論文(混合動力汽車系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與原理)

1、淺析混合動力汽車系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)淺析混合動力汽車系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與原理與原理09汽服郭永強 摘要 全球能源及環(huán)境問題日益突出，一方面?zhèn)鹘y(tǒng)的燃油發(fā)動機車輛廢氣排放對空氣造成嚴重污染；另一方面石油資源作為不可再生能源日益緊缺，地球上的石油資源總有一天會枯竭，若沒有新能源或代替能源，到那時汽車將寸步難行，為此替代燃油發(fā)動機汽車已經(jīng)成為現(xiàn)代汽車研發(fā)方向的重點，例如氫能源汽車、燃料電池汽車等。但以目前的條件和實用性來看，具備商業(yè)化運作條件的只有混合動力汽車（Hybrid Electric Vehicle，簡稱HEV）?；旌蟿恿ζ嚕ㄒ喾Q復(fù)合動力汽車，英文為 Hybrid Power Automobile）是指車上裝

2、有兩個以上動力源：蓄電池、燃料電池、太陽能電池、內(nèi)燃機的發(fā)電機組，當前復(fù)合動力汽車一般是指內(nèi)燃機車發(fā)電機，再加上蓄電池的汽車?；旌蟿恿ζ嚨膯柺澜o人類帶來了諸多好處，不僅石油消耗減少了，環(huán)境問題也得以改善，由于混合動力汽車在節(jié)能和降低排放污染方面的明顯優(yōu)勢，因而受到很大的重視，研制開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化的進程相當快。本文重點闡述了混合動力汽車的結(jié)構(gòu)特點、工作原理，并分析介紹了混合動力汽車的控制策略、其優(yōu)缺點、技術(shù)難題。 關(guān)鍵詞：混合動力汽車，結(jié)構(gòu)，原理，控制策略 目錄1 緒論2 混合動力汽車的簡介與分類2.1混合動力汽車的簡介2.2混合動力汽車系統(tǒng)的分類3 混合動力汽車的結(jié)構(gòu)與原理3.1 混合動力汽車的

3、節(jié)能機理 3.2 串聯(lián)式混合動力汽車（SHEV）3.3 并聯(lián)式混合動力汽車（PHEV）3.4 混聯(lián)式混合動力汽車（PSHE）4 混合動力汽車的策略4.1 混合動力系統(tǒng)的控制策略4.2 混合動力能量管理策略5 混合動力汽車優(yōu)缺點分析及技術(shù)難點5.1 串聯(lián)式混合動力汽車的優(yōu)缺點分析5.2 并聯(lián)式混合動力汽車的優(yōu)缺點分析5.3 混聯(lián)式混合動力汽車的優(yōu)缺點分析5.4 混合動力汽車的關(guān)鍵技術(shù)結(jié)語參考文獻 研究背景 隨著全球能源短缺，環(huán)境問題的日益突顯，開發(fā)利用新能源無疑是長久發(fā)展的出路之一。為此世界各國和各大汽車公司紛紛研究與開發(fā)新型高效能汽車，例如氫能源汽車、電動汽車、太陽能汽車等。這些新型汽車的開發(fā)

4、能有效減少有害氣體的排放，改善生活環(huán)境，還可以減少人類對石油資源的依賴。雖然這些新型汽車有很多優(yōu)勢，但還有許多不完善之處，例如：制造、運輸?shù)缺容^困難、成本高、投資大。然而，混合動力汽車作為節(jié)能化、環(huán)保化的新型動力系統(tǒng)的現(xiàn)代化汽車，早已是現(xiàn)代汽車發(fā)展道路上的重要話題。混合動力汽車同時裝備兩種動力來源熱動力源（由傳統(tǒng)的內(nèi)燃機產(chǎn)生）與電動力源（電池與電動機）的汽車。通過在混合動力汽車上加裝使用電動機，使得動力系統(tǒng)可以按照整車的實際運行工況進行靈活調(diào)控，而發(fā)動機保持在綜合性能最佳的區(qū)域內(nèi)工作，從而降低油耗，減少有害氣體的排放。其優(yōu)點在于車輛啟動、停止時只靠發(fā)電機帶動，達不到一定速度發(fā)動機則不工作，因此

