插電式混合動力(增程式)電動汽車

1、新能源汽車概論新能源汽車概論插電式混合動力（增程式）電動汽車插電式混合動力（增程式）電動汽車插電式混合動力（增程式）電動汽車續(xù)駛里程續(xù)駛里程則不受限制，對電池的性能要求不高?；旌蟿恿ο到y(tǒng)中，通常采用電機的輸出功率電機的輸出功率在整個系統(tǒng)輸出功整個系統(tǒng)輸出功率率中占的比重比重來表示不同程度的混合動力系 。 ，式中，Pelec 為電機輸出功率；Ptotal 為動力源總功率。100%electotalpHp根據(jù)混合度的不同，可分為： 弱混合動力系統(tǒng)弱混合動力系統(tǒng)，也稱微混合動力系統(tǒng) H 10% 輕度混合動力系統(tǒng)輕度混合動力系統(tǒng)， H 20% 中度混合動力系統(tǒng)中度混合動力系統(tǒng)， H 30% 重度混合動

2、力系統(tǒng)重度混合動力系統(tǒng)，也稱全混合動力系統(tǒng)、強混合動力系統(tǒng)， H 一般在 50% 插電式混合動力系統(tǒng)包括增程式電動汽車動力系統(tǒng)插電式混合動力系統(tǒng)包括增程式電動汽車動力系統(tǒng)， H 50% 100%electotalpHp類型類型功能要求功能要求弱混合動力 發(fā)動機自動起停輕度混合動力 發(fā)動機自動起停+回饋制動中度混合動力 發(fā)動機自動起停+回饋制動+電動輔助重度混合動力 發(fā)動機自動起停+回饋制動+電動輔助+純電驅(qū)動插電式混合動力（包含增程式） 發(fā)動機自動起停+回饋制動+電動輔助+純電驅(qū)動+電網(wǎng)充電不同混合度類型及功能列表按照混合度分類的車型不同混合度系統(tǒng)對應(yīng)的功能及按混合度分類的車型。弱混合（弱混）

3、動力系統(tǒng)弱混合（弱混）動力系統(tǒng)搭載的電機功率小，僅靠電機無法使車輛起步，起步過程需要發(fā)動機介入，是一種初級的混合動力系統(tǒng)。油率一般為 5% 10% 。輕度混合動力系統(tǒng)采用了起動發(fā)電一輕度混合動力系統(tǒng)采用了起動發(fā)電一體機（體機（ ISG ），除了能夠?qū)崿F(xiàn)用電機控制發(fā)動機的起停外，還能實現(xiàn)對部分能量進行回收；發(fā)動機的動力可以在車輪的驅(qū)動需求和發(fā)電機發(fā)電需求之間進行調(diào)節(jié)。插電式混合動力系統(tǒng)插電式混合動力系統(tǒng)是在以上三種混合動力系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種動力系統(tǒng)，可以使用家用電源在夜間用電低谷時為電池充電，有效平穩(wěn)電網(wǎng)波動，也可以利用外接充電機充電，續(xù)駛里程較大。重度混合動力系統(tǒng)重度混合動力系統(tǒng)采用了

4、 272 650V 的高壓電機，動力系統(tǒng)以發(fā)動機為基礎(chǔ)動力，動力電池為輔助動力。節(jié)油率可以達到 30% -50% 。中度混合（中混）動中度混合（中混）動力系統(tǒng)力系統(tǒng)該混合動力系統(tǒng)同樣采用了 ISG 系統(tǒng)。與輕度混合動力系統(tǒng)的不同之處在采用的是高壓電機，節(jié)油率可以達到 20% 30% 。3.1.1 插電式混合動力電動汽車的概念和特點插電式混合動力電動汽車的概念和特點插電式混合動力汽車插電式混合動力汽車（ Plugin Hybrid Electric Vehicle ， PHEV ）是指可使用電力網(wǎng)（包括家用電源插座）對車載可充電動力電池進行充電的混合動力汽車。 純電動行駛里程更長，也可以以普通的

