新能源汽车概论.ppt

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1、新能源汽新能源汽车概概论 第一局部：新能源汽车的开展现状第一局部：新能源汽车的开展现状新能源概念新能源概念 新能源又称非常规能源，是指刚开场开发利用或正在积极研究、有待推广的能源。如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等。联合国开发方案部署UNDP将新能源分为大中型水电、新可再生能源和穿透生物质能三大类。常规能源一般指技术上比较成熟且被大规模利用的能源，因此大中型水电站被看作常规能源，而核能、太阳能、现代生物质能、海洋能等新能源备受关注。常常见新能源的新能源的类型型太阳能太阳能 太阳能可分太阳能可分为为可太阳能光伏和太阳可太阳能光伏和太阳热热能。能。光伏板光伏板组组件是一种在阳光下

2、就会件是一种在阳光下就会产产生直流生直流电电的的发电发电装置。装置。太阳能利用形式：太阳能利用形式：主要有三种：光光热转换、光、光电转换以及光化学以及光化学转换。目前利用太阳能的主要方法有：太阳能电池，太阳能热水器。海洋能海洋能 海洋能是指蕴藏在海水中的各种可再生能源。例如：波浪能、波浪能、潮汐能、海流能潮汐能、海流能等。这是一项具有战略意义的新能源。风能能风能蕴藏量大，是水能的10倍，并且分布广泛，对交通不便，偏远山区或岛屿的利用价值更有优势。风能常见利用形式就是风力力发电。核能核能核能的是通过转化其质量从原子核中释放的能量。但核能利用存在反响堆的平安问题和核废料处理等技术问题。氢能能 氢气

3、无色无味无毒，且热值高，燃烧产物只有水，因此无污染。氢气来源广泛，可以电解水获取。目前氢能却不能广泛应用的原因是制取本钱高；生产、存储难度大；高压存储危险性大等。新能源汽新能源汽车认知知 新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源(或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置)，综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新构造的汽车。新能源汽新能源汽车的开展的开展现状状2021 年传统汽车增长放缓，新能源汽车却保持高速增长。据中国汽车工业协会统计，2021 年新能源汽车生产340471辆，销售331092辆，同比分别增长3.3倍和3.4倍。统计显示，在新能源汽车

4、产业中，纯电动汽车产销分别完成254633辆和247482辆，插电混合动力汽车产销分别完成85838辆和83610辆。如图1-8所示。2021-2021 年中国新能源汽车销量新能源汽新能源汽车的主要的主要类型型 新能源汽车包括的范围比较广，目前主要是指混合动力汽车PHEV、纯电动汽车BEV，包括太阳能汽车、燃料电池电动汽车FCEV、氢发动机汽车、其他新能源如高效储能器、二甲醚汽车等产品。其中混合动力汽车、纯电动汽车、燃料电池汽车统称为电动汽车。电动汽车虽然目前技术尚不成熟，但前景被广泛看好。新能源汽车气体燃料汽车生物燃料汽车 氢燃料汽车电动汽车混合混合动力汽力汽车HEVHEV 混合动力是指采用

5、传统燃料，同时配以电动机来改善发动机低速动力输出和燃油消耗的车型。混合动力汽车使内燃机工作在低油耗、少污染的最正确工况下工作，因此最大的优点就是节能低排，混合动力汽车一般比传统燃料汽车燃油消耗降低30%-50%。但混合动力汽车存在的问题是长时间高速行驶并不省油。混合动力汽车也称复合动力汽车，一般装有两个以上动力源，动力源一般有蓄电池、燃料电池、太阳能电池、内燃机发电机组。混合混合动力汽力汽车的的类型型按照燃料种类的不同，混合动力分为汽油混合动力和柴油混合动力两种。目前国内市场上，混合动力车辆以汽油混合动力为主，而国际市场以柴油混合动力车型为主。按照推进系统能量流和功率流的配置构造关系，混合动力

6、汽车分为串联、并联、串并联三种构造形式。按照两种不同能量的搭配比例不同，混合动力汽车可分为轻度混合动力、中度混合动力、重度混合动力和插电式混合动力汽车四种类型。国产国产混合混合动力力轿车1、奔腾奔腾 采用一汽技术中心自主研发的纯电动乘用车动力平台，整个平台由电动机、电池、减速器、整车控制器、电动附件和专用显示仪表等组成，该动力系统具有启动电爬行、纯电动、再生制动、电子驻车制动、家用充电、快速充电等功能。2、长安、长安“杰勋混合动力轿车杰勋混合动力轿车3、奇瑞奇瑞 混合动力轿车混合动力轿车 纯电动汽汽车BEVBEV纯电动汽车具有本身零排放，能量利用率高，构造简单，工作噪声小等优点。但就目前来说，

