2.新能源汽车-混合动力汽车分类和工作原理.ppt

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1、新 能 源 汽 车主讲人：尹力卉 教授 第四章混合动力汽车4.2混合动力汽车分类和工作原理4.2混合动力汽车分类和工作原理 4.2.1混合动力汽车分类1.按照混合形式分类：微混合动力驱动 中混合动力驱动 完全混合动力驱动4.2混合动力汽车分类和工作原理（1）完全混合动力驱动 将一台大功率电机与内燃机组合在了一起，可以以纯电方式来驱动车辆行驶。一旦条件许可，该电机会辅助内燃机来工作。内燃机和电机之间有一个离合器，通过它可以断开这两个系统。内燃机只在需要时才接通工作。4.2混合动力汽车分类和工作原理（2）中混合动力驱动 中混合动力驱动在技术上和部件方面都与完全混合动力驱动是一样的，只是它不能以纯电

2、动方式驱动车辆来行驶。4.2混合动力汽车分类和工作原理（3）微混合动力驱动 使用这种驱动结构，电动部件（起动机/发电机）只是用来执行起动-停止功能。一部分动能在制动时又可作为电能使用（能量回收）。不能以纯电动方式驱动车辆来行驶。4.2混合动力汽车分类和工作原理 2.按照驱动形式分类：并联式混合动力系统 分支式混合动力系统 串联式混合动力系统 分支式串联混合动力系统 外插电式混合动力系统4.2混合动力汽车分类和工作原理(1)并联式混合动力系统 内燃机、电机和变速器装在同一根轴上。内燃机和电机各自的功率加起来，就是总功率。对于四轮驱动车辆来说，并联式混合动力结构可以将动力分配到四个车轮上。4.2混

3、合动力汽车分类和工作原理(2)分支式混合动力系统 分支式混合动力系统除了有内燃机外，还有一个电机，两者都安装在前桥上。内燃机和电机所发出的动力经一个行星齿轮机构到达汽车变速器。所产生的功率，一部分用于驱动车辆，另一部分作为电能存储在高压蓄电池内。4.2混合动力汽车分类和工作原理(3)串联式混合动力系统 车辆只通过电机来驱动，内燃机与驱动轴是没有机械连接的。内燃机带动一个发电机，该发电机在车辆行驶时为电机供电或者给高压蓄电池充电。4.2混合动力汽车分类和工作原理(4)分支式串联混合动力系统 系统有一个内燃机和两个电机。内燃机和电机1装在前桥上，电机2装在后桥上。这种结构用于四轮驱动车。内燃机和电

4、机1可以通过行星齿轮机构来驱动车辆变速器。后桥上的电机2在需要时才会工作。4.2混合动力汽车分类和工作原理（5）外插电式混合动力系统 外插电式混合动力系统 一种被设计成可以在正常使用情况下从非车载装置中获取能量的混合动力电动汽车。4.2混合动力汽车分类和工作原理 外插电式混合动力能提供更好的节油比例，是传统混合动力技术的一个扩展。相对传统混合动力车辆能较多的利用电网能源，从而降低油耗、减少排放，但将消耗一定的电能。例如大众高尔夫（电机130KW）的测试数据为每百公里8度电和2.5L的油耗，节油在5060%。4.2混合动力汽车分类和工作原理 4.2.2混合动力汽车的工作原理 根据混合动力驱动模式

5、、结构布置形式及动力传输路线分类，混合动力系统主要分为以下三种工作形式：串联式；并联式；混联式。4.2混合动力汽车分类和工作原理 1串联式工作原理 串联式混合动力汽车以电动机作为驱动装置，发动机作为辅助动力装置，以提高行驶里程。发动机只作为动力源驱动发电机发电，电能通过控制器输送到电池或电动机，由电动机通过变速机构驱动汽车，驱动系统只是电动机。小负荷时由电池驱动电动机驱动车轮，大负荷时由发动机带动发电机发电驱动电动机。4.2混合动力汽车分类和工作原理 下面对混合动力汽车的不同工况的能量流动路线进行具体分析：（1）在市区行驶时，如果电池完全充满，则选用纯电池驱动方式。4.2混合动力汽车分类和工作

