混合动力原理

混合动力原理介绍新型动力汽车技术简介内容提要混合动力系统的结构与技术混动卡罗拉的构成与工作原理新型动力汽车技术简介•什么是新型动力汽车？新型动力汽车＝替代燃料动力汽车替代燃料非醇类生物燃料氢气乙醇天然气电力其他醇类液化石油气甲醇•燃气和生物质燃料汽车技术•燃气汽车•醇类燃料汽车•其他生物质燃料汽车•电动汽车技术•混合动力汽车技术•燃料电池汽车技术新型动力汽车技术简介•混合动力系统的结构型式及工作原理•串联式混合动力系统•并联式混合动力系统•混联式混合动力系统•混合动力系统的关键技术混合动力系统的结构与技术•根据驱动系统的配置和组合方式(即能量合成的方式)不同，分为串联式、并联式和混联(串并联)式三种组合方式。•混合动力系统的结构型式及工作原理混合动力系统的结构与技术串联式并联式混联式•①高效率的发动机•混合动力系统的关键技术混合动力系统的结构与技术•②电机(电动机/发电机)•③蓄电池•④动力复合装置•⑤控制系统①②②③④⑤混动卡罗拉的结构型式与工作原理•混动卡罗拉的系统构成•混动卡罗拉的工作原理•混动卡罗拉的优势混动卡罗拉的结构型式与工作原理•混动卡罗拉的系统构成•混动卡罗拉是用“丰田第二代混合动力系统”，混动卡罗拉所采用的新一代的丰田混合动力系统动力源，此系统在“TOYOTA油电混合动力系统”的理念下研发而成。混动系统主要由下列部件构成：发动机混合动力变速驱动桥(包含下列三部分)•1号电动发电机(MG1)•2号电动发电机(MG2)•行星齿轮组变频器总成HV蓄电池HVECU(HybridVehicleECU)1NZ-FXE发动机变频器总成混合动力变速驱动桥HV蓄电池混动卡罗拉的结构型式与工作原理•混动卡罗拉的系统构成•发动机混动卡罗拉搭载的发动机为丰田的1.8升8ZR高膨胀率循环汽油发动机(阿特金森)，采用了VVT-i智能可变气门正时控制技术和ETCS-i智能电子节气门控制技术。混动卡罗拉的结构型式与工作原理•混动卡罗拉的系统构成•混合动力变速驱动桥混合动力变速驱动桥包括MG1、MG2和行星齿轮组，并且在这些组件的配合下，通过无级变速(CVT)使车辆平稳地行驶。发动机混合动力变速驱动桥传动链差速器齿轮环齿轮行星齿轮架太阳齿轮混合动力变速驱动桥的基本构成混动卡罗拉的结构型式与工作原理•混动卡罗拉的系统构成•1号电动发电机(MG1)MG1是动力分配行星齿轮组的控制单元。MG1由发动机带动旋转产生高压电以操作MG2或为HV蓄电池充电，同时MG1还有效的控制变速驱动桥的CVT功能，并作为起动机来起动发动机。混动卡罗拉的结构型式与工作原理•混动卡罗拉的系统构成•2号电动发电机(MG2)MG2由来自MG1或HV蓄电池的电能驱动，产生动力用于提供低速时的驱动力和高速时的辅助动力。它在必要时亦可为发动机输出提供动力辅助，以帮助车辆获得优异的动态性能。此外，在制动期间MG2也可产生电能为HV蓄电池再次充电(再生制动)。混动卡罗拉的结构型式与工作原理•混动卡罗拉的系统构成•行星齿轮组行星齿轮组是一个动力分配单元，它以适当的比例分配发动机驱动力来直接驱动车辆和发电机。MG1连接太阳齿轮，MG2连接到环形齿轮，发动机输出轴连接到行星支架。这些组件用于结合来自发动机和MG2的动力，并可用于为HV蓄电池补充能量。太阳轮/发电机行星轮齿圈/电机与输出轴行星轮托架/发动机部件位置混动卡罗拉的结构型式与工作原理•混动卡罗拉的系统构成•变频器MG1、MG2和HV蓄电池间的电流经由变频器来控制行。变频器可将高压DC(HV蓄电池)转换为AC(MG1和MG2)，并可整流来自MG1和MG2的高压AC为HV蓄电池充电。