第6章環(huán)保新技術(shù)及電動車

1、 汽車工程學(xué)院 6.1.2三元催化轉(zhuǎn)化器 三元催化是一種發(fā)動機(jī)在理論空燃比附近運(yùn)轉(zhuǎn)時，可以同時凈化汽車尾氣中的CO、HC和NOx的裝置，即在汽車尾氣通過三元催化的裝置后，使CO、 HC和NOx轉(zhuǎn)化成CO2、H2O、N2 。 三元催化裝置必須適應(yīng)汽車在不同工況下的不同尾氣濃度以及其在工作時的高、低溫度的熱交換沖擊，所以要求三元催化裝置的工作范圍廣、熱穩(wěn)定性高。 汽車工程學(xué)院 三元催還的主要化學(xué)反應(yīng)：氧化反應(yīng)還原反應(yīng) 汽車工程學(xué)院 三元催化器的低溫啟動：三元催化器的低溫啟動： 發(fā)動機(jī)低溫啟動時HC的排放占總排放的60%-80%，此時的尾氣溫度還沒有達(dá)到傳統(tǒng)催化轉(zhuǎn)化器的工作溫度，凈化效果很低，采用以

2、下幾種方式改進(jìn)： 1）使用低溫起燃催化劑 可降低催化器工作溫度，選用合適的貴金屬活性組分，可以選用Pd作為活性成分。 2）使用電加熱催化劑 啟動時加熱，使得催化器迅速工作。 3）使用HC化合物吸捕器 可使用吸附材料，在溫度較低時吸附HC，高溫時釋放，達(dá)到尾氣凈化效果。 汽車工程學(xué)院6.26.2柴油機(jī)排氣后處理技術(shù)柴油機(jī)排氣后處理技術(shù) 柴油機(jī)因?yàn)槠渫怀鰞?yōu)點(diǎn)，其保有量逐步提高，隨著排放法規(guī)的進(jìn)一步嚴(yán)格，柴油機(jī)的排放控制僅僅靠機(jī)內(nèi)凈化技術(shù)是不夠的，必須同時采取機(jī)外凈化技術(shù)。目前，國內(nèi)外研究的微粒機(jī)外凈化主要是微粒捕集器。 針對柴油機(jī)排氣中含有的大量微粒，研制開發(fā)柴油機(jī)微粒捕集器成為柴油機(jī)后處理的熱點(diǎn)

3、。 汽車工程學(xué)院 柴油機(jī)微粒捕集器（柴油機(jī)微粒捕集器（DPF） 柴油機(jī)微粒捕集器（DPF）是一種減少柴油機(jī)廢氣中微粒物的廢氣處理裝置。即首先收集廢氣中的微粒物質(zhì)，然后通過對收集的微粒的氧化來清潔捕集器。 技術(shù)難點(diǎn)： 1）捕集器的安裝使得排氣背壓增大，導(dǎo)致發(fā)動機(jī)性能下降。 2）收集的微粒不能及時的處理 3）收集的微粒被點(diǎn)燃后容易造成溫度過高，損壞或燒壞收集器。 汽車工程學(xué)院 微粒捕集器通常為圓形，直接連在排氣管路中，排氣流過時，微粒被收集在濾芯中，較清潔的尾氣排向大氣。濾芯一段時間后會發(fā)生堵塞，所以需要再生處理。 微粒捕集器的類型（整體式和非整體式）、結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)要求 非整體式的濾芯是有耐高溫的金

4、屬絲網(wǎng)或是陶瓷纖維雜亂無章的構(gòu)成，排氣從彎曲的微小通道中通過。 整體式濾芯為整體蜂窩狀，排氣通過細(xì)微多孔式，微粒被攔截。 汽車工程學(xué)院 微粒捕集器的設(shè)計(jì)要求： 1）高的過濾效率 2）低得流動阻力 3）耐高溫的濾芯材料 4）外形尺寸好，通用性好 5）可靠性好，壽命長。 汽車工程學(xué)院 微粒捕集器的再生技術(shù)： 根據(jù)原理和再生能量來源的不同分為： 主動再生系統(tǒng)是通過外加能量將氣流溫度提高到微粒的起燃溫度使捕集的微粒燃燒，達(dá)到再生過濾的目的。 被動再生系統(tǒng)利用柴油機(jī)排氣自身的能量使微粒燃燒，達(dá)到再生微粒捕集的效果。 汽車工程學(xué)院 噴油助燃再生系統(tǒng)：噴油助燃再生系統(tǒng)： 用丙烷或柴油作為燃料、用電點(diǎn)火的燃燒