7、市场占有率却不高，其主要原因是续驶里程短，一般一百公里左右；充电时间长；蓄电池使用寿命短，且电池本钱高等问题，而且电力根底设施建立也影响了电动汽车产业化的开展。但从长远开展来看，纯电动汽车是推广开展方向。国国产纯电动车1、比亚迪全球首款纯电动出租车比亚迪全球首款纯电动出租车 2、荣威荣威 纯电动轿车纯电动轿车 燃料燃料电池汽池汽车Fuel cell vehiclesFuel cell vehicles燃料电池汽车Fuel cell vehicles，是电动汽车的一种，燃料电池的电能是通过氢气和氧气的化学作用，直接变成电能。燃料电池化学反响产物主要是电能和水，还有极度少的二氧化碳和氮氧化物，因此

8、燃料电池汽车被称为绿色新型环保汽车。“荣威平台的上海牌燃料电池轿车荣威平台的上海牌燃料电池轿车 超超级电容汽容汽车 超级电容汽车的电池一般安装在底盘上，公交车进站后，车顶充电设备自动升起，搭到充电站的电缆上，通过200A400A的充电电流完成充电，充电时间一般为2030s。氢燃料汽燃料汽车氢燃料汽车的动力系统是在传统内燃机的根底上加以改进后制成的。氢燃料汽车以无污染、零排放的优势被业内普遍认可，但氢燃料汽车也面临着氢的制取和液态氢的存储两大难题，这两大技术问题成为制约氢燃料汽车开展的瓶颈。太阳能汽太阳能汽车太阳能汽车是利用太阳能电池将太阳能转换为电能，并利用该电能作为能源的汽车，它是电动汽车的

9、一种。太阳能汽车主要由太阳能电池组、自动阳光跟踪系统、驱动系统、控制器和机械系统等组成。其他燃料汽其他燃料汽车生物燃料又称生态燃料，泛指由有机物组成或者制成的燃料。目前我们所说的生物燃料一般是指生物液体燃料，比方燃料乙醇和生物柴油等。巴西是最早利用甘蔗为原料生产燃料乙醇的国家，巴西乙醇汽油标准有两个：E22(含乙醇22%)和E100含乙醇93%、水7%的乙醇。巴西大量汽油车被改装成乙醇车巴西TAC汽车公司的乙醇燃料小型越野车Stark 4X4德国的奔驰、宝马、群众和奥迪等汽车生产厂家生产的汽车均允许使用净生物柴油，而无需对发动机加以改装。德国群众2021款Tiguan(柴油版)我国新能源汽我国

10、新能源汽车的机遇与挑的机遇与挑战我国新能源乘用车车企2021 年新能源汽车的销售排名：长安安的的CV9CV9混混合合动力力汽汽车海海马的的H12H12电动车华普普的的海海域域甲甲醇醇动力力汽汽车吉吉利利的的海海尚尚油油电混混合合动力力汽汽车国内新能源汽国内新能源汽车开展开展趋势突破突破电池技池技术瓶瓶颈驱动电机多机多样化开展化开展纯电动汽汽车向超微型化开展向超微型化开展开展混合开展混合动力汽力汽车燃料燃料电池汽池汽车成成为竞争焦点争焦点开开发新一代新一代车用用动力系力系统新能源汽新能源汽车的开展的开展规划：划：第一第一阶段：段：2021-2021 年年 动力力电池、池、电机、机、电控等关控等关

11、键零部件核心技零部件核心技术实现自主化，自主化，纯电动汽汽车和插和插电式混合式混合动力汽力汽车初步初步实现产业化，市化，市场保有量超保有量超过50万万辆；混合混合动力汽力汽车实现大大规模模产业化；化；具有自具有自动起停功能的微混系起停功能的微混系统成成为乘用乘用车的的标准配置，中准配置，中/重度混合重度混合动力乘用力乘用车保有量到达保有量到达100万万辆；根本掌握先根本掌握先进内燃机、自内燃机、自动变速器、汽速器、汽车电子、子、轻量化材料等关量化材料等关键技技术；乘用乘用车新新车平均油耗到达平均油耗到达5.9L/100km。第二第二阶段：段：2021 2021 年年-2021-2021年年我国

12、节能与新能源汽车关键零部件技术到达国际先进水平；纯电动汽车和插电式混合动力汽车实现产业化，市场保有量到达500万辆；充电站网络支撑纯电动汽车实现城际间和区域化运行；燃料电池技术与国际同步开展；混合动力汽车实现大规模普及，中/重度混合动力乘用车年产销量达300万辆；具有自主知识产权的先进内燃机、自动变速器、汽车电子轻量化材料广泛应用；汽车燃油经济性整体水平与国际先进水平接轨，乘用车新车平均油耗到达4.5L/100km。新能源汽新能源汽车的关的关键技技术整整车共性技共性技术：纯电动汽汽车混合混合动力汽力汽车驱动电机系机系统动力力电池系池系统电动辅助系助系统第二局部第二局部 混合混合动力汽力汽车根底

