模块二 混合动力汽车

混合动力汽车王灿混合动力汽车概述1混合动力汽车结构与原理2长安杰勋奇瑞A5一汽奔腾东风EQ7200HEV荣威750HYBRID本田思域Hybrid别克君越HEV车型HEV车型丰田普锐斯HEV车型雷凌双擎版搭载的是一套由1.8L阿特金森循环发动机与电动机组成的混动系统，其中发动机的最大输出功率99马力，电动机最大输出功率72马力。官方公布该车的百公里综合油耗为4.2L/100km。雷凌双擎HEV车型搭载于雅阁车型上这套i-MMD系统由四大主要部分组成：2.0LDOHCi-VTEC发动机、电动CVT系统、PCU功率控制单元和高功率锂离子电池组。搭载i-MMD系统的雅阁Hybrid0-60km的加速时间为3.9秒，在日本JC08工况下的油耗测试值最低为30km/L，即大约3.3L/100km。2015款AccordHybridHEV车型奥迪A3Sportbacke-tron采用插电式混合动力系统，包含3个离合器的6速e-Stronic变速器与75千瓦电动机相连。在纯电动模式下，奥迪A3e-tron最高时速可达到130公里/小时，续航里程最大可以到达50公里。混合动力模式时，可以达到150千瓦和350牛·米。奥迪A3Sportbacke-tronHEV车型2015款530Le插电式混合动力HEV车型2015款保时捷卡宴SE-hybrid外观方面CayenneSHybrid的特点主要在于配色，除了在前翼子板侧面增加了一个“e-hybrid”之外，车型标识的字体背景以及刹车卡钳都采用了青柠绿配色。这个配色被用于所有有插电式混合动力的保时捷车型上，包括918Spyder。大作业1.介绍一款混合动力汽车（车型、发展历史、结构、参数等）；2.两人一组完成；3.以PPT、视频等形式汇报；4.每组的车型不得重复。1899，比利时Liege的Pieper研究院（第一辆并联式混合动力电动汽车）1899，法国Vendovelli与Priestly公司（第一辆串联式混合动力电动汽车）1902，法国人H.Krieger（采用两个独立的直流电动机驱动前轮）1903，法国人CamilleJenatzy（6hp的汽油发动机和14hp的电动机相组合）1903，Lohner.Porsche（发电制动）1975，VictorWouk博士（BuickSkylark型并联式混合动力电动汽车）1997，丰田公司（Prius混合动力电动轿车）混合动力汽车的发展定义：能够至少从可消耗的燃料、可再充电能或能量储存装置两类车载储存的能量中获得动力的汽车。-国家标准《电动汽车术语》GB/T19596-2004混合动力汽车的定义混合动力汽车的分类1按照动力系统结构形式2按混合程度分类,即按照电动机相对于燃油发动机的功率比大小3按照外接充电能力划分4按照行驶模式的选择方式划分5其他划分型式按照动力系统结构形式1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按照动力系统结构形式特点：串联式混合动力电动汽车的发动机能够经常保持在稳定、高效、低污染的运转状态，使有害气体的排放被控制在最低范围，能量转换的效率要比内燃机汽车低，故串联式混合动力驱动系统较适合在大型客车上使用。串联式结构图串联式动力流程图串联式并联式混联式串联式代表串联式并联式混联式按照动力系统结构形式串联式并联式混联式并联式结构图并联式动力流程图特点：并联式驱动系统可以单独使用发动机或电机作为动力源，也可以同时使用电机和发动机作为动力源驱动车辆行驶。通常被应用在小型混合动力电动汽车上。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。