5、混合動力汽車方式工作。1將純電動驅(qū)動系統(tǒng)和混合動力驅(qū)動系統(tǒng)相結(jié)合，減少有害氣體、溫室氣體的排放，大大降低整車的燃油消耗，提高燃油經(jīng)濟性。2無須配備大容量的動力電池，可以大幅降低制造成本有效延長了電池壽命；降低了成本。3可利用外部公用電網(wǎng)對車載動力電池進行均衡充電，減少對石油的依賴，同時又能改善電廠發(fā)電機組效率、削峰填谷，緩解供電壓力。插電式混合動力電動汽車特點插電式混合動力電動汽車特點3.1.2 增程式電動汽車的概念和特點增程式電動汽車的概念和特點增程式電動汽車增程式電動汽車的概念:是以電能為主要驅(qū)動能源、發(fā)動機為輔助動力源的一種兼有外接電源充電和車載自供電功能的電動汽車。 增程式電動汽車增程

6、式電動汽車的特點：1、可以縮小動力電池的容量，降低成本，且增大了續(xù)駛里程2、可外接充電，進能源利用率高，結(jié)構(gòu)簡單采取電池擴容的方式，增加續(xù)駛里程3、電能充足的條件下行駛時，發(fā)動機不參與工作，采用電機直驅(qū)，結(jié)構(gòu)簡單3.2.1 串聯(lián)式結(jié)構(gòu)串聯(lián)式結(jié)構(gòu)根據(jù)混合動力系統(tǒng)的混合方式， PHEV 的混合動力系統(tǒng)主要分為串聯(lián)式串聯(lián)式、并聯(lián)式并聯(lián)式和混聯(lián)式混聯(lián)式三種類型。右圖系統(tǒng)中有兩個電源，即動力電池和發(fā)電機。這兩個電源通過逆變器串聯(lián)在回路中，動力的流向為串聯(lián)，所以稱為串聯(lián)式混合動力系統(tǒng)。串聯(lián)式混合動力系統(tǒng)3.2.1 串聯(lián)式結(jié)構(gòu)串聯(lián)式結(jié)構(gòu)串聯(lián)插電式混合動力系統(tǒng)在早期的城市公交車上應(yīng)用，該系統(tǒng)可以實現(xiàn)以下工作模

7、式：發(fā)動機關(guān)閉，車輛驅(qū)動能量完全來自動力電池1、電池供電模式電池供電模式當(dāng)動力電池荷電狀態(tài)小于目標(biāo) SOC 值后，動力電池不再向電動機供電。2、發(fā)動機發(fā)動機 / 發(fā)電機供發(fā)電機供電模式電模式車輛驅(qū)動能量同時來自發(fā)動機和動力電池用于車輛加速和爬坡行駛工況。3、混合供電模式混合供電模式發(fā)動機的機械能轉(zhuǎn)化成電能分配給電機和動力電池4、發(fā)動機發(fā)動機 / 發(fā)電機供發(fā)電機供電并給電池充電模電并給電池充電模式式把來自車輪的動能轉(zhuǎn)化為電能，給動力電池充電。5、回饋制動模式回饋制動模式發(fā)電機把來自發(fā)動機的機械能轉(zhuǎn)化為電能給動力電池充電 6、電池充電模式電池充電模式3.2.1 串聯(lián)式結(jié)構(gòu)串聯(lián)式結(jié)構(gòu)串聯(lián)式結(jié)構(gòu)的 P

8、HEV 的優(yōu)缺點是：優(yōu)點可控制發(fā)動機可以工作在其速度 轉(zhuǎn)矩圖的任何點上可控制發(fā)動機總是工作在最低油耗區(qū)在電量充足時，能夠完全實現(xiàn)零排放動力總成的控制策略簡單缺點為滿足汽車動力性需要匹配較大功率的電動機在車輛需求功率較大的工況行駛時，動力電池需要高電流放電，電能損耗大在電量低需要充電時，能量總體損失比較大，轉(zhuǎn)化效率低3.2.2 并聯(lián)式結(jié)構(gòu)并聯(lián)式結(jié)構(gòu)并聯(lián)式混合系統(tǒng)并聯(lián)式混合系統(tǒng)節(jié)油率高于串聯(lián)式系統(tǒng)，一般在 25%左右，在一定程度上取代了串聯(lián)式系統(tǒng)，目前在公交車輛上還有一定應(yīng)用。并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)其中電機既可作為電動機使用，也可作為發(fā)電機使用。采用并聯(lián)式混合動力系

