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混合动力系统简介讲师：冯杰斌时间：30分钟•混合动力汽车概述•混合动力系统分类•混合动力系统动力分配•混合动力系统关键技术1发展背景当前普遍使用的燃油发动机汽车存在种种弊病严重排放废气污染环境。20世纪90年代以来，世界各国对改善环保的呼声日益高涨，各种各样新能源汽车脱颖而出，但是目前的电池技术问题阻碍了纯电动汽车的应用。所以现阶段混合动力汽车的应用更为广泛。环保1.1混合动力汽车概述定义：混合动力汽车（HybridElectricVehicle,HEV）是指车辆驱动系由两个或多个能同时运转的单个驱动系联合组成的车辆。目前的混合动力汽车一般采用内燃机和电动机做为动力源。内燃机电动机2混合动力系统分类•串联式混合动力系统：用电动机驱动车轮，电动机的电力来自发动机•并联式混合动力系统：用电动机和内燃发动机来驱动车轮，用发动机来给蓄电池充电•混联式混合动力系统：利用电动机和发动机来驱动车轮，并可用发电机来发电及自行充电按组成结构不同分为以下三类:2.1串联式混合动力系统串联式混合动力系统利用发动机动力发电，从而带动电动机驱动车轮。其基本结构是由电动机、发动机、发电机、蓄电池、变压器组成。2.2并联式混合动力系统并联式混合动力系统使用电动机和发动机两种电力来驱动车轮。其基本结构是由电动机、发动机、蓄电池、变压器和变速器组成。并联式混合动力系统中利用蓄电池的电力来驱动电动机。2.3混联式混合动力系统根据行驶条件的不同，可以仅靠电动机驱动力来行驶，或者利用发动机和电动机驱动行驶。另外还安装有发电机，所以可以一边行驶，一边给蓄电池充电。基本结构由电动机、发动机、蓄电池、发电机、动力分离装置、电子控制单元(变压器、转换器)组成。利用动力分离装置将发动机的动力分成两份，一部分用来直接驱动车轮，另一部分用来发电，给电动机供应电力和蓄电池充电。结构模型串联式并联式混联式动力总成发动机电动机发电机发动机电动机/发电机发动机电动机电动机/发电机驱动模式电动机驱动模式发动机驱动电动机驱动发动机-电动机驱动发动机驱动电动机驱动发动机-电动机驱动电动机-电动机驱动传动效率低高较高整车总布置结构简单尺寸较大结构复杂布置难度大结构复杂紧密尺寸小易于布置适用条件适用于大车型更接近纯电动车性能适用于中小车型接近燃油车性能适用于各种车型更接近燃油车性能3混合动力系统动力分配能量分配图3.1启动当汽车启动混合动力系统仅使用由蓄电池提供能量的电动机的动力启动，这时发动机并不运转。因为发动机不能在低旋转带输出大扭矩，而电动机可以灵敏、顺畅、高效地进行启动。3.2低速-中速行驶对于发动机而言，在低速－中速带的效率并不理想，而另一面，电动机在低速-中速带性能优越。因此，在用低速-中速行驶时，油电混合动力系统使用蓄电池的电力，驱动电动机行驶。3.3一般行驶时混合动力系统采用发动机，使它在能产生最高效功率的速度带驱动。由发动机产生的动力直接驱动车轮，依照驾驶状况部分动力被分配给发电机。由发电机产生的动力用来驱动电动机和辅助发动机。利用发动机和电动机这一双重传动系统，发动机产生的动力以最小消耗被传向地面。3.4一般行驶时过剩能量充电因为混合动力系统在高速运转时是采用发动机来驱动，而发动机有时会产生多余的能量。这时多余的能量由发电机转换成电力，用于储存在蓄电池中。3.5全速行驶在需要强劲加速力（如爬陡坡及超车）时，蓄电池也提供电力，来加大电动机的驱动力。发动机和电动机双动力的结合使用。3.6减速行驶在踩制动器和松油门时，混合动力系统使车轮的旋转力带动电动机运转，将其作为发电机使用。减速时通常作为摩擦热散失掉的能量，在此被转换成电能，回收到蓄电池中进行再利用。4混合动力系统的关键技术•再生制动•动力控制单元•动力分离装置4.1再生制动电动机通常在通电后开始转动，但是相反地让外界力量带动电动机旋转时，它又可作为发电机来发电。因此，利用驱动轮的旋转力带动电动机发电，在给蓄电池充电的同时，又可利用发电时的电阻来减速。4.2动力控制单元一般混合动力系统中安装有由变压器、可变电压系统、DC/DC转换器组成的动力控制单元变压器:将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蓄电池充电的直流电流。可变电压系统:可根据需要将电动机和发电机的电源电压进行无级升压，由一般情况下的DC201.6V最大升至DC650V。DC/DC转换器:将蓄电池和发电机发出的201.6V直流电流减压至12V，以供车辆的辅助设备、电子部件ECU作为电源使用。4.3动力分离装置将发动机产生的动力，分配给驱动系统和发电系统使用。采用由齿环、小齿轮、太阳齿轮、行星支架组成的行星齿轮，高效率地分配动力。混合动力汽车优点1.合理的动力分配，发挥内燃机和发电机各自的优势。2.制动、怠速时的能量回收。3.低功率运行可纯电动驱动，实现“0”排放。4.利用现有基础设施（加油站）不必在投资。