5、器來引發(fā)微粒捕集器的再生。 已沉積在過濾體中的微粒的燃燒必須進(jìn)行得盡可能迅速和完全，但不能使陶瓷過濾體過熱而碎裂或熔融。這就要求在燃料流量、助燃?xì)饬髁髁亢脱鯘舛取⑷紵鞴ぷ鲿r間與已沉積的微粒質(zhì)量之間進(jìn)行優(yōu)化。 燃燒器噴出的火焰溫度應(yīng)盡可能均勻，平均溫度至少在500。 汽車工程學(xué)院 電加熱再生系統(tǒng)：電加熱再生系統(tǒng)： 電加熱再生在微粒捕集器工作一段時間后，采用電熱絲或其它電加熱方法，周期性的對微粒捕集器加熱使微粒燃燒。 電加熱再生系統(tǒng)的功率一般在36kW之間，結(jié)構(gòu)簡單，使用方便、安全可靠，但再生時熱量利用率和再生速率低，消耗能量較多。 蜂窩陶瓷再生加熱電阻絲結(jié)構(gòu)1-回形電阻絲；2-螺旋形電阻絲 汽

6、車工程學(xué)院 微波加熱再生系統(tǒng)： 利用微波獨(dú)具的選擇加熱特性來再生微粒捕集器。微?？梢砸?0%70%的能量效率吸收頻率為210GHz的微波，由于陶瓷的損耗系數(shù)很低，所以微波并不會加熱陶瓷過濾體。 再生過程中過濾體內(nèi)部溫度梯度小，再生過程易于控制。微波再生效率高，沒有二次污染。 汽車工程學(xué)院 紅外加熱再生系統(tǒng) 在柴油機(jī)微粒捕集器的再生過程中，加熱器的輻射能量主要集中在紅外波段。在紅外再生過程中，首先由加熱器加熱具有較強(qiáng)輻射能力的紅外涂層，再由紅外涂層通過輻射方式加熱過濾器中捕捉到的微粒物 汽車工程學(xué)院 反吹再生系統(tǒng) 反吹再生過程的最大特點(diǎn)是能將過濾體與微粒燃燒分開，因此該系統(tǒng)不存在過濾體由于與微粒

7、燃燒而產(chǎn)生破裂和燒熔等問題，也解決了不燃物質(zhì)在過濾器內(nèi)累積的問題。 當(dāng)過濾體需要再生時，高壓氣流從需要再生的微粒捕集器的排氣出口端高速噴入，逆向流動的氣流將微粒從過濾體表面清除并落入微粒漏斗。收集在漏斗里的微粒由漏斗內(nèi)的電加熱器燃燒。 汽車工程學(xué)院 被動再生系統(tǒng)被動再生系統(tǒng) 汽車工程學(xué)院 大負(fù)荷再生： 柴油機(jī)的排氣溫度是隨其工況變化而變化的。在高速大負(fù)荷運(yùn)行時，排氣溫度可以達(dá)到500以上，在此溫度下，沉積在過濾器內(nèi)的微?？梢宰孕腥紵瑥亩_(dá)到過濾器再生的目的。 汽車工程學(xué)院 排氣節(jié)流再生：排氣節(jié)流再生： 節(jié)流再生是出現(xiàn)較早的技術(shù)，也叫強(qiáng)制再生，它實(shí)際上是通過某種節(jié)流方法控制柴油機(jī)的進(jìn)氣量，即進(jìn)

