混合動力汽車組成結構認知

混合動力汽車組成結構認知學習單元3.1《智能新能源汽車認知與操作安全》天津職業(yè)技術師范大學汽車職業(yè)教育研究所-專業(yè)服務職業(yè)教育學習單元3.1混合動力汽車組成結構認知123456學習導航7情境導入學習小結實踐技能拓展閱讀理論知識學習目標自主學習小王是一汽豐田汽車4S店的服務顧問，客戶張先生對豐田卡羅拉混合動力汽車特別感興趣，想讓小王介紹下該款混合動力汽車的結構組成。假如你是小王，你能向張先生介紹豐田卡羅拉混合動力汽車的結構組成嗎？自主學習情境導入學習目標理論知識拓展閱讀實踐技能學習小結學習單元3.1混合動力汽車組成結構認知1．能通過查閱相關維修技術資料等方式獲取車輛信息。2．能敘述混合動力汽車的定義及分類。3．能敘述豐田混合動力系統(tǒng)組成及特點。4.能認知豐田卡羅拉混合動力汽車結構組成。5.能敘述比亞迪混合動力系統(tǒng)結構及工作模式。6.能正確規(guī)范的對豐田卡羅拉混合動力汽車進行下電操作。自主學習情境導入學習目標理論知識拓展閱讀實踐技能學習小結學習單元3.1混合動力汽車組成結構認知3.1.2混合動力汽車的分類3.1.3豐田混合動力系統(tǒng)及車型介紹3.1.1混合動力汽車的定義自主學習情境導入學習目標理論知識拓展閱讀實踐技能學習小結學習單元3.1混合動力汽車組成結構認知3.1.4插電式混合動力系統(tǒng)及車型介紹混合動力汽車是指由兩種或兩種以上不同類型的動力源聯(lián)合驅動的車輛，車輛的行駛動力依據(jù)車輛行駛狀態(tài)由單個動力源單獨或多個動力源共同提供。混合動力電動汽車（HybridElectricalVehicle，HEV）是指由兩種和兩種以上不同類型的動力源作驅動能源，其中至少有一種能提供電能的汽車。

3.1.1混合動力汽車的定義學習單元3.1混合動力汽車組成結構認知混合動力系統(tǒng)有多種分類方式。依據(jù)混合方式不同，混合動力系統(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。當然還有其它分類方法，本課程只對上述兩種分類進行簡要說明。1.按混合方式分類根據(jù)混合動力驅動的混合方式，混合動力汽車主要分為串聯(lián)、并聯(lián)、混聯(lián)三類：3.1.2混合動力汽車的分類學習單元3.1混合動力汽車組成結構認知（1）串聯(lián)式混合動力汽車（SeriesHybridElectricVehicle，SHEV）3.1.2混合動力汽車的分類學習單元3.1混合動力汽車組成結構認知（2）并聯(lián)式混合動力汽車（ParallelHybridElectricVehicle，PHEV）3.1.2混合動力汽車的分類學習單元3.1混合動力汽車組成結構認知（3）混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)（Series/ParallelHybridElectricVehicle）3.1.2混合動力汽車的分類學習單元3.1混合動力汽車組成結構認知2.按混合度分類3.1.2混合動力汽車的分類學習單元3.1混合動力汽車組成結構認知1.豐田混合動力系統(tǒng)豐田混合動力系統(tǒng)THS（ToyotaHybirdSystem）是由汽油發(fā)動機和電動機組成，THS的核心是用行星齒輪組組成的動力耦合器，用于協(xié)調發(fā)動機和電動機的運動和動力傳遞。3.1.3豐田混合動力系統(tǒng)及車型介紹學習單元3.1混合動力汽車組成結構認知發(fā)動機的動力和電動機的動力在混合驅動橋耦合，發(fā)動機與MG1、MG2協(xié)調工作，實現(xiàn)車輛性能的最優(yōu)控制。THS-Ⅱ控制具有以下特征，如表所示。3.1.3豐田混合動力系統(tǒng)及車型介紹學習單元3.1混合動力汽車組成結構認知2.豐田卡羅拉混合動力汽車介紹3.1.3豐田混合動力系統(tǒng)及車型介紹學習單元3.1混合動力汽車組成結構認知