13、知根底知识 从广从广义上上讲，混合，混合动力指装力指装备有两种具有不同特点有两种具有不同特点驱动装置的汽装置的汽车。其中一种是主要其中一种是主要动力源，另外一种是力源，另外一种是辅助助驱动装置。目前装置。目前应用最多的是用最多的是油油电混合混合动力系力系统。国内能国内能买到的有不少国外品牌有：丰田普到的有不少国外品牌有：丰田普锐斯、雷克斯、雷克萨斯斯ES级混混动版版、奔、奔驰 S级混混动版、版、凯迪拉克迪拉克 凯雷德混合雷德混合动力版等力版等混合混合动力汽力汽车的开展的开展现状状 在能源在能源问题的大的大环境下，境下，实现汽汽车动力系力系统的的新能源化，推的的新能源化，推动传统汽汽车产业的的战

14、略略转型，已型，已经成成为全球汽全球汽车工工业共同面共同面对的挑的挑战。目前世界汽目前世界汽车企企业面面对混合混合动力技力技术一般采用一般采用引引领、跟、跟进和被和被动跟跟进三种策略三种策略。国外混合国外混合动力汽力汽车的开展的开展 美国、日本、欧洲等美国、日本、欧洲等兴兴旺国家和地区，在混合旺国家和地区，在混合动动力汽力汽车车的理的理论论研究和研究和实际实际生生产产中都做了大量的工作。丰田是世界公中都做了大量的工作。丰田是世界公认认的混合的混合动动力力技技术术的的领领先者。先者。日本日本本田是第一家在美国市场上销售混合动力汽车的厂商。本田的技术特点是以CVT变速器为根底来研发插电式混合动力汽

15、车系统。本田1999年在美国推出Insight混合动力双门汽车2021款款雅雅阁插插电式式混混合合动力力汽汽车全新的雅阁Coupe概念跑车。这款新型跑车搭载一套“双马达的插电式混合动力系统马自达研发成功了Premacy氢转子发动机混合动力车美国美国美国在日本加快开展混合动力汽车技术时期，将生物燃料和燃料电池汽车技术作为中近期和远期的技术线路。从2006年1月份开场，美国政府通过抵税的方式，对购置节能汽车的消费者提供税收优惠政策。通用汽车公司在1998年推出了GM Precept HEV概念车通用汽车公司的混合动力皮卡雪佛兰Silverado克莱斯勒公司在1998研发出道奇Dodge无畏ESX2

16、串联式混合动力汽车福特汽车公司在2001年推出了全球首辆混合动力SUV概念车Escape福特在2021年纽约车展展出的林肯MKZ2021款油电混合动力汽车福特汽车公司在2001年推出了全球首辆混合动力SUV概念车Escape全球首款双模强油电混合动力SUV欧洲欧洲欧洲对混合动力技术的研究主要集中在商用车领域，例如：瑞典、法国、德国、意大利、比利时等国方案在9个欧洲城市开通混合动力公交车线路。瑞典沃尔沃公司也开发出FL6货车的混合动力汽车德国群众公司开发出插电式柴油混合动力汽车XL1通用公司开发了凯迪拉克STS插电式混合动力汽车国内混合国内混合动力汽力汽车的开展状况的开展状况我国在新能源汽车的自

17、主研发过程中，坚持了政府支持，以核心技术、系统集成和关键部件为重点的原那么，确立了以纯电动汽车、混合电动汽车、燃料电池汽车为“三纵，以电动机驱动系统、整车控制系统、动力蓄电池/燃料电池为“三横的研发布局。我国混合我国混合动力汽力汽车研研发成果成果1.形成了拥有自主知识产权的动力系统技术平台，建立了混合动力汽车技术开发体系。2.掌握了关键零部件核心技术，研发出系列化产品，关键零部件的产业化全面跟进。3.掌握了电动汽车整车开发关键技术，拥有各类电动汽车的研发实力。一汽集一汽集团一汽集团从1999年开场进展新能源汽车的理论研究和研制工作，并开发了红旗混合动力轿车性能样本。“十五期间，一汽集团承担了国

18、家“863方案重大专项中“红旗牌串联方式混合动力轿车研究开发任务，正式开场了新能源汽车的研发工作。奔腾B70混合动力版轿车采用油-电混合方式，动力系统采用双电机方案上汽集上汽集团在新能源汽车的研发上，上汽明确了以混合混合动力力为重点，燃料燃料电池池为方向，同时加快替代产品的研发。混合混合动力汽力汽车、燃料、燃料电池汽池汽车、代、代用燃料汽用燃料汽车成为上汽集团新能源战略的三大重点。东风集集团从“十五方案开场，东风公司每年投资上亿元研发电动汽车，再加上国家以及省市政府投资，共达6个多亿，目前东风在纯电动、混合动力、燃料电池等各种电动汽车的研发方面都独立掌握了核心技术，不依赖于任何外力，实现自主知

