新能源汽車技術(shù)概論第八章混合動(dòng)力電動(dòng)汽車課件

1、新能源汽車技術(shù)概論李艷菲 主編 新能源汽車技術(shù)概論 機(jī)械工業(yè)出版社2019年7月主要參考書1主要內(nèi)容第一章 汽車與能源第二章 新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展第三章 新能源汽車類型第四章 電動(dòng)汽車儲(chǔ)能裝置第五章 電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)及控制系統(tǒng)第六章 純電動(dòng)汽車第七章 燃料電池電動(dòng)汽車第八章 混合動(dòng)力電動(dòng)汽車第九章 其他新能源汽車第八章 混合動(dòng)力電動(dòng)汽車主要內(nèi)容1.混合動(dòng)力電動(dòng)汽車概述2.混合動(dòng)力電動(dòng)汽車分類3.混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的能量管理技術(shù)4.混合動(dòng)力電動(dòng)汽車實(shí)例什么是混合動(dòng)力汽車？由于實(shí)用的混合動(dòng)力汽車是由內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)兩種動(dòng)力混合作為輸出，因此稱為油電混合汽車，本書的“混合動(dòng)力汽車”特指油電混合動(dòng)力汽車。從

2、能量源來看，“油”可以代表汽油、柴油，甚至是天然氣，“電”是以蓄電池、電容、儲(chǔ)能飛輪三種形式儲(chǔ)能，但三者儲(chǔ)存的能量都是由內(nèi)燃機(jī)帶動(dòng)的發(fā)電機(jī)發(fā)出的，即此時(shí)“電也是油”。參考國(guó)際能源組織(IEA)的有關(guān)文獻(xiàn)，其對(duì)混合動(dòng)力車輛作出定義，認(rèn)為能量與功率傳送路線具有如下特點(diǎn)的車輛稱為混合動(dòng)力車輛：一、概述什么是混合動(dòng)力汽車？(1)傳送到車輪推進(jìn)車輛運(yùn)動(dòng)的能量，至少來自兩種不同的能量轉(zhuǎn)換裝置(例如內(nèi)燃機(jī)、燃?xì)鉁u輪、斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)、液壓馬達(dá)、燃料電池)。 (2)這些轉(zhuǎn)換裝置至少要從兩種不同的能量?jī)?chǔ)存裝置(例如燃油箱、蓄電池、飛輪、超級(jí)電容、高壓儲(chǔ)氫罐等)吸取能量。 (3)從儲(chǔ)能裝置流向車輪的這些通道，

3、至少有一條是可逆的(既可放出能量，也可吸收能量)，并至少還有一條是不可逆的。 (4)可逆的儲(chǔ)能裝置供應(yīng)的是電能。一、概述混合動(dòng)力汽車設(shè)備1發(fā)動(dòng)機(jī) 采用汽油機(jī)、柴油機(jī)、轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)和斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)等發(fā)動(dòng)機(jī) 2起動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)一體機(jī)起動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)一體化(ISG)的作用為： (1)起動(dòng)時(shí)作為發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)機(jī)，帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)； (2)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)被發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，作為發(fā)電機(jī)，可以為蓄電池組充電，為驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)提供電力； (3)在某些混合動(dòng)力電動(dòng)汽車上，ISG還參與車輛的驅(qū)動(dòng)，為車輛加速或爬坡提供輔助動(dòng)力； (4)在車輛制動(dòng)時(shí)作為發(fā)電機(jī)，回收制動(dòng)反饋的能量。發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力與ISG的動(dòng)力“混合”是混合動(dòng)力電動(dòng)汽車動(dòng)力“混

4、合”的一種形式。3驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)是混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的輔助動(dòng)力源。4輔助電源用不同的蓄電池和超級(jí)電容等作為輔助電源 5混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的動(dòng)力混合形式一、概述可以將混合動(dòng)力電動(dòng)汽車分為串聯(lián)式、并聯(lián)式和混聯(lián)式三類， 三種驅(qū)動(dòng)方式結(jié)構(gòu)圖如下圖所示。. 根據(jù)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)能量流和功率流的配置結(jié)構(gòu)關(guān)系分類二、分類(1) 串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車指車輛的驅(qū)動(dòng)力只來源于電動(dòng)機(jī)。特點(diǎn)是發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，其電能通過傳輸線路及控制器直接輸送到電動(dòng)機(jī)，由電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力矩驅(qū)動(dòng)汽車。(2) 并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車車輛的驅(qū)動(dòng)力由電動(dòng)機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)同時(shí)或單獨(dú)供給的混合動(dòng)力汽車。特點(diǎn)是可以單獨(dú)使用發(fā)動(dòng)機(jī)或電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源，也可

5、以同時(shí)使用電動(dòng)機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)汽車行駛。(3) 混聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的功率一部分通過機(jī)械傳動(dòng)輸送給驅(qū)動(dòng)橋，另一部分則驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，發(fā)電機(jī)輸出的電能輸送給電動(dòng)機(jī)或電池，電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩通過動(dòng)力合成裝置傳送給驅(qū)動(dòng)橋。三、能量管理控制整車能量管理控制系統(tǒng)儲(chǔ)能單元能量管理單元混合動(dòng)力系統(tǒng)中央控制單元 整車能量控制系統(tǒng)如同混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的大腦，指揮各個(gè)子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)工作，以達(dá)到效率、排放和動(dòng)力性的最佳，同時(shí)兼顧行駛車輛的平順性。 能量管理策略的目標(biāo)，就是使燃油能量轉(zhuǎn)換效率盡可能高，整車能量控制必須通過有效地控制混合動(dòng)力系統(tǒng)的工作才能實(shí)現(xiàn)，此外，能量控制還需考慮其他車載電氣附件和

6、機(jī)械附件的能量消耗. 能量管理是混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的核心，其功能在于，當(dāng)滿足汽車基本技術(shù)性能（動(dòng)力性、平順性等）、成本等要求的前提下，根據(jù)各部件特性及汽車的行駛工況，實(shí)現(xiàn)能量在能源轉(zhuǎn)換（發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)、儲(chǔ)能裝置、功率變換裝置、動(dòng)力傳遞裝置、發(fā)電機(jī)等）之間的最佳線路流動(dòng)，使整車的能源利用率達(dá)到最優(yōu)，提高整車的燃油經(jīng)濟(jì)性?；旌蟿?dòng)力電動(dòng)汽車的能量轉(zhuǎn)換裝置包括發(fā)電裝置（發(fā)動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)）、動(dòng)力電池、功率變換裝置、動(dòng)力傳遞裝置、充放電裝置等。能量傳統(tǒng)路線通常有四類：由發(fā)電裝置到車輪；由動(dòng)力電池到車輪；由發(fā)電裝置到能量?jī)?chǔ)存裝置，再到車輪；由車輪到能量?jī)?chǔ)存裝置（能量回收）。四、混合動(dòng)力電動(dòng)車實(shí)例最具代表的車型是豐田公司生產(chǎn)的普銳斯。豐田Prius的結(jié)構(gòu)原理Prius整車動(dòng)力部件布置圖 第二代豐田普銳斯搭載的混聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)，如圖86所示，集合了各式混合動(dòng)力系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)、發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)可根據(jù)行駛狀況共同驅(qū)動(dòng)或