①驱动力合成式；②转矩合成式(双轴式和单轴式)；③转速合成式E-发动机；M-电动机；B-蓄电池按照动力系统结构形式并联式混合动力汽车的驱动方式串联式并联式混联式并联式代表串联式并联式混联式按照动力系统结构形式混联式结构图混联式动力流程图特点：混联式驱动系统充分发挥了串联式和并联式的优点，能够使发动机、发电机、电动机等部件进行更多的优化匹配，从而在结构上保证了在更复杂的工况下使系统在最优状态工作，所以更容易实现排放和油耗的控制目标，因此是最具影响力的混合动力电动汽车。串联式并联式混联式混联式代表串联式并联式混联式（1）微混合型混合动力电动汽车以发动机为主要动力源，电机作为辅助动力，具备制动能量回收功能的混合动力电动汽车。电机的峰值功率和总功率的比值小于10%。仅具有停车怠速停机功能的汽车也可称为微混合型混合动力电动汽车。（2）轻度混合型混合动力电动汽车以发动机为主要动力源，电机作为辅助动力，在车辆加速和爬坡时，电机可向车辆行驶系统提供辅助驱动力矩的混合动力电动汽车。一般情况下，电机的峰值功率和总功率的比值大于10%。（3）重度混合(强混合)型混合动力电动汽车以发动机和/或电机为动力源，一般情况下，电机的峰值功率和总功率的比值大于30%，且电机可以独立驱动车辆正常行驶的混合动力电动汽车。按混合程度分类外接充电型混合动力电动汽车一种被设计成在正常使用情况下可从非车载装置中获取电能量的混合动力电动汽车。仅当制造厂在其提供的使用说明书中或者以其他明确的方式推荐或要求进行车外充电时，混合动力电动汽车方可认为是“外接充电型”的。仅用作不定期的储能装置电量调节或维护目的而非用作常规的车外能量补充，即使有车外充电能力，也不认为是“外接充电型”的车辆。插电式(plug-in)混合动力电动汽车属于此类型。非外接充电型混合动力电动汽车一种被设计成在正常使用情况下从车载燃料中获取全部能量的混合动力电动汽车。按外接充电能力划分12有手动选择功能的混合动力电动汽车具备行驶模式手动选择功能的混合动力电动汽车。车辆可选择的行驶模式包括发动机模式、纯电动模式和混合动力模式三种。无手动选择功能的混合动力电动汽车不具备行驶模式手动选择功能的混合动力电动汽车。车辆的行驶模式根据不同工况自动切换。按行驶模式的选择方式划分12按照可再充电能量储存系统不同可以划分为(但不限于)以下类型:—动力蓄电池混合动力电动汽车(tractionbatteryhybridelectricvehicle);—超级电容器混合动力电动汽车(supercapacitorhybridelectricvehicle);—机电飞轮混合动力电动汽车(electromechanicalflywheelhybridelectricvehicle)；—动力蓄电池与超级电容器组合式混合动力电动汽车(tractionbatteryandsupercapacitorhybridelectricvehicle)。混合动力电动汽车按照其技术特征、燃料类型、功能结构和车辆用途等因素还可有其他划分型式。其他划分型式12混合动力电动汽车的特点混合动力纯电动汽车VS(1)由于有原动机作为辅助动力，蓄电池的数量和质量可减少，因此汽车自身重量可以减小；(2)汽车的续驶里程和动力性可达到内燃机的水平；(3)借助原动机的动力，可带动空调、真空助力、转向助力及其他辅助电器，无需消耗蓄电池组有限的电能，从而保证了驾车和乘坐的舒适性。混合动力电动汽车的特点混合动力内燃机汽车VS(1)可使原动机在最佳的工况区域稳定运行，避免或减少了发动机变工况下的不良运行，使得发动机的排污和油耗大为降低；(2)在人口密集的商业区、居民区等地可用纯电动方式驱动车辆，实现零排放；(3)可通过电动机提供动力，因此可配备功率较小的发动机，并可通过电动机回收汽车减速和制动时的能量，进一步降低汽车的能量消耗和排污。显然，混合动力电动汽车研发的主要目的就是要减少石油能源的消耗，减少汽车尾气中的有害气体量，降低大气污染。混合动力汽车概述1混合动力汽车结构与原理2混合动力汽车的发动机发动机功率功率大燃油经济性和排放性能差功率小电动机功率大，电池容量和成本增加，车重增加，仅依靠发动机的富裕功率难以维持电池组的额定电量，限制了车辆的续驶里程。