19、识产权。中国中国长安安我国第四大汽车生产商长安汽车公司于2007年12月宣布，开场生产中型混合动力汽车杰勋杰勋混合动力汽车是长安汽车公司开发的一款纯粹中国血统的混合动力汽车，从整车到混合动力系统都是有长安公司自主开发并拥有完全自主知识产权，其镍氢动力电池等动力零部件水平更是处于国内领先水平。杰勋混合动力汽车奇瑞汽奇瑞汽车从2003年开场到2021年，奇瑞主要进展混合与中度混合动力轿车以及节能环保系统的开发，并实现产业化；从2004年开场，奇瑞主要进展强混合动力轿车的开发，并实现产业化。奇瑞混合动力轿车油耗目标到达100公里3升，排放到达欧美法规。比比亚迪汽迪汽车比亚迪遵循“自主研发、自主生产、

20、自主品牌的开展路线，和“掌握核心技术、产业垂直整合的开展战略，以双模电动车作为过渡、电动车作为终极目标，开展比亚迪新能源汽车。比亚迪F6DM双模电动汽车比亚迪F6DM双模电动汽车，使用的动力电池是名为“ET-POWER的铁动力电池，其特点是价格低廉，平安性能稳定。该车充电一次行驶430公里，最大功率200KW，最高时速160公里，百公里耗电15度。该车在比亚迪电动汽车充电站快速充电10分钟可达50的电量，在家使用普通插座慢速充电，充满电也只需9个小时。比亚迪在新能源汽车领域的优势，已经是人所共知的事实。比亚迪秦混动车各方面的表现令人刮目相看，而2021 年其以近6.2万辆的总销量，成为全球新能

21、源车市场当之无愧的冠军，也让人欣喜。2021 款比亚迪秦2021年3月上月底，比亚迪在北京新发布了两款纯电动车型比亚迪秦EV300如图2-32所示和e5。这两款新车，最大的亮点在于300公里的超级续航里程，远超特斯拉model 3。还有车外220V交流放电功能VTOL、pm2.5绿净系统、智能云系统等诸多功能。所有这些，更让人比照亚迪秦EV300充满了期待。2021年3月底上市的比亚迪秦EV300混合混合动力汽力汽车的种的种类及特点及特点1按照动力系统构造形式混合动力汽车零部件的种类、数量和连接按照动力系统构造形式混合动力汽车零部件的种类、数量和连接关系划分，可分为串联式混合动力汽车关系划分，

22、可分为串联式混合动力汽车SHEV、并联式混合动力汽车、并联式混合动力汽车PHEV、混联式混合动力汽车、混联式混合动力汽车PSHEV三种。三种。重度混合型、中度混合型、轻度混合型以及微混合型重度混合型、中度混合型、轻度混合型以及微混合型混合动力汽车。混合动力汽车。微混合微混合动力系力系统简称BSG系统。这种混合动力系统是在传统内燃机的起动电机一般为12V上加装皮带驱动的启动电机，该电机用来控制发动机的启动和停顿，取消了发动机的怠速，从而降低了油耗和排放。微混合动力系统的汽车不属于真正的混合动力汽车，因为它的电机并没有为汽车行驶提供持续的动力。在微混合动力系统里，电机的电压通常有两种：12V和42

23、V。其中42V主要用于柴油混合动力系统。代表的车型是PSA的混合动力混合动力版C3和丰田的混合动力版Vitz丰田的混合动力版Vitz轻混合混合动力系力系统简称ISG系统。该混合动力系统采用了集成启动电机。与微混合动力系统相比，轻混合动力系统除了能够实现用发电机控制发动机的启动和停顿，还能够实现：1在减速和制开工况下，对局部能量进展吸收；2在行驶过程中，发动机等速运转，发动机产生的能量可以在车轮的驱动需求和发电机的充电需求之间进展调节。轻混合动力系统的混合度一般在20以下。代代表表车型型是是通通用用的的混混合合动力力皮皮卡卡车中混合中混合动力系力系统该混合动力系统同样采用了ISG系统。与轻度混合

24、动力系统不同，中混合动力系统采用的是高压电机。另外，中混合动力系统还增加了一个功能：在汽车处于加速或者大负荷工况时，电动机能够辅助驱动车轮，从而补充发动机本身动力输出的缺乏，从而更好的提高整车的性能。这种系统的混合程度较高，可以到达30左右，目前技术已经成熟，应用广泛。重度混合重度混合动力系力系统重度混合型混合动力汽车，是指以发动机或电机为动力源，且电机可以独立驱动车辆行驶的混合动力汽车。一般情况下，电机的峰值功率占发动机额定功率的40%以上。与中混合动力系统相比，完全混合动力系统的混合度可以到达甚至超过50。技术的开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开展方向丰田Prius、未

25、来Estima属于完全混合动力系统按能否外接电源进展充电，分为插电式混合动力按能否外接电源进展充电，分为插电式混合动力(Plug-in Hybrid(Plug-in Hybrid Electric Vehicle)Electric Vehicle)和非插电式混合动力。和非插电式混合动力。不可外接充电型混合动力汽车是指被设计成在正常使用情况下从车载燃不可外接充电型混合动力汽车是指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汽车。料中获取全部能量的混合动力汽车。插电式混合动力汽车又称外接充电式混合动力汽车插电式混合动力汽车又称外接充电式混合动力汽车PHEVPHEV，是最新一，是最新一