9、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)動系統(tǒng)。3.2.2 并聯(lián)式結(jié)構(gòu)并聯(lián)式結(jié)構(gòu)并聯(lián)式插電式混合動力系統(tǒng)主要有以下五種運行模式：1、單電機驅(qū)動模式：當(dāng)動力電池 SOC 較大且汽車需求功率較小時，車輛由動力電池單獨提供電能，驅(qū)動電動機從而驅(qū)動汽車2、單發(fā)動機驅(qū)動模式：當(dāng)動力電池 SOC 下降到一定目標(biāo)值且車輛需求功率不大時，車輛由發(fā)動機單獨驅(qū)動。此時，電機處于關(guān)閉狀態(tài)3、混合驅(qū)動模式：當(dāng)車輛需求功率較大，發(fā)動機或電機單獨驅(qū)動無法滿足車輛需求功率時，車輛由發(fā)動機和電機共同牽引驅(qū)動4、行車充電模式：當(dāng)發(fā)動機提供的功率大于驅(qū)動車輛所需的功率時，一部分功率直接驅(qū)動車輛，另一部分供給電

10、機使其工作在發(fā)電機狀態(tài)，將多余的功率充入電池5、再生制動模式：在汽車制動過程中，將一部分制動能量轉(zhuǎn)化為電能并存儲在動力電池中，此時電機充當(dāng)發(fā)電機使用。并聯(lián)式結(jié)構(gòu)的 PHEV 的優(yōu)缺點是：優(yōu)點發(fā)動機和電機都可以直接向傳動系統(tǒng)提供轉(zhuǎn)矩，不存在多次能量形式的轉(zhuǎn)換，因而能量損失較小并聯(lián)式結(jié)構(gòu)存在兩個動力源，因此可以匹配額定功率較小的電機、發(fā)動機，制造成本較低缺點發(fā)動機和驅(qū)動輪間還是機械連接，因此發(fā)動機的工作點不可能總處于最佳區(qū)域，發(fā)動機效率得不到充分發(fā)揮需要搭載變速器，且適合搭載自動變速器3.2.2 并聯(lián)式結(jié)構(gòu)并聯(lián)式結(jié)構(gòu)3.2.3 混聯(lián)式結(jié)構(gòu)混聯(lián)式結(jié)構(gòu)混聯(lián)式混合系統(tǒng)混聯(lián)式混合系統(tǒng)節(jié)油率普遍高于串聯(lián)式和

11、并聯(lián)式的系統(tǒng)，一般在 40% 左右，在乘用車和城市公交車上都有普遍的應(yīng)用。混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)混聯(lián)插電式混合動力系統(tǒng)混聯(lián)插電式混合動力系統(tǒng)無論汽車的運行工況多么復(fù)雜、多變，都能使動力系統(tǒng)工作在最優(yōu)狀態(tài)，實現(xiàn)較好的燃油經(jīng)濟性和排放性，在 NEDC 循環(huán)工況下，采用該方式汽車的節(jié)油率可達 40% 。3.3.1 豐田插電式普銳斯混合動力轎車豐田插電式普銳斯混合動力轎車PHEV 在乘用車和商用車領(lǐng)域都有商業(yè)化的示范：在乘用車領(lǐng)域在乘用車領(lǐng)域 以豐田的插電式普銳斯為代表采用并聯(lián)式采用并聯(lián)式 以比亞迪 F3DM 為代表在客車領(lǐng)域在客車領(lǐng)域 以宇通新能源客車為代表普銳斯 PHEV 透視圖豐田普銳斯汽車插電式車