1）阿特金森（Atkinson）循環(huán)發(fā)動機3.1.3豐田混合動力系統(tǒng)及車型介紹學習單元3.1混合動力汽車組成結構認知發(fā)動機工作循環(huán)為具有高膨脹比的Atkinson循環(huán)，從而提高了發(fā)動機效率。Atkinson循環(huán)發(fā)動機是在傳統(tǒng)奧托（OTTO）循環(huán)發(fā)動機的基礎上多了一個回流過程，包括進氣、回流、壓縮、膨脹和排氣5個過程。在Atkinson循環(huán)中，將進氣門開啟的時間延長到壓縮行程開始之后，使氣缸中一部分混合氣在活塞開始上升時被壓回到進氣管中，也就是延遲了實際壓縮行程開始的時間，其結果是在沒有提高實際的壓縮比的情況下，卻提高了膨脹比，提高了發(fā)動機的能量轉換效率。另外，進氣門晚關使實際壓縮比降低，所以缸內燃燒溫度降低，有利于改善NOx排放。豐田Atkinson循環(huán)發(fā)動機外觀及剖視圖如圖所示。3.1.3豐田混合動力系統(tǒng)及車型介紹學習單元3.1混合動力汽車組成結構認知2）P410混合驅動橋3.1.3豐田混合動力系統(tǒng)及車型介紹學習單元3.1混合動力汽車組成結構認知3.1.3豐田混合動力系統(tǒng)及車型介紹學習單元3.1混合動力汽車組成結構認知MG1電機主要用于起動發(fā)動機和發(fā)電，MG2電機主要用于發(fā)電和驅動車輪，MG2最大輸出功率為53Kw?；旌向寗訕驅l(fā)動機和電動機的力矩分配給驅動輪或發(fā)電機，通過選擇性控制動力源（驅動電動機、發(fā)動機和發(fā)電機）的轉速，模擬變速器傳擋比的連續(xù)變化，工作起來像普通的無級變速器一樣。3.1.3豐田混合動力系統(tǒng)及車型介紹學習單元3.1混合動力汽車組成結構認知3）HV動力電池、蓄電池智能單元及接線盒總成HV動力電池位于后備箱內后排座位下。3.1.3豐田混合動力系統(tǒng)及車型介紹學習單元3.1混合動力汽車組成結構認知3.1.3豐田混合動力系統(tǒng)及車型介紹學習單元3.1混合動力汽車組成結構認知HV動力電池為鎳氫電池，由28個單獨的蓄電池模塊組成3.1.3豐田混合動力系統(tǒng)及車型介紹學習單元3.1混合動力汽車組成結構認知在重復的充放電過程中，HV動力電池會產(chǎn)生熱量，為了保證HV動力電池良好的工作性能，專門為HV動力電池提供了一套冷卻系統(tǒng)，該HV動力電池采用風冷系統(tǒng)，如圖所示。蓄電池智能單元，即HV動力電池的電池管理系統(tǒng)。3.1.3豐田混合動力系統(tǒng)及車型介紹學習單元3.1混合動力汽車組成結構認知HV動力電池接線盒總成包括系統(tǒng)主繼電器（正極繼電器SMRB、負極繼電器SMRG、預充繼電器SMRP）和預充電阻。3.1.3豐田混合動力系統(tǒng)及車型介紹學習單元3.1混合動力汽車組成結構認知4）逆變器總成卡羅拉混合動力系統(tǒng)采用與MGECU、逆變器、增壓轉換器和DC-DC轉換器集成于一體的緊湊、輕量化的帶轉換器的逆變器總成。3.1.3豐田混合動力系統(tǒng)及車型介紹學習單元3.1混合動力汽車組成結構認知3.1.3豐田混合動力系統(tǒng)及車型介紹學習單元3.1混合動力汽車組成結構認知3.1.3豐田混合動力系統(tǒng)及車型介紹學習單元3.1混合動力汽車組成結構認知5）混合動力車輛控制ECU混合動力車輛控制ECU總成對混合動力系統(tǒng)進行綜合控制。它接受來自各種傳感器和ECU（發(fā)動機控制單元ECM、MGECU、蓄電池智能單元和防滑控制ECU）的信息，并據(jù)此計算所需扭矩及輸出功率?；旌蟿恿囕v控制ECU總成將計算結果傳輸至發(fā)動機控制單元ECM、MGECU和防滑控制ECU。3.1.3豐田混合動力系統(tǒng)及車型介紹學習單元3.1混合動力汽車組成結構認知3.1.3豐田混合動力系統(tǒng)及車型介紹學習單元3.1混合動力汽車組成結構認知