8、氣節(jié)流或排氣節(jié)流，以提高排氣溫度，使過濾體中的微粒著火燃燒。 汽車工程學(xué)院 催化再生： 在過濾體的表面浸漬催化劑，催化器與捕集器是同一整體。使用過程中鉑作為催化劑，當(dāng)排氣溫度達(dá)到400左右微粒開始氧化。催化再生器催化再生器 汽車工程學(xué)院 應(yīng)用催化再生的主要缺點(diǎn)： 固體微粒與催化劑的接觸反應(yīng)極不均勻，很難進(jìn)行完全再生。 由于柴油機(jī)排氣中的微粒含量很大，隨著時間的推移，催化劑的作用會逐漸減弱甚至完全消失，即催化劑中毒。 汽車工程學(xué)院 電動汽車優(yōu)點(diǎn)： 1）運(yùn)行成本低（純電動汽車運(yùn)行成本大概是燃油汽車1/5） 2）環(huán)保（EV是零排放） 3）節(jié)能及能源多樣化及綜合利用 4）可持續(xù)發(fā)展 5）結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)

9、方便 汽車工程學(xué)院 電動汽車缺點(diǎn)： 1）價格昂貴 一輛續(xù)駛里程為150公里的普通轎車為例，大概要裝備30千瓦時的電池組。價值10萬元。 2）技術(shù)有待完善 3）配套建設(shè)薄弱 截止2011年底，國家電網(wǎng)和南方電網(wǎng)共建成約1.6萬個充電樁，不到2015年目標(biāo)的5%。 汽車工程學(xué)院 4）安全性可靠性不能與燃油汽車相比較 2012年5月26日凌晨，一輛紅色GTR跑車在深圳濱海大道與一輛比亞迪電動出租車發(fā)生碰撞，飛速的撞擊導(dǎo)致這輛出租車瞬間起火，比亞迪內(nèi)的三個人在大火中喪生；2011年4月發(fā)生在杭州街頭的電動出租車自燃事故。 汽車工程學(xué)院6.4.2純電動汽車（EV） 純電動汽車是指完全由動力蓄電池提供電力

10、驅(qū)動的電動汽車，雖然它已有130多年的悠久歷史，但一直僅限于某些特定范圍內(nèi)應(yīng)用，市場較小。主要原因是由于各種類別的蓄電池，普遍存在價格高、壽命短、外形尺寸和重量大、充電時間長等嚴(yán)重缺點(diǎn)。 目前主要采用的鉛酸電池、鎳氫電池和鋰離子電池。 汽車工程學(xué)院 EV的基本組成部分： (1) 車載電源 (2) 電池的管理系統(tǒng) (3) 驅(qū)動電動機(jī)和驅(qū)動系統(tǒng) (4) 控制技術(shù) (5) 車身及底盤 (6) 安全保護(hù)系統(tǒng) 汽車工程學(xué)院 純電動汽車的能量補(bǔ)充方式為充電，可以在充電站或停車場進(jìn)行，充電站使用的充電器多為快速充電器。由于電動機(jī)被拖動時，即可發(fā)電，因此蓄電池電動汽車一般都帶有可回收減速和下坡時能量回收（再生

11、）系統(tǒng)。 汽車工程學(xué)院 第二類可為無變速器型電動汽車，其動力傳遞路線如圖b所示。這類電動汽車的特點(diǎn)是用電動機(jī)和蓄電池系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)和燃油系統(tǒng)，并去掉了傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)汽車的變速器，電動機(jī)直接連接到傳統(tǒng)軸，通過電動機(jī)的變速實(shí)現(xiàn)變速功能，雖然減少了車的質(zhì)量和傳動損失，但電動機(jī)的尺寸大。 汽車工程學(xué)院 第三類為無差速器型電動汽車，其動力傳遞路線參見圖c所示。這類電動汽車的特點(diǎn)是利用電動機(jī)直接連接到左右兩個驅(qū)動半軸上，結(jié)構(gòu)簡單，減少整車質(zhì)量和傳動損失，通過電動機(jī)的控制實(shí)現(xiàn)左右輪的差速和驅(qū)動力的分配。 汽車工程學(xué)院動力電池動力電池 一、鉛酸電池 構(gòu)成鉛酸蓄電池之主要部分如下： 正極板(過氧化鉛.PbO