12、豐田普銳斯汽車插電式車由動力電池、發(fā)動機、混合動力總成（電機 MG1 、電機 MG2 、動力分配機構(gòu)及電機減速機構(gòu)）、車載充電器、充電用電線、燃油箱等組成。普銳斯車載電源系統(tǒng)普銳斯車載電源系統(tǒng)采用額定電壓為 345.6V 、電量為 5.2kW h 的錳酸鋰電池。通過逆變器供電時，直流電壓為 345.6V 升壓到 650V，充電式從 650V 的交流電降壓為345.6V 的直流電。普銳斯混合動力系統(tǒng)普銳斯混合動力系統(tǒng)采用的混聯(lián)結(jié)構(gòu)，在此動力系統(tǒng)中，可以同時使用雙擎動力驅(qū)動汽車行駛，同時產(chǎn)生剩余電力還可以再回收。普銳斯插電式構(gòu)型3.3.1 豐田插電式普銳斯混合動力轎車豐田插電式普銳斯混合動力轎車3

13、.3.1 豐田插電式普銳斯混合動力轎車豐田插電式普銳斯混合動力轎車普銳斯動力總成和傳遞機構(gòu)主要由電機 MGI 、電機 MG2 、動力分配行星排、減速行星排、過渡齒輪、主減速器和差速器（未畫出）等組成。普銳斯插電式混合動力總成機構(gòu)組件在減速行星排中，行星架固定，太陽輪與 MG2 相連，齒圈與動力分配行星排的齒圈相連。 MG2 的動力經(jīng)過減速行星排減速增矩后，也通過過渡齒輪向主減速器輸出。3.3.1 豐田插電式普銳斯混合動力轎車豐田插電式普銳斯混合動力轎車發(fā)動機停車起動模式下總成組件工作情況和行星排轉(zhuǎn)速杠桿模擬圖停車狀態(tài)下，驅(qū)動輪停止轉(zhuǎn)動，動力分配行星排的齒圈也停止轉(zhuǎn)動。 MG1 以電動方式工作，

14、帶動太陽輪旋轉(zhuǎn)，并通過行星架起動發(fā)動機。發(fā)動機停車起動模式發(fā)動機停車起動模式3.3.1 豐田插電式普銳斯混合動力轎車豐田插電式普銳斯混合動力轎車停車充電模式下總成組件工作情況和行星排轉(zhuǎn)速杠桿模擬圖車輛在停車狀態(tài)下，如果電池 SOC 處于正常值范圍內(nèi)，則發(fā)動機、 MG1 和 MG2 都停止工作。如果 SOC 下降到設(shè)定值，則控制系統(tǒng)起動發(fā)動機，通過動力分配行星排把發(fā)動機動力傳遞給 MG1 發(fā)電，為電池充電。停車充電模式停車充電模式3.3.1 豐田插電式普銳斯混合動力轎車豐田插電式普銳斯混合動力轎車起步和低負荷模式 1 下總成組件工作情況和行星排轉(zhuǎn)速杠桿模擬圖在電池 SOC 處于正常范圍時，系統(tǒng)只

15、靠 MG2 輸出驅(qū)動力使車輛起步和低負荷行駛。此時發(fā)動機停止工作， MG1 空轉(zhuǎn)不發(fā)電。起步和低負荷模式起步和低負荷模式 1 （ SOC 正常）正常）3.3.1 豐田插電式普銳斯混合動力轎車豐田插電式普銳斯混合動力轎車起步和低負荷模式 2 下總成組件工作情況和行星排轉(zhuǎn)速杠桿模擬圖在 SOC 下降到設(shè)定值時，發(fā)動機起動，其輸出動力被分成兩部分：一部分直接流向主減速器驅(qū)動車輛；另一部分驅(qū)動 MG1 發(fā)電。 MG1 發(fā)出的電能又被分成兩部分：一部分供給 MG2 驅(qū)動車輛；另一部分為電池充電。起步和低負荷模式起步和低負荷模式 2 （ SOC 低）低）3.3.1 豐田插電式普銳斯混合動力轎車豐田插電式普

