第四节--混联式混合动力汽车的主要组成及特点

第二章混合动力汽车的构造与原理第四节混联式混合动力汽车的主要组成及特点一、混联式混合动力汽车组成二、混联式混合动力系统结构三、混联式混合式混合动力汽车的驱动模式及特点四、串联式、并联式和混联式混合动力系统的性能比较第二章混合动力汽车的构造与原理第四节混联式混合动力汽车的主要组成及特点一、混联式混合动力汽车组成混联式HEV也可称为串并联混合式混合动力汽车、串并联式混合动力汽车、混联式混合动力汽车等。其特点是兼备串、并联混合式混合动力汽车的功能。单桥驱动的混联式HEV的典型系统是丰田Prius的动力系统，Prius的显著特点是装备了行星齿轮功率（动力）分配装置。因此常称为功率分配式混合动力系统。Prius混合动力汽车在结构上综合了串联式和并联式的特点，与串联式相比，它增加了机械动力的传动系统，与并联式相比，它增加了电力驱动传动系统。尽管功率分配式混合动力汽车同时具有串联式和并联式的优点，但其结构复杂，成本高。不过，随着控制技术和制造技术的发展，一些现代混合动力汽车更倾向于选择这种结构。第二章混合动力汽车的构造与原理第四节混联式混合动力汽车的主要组成及特点图2-20串并联混合式混合动力汽车组成示意图第二章混合动力汽车的构造与原理第四节混联式混合动力汽车的主要组成及特点二、混联式混合动力系统结构混联式混合动力系统是一种特殊的混合动力系统，也称为动力分流(PowerSplit)系统。其中丰田普锐斯（Prius)混合动力系统就是混联式混合动力系统结构的典型例子，其系统结构如图2-21所示。该混联式混合动力系统主要由内燃机、电机1,电机2,电机控制器、动力电池和单排行星齿轮机构几个部件组成。该混联式混合动力系统最大的特点是用一个机械行星齿轮机构将两个电机和一个内燃机藕合在一起。单行星排结构可以实现无级变速器功能，使整个系统效率较高，特别是在城市循环工况。该系统最大弱点就是其恒定的扭矩分配导致在高速巡航运行时系统效率较低。第二章混合动力汽车的构造与原理第四节混联式混合动力汽车的主要组成及特点图2-21丰田普锐斯（Prius)混联式混合动力系统第二章混合动力汽车的构造与原理第四节混联式混合动力汽车的主要组成及特点二、混联式混合动力系统结构在普锐斯(Prius)系统中，内燃机28％的扭矩必须传递到电机1，在正常行驶状态不会对系统产生大的影响，但是在节气门全开行驶加速状态下，扭矩和能量的分配也同正常行驶时是一样的，电机1必须设计得足够大才能够处理28％的内燃机输出扭矩。为了更好地理解普锐斯(Prius)混合动力系统，此处简单介绍普锐斯(Prius)的行星齿轮机构，结构如图2-22所示。第二章混合动力汽车的构造与原理第四节混联式混合动力汽车的主要组成及特点第二章混合动力汽车的构造与原理第四节混联式混合动力汽车的主要组成及特点二、混联式混合动力系统结构从图2-22可知，行星齿轮机构由一个太阳轮、若干个行星齿轮和一个齿轮圈构成，其中行星齿轮由行星架的固定轴支承，允许行星轮在支承轴上转动。行星齿轮和相邻的太阳轮、齿圈总是处于常啮合状态，通常都采用斜齿轮以提高工作的平稳性。该机构在普锐斯（Prius)混合动力系统的作用是实现两个电机、内燃机动力源之间的动力祸合，实现系统几种工作模式的切换，根据系统效率实现传动比合理切换。1.起步与小负荷时2.加速或爬坡时3.车辆在巡航时4.车辆在巡航时第二章混合动力汽车的构造与原理第四节混联式混合动力汽车的主要组成及特点图2-23普锐斯(Prius)纯电动行驶工况能量流图第二章混合动力汽车的构造与原理第四节混联式混合动力汽车的主要组成及特点图2-24普锐斯(Prius)加速或爬坡工况能量流图第二章混合动力汽车的构造与原理第四节混联式混合动力汽车的主要组成及特点图2-24普锐斯(Prius)巡航工况能量流图第二章混合动力汽车的构造与原理第四节混联式混合动力汽车的主要组成及特点图2-26车辆能量回收工况能量流图第二章混合动力汽车的构造与原理第四节混联式混合动力汽车的主要组成及特点三、混联式混合式混合动力汽车的驱动模式及特点混联式混合动力汽车的主要结构特点是具有功率分配装置，它根据汽车行驶工况对发动机功率中用于直接驱动汽车的功率和用于发电的功率的比例进行分配。在汽车正常行驶时，发动机的功率全部用于直接驱动汽车行驶；在全负荷、加速行驶时，发动机与蓄电池共同提供动力驱动汽车行驶；在停车或滑行时，发动机的功率全部驱动发电机向电池充电。第二章混合动力汽车的构造与原理第四节混联式混合动力汽车的主要组成及特点四、串联式、并联式和混联式混合动力系统的性能比较从能源转换效率和汽车的行驶性能对串联式、并联式和混联式混合动力系统进行比较的话，混联式混合动力系统的性能明显好于串联式、并联。。式系统第二章混合动力汽车的构造与原理第四节混联式混合动力汽车的主要组成及特点连接方式经济性运行性能自动停止怠速能量回收高效率运行控制总效率加速性高功率持续性串联式○◎○○△△并联式○○△○○△混联式◎◎◎◎○○备注：由差到好的顺序为：△→○→◎表2-2串联式、并联式和混联式混合动力系统的性能比较