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新能源汽车概论银石立方科技（北京）有限公司编Contents目录第一节第二节第三节第三章混合动力电动汽车类型和典型车型主要技术指标结构和原理混合动力电动汽车简介混合动力电动汽车（HybridElectricVehicle，简称HEV)是指同时配备电力驱动系统和辅助动力单元（AuxiliaryPowerUnit，简称APU)的电动汽车。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。国际电子技术委员会对混合动力车辆的定义为：在特定的工作条件下，可以从两种或两种以上的能量存储器、能量源或能量转化器中获取驱动能量的汽车。Fuelstorage-油箱，battery-电池lightweightmaterials-轻质材料powerelectronics-动力电子单元electricmotor-电动机advancedcombustionengine-发动机混合动力汽车布置图混合动力电动汽车的发展正发生深刻的变化，主要体现在以下几个方面：(1)插电式混合动力成为混合动力汽车开发和生产的主流。(2)轻量化、小型化混合动力电动汽车和城市混合动力客车成为市场消费主力军。(3)纯电动汽车将成为电动汽车发展的主流，混合动力将逐步被纯电动汽车所取代。丰田-雷凌混合动力车世界上第一辆混合动力汽车世界上第一辆混合动力电动汽车是在1898年由德国工程师费迪南德•保时捷(FerdinandPorsche)设计制造的混合动力电动汽车简介第一节混合动力电动汽车的类型和典型车型混合动力电动汽车的分类内燃机和电动机的能量流动及连接关系串联式混合动力电动汽车并联式混合动力电动汽车混联式混合动力电动汽车车辆的主要动力源及能量补充方式电量维持型（或内燃机主动型）混合动力电动汽车电量消耗型（或电力主动型）混合动力电动汽车内燃机和电动机的功率大小及混合程度微度混合动力电动汽车混合动力电动汽车轻度混合动力电动汽车（MildHybrids)也称为辅助驱动混合动力电动汽车深度（全面）混合动力电动汽车动力电池铅酸电池混合动力电动汽车锂电池混合动力电动汽车镍氢混合动力电动汽车飞轮电池混合动力电动汽车超级电容混合动力电动汽车驱动电动机类型直流电动机混合动力电动汽车交流异步电动机混合动力电动汽车永磁电动机混合动力电动汽车开关磁阻电动机混合动力电动汽车发动机类型汽油机混合动力电动汽车柴油机混合动力电动汽车涡轮机混合动力电动汽车混合燃料混合动力电动汽车一混合动力电动汽车的分类1.根据内燃机和电动机的能量流动及连接关系分类可以将混合动力电动汽车分为串联式、并联式和混联式三类，三种驱动方式结构图如下图所示。混合动力电动汽车的驱动方式一混合动力电动汽车的分类(1)串联式混合动力电动汽车串联式混合动力电动汽车是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，由电动机产生驱动力矩驱动汽车。串联式混合动力电动汽车的驱动方式一混合动力电动汽车的分类并联式混合动力电动汽车指车辆的驱动力由电动机和发动机同时或单独供给的混合动力汽车，驱动方式上如图所示。特点是可以单独使用发动机或电动机作为动力源，也可以同时使用电动机和发动机作为动力源驱动汽车行驶。并联式混合动力电动汽车驱动方式一混合动力电动汽车的分类(2)并联式混合动力电动汽车(3)混联式混合动力电动汽车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。电动机产生的驱动力矩通过动力合成装置传送给驱动桥。