16、銳斯混合動力轎車巡航模式下總成組件的工作情況和行星排轉(zhuǎn)速杠桿模擬圖車輛在巡航模式下，發(fā)動機運轉(zhuǎn)在高效區(qū)域，主要以發(fā)動機的動力驅(qū)動車輛，發(fā)動機動力被動力分配機構(gòu)分為兩路：一路作為驅(qū)動力傳遞給驅(qū)動輪；另一路驅(qū)動 MG1 發(fā)電，并用該電力驅(qū)動 MG2 ，輔助驅(qū)動車輛。 巡航模式巡航模式3.3.1 豐田插電式普銳斯混合動力轎車豐田插電式普銳斯混合動力轎車加速模式下總成組件的工作情況和行星排轉(zhuǎn)速杠桿模擬圖車輛從定速行駛開始實施加速，在提高發(fā)動機功率和 MG1 發(fā)電量的同時，電池也向 MG2提供電能，增大驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，提升整車驅(qū)動能力。加速模式加速模式3.3.1 豐田插電式普銳斯混合動力轎車豐田插電式普銳斯混

17、合動力轎車制動能量回饋模式下總成組件的工作情況和行星排轉(zhuǎn)速杠桿模擬圖車輛減速或制動時，在電池的 SOC 允許的情況下，車輛動能通過驅(qū)動輪驅(qū)動 MG2 以發(fā)電機方式工作，將動能轉(zhuǎn)換為電能，給電池充電。 制動能量回饋模式制動能量回饋模式3.3.1 豐田插電式普銳斯混合動力轎車豐田插電式普銳斯混合動力轎車倒車模式下總成組件的工作情況和行星排轉(zhuǎn)速杠桿模擬圖在電池 SOC 處于正常值范圍內(nèi)時， MG2 作為電動機反轉(zhuǎn)工作，驅(qū)動車輛倒車；當(dāng) SOC下降到設(shè)定值時，起動發(fā)動機，帶動 MG1 發(fā)電，產(chǎn)生的電力驅(qū)動 MG2 反轉(zhuǎn)工作來驅(qū)動車輛。 倒車模式倒車模式3.3.1 豐田插電式普銳斯混合動力轎車豐田插電式

18、普銳斯混合動力轎車基于第三代普銳斯的插電式混合動力汽車普銳斯技術(shù)參數(shù):動力源動力源 類型類型排量排量/電電壓壓/容量容量 最大功率最大功率/kW最大轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩/Nm發(fā)動機 直列 4 缸汽油內(nèi)燃機排量為 1.8L 73 142電機 永磁同步交流型 電壓為 600V 60 207動力電池 鋰離子動力電池串聯(lián) 容量為 6.5Ah 關(guān)鍵零部件參數(shù)百公里油耗百公里油耗/（L/100km） 4.3（綜合工況法）（綜合工況法）最高車速/（km/h） 180基于第三代普銳斯的插電式混合動力汽車3.3.2 比亞迪比亞迪 F3DM 插電式混合動力汽車插電式混合動力汽車比亞迪比亞迪 F3DM 插電式混合動插電式混

19、合動力汽車力汽車采用采用比亞迪生產(chǎn)的磷酸鐵鈷鋰電池，電壓為 330V ，容量為 45A h 。 F3DM 標(biāo)稱的 100km 耗電是 16kW h ，在充電站只需10min 可以充滿 50% ， 220V 慢充需要 9h 。比亞迪 F3DM 中的 DM 是雙模式的意思，意味著該車有兩種主要工作模式：純電動模式（ EV ）和混合動力模式（ HEV ）。F3DM 模式切換按鈕3.3.2 比亞迪比亞迪 F3DM 插電式混合動力汽車插電式混合動力汽車 比亞迪比亞迪 F3DM 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu):比亞迪F3DM 整車結(jié)構(gòu)發(fā)動機艙內(nèi)元件分布3.3.2 比亞迪比亞迪 F3DM 插電式混合動力汽車插電式混合動力汽車 比