6）電子換擋桿系統(tǒng)3.1.3豐田混合動力系統(tǒng)及車型介紹學習單元3.1混合動力汽車組成結構認知3.1.3豐田混合動力系統(tǒng)及車型介紹學習單元3.1混合動力汽車組成結構認知換擋桿位置傳感器檢測換擋桿位置（R、N、D或S）并發(fā)送信號至混合動力車輛控制ECU總成。3.1.3豐田混合動力系統(tǒng)及車型介紹學習單元3.1混合動力汽車組成結構認知

7）電子控制制動系統(tǒng)卡羅拉混合動力汽車的制動系統(tǒng)與常規(guī)制動系統(tǒng)不同，它不再使用常規(guī)的制動助力器部分，而是由液壓制動助力器、制動執(zhí)行器和制動助力器泵組成。3.1.3豐田混合動力系統(tǒng)及車型介紹學習單元3.1混合動力汽車組成結構認知8）電動壓縮機3.1.3豐田混合動力系統(tǒng)及車型介紹學習單元3.1混合動力汽車組成結構認知9）組合儀表3.1.3豐田混合動力系統(tǒng)及車型介紹學習單元3.1混合動力汽車組成結構認知3.1.3豐田混合動力系統(tǒng)及車型介紹學習單元3.1混合動力汽車組成結構認知3.1.3豐田混合動力系統(tǒng)及車型介紹學習單元3.1混合動力汽車組成結構認知10）駕駛模式選擇卡羅拉混合動力汽車有三種駕駛模式可以選擇，分別是純電動驅動EV模式、經(jīng)濟ECO模式、動力PWR模式，如圖所示。3.1.3豐田混合動力系統(tǒng)及車型介紹學習單元3.1混合動力汽車組成結構認知比亞迪插電式混合動力汽車F3DM的DM指的是雙模（DualMode），即純電動模式和混合動力模式。F3DM沒有動力分配機構，只有簡單的幾個離合器，兩個電機和1.0升的發(fā)動機在一個軸上，這個軸通過減速器直接驅動車輪，DMⅠ代結構如圖所示。3.1.4插電式混合動力系統(tǒng)及車型介紹學習單元3.1混合動力汽車組成結構認知需要全功率并聯(lián)，發(fā)動機與兩個電機鎖定結合，一起驅動車輛；需要串聯(lián)，發(fā)動機和一個電機鎖定組成發(fā)電機，另外一個電機和車輪鎖定，變成純電力驅動。這樣同樣可以達到串聯(lián)、并聯(lián)結合的目的，也繞開了豐田的專利。比亞迪F3DM有四種工作模式：1.純電動驅動模式該模式下，僅靠電動機M2驅動，不會產(chǎn)生燃油消耗。如圖所示。3.1.4插電式混合動力系統(tǒng)及車型介紹學習單元3.1混合動力汽車組成結構認知2.混合驅動模式該模式相當于串聯(lián)工作模式，發(fā)動機起動，帶動電動機M1發(fā)電，對電池組進行充電，車輛仍有電動機M2驅動，僅靠電動機M2驅動，有適當?shù)娜加拖摹Ｈ鐖D所示。3.1.4插電式混合動力系統(tǒng)及車型介紹學習單元3.1混合動力汽車組成結構認知3.加速模式在需要較高動力輸出的加速模式下，發(fā)動機起動，離合器吸合，與電動機M2一起驅動車輛，提供更高的輸出功率。如圖所示。3.1.4插電式混合動力系統(tǒng)及車型介紹學習單元3.1混合動力汽車組成結構認知4.減速模式該模式下，電動機M2作為發(fā)電機使用，將損耗的動能轉化為電能儲存在動力電池組中，尤其適用于頻繁加、減速的市區(qū)行駛，如圖所示。