26、代混合动力汽车，备受各国政府及汽车厂商关注，并有望在几年后广泛使用。代混合动力汽车，备受各国政府及汽车厂商关注，并有望在几年后广泛使用。如下图，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展充电，充电后可续航一定的里程。插插电式混合式混合动力汽力汽车从构造上可以分从构造上可以分为：串：串联式、并式、并联式和混式和混联式三种式三种类型。型。串串联插插电式混合式混合动力汽力汽车也叫增程插也叫增程插电式混合式混合动力汽力汽车，其构造如下，其构造如下图。并并联插插电式混合式混合动力汽力汽车构造构造图如下如下图。混混联插插电式混合式混合动力

27、汽力汽车构造如下构造如下图。4 4按照与按照与发动机混合的可再充机混合的可再充电能量能量储存系存系统不同可划分不同可划分为：动力蓄力蓄电池式混合池式混合动力汽力汽车 超超级电容器式混合容器式混合动力汽力汽车 机机电飞轮式混合式混合动力汽力汽车 动力蓄力蓄电池与超池与超级电容器容器组合式混合合式混合动力汽力汽车。不同不同类型的混合型的混合动力汽力汽车构造及性能比构造及性能比较：项目串联式并联式混联式公路行驶燃油经济性较优优优城市行驶燃油经济性优较优优无路行驶燃油经济性较优优优低排放性能优较优较优成本低较低较低复杂程度简单较复杂复杂控制难易程度简单较复杂复杂混合混合动力汽力汽车技技术分析分析起步：

28、起步：为防止防止发动机的怠速及低机的怠速及低负荷工况，以减小油耗，故荷工况，以减小油耗，故发动机不工作，机不工作，仅电机利用其低速大机利用其低速大转矩的特性矩的特性单独使独使车辆起步。起步。加速：加速：发动机启机启动后以最大效率工作后以最大效率工作驱动车辆，电机提供局部功率机提供局部功率辅助助车辆加速。加速。匀速：匀速：发动机按油耗最小的最机按油耗最小的最优工作曲工作曲线工作，当工作，当发动机机输出功率大于出功率大于车辆行行驶所需功率所需功率时，多余功率，多余功率驱动以以发电状状态工作的工作的电机机发电而向蓄而向蓄电池充池充电。减速减速(制制动)：发动机关机关闭不工作，不工作，电机机进展再生制

29、展再生制动向蓄向蓄电池充池充电。1.1.串串联混合混合动力力电动汽汽车的工作模式的工作模式1）启动/正常行驶/加速模式发动机通过发电机和蓄电池一起输出电能并传递给功率转换器，然后驱动电动机，通过机械传动装置驱动车轮，如右图所示。图2-52 启动/正常行驶/加速模式1.1.串串联混合混合动力力电动汽汽车的工作模式的工作模式2)轻载模式 发动机发出的功率大于车辆所需功率，多余的能量通过发电机给蓄电池充电直到SOC达到预定的限值。如右图所示。1.1.串串联混合混合动力力电动汽汽车的工作模式的工作模式3)减速/制动模式电动机把驱动轮的动能转化为电能，并通过功率转换器给蓄电池充电，如右图所示。1.1.串

30、串联混合混合动力力电动汽汽车的工作模式的工作模式4)蓄电池充电模式 停车时，发动机可通过发电机和功率转换器给蓄电池充电，如右图所示。1)启动/加速模式 车辆启动或节气门全开加速时，发动机和电动机同时工作，共同分担驱动车辆所需的动力，如发动机和电动机分别承担总功率的80%和20%，如右图所示。2）正常行驶模式 车辆正常行驶时，电动机关闭，仅由发动机工作提供车辆行驶所需动力，如右图所示。3）减速/制动模式车辆减速行驶或制动时，电动机工作于发电机模式进行再生制动，通过功率转换器给蓄电池充电，如右图所示。4）行驶中给蓄电池充电模式 当车辆轻载时，发动机输出功率驱动车辆行驶，同时发动机输出的多余功率驱动

31、以发电状态工作的电机发电而向蓄电池充电，如右图所示。3 3.混混联混合混合动力力电动汽汽车的工作模式的工作模式混联混合动力电动汽车的工作模式有两种方式，一是发动机主机主动型型混混联混合混合动力力电动汽汽车，车辆运行时主要是发动机驱动车辆，如尼桑Tin；二是电力主力主动型混型混联混合混合动力力电动汽汽车，车辆运行时主要是电动机驱动车辆，如丰田Prius。3 3.混混联混合混合动力力电动汽汽车的工作模式的工作模式发动机主机主动型型1)启动模式。发动机关闭，由蓄电池给电动机提供电能驱动车辆，如右图所示。3 3.混混联混合混合动力力电动汽汽车的工作模式的工作模式发动机主机主动型型2）加速模式。节气门全

