电式混合(plug-in hybrid)”。由此可见， PHEV用电机、内燃机和动力电池特点如下：电机功率与纯电动 情况基本相同（或稍小），视根据纯电动行驶模式的动力性能要 求而定；内燃机比常规混合动力车小；动力电池容量（应保证必 要的纯电动行驶里程）要比全混合系统的大，比纯电动车辆的小， 同时动力电池的功率也随之增加。
武汉理工大学汽车研究所 吴森
混合动力电动汽车技术(一)
第一章 概论 第二章 汽车行驶性能 第三章 混合动力电动汽车的结构类型
及工作模式 第四章 内燃机的性能 第五章混合动力电动汽车的驱动电机
及其控制系统
混合动力电动汽车技术(二)
第六章 动力电池及超级电容系统 第七章 机电动力耦合系统 第八章 能量管理控制策略及系统仿真 第九章 整车控制系统 第十章 混合动力城市客车设计
δ主要与飞轮的转动惯量、车轮的转动惯量以及传 动系的传动比有关。
汽车的功率平衡
汽车行驶时，不仅驱动力和行驶阻力互相平
衡，发动机功率和汽车行驶的阻力功率也总是平
衡的。就是说，在汽车行驶的每一瞬间，发动机
发出的功率始终等于机械传动损失功率与全部运
动阻力所消耗的功率。
1
Pe = T(Fra bibliotekGf ua +
3600
H Pelec 100 % Ptotal
B.混合度的基本概念
所谓混合度，指的是电系统功率Pelec占总功率Ptotal的百分比，即： H Pelec 100 % Ptotal
对于不同的传动系构型，混合度的定义会略有不同。 对于并联式混合动力汽车混合度定义为：
H Pm 100 % Pm Pe
A.按混合比分类
从使用动力电池—电机与内燃机的搭配比例来看，混合动力电动 汽车可分为四种类型：只具备自动起停、怠速关机功能的“微混 合（micro hybrid）”、电机不能单独驱动车辆行驶的“轻混合 (mild hybrid)”和电机、内燃机都可以独立或共同驱动车辆的 “全混合(full hybrid)”，以及随着电功率的比例逐步提高，最终 过渡到 “可外接充电式混合(plug-in hybrid)”。由此可见， PHEV用电机、内燃机和动力电池特点如下：电机功率与纯电动 情况基本相同（或稍小），视根据纯电动行驶模式的动力性能要 求而定；内燃机比常规混合动力车小；动力电池容量（应保证必 要的纯电动行驶里程）要比全混合系统的大，比纯电动车辆的小， 同时动力电池的功率也随之增加。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第三节 BSG(BAS)和ISG混合动力系统
1、BSG混合动力系统，即驱动皮带--发电机--起动机(Belt Starter Generator或Belt Alternator Starter)系统，也叫 BAS Hybrid系统，。
2、ISG(Integrated Starter Generator)是集成的具有起动 机功能的发电机的缩写。
3.按能否外接电源进行充电
按能否外接电源进行充电，分为插电式混合动力(Plug-in Hybrid Electric Vehicle)和非插电式混合动力。如图所示， 插电式混合动力的特征是可由电能单独驱动，并配备一个大容 量的可外部充电的蓄电池组，显著的特性是可通过外部电源进 行充电，充电后可续航一定的里程。
1.区别于传统发动机的仪表标志
区别于传统内燃机的仪表标志有智能停机(Auto-Stop)标识，
ECO指示灯(瞬时油耗<4L/100km时，电池充电状态(SOC指示表)。
2.Hybrid车型的制动系统。 SGCM对HHV电磁阀进行PWM控制,在车辆从自动停止到发
动机重新起动的过程中，SGCM控制坡路保持阀打开的速率， 以缓慢降低制动压力的泄放，这样可以避免车辆起步前溜车 的危险和车辆起步后制动拖滞的发生 。 3.ECO空调模式
电路断开时SMR2和SMR3分步相继断开，如图所示， 然后 HVECU确认各个继电器是否已经断开，这样HV-ECU可确定通过流 过SMR1的电流可判断SMR2是否卡住。