20、亞迪比亞迪 DM 系統(tǒng)工作模式系統(tǒng)工作模式EV 工作模式HEV 工作模式 A動力電池提供電能，由電動機 M2 驅(qū)動車輛行駛。發(fā)動機工作在最佳狀態(tài)，直接驅(qū)動車輛，電動機隨發(fā)動機轉(zhuǎn)動，用于發(fā)電，為動力電池充電。3.3.2 比亞迪比亞迪 F3DM 插電式混合動力汽車插電式混合動力汽車 比亞迪比亞迪 DM 系統(tǒng)工作模式系統(tǒng)工作模式HEV 工作模式 B HEV 工作模式 C需要較高動力輸出的模式下，發(fā)動機和電機 M2 一起驅(qū)動車輛，提供更高的輸出功率。在電量比較低而動力輸出也較低的模式下，發(fā)動機帶動電機 M1 （此時作為發(fā)電機）發(fā)電，電機 M2 利用電機 M1 發(fā)電驅(qū)動車輛，多余電能將存儲在動力電池內(nèi)。

21、3.3.2 比亞迪比亞迪 F3DM 插電式混合動力汽車插電式混合動力汽車 F3DM 技術(shù)參數(shù)技術(shù)參數(shù)主要部件性能參數(shù)整車性能參數(shù)3.3.3 宇通插電式混合動力客車宇通插電式混合動力客車客車車載電源系統(tǒng)客車車載電源系統(tǒng)宇通客車投入大量精力研制新型能源汽車，其中ZK6125CHEVPG1 、ZK6125CHEVPG2 等型號汽車為插電式混合動力客車，節(jié)油率達 50% 以上，節(jié)能減排效果達到國內(nèi)領(lǐng)先水平。動力電池普遍采用的是磷酸鐵鋰電池，能量密度112W h/kg ，超級電容的功率密度3500W/kg ，效率為 95% 。宇通新能源客車3.3.3 宇通插電式混合動力客車宇通插電式混合動力客車客車混合

22、動力系統(tǒng)客車混合動力系統(tǒng)宇通插電式客車驅(qū)動系統(tǒng)該混聯(lián)式混合動力客車兼 并串聯(lián)式和并聯(lián)式結(jié)構(gòu)的優(yōu)點，能夠?qū)崿F(xiàn)低速純電動起步和大功率制動能量回收，避免了發(fā)動機低速、低負荷工況的低效率運行及頻繁制動的能量損失，更適合于城市工況運行的動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)類型。3.3.3 宇通插電式混合動力客車宇通插電式混合動力客車基于新型混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點，以能量流的路徑對該系統(tǒng)的工作模式進行劃分： 純電動模式純電動模式：車輛處于低速工況或者低排放區(qū)域，且電池電量處于較高水平，離合器分離，由電機單獨驅(qū)動。 串聯(lián)式聯(lián)合驅(qū)動模式串聯(lián)式聯(lián)合驅(qū)動模式：車輛處于低速且高負荷工況，電池電量處于中等水平，離合器分離， APU 與

23、電池聯(lián)合給電機供電。 串聯(lián)式行車充電模式串聯(lián)式行車充電模式：車輛處于低速工況，且電池電量處于較低水平，離合器分離，APU 提高驅(qū)動功率而且給電池充電。 發(fā)動機單獨驅(qū)動模式發(fā)動機單獨驅(qū)動模式：車輛處于發(fā)動機最佳轉(zhuǎn)速區(qū)域，離合器接合，發(fā)動機單獨驅(qū)動。3.3.3 宇通插電式混合動力客車宇通插電式混合動力客車 并聯(lián)式聯(lián)合驅(qū)動模式并聯(lián)式聯(lián)合驅(qū)動模式：車輛處于較高車速且負荷不斷增加，發(fā)動機與電機聯(lián)合進行驅(qū)動。 并聯(lián)式行車充電模式并聯(lián)式行車充電模式：車輛處于較高車速，負荷較低，電池電量低于中低水平，發(fā)動機除了進行驅(qū)動外還給電池充電。 再生制動模式再生制動模式：當(dāng)車輛處于制動或減速滑行時，利用電機進行能量回收