12、2)- 活性物質(zhì) 負(fù)極板(海綿狀鉛.Pb) - 活性物質(zhì) 電解液(稀硫酸) - 硫酸H2SO4 PbO2 + 2H2SO4 + Pb - PbSO4 + 2H2O + PbSO4 (放電反應(yīng)) PbSO4 + 2H2O + PbSO4 - PbO2 + 2H2SO4 + Pb (充電反應(yīng)) 汽車工程學(xué)院 放電中的化學(xué)變化 蓄電池連接外部電路放電時，稀硫酸即會與陰、陽極板上的活性物質(zhì)產(chǎn)生反應(yīng),生成新化合物硫酸鉛。經(jīng)由放電硫酸成分從電解液中釋出，放電愈久，硫酸濃度愈稀薄。所消耗之成份與放電量成比例，只要測得電解液中的硫酸濃度，亦即測其比重，即可得知放電量或殘余電量。 汽車工程學(xué)院 充電中的化學(xué)變化

13、 由于放電時在陽極板，陰極板上所產(chǎn)生的硫酸鉛會在充電時被分解還原成硫酸,鉛及過氧化鉛,因此電池內(nèi)電解液的濃度逐漸增加, 亦即電解液之比重上升，并逐漸回復(fù)到放電前的濃度，這種變化顯示出蓄電池中的活性物質(zhì)已還原到可以再度供電的狀態(tài)，當(dāng)兩極的硫酸鉛被還原成原來的活性物質(zhì)時，即等于充電結(jié)束。過充電流幾乎都用在水的電解，因而電解液會減少，此時應(yīng)以純水補(bǔ)充之。 汽車工程學(xué)院 技術(shù)指標(biāo)： 比能量可達(dá)35wh/kg； 壽命可達(dá)400次； 單體電壓2V； 比功率120130 W /）； 自放電控制在每個月2% 以下（20）； 溫度適應(yīng)性強(qiáng)： 可在-3050下安全、放心地使用 汽車工程學(xué)院 因?yàn)殂U酸電池的技術(shù)成熟

14、，價格便宜，所以在電動車上使用很多，但要解決幾個問題： 1）提高功率密度和能量密度； 2）提高使用壽命； 3）快速充電、快速放電能力有待提高。 汽車工程學(xué)院 二、鋰離子電池 鋰離子電池的正極采用鋰化合物制造：(LiCoO2 、LiNiO2 、LiMnO2、) 鋰離子電池負(fù)極采用碳素材料，整個反應(yīng)過程沒有金屬鋰存在，只有鋰離子。鋰離子的充電和放電過程就是鋰離子的嵌入和脫嵌過程，同時伴隨著與鋰離子攜帶電量相同的電子的嵌入和脫嵌。形象的把鋰離子電池稱為“搖椅電池”。 汽車工程學(xué)院 用LiCoO2作為正極的鋰離子電池的比能量可高達(dá)100Wh/kg，循環(huán)壽命500次左右，但是鈷的資源太少，有較大毒性。

15、電池充放電時，活性材料中的Li+的遷移過程可用下式表示：（下式為放電） 汽車工程學(xué)院 鋰離子電池具有以下優(yōu)點(diǎn)：1） 單體電壓高，單體電池的工作電壓高達(dá)3.6-3.9V，是Ni-Cd、Ni-H電池的3倍2） 比能量大，目前能達(dá)到的實(shí)際比能量為100-135Wh/kg和240-300Wh/L（2倍于Ni-Cd，1.5倍于Ni-MH）,未來隨著技術(shù)發(fā)展,比能量可高達(dá)150Wh/kg和400 Wh/L3）比功率高，高達(dá)1500w/kg。 4） 循環(huán)壽命長,一般均可達(dá)到500次以上,甚至1000次以上。 汽車工程學(xué)院 5） 安全性能好。 6） 自放電小，室溫下充滿電的Li-ion儲存1個月后的自放電率為