混联式混合动力电动汽车的驱动方式一混合动力电动汽车的分类PPT模板下载：行业PPT模板：节日PPT模板：素材下载：背景图片：图表下载：优秀PPT下载：教程：教程：教程：资料下载：课件下载：范文下载：试卷下载：教案下载：电量维持型（或内燃机主动型）混合动力电动汽车：内燃机功率占整个系统功率的百分比较大，电动机功率占整个系统功率的百分比较小，蓄电池组仅提供车辆行驶时的峰值功率。电量消耗型（或电力主动型）：蓄电池容量较大，电动机功率占整个系统功率的百分比较大，内燃机功率占整个系统功率的百分比较小，车辆的主要动力源及能量补充方式在前述第一种分类法中提到的串联式混合动力电动汽车与并联式混合动力电动汽车既可以是电量维持型也可以是电量消耗型。2.根据车辆的主要动力源及能量补充方式分类一混合动力电动汽车的分类3.根据内燃机和电动机的功率大小及混合程度分类(1)微度混合动力电动汽车电动机仅作为内燃机的起动机或发电机使用，不为汽车行驶提供持续的动力，通常是在传统内燃机的起动电机（一般为12V)上加装传动带驱动起动电机，该电机为发电/起动一体式电动机，用来控制发动机的起动和停止。微度混合动力电动汽车的BSG系统一混合动力电动汽车的分类轻度混合动力汽车透视图在驱动车辆的两种动力源中，电池、电动机功率所占的比例增大，内燃机功率所占的比例相对减少。(2)轻度混合动力电动汽车一混合动力电动汽车的分类通常采用大容量电池，以供给高功率电动机以纯电动模式运行，同时还具有动力切换装置，用于发动机、电动机各自动力的耦合和分离。在起步、倒车、起步-停车、低速行驶等情况下，车辆可以纯电动模式行驶在急加速时，电动机和内燃机一起驱动车辆，并具有制动能量回收的能力。深度混合动力电动汽车(3)深度混合动力电动汽车(也称为全面混合)一混合动力电动汽车的分类一混合动力电动汽车的分类4.根据车辆所使用的动力电池、驱动电动机及发动机的不同分类(1)雷克萨斯混合动力电动汽车GS450h搭载了由3.5LV6D-4S燃料多重喷射发动机、永磁电动机、PCU动力控制模组与HV(HybndVehicle)电池组成的动力系统，以及电子控制式连续可变Hybrid变速器，可整合输出最大功率250kW，属于世界上为数不多的超大功率混合动力汽车。遭遇交通拥堵时，它的发动机会尽可能避免怠速空转，而在车辆制动或减速时，系统会回收动能转化为电力储存到蓄电池用以驱动车辆。雷克萨斯混合动力GS450h电动汽车二混合动力电动汽车车型实例(2)长安杰勋混合动力电动汽车具有以下特点：①燃油经济性：通过实现“加速助力”、“制动能量回收”、“怠速起停”三大混合动力功能，在动力性能与传统车相当的情况下，工况百千米油耗≤6.8L。②排放限值满足国际IV要求。③与原汽油机汽车比较，单车成本增加不到2万元，性价比具有卓越的竞争优势。长安杰勋混合动力电动汽车二混合动力电动汽车车型实例第二节混合动力电动汽车的结构原理串联式结构是由发动机、发电机和驱动电动机三大主要部件总成组成的。发动机仅用于发电，发电机发出的电能通过电动机控制器直接输送到电动机，由电动机产生的电磁力矩驱动汽车行走。发电机发出的部分电能向电池充电，来延长混合动力电动汽车的行驶里程。串联式混合动力电动汽车串联式混合动力电动汽车动力流程图在串联式混合动力电动汽车上，电力驱动是唯一的驱动模式，动力流程图上图右所示。总体结构上看，比较简单，易于控制，只有电动机的电力驱动系统，其特点更加趋近于纯电动汽车。在发动机一发电机一电动机驱动系统中的能量损失较大。一串联式混合动力电动汽车1.串联式混合动力电动汽车的工作模式与运行工况分析在以低负荷行驶时，串联式混合动力电动汽车可采用纯粹的电驱动模式或纯粹的发动机驱动模式。串联式混合动力电动汽车则采用混合驱动模式，电能来自于发动机-发电机组和蓄电池组。