24、?？蛙嚰夹g(shù)參數(shù)客車技術(shù)參數(shù)車輛型號車輛型號 ZK6125CHEVPG1發(fā)動機功率/kW162外形尺寸/（mmmmmm）12 00025502950總質(zhì)量/kg 18000宇通ZK6125CHEVPG1 客車參數(shù)增程式電動汽車系統(tǒng)及典型案例3.4.1 增程式電動汽車系統(tǒng)及典型案例增程式電動汽車系統(tǒng)及典型案例增程器增程器是 EREV 驅(qū)動系統(tǒng)的關(guān)鍵組件，可以提供電能，增加電動汽車的行駛里程。增程器是 EREV 驅(qū)動系統(tǒng)的關(guān)鍵組件，它只提供電能，用來驅(qū)動電動機或者為動力電池充電。增程式電動汽車動力系統(tǒng)由電驅(qū)動系統(tǒng)、發(fā)動機 / 發(fā)電機系統(tǒng)、功率分配裝置、動力電池等組成。增程式電動汽車動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)注：粗

25、線表示機械連接，細線表示電氣連接，虛線表示 CAN 總線連接1、需求功率比較大2、在增程模式下3、停車時功率分配裝置會直接將電能傳遞給驅(qū)動控制裝置，驅(qū)動車輛行駛，不經(jīng)過電池管理系統(tǒng)。根據(jù)車輛功率需求，驅(qū)動控制系統(tǒng)中的逆變器將直流電轉(zhuǎn)化成三相交流電，驅(qū)動電動機運轉(zhuǎn)。如果增程模塊提供的電能有剩余，則多余的電能將為動力電池充電，動力電池在增程模式下起到平衡系統(tǒng)充電和放電的作用，穩(wěn)定系統(tǒng)電壓。停車時，可以通過外接充電裝置為動力電池充電。此外，動力系統(tǒng)提供的電能要滿足附件功率的需求，如散熱器、風(fēng)扇、空調(diào)壓縮機等。增程式電動汽車系統(tǒng)及典型案例3.4.1 增程式電動汽車的增程器增程式電動汽車的增程器不同工況

26、牽引力驅(qū)動控制的功率分配:增程式電動汽車系統(tǒng)及典型案例3.4.1.1 增程器的分類增程器的分類 增程器增程器（Range Extender，RE）是增程式電動汽車最重要的組件之一，它與車輛的性能、油耗、燃油替代、原始成本和運行成本密切相關(guān)，增程器分類方法如下：(1)按結(jié)構(gòu)分類：1） 大容量動力電池增程器 優(yōu)點：便于統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)格便于統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)格 缺點：能量密度較低能量密度較低 研發(fā)周期短研發(fā)周期短 體積偏大體積偏大 成本低成本低 短距離行駛時的優(yōu)勢明顯不足短距離行駛時的優(yōu)勢明顯不足 容易實現(xiàn)量產(chǎn)容易實現(xiàn)量產(chǎn) 增程式電動汽車系統(tǒng)及典型案例3.4.1.1 增程器的分類增程器的分類 2） 燃料電池

27、增程器為了達到盡量避免使用燃油、實現(xiàn)零排放的目標(biāo)，燃料電池增程器燃料電池增程器成為一種新的選擇。氫燃料電池增程器系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)燃料電池增程器的動力結(jié)構(gòu)目前燃料電池增程器需要克服的技術(shù)問題：、要求空壓機體積小、重量輕，并需要良好的散熱裝置；、要求壓縮機具有較大的空氣壓縮比，同時保證輸出的空氣流量相對較小3） 發(fā)動機/發(fā)電機組增程器發(fā)動機發(fā)動機/發(fā)電機組增程器發(fā)電機組增程器可以采用多種發(fā)動機與發(fā)電機組合成為增程式系統(tǒng)，是目前應(yīng)用最應(yīng)用最多和技術(shù)最成熟的增程系統(tǒng)多和技術(shù)最成熟的增程系統(tǒng)增程式電動汽車系統(tǒng)及典型案例3.4.1.1 增程器的分類增程器的分類 (1)按布置位置分類：1掛車式增程器掛車式增程器