16、10%左右，大大低于Ni-Cd的25-30%，Ni、MH的30-35%。 7)工作溫度范圍高，工作溫度為-2545C，隨著電解質(zhì)和正極的改進(jìn)，期望能擴(kuò)寬到-4070C。 汽車工程學(xué)院 缺點(diǎn)： 1、電池成本高（鋰制取管理困難主要是鋰的活性太強(qiáng)） 2、鋰電池不能大電流充、放電 3、需要保護(hù)線路控制 A、過充保護(hù) B、過放保護(hù) 汽車工程學(xué)院 三、鎳氫電池 鎳氫電池正極活性物質(zhì)為氫氧化鎳(稱氧化鎳電極)，負(fù)極活性物質(zhì)為金屬氧化物，也稱貯氫合金(電極稱貯氫電極)（M表示）。 鎳氫電池和同體積的鎳鎘電池相比，容量增加一倍，充放電循環(huán)壽命也較長。電解液采用30%的氫氧化鉀溶液。 汽車工程學(xué)院 充電時充電時

17、M + Ni(OH)2 （正極） MH + NiOOH 放電時放電時 MH + NiOOH M + Ni(OH)2 從方程式看出：充電時，負(fù)極上的水分子分解生成H原子，儲存在合金中，正極由氫氧化鎳變成氫氧化亞鎳（NiOOH）；放電時氫氣在負(fù)極上被消耗掉，正極由氫氧化亞鎳變成氫氧化鎳。 汽車工程學(xué)院 Ni-MH電池優(yōu)點(diǎn)： 1）比能量高，可達(dá)7080Wh/kg（對應(yīng)汽車行駛里程長） 2）比功率高，可達(dá)200w/kg 3）快速充放電能力好，短時間可以3C放電，可以隨充隨放，15分鐘內(nèi)可充電60%,1小時可充滿電。(對應(yīng)汽車起動加速性能良好) 汽車工程學(xué)院 4）污染較小、可兔維護(hù)、使用安全等特點(diǎn)，被稱

18、為綠色電池。 5）壽命長，可達(dá)1000次。 6）在-2050C范圍能夠穩(wěn)定工作。 汽車工程學(xué)院 Ni-MH電池缺點(diǎn)： 1）單體電壓低，1.2V。 2）成本較高，大概是相同容量鉛酸電池的5-8倍。 3）充電過程中容易發(fā)熱高溫狀態(tài)下正極板老化加速，電池壽命縮短。 4）充電后期會產(chǎn)生大量的氧氣，若果安全閥不及時開啟，會有發(fā)生爆炸的危險(xiǎn)。 汽車工程學(xué)院 四、鋅空、鋁空電池四、鋅空、鋁空電池 鋅空氣電池是20世紀(jì)90年代發(fā)展起來的新型電池，由于它的結(jié)構(gòu)獨(dú)特，因此與其他類型的電池相比，鋅空氣電池具有最高的比能量密度、穩(wěn)定的放電特性等優(yōu)點(diǎn)。鋅空氣電池的市場前景是十分光明的。 鋅空氣電池可以有各種尺寸和形狀，

19、結(jié)構(gòu)不盡相同。（需要催化劑） 總反應(yīng)：2Zn + O2 = 2ZnO（放電生成ZnO） 汽車工程學(xué)院 在電池產(chǎn)生電力的過程中，空氣必須無阻擋地進(jìn)入電池，抵達(dá)陰極，并釋放電荷。因此電池殼體上必須有一個或多個孔。由于在使用前就讓空氣進(jìn)入會無謂地消耗反應(yīng)物質(zhì)，同時過多的水分會降低電池的性能，因此電池在使用前，孔要用膠帶封起來。由于鋅空氣電池要在接觸空氣后才開始產(chǎn)生電能，一個新的鋅空氣電池，只要不撕掉它的密封膠帶，它就不會開始工作，因此，鋅空氣電池保存時間很長。 汽車工程學(xué)院 6.4.3混合動力電動汽車混合動力電動汽車 從世界范圍內(nèi)電動汽車的發(fā)展過程看，電動汽車的研究是從單獨(dú)依靠蓄電池供電的純電動汽車