6、原理 （2）当电池电量较低时，发动机被启动，并将其设置在最大功率工作点上，发动机将通过发电机为蓄电池充电。4.2混合动力汽车分类和工作原理 （3）当汽车发动机提供的最大功率低于汽车所需的功率时，蓄电池将提供这部分差额功率。4.2混合动力汽车分类和工作原理 （4）在刹车或减速时，电动机起到发电机的作用，使部分动能转化为电能存储在电池里。4.2混合动力汽车分类和工作原理 2.并联式工作原理 发动机通过变速装置和驱动桥直接相连，电机可同时用作电动机或发电机以平衡发动机所受的载荷，使其能在高效率区域工作。4.2混合动力汽车分类和工作原理 采用发动机和电动机两套驱动系统。可采用发动机单独驱动、电动机单独

7、驱动、发动机和电动机联合驱动3种工作模式。4.2混合动力汽车分类和工作原理 （1）在起步、坡道或加速阶段，发动机运转，发动机只为耦合器提供总功率的一部分，离合器闭合将扭矩输入变速箱，同时动力电池组释放电能，经逆变器将直流电转换为交流电，给动力电机供电，动力电机也将扭矩输入变速箱驱动电机转动，发动机和电机共同将动力输入变速箱、驱动桥从而驱动车辆加速行驶。4.2混合动力汽车分类和工作原理 （2）当车辆制动、减速、停车时，驱动桥传来的惯性扭矩，经变速箱带动电机运转，电机转换为发电机工作状态，起到发动机的作用。所发出的交流电经逆变器转换为直流电，对电池组进行充电。4.2混合动力汽车分类和工作原理 （3

8、）当蓄电池电量较低时，发动机被启动，并将其设置在最大功率工作点上，发动机输出的功率与汽车所需功率的差值将通过发电机为蓄电池充电。4.2混合动力汽车分类和工作原理 （4）在市区行驶时，如果电池完全充满，则选用纯电池驱动方式，离合器分离，动力电池组释放电能，经逆变器将直流电转换为交流电，给动力电机供电，动力电机将扭矩输入变速箱、后桥，从而驱动车辆行驶。4.2混合动力汽车分类和工作原理 （5）在高速巡航时，由发动机驱动，此时相当于传统燃油汽车运行。当车辆采用发动机单独驱动模式运行时，发动机运转，离合器闭合，将扭矩输入电机、变速箱、后桥，从而驱动车辆行驶。4.2混合动力汽车分类和工作原理 3.混联式工

9、作原理 混联混合动力汽车在结构上综合了串联式和并联式的特点。它主要偏向于并联结构，但又包含一些串联结构的特点。4.2混合动力汽车分类和工作原理 （1）高速巡航时，由发动机单独驱动。此时相当于传统燃油汽车运行。4.2混合动力汽车分类和工作原理 （2）在市区行驶时，如果电池完全充满，则选用纯电池驱动方式。4.2混合动力汽车分类和工作原理 （3）在刹车或减速时，电动机起到发电机的作用，将部分动能转化为电能存储到电池里。4.2混合动力汽车分类和工作原理 （4）在起步或加速阶段，发动机只为耦合器提供总功率的一部分，剩下的功率要由电机来提供，实现“功率辅助”是目的。4.2混合动力汽车分类和工作原理 （5）当电池电量较低时，发动机被启动，并将其设置在最大功率工作点上，发动机输出的功率与汽车所需功率的差值将通过发电机为电池充电。4.2混合动力汽车分类和工作原理 丰田Prius所采用的混合驱动方式将发动机、发电机和电动机通过一个行星齿轮装置连接起来，即为混联式混合动力驱动，充分利用了串联和并联两种驱动方式的优点。4.2混合动力汽车分类和工作原理 4.三种混合动力系统的比较：