32、开车辆加速行驶时，发动机和电动机同时工作，共同分担车辆行驶所需的动力，如右图所示。3 3.混混联混合混合动力力电动汽汽车的工作模式的工作模式发动机主机主动型型3）正常行驶模式。电动机关闭，发动机工作，提供车辆所需动力，如右图所示。3 3.混混联混合混合动力力电动汽汽车的工作模式的工作模式发动机主机主动型型4）减速/制动模式。电机工作于发电模式进行再生制动，通过功率转换器给蓄电池充电，如右图所示。3 3.混混联混合混合动力力电动汽汽车的工作模式的工作模式发动机主机主动型型5）行驶中给蓄电池充电模式。发动机一部分动力用于驱动车辆，另一部分动力由发电机经功率转换器给蓄电池充电，如右图所示。3 3.混

33、混联混合混合动力力电动汽汽车的工作模式的工作模式电力主力主动型型1）启动/轻载模式。发动机关闭，由蓄电池给电动机提供电能驱动车辆，如右图所示。3 3.混混联混合混合动力力电动汽汽车的工作模式的工作模式电力主力主动型型2）加速模式。发动机和电动机一起工作，共同提供车辆所需功率。电动机所需电能由蓄电池和发电机共同提供。通常用行星齿轮机构分流发动机的输出功率，一部分用于驱动车辆，一部分用来驱动发电机，如右图所示。3 3.混混联混合混合动力力电动汽汽车的工作模式的工作模式电力主力主动型型3）正常行驶模式。发动机和电动机一起工作，共同提供车辆所需功率。电动机所需电能仅由发动机驱动发电机提供，如右图所示。

34、3 3.混混联混合混合动力力电动汽汽车的工作模式的工作模式电力主力主动型型4）减速/制动模式。电动机工作于发电机模式进行再生制动，通过功率转换器给蓄电池充电，如右图所示。3 3.混混联混合混合动力力电动汽汽车的工作模式的工作模式电力主力主动型型5）行驶中给蓄电池充电模式。发动机一部分动力用于驱动车辆，另一部分动力由发电机经功率转换器给蓄电池充电，如右图所示。3 3.混混联混合混合动力力电动汽汽车的工作模式的工作模式电力主力主动型型6）蓄电池充电模式。当停车时，发动机可通过发电机给蓄电池充电，如右图所示。第三局部第三局部 混合混合动力汽力汽车技技术混合动力汽车是汽车、电力拖动、化学电源、自动控制

35、等工程技术中最新成果的及集成产物，混合动力汽车的开发和产业化需解决诸多关键技术。混合动力汽车的关键技术由：电池及池及电池管理系池管理系统、电机及机及电机控制系机控制系统、驱动系系统控制、控制、动力力总成关成关键零部件技零部件技术、测试技技术及系及系统优化化等。丰田普丰田普锐斯混合斯混合动力汽力汽车技技术普锐斯Prius于1997年10月底问世，是世界上最早实现批量生产的混合动力汽车。在人们日益关注环保的今天，普锐斯Prius因革命性地降低了车辆燃耗和尾气排放，其划时代之意义与先进性得到了全世界的高度评价。1997 到2001 这段时间里，第一代prius 在日本已经卖出了37,000 辆，现在

36、这辆车的销售在全球已经过 10 万辆，是世界上第一辆产业化的混合动力汽车(Hybrid Electric Vehicle)。Prius是第一辆混联型的HEV，它的动力系统叫做 Toyota Hybrid Sy stem(THS)，结合了串连和并联两种方式的特点。Toyota Hybrid Sy stem(THS)由发动机发动机(ICE)(ICE)，发电机，发电机(Generator)(Generator)，电动，电动机机(Motor)(Motor)，行星齿轮，逆变器，行星齿轮，逆变器(Inverter/C on-verter)(Inverter/C on-verter)和动力蓄电池组和动力蓄电

37、池组组成。其中，发电机和电动机都可以做电动机，也可以做发电机，叫做MG1，MG2。行星齿轮将两个电机，发动机有机的联系起来，丰田普丰田普锐斯混合斯混合动力系力系统构造构造普锐斯混联式混合动力由HV蓄蓄电池、池、INZ-FXF发动机、机、1号号电动发电机、机、2号号电动发电机、机、变频器器总成、行星成、行星齿轮组等组成。普普锐斯混合斯混合动力系力系统的元件在的元件在车上的布置上的布置图普普锐斯混斯混联式混合式混合动力的力的组成成1.1.NiMHNiMH电池系池系统 安装在普锐斯油电混合动力系统上的高输出镍氢蓄电池，无需利用外界电源进展充电，也无需定期交换。安装在Prius普锐斯上的电池单元实现了

38、约540W/kg的输入输出密度，居世界最高水平。使用车辆加速时的放电、减速时的再生制动器、以及用发动机行驶时产生的剩余能量来进展充电，从而累积充电放电电流，使充电状态保持稳定。不会出现放电过多或多余充电等现象，使用寿命非常长。电池系池系统的的组成成电池系统由电流传感器、保险丝、效劳插销service plug、系统主继电器、电池控制模块 ECU、电池通风温控系统构成2.2.12V12V蓄蓄电池池 12V蓄电池提供给ECU和辅助设备的电源，如音响等。蓄电池安装位置如下图。3.3.混合混合动力力传动桥混合动力传动桥主要由组合齿轮单元、主减速器、差速器、两个电机MG1、MG2、动力分配行星齿轮、驻车