20、開始的。但由于純電動汽車是從單獨(dú)依靠蓄電池供電的，而目前動力電池的性能和價格還沒有取得重大突破，因此，純電動汽車的發(fā)展沒有達(dá)到預(yù)期的目的。目前燃料電池研究還沒有取得重大突破，燃料電池電動汽車的發(fā)展也受到了限制。 汽車工程學(xué)院 在此情況下，混合動力汽車成為電動汽車開發(fā)過程中最有可能和最先市場化的一種新車型（豐田的普銳斯），它將現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)與一定容量的儲能器件通過先進(jìn)控制系統(tǒng)相組合，可以大幅度降低油耗，減少污染物排放。國外普遍認(rèn)為它是投資少、選擇余地大、易于滿足未來排放標(biāo)準(zhǔn)和節(jié)能目標(biāo)、市場接受度高的主流清潔車型，從而引起各大汽車公司的關(guān)注。 汽車工程學(xué)院 HEV采用發(fā)動機(jī)-發(fā)電機(jī)和電動驅(qū)動系統(tǒng)。發(fā)動

21、機(jī)的動力保證HEV正常行駛時所需要的基本動力。 HEV以電動機(jī)驅(qū)動作為輔助動力。一般在HEV發(fā)動機(jī)啟動、車輛啟動、加速和爬坡時起作用。還起發(fā)電機(jī)的作用，使發(fā)動機(jī)的動能轉(zhuǎn)換為電能，儲存到電池組中去。 汽車工程學(xué)院 串聯(lián)式混合動力汽車工作過程： 汽車正常行駛時，發(fā)動機(jī)始終在熱效率高而排放低的單一最佳工況下運(yùn)轉(zhuǎn)，發(fā)動機(jī)帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電，在控制器的調(diào)節(jié)下供給電動機(jī)電能，使電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，電動機(jī)通過變速器或減速器驅(qū)動汽車運(yùn)行； 在汽車低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時，發(fā)動機(jī)發(fā)出的功率超過驅(qū)動車輛的功率需要，控制器就會控制發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能在驅(qū)動汽車的同時將多余的能量儲存在蓄電池中； 汽車工程學(xué)院 在汽車高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時，電能來自兩部分

22、，即發(fā)動機(jī)的發(fā)電機(jī)和蓄電池。 可見，串聯(lián)式結(jié)構(gòu)可使發(fā)動機(jī)不受汽車行駛工況的影響，始終在其最佳的工作區(qū)穩(wěn)定運(yùn)行，因此，可使汽車的油耗和排污降低。 汽車工程學(xué)院 串聯(lián)式混合動力電動汽車的不足有： 1）發(fā)動機(jī)的輸出需要全部轉(zhuǎn)化為電能再變?yōu)轵?qū)動汽車的機(jī)械能，由于機(jī)電能量轉(zhuǎn)換和電池充放電的效率較低，使得燃油能量的利用率比較低。 2）沒有擺脫對石油資源的依賴。 串聯(lián)式混合動力電動汽車優(yōu)越性能主要表現(xiàn)在低速、加速等工況，在高速時，由于電傳動的效率低，抵消了發(fā)動機(jī)油耗低的優(yōu)點(diǎn)，所以串聯(lián)式市內(nèi)低速的工況。 汽車工程學(xué)院 串聯(lián)式混合動力電動汽車的優(yōu)點(diǎn)： 1）發(fā)動機(jī)工作狀態(tài)不受汽車行駛工況影響，始終在最佳的工作區(qū)域

23、內(nèi)穩(wěn)定運(yùn)行，發(fā)動機(jī)具有良好的燃油經(jīng)濟(jì)性和低的排放。 2）因?yàn)榇嬖陔姵氐男钅?，可以選擇較小的發(fā)動機(jī)。 3）發(fā)動機(jī)和發(fā)電機(jī)之間沒有機(jī)械連接，整車的布置具有較大的自由性。 4）在城市中行駛或汽車起步和低速行駛時，還可以關(guān)閉發(fā)動機(jī)，只利用動力電池組的電能驅(qū)動，能實(shí)現(xiàn)“零污染”狀態(tài)的行駛； 汽車工程學(xué)院 2并聯(lián)式（PHEV，Parallel Hybrid Electric Vehicle） 與串聯(lián)式混合動力電動汽車不同的是，并聯(lián)式混合動力電動汽車采用發(fā)電機(jī)和電動機(jī)兩套獨(dú)立的驅(qū)動系統(tǒng)驅(qū)動車輪。 在工作過程中并聯(lián)式混合動力電動汽車可以采用發(fā)動機(jī)單獨(dú)驅(qū)動、電力單獨(dú)驅(qū)動或者發(fā)動機(jī)和發(fā)電機(jī)混合驅(qū)動三種工作模式驅(qū)動