5、便能使發(fā)動機一直保持在最佳工作狀態(tài)，即動力性好、排放低。比較而言，在這傳統(tǒng)的內(nèi)燃機與新型能源汽車的過渡期間，混合動力汽車更適合社會發(fā)展和人類生活的需求。1.2 混合動力汽車的分類 混合動力系統(tǒng)有多種分類方式。依據(jù)混合方式的不同，混合動力汽車系統(tǒng)可以分為串聯(lián)、并聯(lián)和混聯(lián)三種類型；依據(jù)混合程度不同，混合動力系統(tǒng)還可以分為弱混合動力、輕度混合動力、中度混合動力、重度混合動力、插電混合動力五類；按混合方式分類根據(jù)混合動力驅(qū)動的混合方式，混合動力汽車主要分為串聯(lián)、并聯(lián)和混聯(lián)三類。 1.串聯(lián)式混合動力汽車（Series Hybrid Electric Vehicle,SHEV）串聯(lián)式混合動力系統(tǒng)由發(fā)動機、

6、發(fā)電機、電機控制器、電動機和動力電池組成。圖圖 1-1 串聯(lián)型串聯(lián)型Plug-in HEV動力系統(tǒng)簡圖動力系統(tǒng)簡圖如圖1-1所示，串聯(lián)型Plug-in HEV 的特點是：發(fā)動機帶動發(fā)電機發(fā)電，電能通過電機控制器直接輸送給電動機，由電動機產(chǎn)生電磁力矩驅(qū)動汽車。在發(fā)動機與驅(qū)動橋之間通過電能實現(xiàn)動力傳遞。2.并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)（Parallel Hybrid Electric Vehicle,PHEV） 并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)由發(fā)動機、變速器、電機、電機控制器和動力電池組成，其中電機可作為電動機使用，也可作為發(fā)電機使用。采用并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)的汽車有兩個獨立的驅(qū)動系統(tǒng)，即傳統(tǒng)的發(fā)動機驅(qū)動系統(tǒng)和電機驅(qū)動系

7、統(tǒng)。車輛驅(qū)動力由發(fā)動機和電機同時或單獨供給，也就是說，兩個動力系統(tǒng)既可以同時協(xié)調(diào)工作，也可以各自單獨工作來驅(qū)動汽車。兩個動力系統(tǒng)同時工作時，以機械方式實現(xiàn)動力耦合，動力的流動方向為并聯(lián)，所以稱為并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)。圖圖 1-2 并聯(lián)型并聯(lián)型Plug-in HEV動力系統(tǒng)簡圖動力系統(tǒng)簡圖3.混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)（Series/Parallel Hybrid Electric Vehicle） 混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)由發(fā)動機、動力分配機構(gòu)、發(fā)電機、電機控制器、電動機和動力電池組成。發(fā)動機的動力經(jīng)過動力分配器后分成兩部分，一部分直接驅(qū)動車輛，形成機械傳輸通道；另一部分帶動發(fā)電機發(fā)電，所產(chǎn)生的電能通過電機控

8、制器提供給電動機驅(qū)動車輛，形成電力傳輸通道。通過調(diào)整發(fā)電機轉(zhuǎn)速，可以控制機械傳輸通道和電力傳輸通道的動力分配比例。這個系統(tǒng)具有雙重特征，一是電力傳輸通道和動力電池之間以電方式實現(xiàn)動力耦合，動力的流向為串聯(lián)；二是機械傳輸通道和電動機之間以機械方式實現(xiàn)動力耦合，動力的流向為并聯(lián)，所以稱為混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)。圖圖 1-3 混聯(lián)型混聯(lián)型Plug-in HEV動力系統(tǒng)簡圖動力系統(tǒng)簡圖1.2.2 按混合程度分類 在混合動力系統(tǒng)中，根據(jù)電動機的輸出功率在整個系統(tǒng)輸出功率中所占比例，可以分以下五類：弱混合動力（也稱微混合動力）、輕度混合動力、中度混合動力、重度混合動力（也稱全混合動力，強混合動力）、插電式混合