39、机构等组成。1 1 高高输输出功率出功率电动电动机机Prius普锐斯油电混合动力系统的电动机中采用了交流同步原动机。该装置一直到高旋转带都可高效地产生高扭矩，同时可任意控制转数和产生的扭矩。另外它还拥有小型、轻量、高效等特点，具有优秀的动力性能，可进展顺畅的启动、加速等各种操作。Prius普锐斯油电混合动力系统的电动机MG 1、MG 2的构造如下图。MG1MG1的作用：的作用：通过调节 MG1的转速来实现发动机在某个高效功率点运行；发动机运行在高效率点时，随车速的变化，调节MG1的转速，实现行星齿轮无级变速的功能；作为电动机，起动发动机，把发动机从静止拖动到1000 转左右，然后发动机喷油点火

40、；在发动机有轴功输出时，MG1正转，作发电机，对电池充电和对MG2供电；MG1反转时，那么作为电动机，消耗电能。假设SOC 低时，MG2那么为发电机，对电池充电和对MG1供电，这种模式一般发生在等速巡航时；MG2MG2的作用：的作用：EV模式运行时，作电动机，独立驱动汽车；汽车加速和需要辅助功率时，作电动机；汽车中等速度巡航时，发动机输出功率较低，MG1反转，MG2作发电机，对电池充电和对 MG1供电；制动时发电；倒车时，反转驱动汽车。2 2 组组合合齿轮单齿轮单元构造：元构造：作用：作用：在在动力分配行星排中，行星架与力分配行星排中，行星架与发动机相机相连，太阳，太阳轮与与MG1相相连，齿圈

41、通圈通过过渡渡齿轮与主减速器相与主减速器相连。发动机机输出的出的动力被分成力被分成用于用于驱动MG1发电的的动力力(电动力力)和用于直接和用于直接驱动车轮的的动力力(机械机械动力力)两个局部。两个局部。组合合齿轮单元构造元构造组合合齿轮单元元的的工工作作原原理：理：4.4.动力控制力控制单元元变压器：器：变压器的作用：器的作用：变压器将HV蓄电池的直流电流转换成电动机和发电机使用的交流电流。另外也将发电机和电动机发出的交流电流转换成可供HV蓄电池充电的直流电流。可可变电压系系统：DC/DCDC/DC转换器器DC/DC转换器将HV蓄电池和发电机发出的244.8/201.6V直流电流减压至12V，

42、以供车辆的辅助设备、电子部件ECU作为电源使用。MG ECUMG ECU作用：作用：根据从动力管理控制ECU(HV CPU)的信号控制变频器和增压转换器。电子控制系子控制系统电子控制系统是集中控制车辆中各种系统的电子装置，可称为汽车的大脑。为了实现平安、舒适、高效率行驶，油电混合动力系统采用EUC实时监控汽车各系统的运转情况和能量消耗情况，进展精细且高速的综合控制。电子控制系子控制系统控制原理：控制原理：5.5.汽油汽油发动机机Pruis普锐斯中配备的INZ-FXE具有以下特点：高膨高膨胀比循比循环高高悬转化化采用采用VVT-i丰田普丰田普锐斯混合斯混合动力系力系统的特点与工作原理的特点与工作

43、原理1.工作特点：工作特点：丰田Prius普锐斯特点是低油耗、低尾气排放量、良好的加速、低油耗、低尾气排放量、良好的加速、运行安静的运行安静的传动系系统。TOYOTA油电混合动力系统是综合了电动机和发动机两大动力优点的新一代动力系统。它高水平地满足了现代汽车对低油耗、低尾气排放量的要求，加速良好，运行安静。1 1低油耗的工作原理低油耗的工作原理启动时充分利用电动机启动时的低速扭矩1 1低油耗的工作原理低油耗的工作原理低速、中速行驶时由高效利用能量的电动机驱动行驶1 1低油耗的工作原理低油耗的工作原理一般行驶时低油耗的驾驶、使用发动机作为主要动力源1 1低油耗的工作原理低油耗的工作原理一般行驶时

44、/剩余能量充电1 1低油耗的工作原理低油耗的工作原理全速行驶时利用双动力来获得更高一级的加速1 1低油耗的工作原理低油耗的工作原理减速/能量再生时将减速时的能量回收到HV蓄电池中1 1低油耗的工作原理低油耗的工作原理停车时动力系统全部停顿2 2 低尾气排放工作原理低尾气排放工作原理 降低油耗，控制尾气排放。采用了三元催化剂和VVT-i，并改进了空燃比补偿装置、点火时间控制装置、燃料蒸发排放物控制装置及其它各种设备，从而有效地控制了有害气体的产生，并增强了尾气净化性能。油电混合动力系统在以卓越的低油耗来减少燃料消耗，控制尾气排放的同时，利用高效燃烧来抑制其它物质的产生，同时还安装各种尾气净化装置