部件位置混动卡罗拉的结构型式与工作原理•混动卡罗拉的系统构成•变频器变频器总成201.6VDC201.6VDC电压转换器变频器201.6VAC发电发电驱动驱动空调压缩机转换器变频器DC(直流)AC(交流)蓄电池存储再生制动过程中MG2产生的电能和MG1产生的能量。HV蓄电池在车辆起步阶段或者需要额外动力辅助时为MG2提供电能。混动卡罗拉的结构型式与工作原理•混动卡罗拉的系统构成•HV蓄电池THS(2001-2003年的Prius)THS-Ⅱ(2004年以后的Prius)38个镍氢电池模块28个镍氢电池模块额定电压：273.6V额定电压：201.6V(1.2V×6电瓶)×38模块(1.2V×6电瓶)×28模块部件位置混动卡罗拉的结构型式与工作原理•混动卡罗拉的工作原理起步与低速行驶正常行驶全油门加速减速和制动停车混动卡罗拉的结构型式与工作原理•混动卡罗拉的基本工作状态与原理•在丰田的THS中，电动机同传统发动机通过五种不同的基本工况实现低油耗和低排放。起步与低速行驶在起步或以低速稳定行驶等发动机效率较低的运转状态下，发动机停止，单靠电动机行驶。正常行驶发动机动力分为两种方式：一种是驱动发电机发电的途径，凭借所发的电力驱动电动机；另一种是直接驱动车轮。能够调整这两种方式的比例，使效率最大化。全油门加速在全油门快速加速时，也可由蓄电池提供电力，在发动机的驱动力上增加高功率的电动机驱动力，发挥反应快、稳定的动力性能，更加提高加速性能。减速和制动在减速或者制动时，由车轮驱动电动机，使电动机作为发电机运转，尽量将车辆的动能转化为电能回收。回收的能量通过向高性能蓄电池充电转化为电能。停车在车辆停止时，发动机自动停止。为了使蓄电池保持一定的充电状态，蓄电池电量变少时即驱动发电机开始充电。混动卡罗拉的结构型式与工作原理•混动卡罗拉的优势燃油经济性PRIUS的丰田油电混合动力系统充分而智能地利用发动机和电动机两种动力源，获得可媲美更低排量级别车型的燃油经济性，4.7L/100km的综合工况油耗已处于世界最佳之列，而动力却可媲美更高排量级别的车型。•性能优势加速电力驱动充电能量回收发动机不运转发动机以最佳效率工作减速发动机不运转起步、加速巡航减速制动混动卡罗拉的结构型式与工作原理•混动卡罗拉的优势•性能优势排放环保性丰田混动技术不仅满足了堪称世界最严格的排放法规－美国加利福尼亚州的AT-PZEV(AdvancedTechnologyPartialZeroEmissionsVehicle)法规，而且完全满足欧盟2005年实施的EURO-IV法规。此外，PRIUS更轻松满足了世界其他国家严格的排放法规要求。欧IV排放法规内部数据PM未测量动力性混动卡罗拉的结构型式与工作原理•混动卡罗拉的优势丰田油电混合动力系统不仅具有出色的燃油效率，更提供了优异的驾驶性能。尤其是其快速强劲的启动、锐利的提速和顺滑的加速感觉，只有在混合动力车上才可以体验得到的驾驭感受。尽管混动卡罗拉仅有1.8L的排量，但其性能完全媲美2.0L的车型。此外，高输出的电动机也实现了响应灵敏、平滑顺畅的加速性能。•性能优势发动机运转后加速普通中级三厢车(4AT)时间加速度混动卡罗拉的结构型式与工作原理•混动卡罗拉的优势•性能优势静谧性丰田油电混合动力系统可以在低、中速时仅使用电动机驱动车辆，靠蓄电池电力驱动的电动机是一种非常安静的动力源，因此在电动机驱动时明显比发动机驱动安静得多。加速/减速时的噪音车内噪音(dB(A))外部噪音(dB(A))1.5升普通汽油车安静