9、動力。其混合度不同，功能要求也有差別。 （1）弱混合動力系統(tǒng)這種混合動力系統(tǒng)對傳統(tǒng)發(fā)動機的起動機進行了改造，形成了由帶傳動的發(fā)電起動一體式電機（BSG）。該電機用來控制發(fā)動機快速起停，因此可以取消發(fā)動機的怠速過程，降低了油耗和排放。 （2）輕度混合動力系統(tǒng)該混合動力系統(tǒng)采用了集成起動電機（ISG）。輕混合動力系統(tǒng)除了能夠?qū)崿F(xiàn)用電機控制發(fā)動機的起停外，還能夠在車輛制動和下坡工況下，實現(xiàn)對部分能量進行回收。 （3）中度混合動力系統(tǒng)該混合動力系統(tǒng)同樣采用了ISG系統(tǒng)。中混合動力系統(tǒng)采用的是高壓電機，在汽車加速或者大負荷工況時，電動機能夠輔助發(fā)動機驅(qū)動車輛，補充發(fā)動機本身動力輸出的不足，提高整車性能。

10、 （4）重度混合動力系統(tǒng)重度混合動力系統(tǒng)采用了272-650V的高壓電機，混合度可以達到50%以上，在城市循環(huán)工況下節(jié)油率可以達到30%-50%。 （5）插電式混合動力系統(tǒng)插電式混合動力汽車（Plug-in Hybrid Electric Vehicle,PHEV）是可以利用電網(wǎng)對動力電池充電的混合動力汽車，可以使用純電動模式驅(qū)動車輛行駛，且純電動行駛里程較長；電能不足時，車輛仍可以重度混合模式行駛。二 混合動力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與原理2.1 混合動力汽車的節(jié)能機理1.混合動力汽車的節(jié)能途徑 1）混合動力汽車可以從以下四個方面達到節(jié)能目的: 2）選擇較小的發(fā)動機，從而提高發(fā)動機的負荷率。 3）改善控制

11、策略使發(fā)動機工作在高效率區(qū)，以改善整車的燃油消耗。 4）發(fā)動機具有取消怠速和高速斷油的功能，以節(jié)省燃油消耗。具有再生制動能量回收功能。2.2 串聯(lián)式混合動力汽車（SHEV） 串聯(lián)式混合動力模式由發(fā)動機、發(fā)電機和驅(qū)動電動機三大動力組成，發(fā)動機、發(fā)電機和驅(qū)動電機采用“串聯(lián)”的方式組成SHEV的驅(qū)動系統(tǒng)。（一）串聯(lián)式混合動力的結(jié)構(gòu) 串聯(lián)式混合動力的結(jié)構(gòu)如下圖所示。它由發(fā)動機、發(fā)電機和驅(qū)動電動機三大動力總成組成，它們采用“串聯(lián)”的方式組成驅(qū)動系統(tǒng)。 蓄電池逆變器電動機驅(qū)動軸發(fā)電機發(fā)動機圖圖2-1 串聯(lián)式簡圖串聯(lián)式簡圖（二）串聯(lián)式混合動力的工作原理 在車輛行駛之初，蓄電池組處于電量飽和狀態(tài)，其能量輸出可

12、以滿足車輛要求，輔助動力系統(tǒng)不需要工作，蓄電池輸出的直流電經(jīng)控制器變?yōu)榻涣麟姾蠊┤腧?qū)動電動機、驅(qū)動電動機輸出的轉(zhuǎn)矩經(jīng)變速器、傳動軸及驅(qū)動橋驅(qū)動車輪。蓄電池組電量低于60%時，輔助動力系統(tǒng)起動，為驅(qū)動系統(tǒng)提供能量的同時，還給蓄電池組進行充電。當車輛能量需求較大時，輔助動力系統(tǒng)與蓄電池組同時為驅(qū)動系統(tǒng)提供能量，發(fā)動機-發(fā)電機組產(chǎn)生的交流電經(jīng)整流器變?yōu)橹绷麟姾碗姵剌敵龅闹绷麟娊?jīng)控制器變?yōu)榻涣麟姾蠊┤腧?qū)動電動機。 由于蓄電池組的存在，使發(fā)動機工作在一個相對穩(wěn)定的工況，使其排放得到改善。（三）串聯(lián)式混合動力的結(jié)構(gòu)特點 1）發(fā)動機和發(fā)電機組成的輔助動力單元一起工作產(chǎn)生所需的電能。發(fā)動機和發(fā)電機之間的機械連