45、，实现了低尾气净化排放。3 3 驾驶驾驶方便、方便、动动力力强强劲劲的工作原理的工作原理驾驶方便：方便：动力力强劲：1灵活控制灵活控制电动机和机和发动机机 1理想的理想的动力系力系统控制控制2驱动辅助助 2扭矩分配系扭矩分配系统控制控制3电动机机TRC4爬坡爬坡动力力辅助助5坡道启坡道启动控制控制4 4 超群的静超群的静谧谧性工作原理：性工作原理：EV驱动模式：模式：仅利用利用电动机来机来进展低、中速行展低、中速行驶，并且，并且彻底采取了底采取了各种吸音、隔音措施。油各种吸音、隔音措施。油电混合混合动力系力系统使使驾驶者在低速至中速段行者在低速至中速段行驶时仅利用利用电动机的机的驱动力，利用力

46、，利用电力力带动的的电动机是非常安静的机是非常安静的驱动力，其行力，其行驶时的静的静谧性性远远超超过发动机。机。Prius的静的静谧性技性技术：Prius普普锐斯在斯在“EV驾驶模式功能的根底上，模式功能的根底上，还采用了各种技采用了各种技术来降低来降低发动机噪音以及从机噪音以及从发动机、机、车胎胎发出的透射声，出的透射声，以保以保证车内和内和车外超群的静外超群的静谧性。性。其他混合其他混合动力汽力汽车车型介型介绍别克君越克君越eAssist混合混合动力力车别克君越eAssist混动车的动力系统由发动机、电池组、电动机和控制器等组成。eAssist混动车的电池及能量管理系统别克君越eAssis

47、t属于弱混系统，电机不但要负责发动机的启动，同时还要完成自动启停、能量回收、加速和起步助力等功能。奥迪奥迪Q5 hybridQ5 hybrid奥迪Q5 Hybrid采用2.0TFSI发动机，为车辆提供了211马力155千瓦的动力，电动机也能为车辆提供54马力40千瓦的动力。在需要时，它们最大功率可到达245马力180千瓦，最大扭矩480牛米，比汽油版2.0T车型提升了不少；油耗方面，7.4L/100km也较汽油版2.0T车型的9.6L/100km节省了很多。奥迪Q5 Hybrid混合动力系统的组成第四局部第四局部 动力力电池技池技术动力力电池系池系统是整是整车的能量源，的能量源，为整整车提供提

48、供驱动电能。能。电池系池系统的体的体积、形状和技、形状和技术参数会影响参数会影响电动汽汽车的行的行驶性能，是性能，是纯电动汽汽车最重要的子系最重要的子系统之一。之一。纯电动汽汽车要求要求电动电池具有以下性能特点：池具有以下性能特点：1.能量密度高，以提高运行效率和续航里程。2.输出功率密度高，以满足驾驶性能要求。3.工作温度范围宽广，以满足夏季高温和冬季低温的运行需要。4.循环寿命长，保证电池的使用年限和行驶总里程。5.无记忆效应，以满足车辆在使用时常处于非完全放电状态下的充电需要。6.自放电率小，满足车辆较长时间的搁置需求。7.平安性好，可靠性高以及可循环利用。动力电池的概况汽车行业的开展是

49、整个上下游产业链的开展，对于新能源汽车的崛起，动力电池的核心地位越来越突出。动力电池的关键技术，包括材料种类、平安性、电池标准、寿命、价格本钱等。动力电池的开展决定着电动汽车的开展进程。国内国内动力力电池开展池开展中国2021年的根本的开展目标是，高比能量电池到达300瓦时每公斤，寿命1500次，本钱8毛钱。在迈向高比能量锂离子电池的过程中，机遇挑战并存，平安问题将变得更加突出。能量比越高，挑战越大。“中国必须进一步重视平安性，在平安性、耐久性、动力性三个问题中，最核心的是平安性问题。动力力电池的常用池的常用类型：型：目前，电动汽车、混合动力电动汽车上应用最广泛的电源是铅酸蓄电池，正在开展的电

50、源主要有镍氢电池、锂离子电池、飞轮电池及超级电容器等储能装置：能装置：储存能量、向外传送能量和从外部吸收能量的装置称为储能装置。一般情况下，混合动力汽车或电动汽车的储能装置为动力力电池。池。电动汽车使用的动力电池可以分为化学化学电池、物理池、物理电池和生物池和生物电池池三大类。1.1.化学化学电池池将化学能直接转变为电能的装置。主要局部是电解质溶液、浸在溶液中的正、负电极和连接电极的导线。化学电池按工作性质分为原电池、蓄电池、燃料电池和储藏电池。1 1 原原电电池池原电池是利用两个电极之间金属性的不同，产生电势差，从而使电子的流动，产生电流。如图4-1所示。又称非蓄电池，是电化电池的一种，其电