一串联式混合动力电动汽车纯粹的电驱动模式纯粹的发动机驱动模式混合驱动模式发动机驱动和蓄电池充电模式再生制动模式蓄电池停车充电模式工作模式蓄电池混合充电模式（1）串联式混合动力电动汽车的工作模式(2)串联式混合动力电动汽车的运行工况分析①起动/正常行驶/加速运行工况起步/正常行驶/加速运行工况下的能量流动一串联式混合动力电动汽车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，再通过机械传动装置驱动车轮。低负荷工况下的能量流动发动机输出的功率大于车辆所需的功率，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。②低负荷工况一串联式混合动力电动汽车③减速/制动工况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，减速/制动工况工况下的能量流动一串联式混合动力电动汽车发动机可通过发电机和功率转换器给蓄电池充电。停车充电工况下的能量流动④停车充电一串联式混合动力电动汽车结构特点(3)单条驱动线路，两个电机，只有牵引电动机驱动汽车行驶，而发动机仅用于带动发电机发电，与驱动轮无机械连接，不直接驱动车辆。(1)发动机和发电机组成的辅助动力单元一起工作产生所需的电能。发动机和发电机之间的机械连接装置中不需要离合器。(4)属于内燃机辅助型的电动汽车，用于增加电动汽车的续驶里程。(2)发动机输出的机械能首先通过发电机转化为电能，转化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机械传动装置驱动车轮。2.串联式混合动力电动汽车的特点一串联式混合动力电动汽车优点发动机-发电机组中的发动机与驱动轮之间没有机械上的连接，因此能够保持在稳定、高效、低污染的状态下运转，将有害气体排放控制在最低范围。趋近于纯电动汽车，只有电动机驱动车辆以动力电池组为基本能源，可实现“零污染”状态行驶发动机与车轮之间在机械上完全解耦，总体结构较简单，易于控制一串联式混合动力电动汽车不足一串联式混合动力电动汽车整车外形尺寸较大，质量较大，在中小型车上布置有困难，较适合应用于大型客车。机械能一电能一机械能的能量转换过程中，能量损失较大；能量转换的综合效率比内燃机汽车低。电动机功率较大，外形尺寸较大，质量较大。效率较低。要求动力电池组容量大。发动机-发电机组与动力电池组之间的匹配要求较严格，需要更大容量的电池。并联式混合动力电动汽车主要由发动机、电动机/发电机两大部件总成组成，有多种组合形式，可以根据使用要求选用。并联式混合动力驱动系统通常被应用在小型混合动力电动汽车上。并联式混合动力电动汽车结构示意图二并联式混合动力电动汽车并联式驱动系统的典型动力流程图如下图所示。由于并联式混合动力电动汽车在稳定的高速下发动机具有比较高的效率和相对较小的质量，所以它在高速公路上行驶时具有比较好的燃油经济性。二并联式混合动力电动汽车并联式驱动系统的主要元件为动力合成装置，由于动力合成的实现方法具有多样性，相应的动力传动系统结构也多种多样，通常可将其分为驱动力合成式、转矩合成式和转速合成式3类。其结构如下图所示：并联式混合动力汽车的驱动方式二并联式混合动力电动汽车停车充电模式纯粹的发动机驱动模式纯粹的电驱动模式混合驱动模式工作模式(1)并联式混合动力电动汽车的工作模式发动机驱动和蓄电池充电模式再生制动模式1.并联式混合动力电动汽车的工作模式与运行工况分析二并联式混合动力电动汽车二并联式混合动力电动汽车(2)并联式混合动力电动汽车的运行工况分析电动机关闭，仅由发动机工作，提供车辆行驶所需的动力。发动机和电动机同时工作，共同分担驱动车辆所需的动力。②正常行驶①起动/加速工况当车辆轻载时，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以发电状态工作的电动机发电而向蓄电池充电。(2)并联式混合动力电动汽车的运行工况分析③减速/制动④行驶中给蓄电池充电工况电动机工作于发电机模式进行再生制动，