13、接裝置中不需要離合器。 2）發(fā)動機輸出的機械能首先通過發(fā)電機轉(zhuǎn)化為電能，轉(zhuǎn)化后的電能一部分用來給蓄電池充電，另一部分經(jīng)由電動機和機械傳動裝置驅(qū)動車輪。 3）單條驅(qū)動線路，兩個電機，只有牽引電動機驅(qū)動汽車行駛，而發(fā)動機僅用于帶動發(fā)電機發(fā)電，與驅(qū)動輪無機械連接，不直接驅(qū)動車輛。在兩個電機種，一個電機用于驅(qū)動和能量回饋，另一個電機專門用于發(fā)電。 4）屬于內(nèi)燃機輔助型的電動汽車，用于增加電動汽車的續(xù)駛里程。2.3 并聯(lián)式混合動力汽車（PHEV） 并聯(lián)式混合動力汽車由發(fā)動機、電動/發(fā)電機或驅(qū)動電動機兩大動力總成組成。發(fā)動機、電動/發(fā)電機或驅(qū)動電動機采用“并聯(lián)”的方式組成PHEV的驅(qū)動系統(tǒng)。（一）并聯(lián)式混

14、合動力的結(jié)構(gòu)并聯(lián)式混合動力是由發(fā)動機與電動機、發(fā)動機或驅(qū)動電機兩大動力總成組成。如圖2-2所示，它們采用“并聯(lián)”的方式組成驅(qū)動系統(tǒng)。電動機的動力要與車輛驅(qū)動系統(tǒng)相結(jié)合：（1）在發(fā)動機輸出軸處進行組合；（2）在變速器（包括驅(qū)動橋）處進行組合；（3）在驅(qū)動橋處進行組合；蓄電池逆變器電動機驅(qū)動軸發(fā)動機耦合器圖圖2-2 并聯(lián)式簡圖并聯(lián)式簡圖（二）并聯(lián)式混合動力的工作原理 圖2-2所示，是一種電動機的動力在驅(qū)動輪處進行組合的驅(qū)動輪動力組合式PHEV，其驅(qū)動模式為：（1）以發(fā)動機驅(qū)動為基本驅(qū)動模式，獨立驅(qū)動后驅(qū)動輪；（2）驅(qū)動電動機為輔助驅(qū)動模式，能獨立驅(qū)動前驅(qū)動輪；在混合驅(qū)動時，發(fā)動機驅(qū)動的后輪動力與驅(qū)

15、動電機驅(qū)動的前輪動力進行組合，成為混合四驅(qū)動模式。（三）并聯(lián)式混合動力的結(jié)構(gòu)特點兩條驅(qū)動線路：內(nèi)燃機和電動機都可以通過各自的驅(qū)動線路驅(qū)動車輪。2）三種基本驅(qū)動模式：發(fā)動機單獨驅(qū)動、電動機單獨驅(qū)動、發(fā)動機和電動機混合驅(qū)動。3）屬于電力輔助型的燃油汽車，可以降低排放和燃油消耗。4）當發(fā)動機提供的功率大于驅(qū)動車輛所需的功率或者再生制動時，電動機工作在發(fā)電機狀態(tài)，將多余的能量充入蓄電池。2.4 混聯(lián)式混合動力汽車（PSHEV）混聯(lián)式混合動力汽車綜合了SHEV和PHEV的結(jié)構(gòu)特點，由發(fā)動機、電動-發(fā)電機和驅(qū)動電動機三大動力總成組成。（一）混聯(lián)式混合動力汽車的結(jié)構(gòu)PSHEV是綜合SHEV和PHEV結(jié)構(gòu)特點

16、組成的，由發(fā)動機、電動機或發(fā)動機和驅(qū)動電機三大動力總成組成。電動機的動力要與車輛驅(qū)動系統(tǒng)相適應(yīng)，可以在變速器（包括驅(qū)動橋）處進行組合，也可以在驅(qū)動輪處進行組合。如圖2-3所示。蓄電池逆變器電動機驅(qū)動軸發(fā)動機行星齒輪機構(gòu)發(fā)電機圖圖2-3 混聯(lián)式簡圖混聯(lián)式簡圖（二）混聯(lián)式混合動力汽車的工作原理 圖2-3所示的是一種發(fā)動機的動力與驅(qū)動電動機的動力在驅(qū)動輪處進行組合的方式，其驅(qū)動模式為： （1）以發(fā)動機驅(qū)動為基本驅(qū)動模式，帶動電動機/發(fā)動機，并獨立驅(qū)動后驅(qū)動輪； （2）以驅(qū)動電動機為輔助驅(qū)動模式，能獨立驅(qū)動前驅(qū)動輪。在混合驅(qū)動時，發(fā)動機驅(qū)動的后輪動力與驅(qū)動電動機驅(qū)動的前輪動力進行組合，成為混合四輪驅(qū)動