2.驱动行驶工况控制策略 ３)加速和高速行驶工况 在加速和高速行驶工况，发动机和电动机必须联合协调工作， 才能让汽车获得良好的动力性能。当电池SOC大于下限值SOClow时，电动机和发动机共同工作驱动汽车行驶。 ４)减速制动工况控制策略 在减速制动工况下，根据电池SOC和整车制动转矩需求，电机再 生制动系统和机械制动系统可单独工作或同时工作。 ５)纯电动驱动工况 当油箱燃油量小于一定值，或者为了满足周围环保需要，纯电 动按钮被按下时，整车进入纯电动驱动工况。
第八章 混合动力电动汽车
本章要求:
1.知道混合动力汽车的含义及控制策略； 2.了解混合动力汽车分类和怠速起停功能； 3.了解BSG(BAS)和ISG混合动力系统 4.了解混合动力驱动系统的基本结构形式分析； 5.了解丰田混合动力普锐斯。
第一节 混合动力定义和控制策略
一、混合动力定义
混合动力电动汽车的确切定义，根据国际机电委员会下属 的电力机动车技术委员会的建议，混合动力电动汽车是指 由两种和两种以上的储能器、能源或转换器作驱动能源， 其中至少有一种能提供电能的车辆称为混合动力电动汽车。
出的机械能首先通过发电机转化为电能，转换后的电能一部 分用来给蓄电池充电，另一部分经由电动机和传动装置驱动 车轮。 2.并联式的特点分析
与串联式混合动力电动汽车不同的是，并联式混合动力 电动汽车采用发动机和电动机两套独立的驱动系统驱动车轮。 发动机和电动机通常通过采用不同的离合器来驱动车轮，可 以采用发动机单独驱动、电力单独驱动或者发动机和发电机 混合驱动三种工作模式驱动。
7.电控车速感应转向助力系统 采用电动液压助力转向系统EHPS，有故障时仪表故障灯点
亮，如图所示，此系统当高速行驶时，转向盘助力作用减小或 者消失，路感增强，保障操控稳定，当速度降低，如转弯、倒 车时，转向盘助力作用增大，操控轻盈，一个手指头都能拨得 动转向盘。
四、ISG混合动力系统
ISG混合动力系统的车辆主要功能有怠速起停、再生制动、 辅助驱动、发电功能、HCU(Hybrid Control Unit)混合动力控 制单元会根据驾驶员请求(加速踏板踏下深度)、电池箱能量存 储单元的状态(能允许放出的电量)、电驱动系统状态(停车、 行车)以及整车车辆状态等控制ISG电动机的工作模式，自动实 现以上功能。
下制动踏板至车辆停止，发动机自动停转。 5.BAS系统工作模式--减速模式 当加速踏板被释放后，燃油供应停止，车辆进入减速断油状态。
6.ECO指示灯点亮条件 如图所示，当电池充电时，电池充电状态SOC指示表指针
从L向H慢慢移动，起动机/发电机控制模块 SGCM(Starter/Generator Control Module)控制智能充电。
四、整车控制策略
1.起动工况控制策略 从发动机和电动机的转速—转矩特性图可知，初始起动阶
段，发动机的转速和转矩成正比趋势，在转速较低时，发动机 输出转矩较小，而电动机的转速、转矩成反比，在低转速下具 有良好的转矩特性，为了克服传统轿车起动时，发动机在较大 负荷下由静止达到稳定转速的过程中燃油经济性和排放都较差 的问题。一般情况下都有电动机起动整车进入纯电动驱动工况， 而当电池SOC低于设定的下限值时，由发动机起动整车。
四、国内两种主要方案
第(１)种方案： 可以取代飞轮、发电机和起动机，特点是电动机轴向距
离小，结构紧凑，易于布置，对其他的附件影响小，控制策 略相对简单，发动机与电动机一同旋转。 第(２)种方案：
混合动力电动机采用直接驱动主减速器，在满足整车动 力性的情况下，电驱动中取消自动变速器，发动机使用变速 器可以在一定的范围内，通过调整发动机的工作点提高整车 经济性，该系统结构简单、零部件相对成熟，是目前混合动 力城市客车产业化的理想方案。
空调有三个模式:OFF，ECO和OFF:空调关闭， 允许智能停机，ECO:即经济模式，空调运行，允许智能停机， Normal:即A/C模式，空调运行，不允许智能停机， 按下ECO 键，即可进入ECO经济模式。
4.BAS系统工作模式--自动停机模式 如图所示，智能停机指发动机不供油，但电动机待命，踩
2.驱动行驶工况控制策略