24、。 汽車工程學(xué)院 從概念上講，它是電力輔助型的燃油車，目的是為了降低排放和燃油消耗。當(dāng)發(fā)動機(jī)提供的功率大于驅(qū)動電動汽車所需功率或者制動能量回收時，電動機(jī)工作在發(fā)電狀態(tài)，將多余的能量充入電池。 汽車工程學(xué)院 由于并聯(lián)式混合動力電動汽車發(fā)動機(jī)工況要受到汽車行駛工況的影響，因此不適合汽車行駛工況變化較多、較大的路況，比較適合經(jīng)常在郊區(qū)和高速公路上行駛。當(dāng)汽車進(jìn)入市區(qū)時，可以只使用蓄電池，避免發(fā)動機(jī)的排氣污染。 汽車工程學(xué)院 并聯(lián)式混合動力電動汽車的優(yōu)點(diǎn)有兩個方面： 1）具有發(fā)動機(jī)和驅(qū)動電動機(jī)兩個動力總成，每個動力總成的功率設(shè)計(jì)為車輛驅(qū)動功率50100%即可。因此質(zhì)量和體積要比串聯(lián)式混合動力電動汽車要

25、小很多。 汽車工程學(xué)院 2）基本驅(qū)動模式是發(fā)動機(jī)驅(qū)動模式，沒有機(jī)械能電能機(jī)械能的轉(zhuǎn)換過程，能量轉(zhuǎn)換總的綜合效率比串聯(lián)式的高。由于車輛在需要最大輸出功率時，驅(qū)動電動機(jī)可以向汽車提供額外的功率，因此發(fā)動機(jī)功率可以選擇得比較小，使汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性提高。 在發(fā)動機(jī)運(yùn)行在最佳工況下時，經(jīng)濟(jì)性優(yōu)于串聯(lián)式。（中高速工況較好） 汽車工程學(xué)院 并聯(lián)式混合動力電動汽車的缺點(diǎn)有： 1）由于基本驅(qū)動模式是發(fā)動機(jī)驅(qū)動，故需要配備與內(nèi)燃機(jī)汽車相同的傳動系統(tǒng)，在總布置上基本與內(nèi)燃機(jī)汽車相同，動力性能接近內(nèi)燃機(jī)汽車。 汽車工程學(xué)院 2）發(fā)動機(jī)驅(qū)動模式需要裝置離合器、變速器、傳動軸和驅(qū)動器等動力總成，另外還有驅(qū)動電動機(jī)、動力電

26、池組，以及動力混合器等裝置，因此是動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，布置和控制也更加困難。 汽車工程學(xué)院 3混聯(lián)式(串、并聯(lián))（PSHEV，Parallel Series Hybrid Electric Vehicle） 混聯(lián)式混合動力驅(qū)動系統(tǒng)是串聯(lián)式和并聯(lián)式的總和，其結(jié)構(gòu)如下圖所示： 發(fā)動機(jī)發(fā)出的功率一部分通過機(jī)械傳動輸送給驅(qū)動橋，另一部分則驅(qū)動發(fā)電機(jī)發(fā)電。發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能輸送給電動機(jī)或電池，電動機(jī)產(chǎn)生的驅(qū)動力矩通過動力混合裝置傳送給驅(qū)動橋。 汽車工程學(xué)院混聯(lián)式驅(qū)動系統(tǒng)的控制策略是：在汽車低速行駛時，驅(qū)動系統(tǒng)主要以串聯(lián)方式工作，這樣有利于降低排放，提高燃油經(jīng)濟(jì)性；當(dāng)汽車高速穩(wěn)定行駛時，則以并聯(lián)方式工作，由于發(fā)動機(jī)在高速工況下經(jīng)濟(jì)性提高，同時避免了機(jī)械能-電能