17、模式。 （三）混聯(lián)式混合動力汽車的結(jié)構(gòu)特點與串聯(lián)式和并聯(lián)式混合動力汽車比較，混聯(lián)式混合動力汽車的機構(gòu)特點如下： 1）將串聯(lián)式混合動力汽車和并聯(lián)式混合動力汽車相結(jié)合，具有兩者的優(yōu)點。 2）與串聯(lián)式混合動力汽車相比，增加了機械動力的傳遞路線。 3）與并聯(lián)式混合動力汽車相比，增加了電能的傳輸路線?；炻?lián)式驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式和控制方式充分發(fā)揮了串聯(lián)式和并聯(lián)式的優(yōu)點，能夠使發(fā)動機、發(fā)電機、電動機等部件進行更多的優(yōu)化匹配，從而在結(jié)構(gòu)上保證了在更復(fù)雜的工況下使系統(tǒng)工作在最優(yōu)狀態(tài)，因此更容易實現(xiàn)排放和油耗的控制目標。三 混合系統(tǒng)的策略3.1 混合系統(tǒng)的控制策略由于各種混合動力汽車結(jié)構(gòu)上的差異，因而需要不同的控制

18、策略來調(diào)節(jié)和控制功率流在不同元件間的流動，其目的是為了實現(xiàn)最佳的燃油經(jīng)濟性、最低的排放和較好的驅(qū)動性能等。混合動力汽車控制策略的設(shè)計主要考慮以下幾點： 1）優(yōu)化發(fā)動機的工作點：基于最佳燃油經(jīng)濟性，根據(jù)發(fā)動機的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速特性曲線確定最佳工作點。 2）優(yōu)化發(fā)動機的工作曲線：如果發(fā)動機需要發(fā)出不同的功率，相應(yīng)的最優(yōu)工作點就構(gòu)成了發(fā)動機的最優(yōu)工作曲線。 3）優(yōu)化發(fā)動機的工作區(qū)：在轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速特性曲線上，發(fā)動機有一個首選的工作區(qū)，在此工作區(qū)內(nèi)，發(fā)動機的效率較高。 4）最小的發(fā)動機動態(tài)波動：緩慢調(diào)整發(fā)動機工作轉(zhuǎn)速以減小發(fā)動機波動，避免由于發(fā)動機的動態(tài)波動帶來的燃油經(jīng)濟惡化。 5）限值發(fā)動機最低轉(zhuǎn)速：當發(fā)動機

19、低速運行時，燃油效率很低，因而當發(fā)動機轉(zhuǎn)速低于設(shè)定的限值時，應(yīng)關(guān)閉發(fā)動機。 6）適當減少發(fā)動機的起停次數(shù)：過于頻繁地起停發(fā)動機，會引起油耗和排放惡化。 7）合適的動力電池荷電狀態(tài)：動力電池的容量須保持在適當?shù)乃?，以便在汽車加速時提供足夠的功率，在汽車制動或下坡時能回收能量。若動力電池的容量過高，應(yīng)關(guān)閉發(fā)動機或怠速運轉(zhuǎn)。 8）安全的動力電池電壓：在放電、發(fā)電機充電和制動回收充電時，動力電池的電壓會發(fā)生很大的變化，應(yīng)避免動力電池電壓過低或過高，否則動力電池會產(chǎn)生永久性破損。 9）分工適當：在驅(qū)動循環(huán)中，發(fā)動機和動力電池應(yīng)合理分擔汽車所需功率。 10）合理確定純電動模式運行條件：依據(jù)車速、電池荷電