28、優(yōu)點：輸出功率能夠根據(jù)需要設(shè)計，增程器可以使用多種輔助燃料。缺點：缺乏使用的靈活性，拖車質(zhì)量和體積都比較大，不易倒車2插拔式增程器插拔式增程器優(yōu)點：短途行駛時，能量利用率高，長途行駛時增加續(xù)駛里程缺點：設(shè)計要求較高，控制策略非常復(fù)雜還要解決振動噪聲等附加問題3車載式增程器車載式增程器空間利用率，結(jié)構(gòu)簡單，不需要在出行前對出行距離進行預(yù)估，也不需要頻繁地對增程器進行拆卸和安裝，是目前應(yīng)用最多的增程器系統(tǒng)增程式電動汽車系統(tǒng)及典型案例3.4.1.2 EREV 的能量管理系統(tǒng)的能量管理系統(tǒng) EREV 的控制策略可以分為兩部分：一部分與純電動汽車一樣為純電動行駛時候的控制策略；另一部分是增程模式下的控制

29、策略，此時的控制策略要最大限度地降低能量轉(zhuǎn)化帶來的能量損耗。為了使兩種能源得到最佳的組合和協(xié)調(diào)運行，對 EREV 控制策略的要求如下： 純電動模式和增程模式的切換控制要合理，充分利用動力電池驅(qū)動，實現(xiàn)零排放。 防止對動力電池的過充電和過放電，避免頻繁充放電，延長動力電池的使用壽命。 在啟動增程模式下運行后，發(fā)動機的起停控制要合理。 發(fā)動機長期不用的時候，要設(shè)置成動力電池在 SOC 值最低的時候也能運行的特殊控制模式，以使長期不用的發(fā)動機/發(fā)電機組得到維護保養(yǎng)。增程式電動汽車系統(tǒng)及典型案例3.4.2 增程式電動汽車的典型案例增程式電動汽車的典型案例 通用通用 Volt 增程式電動汽車增程式電動汽

30、車在現(xiàn)有的 EREV 內(nèi)，最具有代表性的車型是雪佛蘭的 Volt。寶馬 i3 增程式電動汽車也備受關(guān)注。Volt 車載電源系統(tǒng)車載電源系統(tǒng):采用容量16kWh 的鋰電子動力電池，充滿電就能夠滿足 64km 的續(xù)駛要求，同時保證其 SOC 不會降到 30%。Volt 混合動力系統(tǒng)混合動力系統(tǒng)在純電動模式下，Volt 不燃燒汽油，也不會產(chǎn)生尾氣排放；當(dāng)電池電量下降后，增程型汽油發(fā)電機開始無縫介入。Volt 的主要結(jié)構(gòu)增程式電動汽車系統(tǒng)及典型案例3.4.2 增程式電動汽車的典型案例增程式電動汽車的典型案例 通用通用 Volt 增程式電動汽車增程式電動汽車Volt 具有以下明顯的特點：1、增程增程：Volt 在動力電池完全充滿（100%的 SOC）的前提下純電動續(xù)駛里程在 4080km50之間，Volt 在裝滿 35L 油箱和動力電池充滿電的情況下，總的續(xù)駛里程可達到 610km。2、節(jié)能節(jié)能：在純電動模式下的城市/高速公路綜合燃油消耗2.5L/100km：在全汽油模式下 Volt 的燃油消耗量是 6.4L/100km；總的城市/高速公路燃油電力綜合燃油消耗量為 3.9L/100km。減排減排：EPA 認定 Volt 的排氣管 CO 2 排放為