１)低速小负荷行驶工况。通过设定合理的发动机最小工作转 矩和发动机最低工作转速，可在满足驾驶员行驶意图的同时， 避免发动机工作于怠速与低转矩运行工况，从而大大改善了整 车燃油经济性能和排放性能。
２)中速中负荷行驶工况 中速中负荷行驶工况(即巡航工况)是行驶的主要工况，该工况 汽车的行驶功率全部由发动机提供。
二、混合动力汽车的节油控制策略
三、总体控制方案
混合动力汽车总体控制方案基本上分为两大类，即分布 式和集成式。 所谓分布式是指设置独立的整车控制单元， 同时整车控制单元和各总成控制单元之间相互独立(至少在 逻辑上)， 混合动力系统属于多能源动力系统，各个子系统 之间需要协调工作才能实现混合动力系统在各个工况下的功 能，从而体现混合动力系统在提高燃油经济性和排放性能方 面的优势。整个系统的控制策略主要由主控制器来完成。
二、 THS-Ⅱ电动机及驱动系统基本组成和工作原理 1.电池舱内部件
2. 电池箱内通风系统
3. 高压系统主继电器
１)电源打开
电路连接时SMR1和SMR3工作，而后SMR2工作而SMR1断开，如 图所示，由于这种方式可以控制流过电阻器的电流，电路中的触
点受到保护，避免受到强电流造成的损害。
２)电源关闭
5.再生制动功能 (１)再生制动第一阶段，混合动力汽车在制动过程中可以 通过ISG电动机实现能量回收的作用。再生制动可以分为两 个阶段，再生制动第一阶段和再生制动第二阶段， 汽车运 行中，当离合完全结合，挡位在挡时，驾驶员未踩制动踏 板，且松开油门踏板，进入再生制动第一阶段，制动力矩 主要根据车速而来，车速越高，制动力矩越大。 (２)再生力矩第二阶段，在再生制动第一阶段条件下，踩 下制动踏板，进入再生制动第二阶段，制动力矩主要根据 车速而来，车速越高，制动力矩越大。
三、混合动力客车系统结构
(１)发动机+ISG电动机+离合器+主驱动电动机的动力； (２)发电机+发动机+主电动机+变速器； (３)发动机+离合器+主电动机+变速器； (４)发动机+液压电动机(压缩空气驱动)； (５)发电机+主电动机+发动机+离合器+变速器； (６)发动机+自动离合器+ISG电动机+离合器+变速器； (７)发动机+离合器+变速器+驱动桥+液压电动机+压缩空气；
1、奔驰400的混合动力系统结构
2、奔驰ISG混合动力系统主要零部件
3、奔驰400混合动力汽车电动机结构组合图
4、奔驰400混合动力汽车电动机结构分解图
第四节 新能源客车结构形式和设计方案
一、混合动力驱动系统的基本结构形式分析
1.串联式的特点分析 串联式是混合动力电动汽车中最简单的一种，发动机输
二、混合动力起停(Stop-Start)系统
所谓的起停系统，其实 就是一套可以在车辆怠速状 态下自动关闭发动机从而起 到降低油耗作用的系统， 它可以在车辆怠速等待状态 下(脚踩制动踏板后)关闭发 动机，转由电动机驱动车内 电器， 而在驾驶员再次发 动车辆的0.1~0.3s之内迅速 作出反应，起动发动机。
二、控制策略
控制策略是混合动力汽车的核心，它根据驾驶员意图和行 驶工况，协调各动力部件间的能量流动，合理进行动力分配， 优化车载能源，提高整车经济性，适当降低排放。 １)当车速较低时，离合器分离，车辆由大功率电动机单独驱 动，以纯电动方式运行。 ２)当车速较高时，当整车需求扭矩在发动机优化工作区间内， 发动机单独工作，提供驱动转矩。 ３)当车辆加速行驶或负荷增大时，发动机与电动机同时提供 驱动转矩。
３. 辅助驱动
１)满足动力性需求的辅助驱动 当驾驶员请求的转矩超过发动机的最大转矩时，HCU将控制电 动机参与辅助驱动，满足整车的动力性需求。
２)满足经济性的辅助驱动 将发动机的工作区域稳定在经济的区域，ISG电动机参与的辅 助驱动部分满足驾驶员的动力需求。
4.发电功能 １)一般行驶情况下发电转矩的计算公式:发电转矩＝ 发电请 求转矩－驾驶员请求转矩，其中，发电请求转矩是根据高压电 池SOC决定的， SOC越低则请求转矩越大，SOC越低则请求转矩 越小。 ２)怠速情况下的发电公式:怠速时发电，主要是用来维持全车 用电，如果高压电池SOC过低，同样需要发电来维持高压电池 电量的平衡。