新能源汽車(chē)技術(shù) 第5章 混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)

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1、第5章混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)5.1概述5.2混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)5.3混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)制動(dòng)能量回收系統(tǒng)5.4混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的能量管理5.5混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)車(chē)型實(shí)例新能源汽車(chē)技術(shù)第1頁(yè)5.1概述5.1.1混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的分類(lèi)（1）按連接方式分類(lèi)：串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)（SHEV）并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)（PHEV）混聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)（PSHEV）（2）按混合程度分類(lèi)微混混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)輕混混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)強(qiáng)混混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)全混混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)新能源汽車(chē)技術(shù)第2頁(yè)5.1.2混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的組成與原理串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)組成：串聯(lián)式結(jié)構(gòu)是由發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)

2、電動(dòng)機(jī)三大主要部件總成組成各部件功用：發(fā)動(dòng)機(jī)僅僅用于發(fā)電發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能直接輸送到電動(dòng)機(jī)部分電能向電池充電電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的電磁力矩驅(qū)動(dòng)汽車(chē)行走新能源汽車(chē)技術(shù)第3頁(yè)串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)原理圖新能源汽車(chē)技術(shù)第4頁(yè)串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力流程圖在串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)上，由發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)所產(chǎn)生的電能和蓄電池輸出的電能，共同輸出到電動(dòng)機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)汽車(chē)行駛，電力驅(qū)動(dòng)是唯一的驅(qū)動(dòng)模式。新能源汽車(chē)技術(shù)第5頁(yè)串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：（1）發(fā)動(dòng)機(jī)能夠經(jīng)常保持在穩(wěn)定、高效、低污染的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，使有害排放氣體控制在最低范圍；（2）總體結(jié)構(gòu)上看，比較簡(jiǎn)單，易于控制，只有電動(dòng)機(jī)的電力驅(qū)動(dòng)

3、系統(tǒng)，其特點(diǎn)更加趨近于純電動(dòng)汽車(chē)；（3）三大部件總成在電動(dòng)汽車(chē)上布置起來(lái)，有較大的自由度。新能源汽車(chē)技術(shù)第6頁(yè)串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的特點(diǎn)缺點(diǎn)：（1）三大部件總成各自的功率較大，外形較大，質(zhì)量也較大，在中小型電動(dòng)汽車(chē)上布置有一定的困難；（2）另外在發(fā)動(dòng)機(jī)—發(fā)電機(jī)—電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的熱能—電能—機(jī)械能的能量轉(zhuǎn)換過(guò)程中，能量損失較大。串聯(lián)式混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)較適合在大型客車(chē)上使用新能源汽車(chē)技術(shù)第7頁(yè)2.并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)組成：并聯(lián)式結(jié)構(gòu)是由發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)兩大部件總成組成新能源汽車(chē)技術(shù)第8頁(yè)并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)原理發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)通過(guò)某種變速裝置同時(shí)與驅(qū)動(dòng)橋直接相

4、聯(lián)接。電動(dòng)機(jī)可以用來(lái)平衡發(fā)動(dòng)機(jī)所受的載荷，使其能在高效率區(qū)域工作，因?yàn)橥ǔ０l(fā)動(dòng)機(jī)工作在滿負(fù)荷（中等轉(zhuǎn)速）下燃油經(jīng)濟(jì)性最好。當(dāng)車(chē)輛在較小的路面載荷下工作時(shí)，內(nèi)燃機(jī)車(chē)輛的發(fā)動(dòng)機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性比較差，而并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)此時(shí)可以被關(guān)閉掉而只用電動(dòng)機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)汽車(chē)，或者增加發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷使電動(dòng)機(jī)作為發(fā)電機(jī)，給蓄電池充電以備后用（即一邊驅(qū)動(dòng)汽車(chē)，一邊充電）。由于并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)在穩(wěn)定的高速下發(fā)動(dòng)機(jī)具有比較高的效率和相對(duì)較小的質(zhì)量，所以它在高速公路上行駛具有比較好的燃油經(jīng)濟(jì)性。新能源汽車(chē)技術(shù)第9頁(yè)并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力流程圖并聯(lián)式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)有兩條能量傳輸路線，可以同時(shí)使

5、用電動(dòng)機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源來(lái)驅(qū)動(dòng)汽車(chē)，這種設(shè)計(jì)方式可以使其以純電動(dòng)汽車(chē)，或低排放汽車(chē)的狀態(tài)運(yùn)行，但是此時(shí)不能提供全部的動(dòng)力能源。新能源汽車(chē)技術(shù)第10頁(yè)并聯(lián)式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力合成裝置（1）驅(qū)動(dòng)力合成式驅(qū)動(dòng)力合成式并聯(lián)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)采用一個(gè)小功率的發(fā)動(dòng)機(jī)，單獨(dú)地驅(qū)動(dòng)汽車(chē)的前輪。另外一套電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)單獨(dú)地驅(qū)動(dòng)汽車(chē)的后輪，可以在汽車(chē)啟動(dòng)、爬坡或加速時(shí)增加混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)力。兩套驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可以獨(dú)立驅(qū)動(dòng)汽車(chē)，也可以聯(lián)合驅(qū)動(dòng)汽車(chē)，使汽車(chē)變成四輪驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)汽車(chē)。此種混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)具有四輪驅(qū)動(dòng)汽車(chē)的特性。新能源汽車(chē)技術(shù)第11頁(yè)（2）轉(zhuǎn)矩合成式(雙軸式和單軸式)轉(zhuǎn)矩合成式并聯(lián)混合

6、動(dòng)力汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)傳動(dòng)系統(tǒng)直接驅(qū)動(dòng)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)，并直接（單軸式）或間接（雙軸式）帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)向蓄電池充電。蓄電池也可以向電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)提供電能，此時(shí)電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)換成電動(dòng)機(jī)，可以用來(lái)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)或驅(qū)動(dòng)汽車(chē)。新能源汽車(chē)技術(shù)第12頁(yè)（3）轉(zhuǎn)速合成式轉(zhuǎn)速合成式并聯(lián)混合動(dòng)力汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)通過(guò)離合器和一個(gè)“動(dòng)力組合器”來(lái)驅(qū)動(dòng)汽車(chē)。可以利用普通內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)的大部分傳動(dòng)系統(tǒng)的總成，電動(dòng)機(jī)只需通過(guò)“動(dòng)力組合器”與傳動(dòng)系統(tǒng)連接，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，改制容易，維修方便。為獲得最佳傳動(dòng)效果，控制裝備往往十分復(fù)雜。新能源汽車(chē)技術(shù)第13頁(yè)并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)方式如圖所示新能源汽車(chē)

7、技術(shù)第14頁(yè)3.混聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)混聯(lián)式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是串聯(lián)式與并聯(lián)式的綜合。發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的功率一部分通過(guò)機(jī)械傳動(dòng)輸送給驅(qū)動(dòng)橋，另一部分則驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能輸送給電動(dòng)機(jī)或蓄電池，電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力矩通過(guò)動(dòng)力復(fù)合裝置傳送給驅(qū)動(dòng)橋?；炻?lián)式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制策略是：在汽車(chē)低速行駛時(shí)，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要以串聯(lián)方式工作；當(dāng)汽車(chē)高速穩(wěn)定行駛時(shí)，則以并聯(lián)工作方式為主。新能源汽車(chē)技術(shù)第15頁(yè)混聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)原理圖新能源汽車(chē)技術(shù)第16頁(yè)混聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力流程圖新能源汽車(chē)技術(shù)第17頁(yè)5.1.3混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的特點(diǎn)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)與純電動(dòng)汽車(chē)比較：（1）由