20、狀態(tài)、汽車加速踏板開度等信息確定合理的發(fā)動機起停條件。 11）最大限度地回饋汽車制動能量：依據(jù)車速、汽車加速踏板和制動踏板等信息確定能量回饋的功率。 12）附件系統(tǒng)的控制：依據(jù)實時溫度，控制發(fā)動機、電機及電池冷卻風扇的轉(zhuǎn)速。 13）工作模式平穩(wěn)轉(zhuǎn)換：在純電動模式驅(qū)動、混合動力模式和汽車減速制動等工作模式轉(zhuǎn)換時，應(yīng)保證過渡平穩(wěn)。3.2 混合動力的能量管理策略 混合動力汽車具有兩個以上的動力源，因此為了解決混合動力汽車多動力源所引起的模式切換和動力分配，需要引入一個能量管理系統(tǒng)對系統(tǒng)的能量流動進行合理的分配。 （一）電動機輔助控制策略 電動機輔助控制策略（Electric Assisted Con

21、trol Strategy）。電動機輔助的能力控制策略采用發(fā)動機作為主動力源，電動機和蓄電池協(xié)助提供峰值功率。這種控制策略容易對發(fā)動機工況進行優(yōu)化。與發(fā)動機相比，電動機相應(yīng)快、控制靈敏，容易實現(xiàn)不同的控制方法。這種控制策略在大多數(shù)并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)中采用。 （二）優(yōu)化ICE曲線控制策略 優(yōu)化ICE曲線控制策略（Optimum ICE Curve Control Strategy）。優(yōu)化ICE 曲線控制策略從靜態(tài)條件下的發(fā)動機萬有特性出發(fā)，將一定發(fā)動機轉(zhuǎn)速和一定負荷下發(fā)動機的最低燃油消耗點連成一條線，也就是靜態(tài)條件下發(fā)動機的最佳工作曲線。在這種模式下，發(fā)動機在需求功率或轉(zhuǎn)矩高于某個限值時才會工作

22、。同時，只有在極限情況下（如當需求功率超過了蓄電池的最大功率調(diào)節(jié)能力時），才會調(diào)整發(fā)動機的工作點。這種控制策略借鑒了傳統(tǒng)汽車的控制經(jīng)驗，側(cè)重于發(fā)動機局部最優(yōu)。 四 混合動力汽車的優(yōu)缺點分析及技術(shù)難點 4.1 串聯(lián)式混合動力汽車的優(yōu)缺點分析 1.串聯(lián)式混合汽車的優(yōu)點 1）以動力電池組為基本能源，可實現(xiàn)“零污染”狀態(tài)行駛。發(fā)動機-發(fā)電機組所發(fā)出的電能向動力電池組充電，用于補充動力電池組的電能，或直接供給驅(qū)動電動機，以延長續(xù)駛里程。 2）發(fā)動機-發(fā)電機組中的發(fā)動機與驅(qū)動輪之間沒有機械上的連接，因此能夠保證在穩(wěn)定、高效、低污染的狀態(tài)下運轉(zhuǎn)，將有害氣體排放控制在最低范圍。此外，還可采用燃氣輪機、轉(zhuǎn)子發(fā)動

23、機等其他類型的發(fā)動機，進一步降低燃料消耗和有害氣體的排放。 3）趨近于純電動汽車，只有電動機驅(qū)動車輛。因為電動機具有較為理想的轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)速特性，所以驅(qū)動系統(tǒng)不需要多擋傳動裝置，從而使結(jié)構(gòu)大為簡化，進而降低成本。 4）發(fā)動機與車輪之間在機械上完全解耦，總體結(jié)構(gòu)較簡單，易于控制。發(fā)動機-發(fā)電機組和電動機之間沒有機械聯(lián)系，在車上布置時有較大的自由度。2.串聯(lián)式混合動力汽車的缺點 1）電動機驅(qū)動功率必須能夠克服車輛在行駛過程中的最大阻力，故要求電動機功率較大，外形尺寸較大，質(zhì)量較大。由于電動機不經(jīng)常在滿負荷狀態(tài)下工作，因此效率較低。要求動力電池組容量較大，同時還需要較大功率的發(fā)動機-發(fā)電機組，加上龐大的