能满足原车动力性能要求的小功率发动机，这样既可以降低发动机的排量又可以提高发动机的负荷率，有利于排放和燃油经济性。同普通动力传动系相比，混合动力电动汽车发动机可限制在某一特定区域内工作，特定区域的选择可考虑使发动机燃油消耗最小和尾气污染物排放最少。混合动力汽车的发动机发动机的最高转速转速过高加剧部件之间的磨损，降低发动机效率转速过低造成最高车速降低考虑到部件磨损和最高车速的合理性，通过对现有中小功率发动机进行分析，设计的发动机最高转速为6000r/min。电动机是电动汽车的心脏，对于混合动力电动汽车来说，电动机的重要性与发动机是等同的。混合动力电动汽车对驱动电动机的要求是能量密度高、体积小、重量轻、效率高。从发展趋势来看，电驱动系统的研发主要集中在交流感应电动机和永磁同步电动机上，对于高速、匀速行驶工况，采用感应电动机驱动较为合适;而对于经常起动、停车、低速运行的城市工况，永磁同步电动机驱动效率较高。电动机驱动电动机的控制技术包括大功率电子器件、转换器、微处理器以及电动机控制算法等。高性能的电力电子器件仍处于研究中，并且向微电子技术与电力电子技术集成的第四代功率集成电路方向发展。转换器技术随着功率器件的发展而发展，可分为DC/DC直流斩波器和DC/AC逆变器，分别用于直流和交流电动机。电动机控制微处理器主要有单片机和DSP芯片，目前电动机控制专用DSP芯片已被广泛采用，将微处理器与功率器件集成到一块芯片上(即PTC芯片)，是目前的研究热点。电动机混合动力电动汽车使用的电池工作负荷大，对功率密度要求较高，但体积和容量小，而且电池的SOC工作区间较窄，对循环寿命要求高。动力电池动力电池是混合动力电动汽车的基本组成单元，其性能直接影响驱动电动机的性能，从而影响整车的燃油经济性和排放性能。能量再生制动回收是混合动力电动汽车提高燃油经济性的又一重要途径。由于制动关系到行车安全性，如何在最大限度回收制动时的车辆动能与保证安全的制动距离和车辆行驶稳定性之间取得平衡，是再生制动回收系统需要解决的难题之一，再生制动回收系统与车辆防抱死制动系统的结合可以完美地解决这一难题。底盘系统Prius是拉丁语，意指“领先一步”。当Prius首次发布时，它被评选为2002年度世界最佳设计的客车。案例：普锐斯动力系及控制系统采用了哪种构造？动力系及控制系统动力系及控制系统动力系及控制系统动力系及控制系统动力系及控制系统1）由电动/发电机1(MGI)、电动机/发电机2(1VIG2)和行星齿轮机构组成的混合动力贯通轴。结构原理2）1NZ-FXE发动机。结构原理3）由变换器、升压变换器、DC-DC变换器和AC变换器构成的变换器组合件。结构原理4)混合动力车辆电控单元(HVECU)。该装置采集来自传感器的信息，并向发动机控制模块(ECM)、变换器组合件、蓄电池的电控单元(ECU)和滑移控制的电控单元(ECU)发送计算结果，以控制混合动力系统。结构原理①系统监视控制功能②关闭控制功能③上坡辅助控制功能④电动机牵引力控制功能5）换档位置传感器。6）将加速器角度量变换为电信号的加速踏板位置传感器。7）控制再生制动的滑移控制的电控单元(ECU)。8）发动机控制模块(ECM)。结构原理9）高压蓄电池。10）蓄电池的电控单元(ECU)，它监控高压蓄电池的充电情况，并控制冷却风扇的运转。11）关闭系统的维护插塞。12）连接和断开高压电源电路的主继电器。13）应用于车辆控制系统DC12V的辅助蓄电池。结构原理发动机和混合动力贯通轴①发动机1NZ-FXE发动机是1.5L直列式4气缸汽油发动机，配有可变气门定时信息(VVTi)和电节气门控制信息系统(ETCS-i)。发动机和混合动力贯通轴②混合动力贯通轴1)产生电功率的MG1。2)驱动车辆的MG2。3)可提供连续可变传动比，并用作功率分解装置的行星齿轮机构。4)由无声链、反转齿轮和末端齿轮组成的减速装置。5)标准的两小齿轮差速器。发动机和混合动力贯通轴发动机和