24、動力電池組，整車外形尺寸較大，質(zhì)量較大，在中小型車上布置有困難，較適合應(yīng)運于大型客車。 2）發(fā)動機-發(fā)電機-電動機系統(tǒng)在機械能-電能-機械能的能量轉(zhuǎn)換過程中，能量損失較大；在動力電池組的充、放電過程中存在能量損耗，車輛也不是經(jīng)常在滿負荷狀態(tài)下運行，能量轉(zhuǎn)換的綜合效率比內(nèi)燃機汽車低。 3）發(fā)動機-發(fā)電機組與電池組之間的匹配要求較嚴格，應(yīng)能根據(jù)動力電池組SOC的變化，自動起動或關(guān)閉發(fā)動機，以避免動力電池組過放電和過充電，因此需要更大容量的電池。4.2 并聯(lián)式混合動力汽車的優(yōu)缺點 1.并聯(lián)式混合動力汽車的優(yōu)點 1）只有發(fā)動機和電動機兩個動力總成，兩者的功率可以等于車輛驅(qū)動功率的50%-100%，比串

25、聯(lián)式混合動力汽車三個動力總成的功率、質(zhì)量和體積小很多。 2）發(fā)動機可直接驅(qū)動車輛，沒有串聯(lián)式混合動力汽車發(fā)動機的機械能-電能-機械能的轉(zhuǎn)換過程，能量轉(zhuǎn)換的綜合效率比串聯(lián)式的高。當車輛需要最大輸出功率時，電動機可以提供額外的輔助動力，因此發(fā)動機的功率可選擇得較小，燃油經(jīng)濟性比串聯(lián)式好。 3） 與電動機配套的動力電池組容量較小，使整車質(zhì)量減小。 4）當輕度混合時，電動機可帶動發(fā)動機起動，調(diào)節(jié)發(fā)動機的輸出功率，使發(fā)動機基本穩(wěn)定在高效率、低污染狀態(tài)下工作。發(fā)動機也可帶動電動機發(fā)電向電池組充電，以延長續(xù)駛里程。2.并聯(lián)式混合動力汽車的缺點 1） 需要配備與內(nèi)燃機汽車相同的傳動系統(tǒng)，總布置基本與內(nèi)燃機汽車

26、相同，動力性能接近內(nèi)燃機汽車。發(fā)動機工況會受到車輛行駛工況的影響，有害氣體排放高于串聯(lián)式汽車。 2）需要裝置離合器、變速器、傳動軸和驅(qū)動橋等總成，還有電動機、動力電池組和動力耦合器等裝置，因此動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，布置和控制更困難。4.3混聯(lián)式混合動力汽車的優(yōu)缺點 1.混聯(lián)式混合動力汽車的優(yōu)點 1）三個動力總成比串聯(lián)式混合動力汽車三個動力總成的功率、質(zhì)量和體積小。 2）有多種工作模式，節(jié)能最佳，有害氣體排放達到“超低污染”。 3）發(fā)動機可直接驅(qū)動車輛，沒有機械能-電能-機械能的轉(zhuǎn)換過程，能量轉(zhuǎn)換的綜合效率比內(nèi)燃機汽車高。 4）電動機可獨立驅(qū)動車輛行駛。電動機利用低速大轉(zhuǎn)矩特性，帶動車輛起步，可在城

27、市中實現(xiàn)“零污染”行駛。當車輛需要最大輸出功率時 ，電動機可給發(fā)動機提供輔助動力，因此發(fā)動機動率可選擇較小，燃料經(jīng)濟性比串聯(lián)式混合動力汽車好。2.混聯(lián)式混合動力汽車的缺點 1）發(fā)動機是基本驅(qū)動模式，電動機是輔助驅(qū)動模式，動力性更接近內(nèi)燃機汽車。發(fā)動機工況受行駛工況的影響，有害氣體排放高于串聯(lián)式混合動力汽車。 2）需要配備兩套驅(qū)動系統(tǒng)；發(fā)動機傳動系統(tǒng)需要裝置離合器、變速器、傳動軸和驅(qū)動橋等傳動總成，另外，電動機、減震器、動力電池組以及多能源動力組合或協(xié)調(diào)專用裝置。因此，多能源動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，總布置困難。 3）多能源動力系統(tǒng)的工作模式有多種形式，只有依靠復(fù)雜的多能源動力總成控制系統(tǒng)，才能達到高經(jīng)濟性和“超低污染”。4.4混合動力汽車的關(guān)鍵技術(shù)1.動力耦合系統(tǒng)2.動