3.1.4插電式混合動力系統(tǒng)及車型介紹學習單元3.1混合動力汽車組成結構認知比亞迪秦在F3DM的基礎上又做了改進，把兩個小電機，變成一個大電機，沒有串聯(lián)模式，不追求油電模式下的省油，轉而追求高性能。在發(fā)動機和電機之間，不再是簡單的離合器，而是加上了比亞迪自己的雙離合變速箱，形成了DMⅡ代混合動力系統(tǒng)。這樣就解決了比亞迪F3DM發(fā)動機噪音大舒適性差的弱點，同時還有非常好的性能。比亞迪秦DMⅡ代結構簡圖如圖所示。3.1.4插電式混合動力系統(tǒng)及車型介紹學習單元3.1混合動力汽車組成結構認知3.1.5比亞迪兩代雙模技術的對比自主學習學習目標理論知識拓展閱讀實踐技能學習小結情境導入學習單元3.1混合動力汽車組成結構認知比亞迪的DMⅡ代混合動力系統(tǒng)是在DMⅠ代技術(搭載于F3DM)基礎上進行了一系列技術優(yōu)化改進。DMⅡ代將系統(tǒng)的電壓由原先的330V提升到500V，提升電壓的作用是減小電流，從而提升電驅系統(tǒng)的效率。采用更高效的1.5TDI總成、高轉速電機、集成式電機控制器、更安全的鐵電池技術等實現(xiàn)了更好的經(jīng)濟性與動力性，這套系統(tǒng)首先搭載于比亞迪的秦。DMⅡ代動力系統(tǒng)仍采用并聯(lián)方式，所不同的是DMⅡ代變雙電機為單電機，1.5Ti發(fā)動機取代了原來的1.0L自然吸氣發(fā)動機，6速雙離合變速器速比更加寬泛，使得動力系統(tǒng)更容易在高效節(jié)能的區(qū)間工作。另外，DMⅡ代還是用了輕量化的驅動電機。整體結構緊湊，空間尺寸相比于同參數(shù)電機減小了50%，電子轉子質量只有28kg，電機功率質量比可達到3.9kW/kg。兩代雙模技術的對比如表所示。3.1.5比亞迪兩代雙模技術的對比學習單元3.1混合動力汽車組成結構認知3.1.5比亞迪兩代雙模技術的對比學習單元3.1混合動力汽車組成結構認知3.1.6卡羅拉混合動力汽車結構認知自主學習學習目標理論知識拓展閱讀實踐技能學習小結情境導入3.1.7豐田卡羅拉混合動力汽車下電操作學習單元3.1混合動力汽車組成結構認知下面以豐田卡羅拉混合動力汽車為例，說明混合動力汽車主要結構部件。1．車輛準備3.1.6卡羅拉混合動力汽車結構認知學習單元3.1混合動力汽車組成結構認知2．實踐操作1）找到車輛銘牌3.1.6卡羅拉混合動力汽車結構認知學習單元3.1混合動力汽車組成結構認知2）找到發(fā)動機3.1.6卡羅拉混合動力汽車結構認知學習單元3.1混合動力汽車組成結構認知3）找到帶轉換器的逆變器總成3.1.6卡羅拉混合動力汽車結構認知學習單元3.1混合動力汽車組成結構認知逆變器與HV動力電池、電動壓縮機、MG1、MG2連接的高壓連接器及線束如圖所示。3.1.6卡羅拉混合動力汽車結構認知學習單元3.1混合動力汽車組成結構認知DC-DC轉換器輸出的14V正極線束如圖所示，在保險絲盒內經(jīng)過一個125A的保險，經(jīng)AMD端子連接到輔助蓄電池正極，給輔助蓄電池充電，同時也給車輛用電器供電。3.1.6卡羅拉混合動力汽車結構認知學習單元3.1混合動力汽車組成結構認知4）找到HV動力電池和輔助蓄電池3.1.6卡羅拉混合動力汽車結構認知學習單元3.1混合動力汽車組成結構認知前機艙內的跨接起動端子正極、端子負極如圖所示。3.1.6卡羅拉混合動力汽車結構認知學習單元3.1混合動力汽車組成結構認知5）找到P410混合驅動橋6）找到電動壓縮機3.1.6卡羅拉混合動力汽車結構認知學習單元3.1混合動力汽車組成結構認知7）找到制動系統(tǒng)部件3.1.6卡羅拉混合動力汽車結構認知學習單元3.1混合動力汽車組成結構認知8）找到組合儀表3.1.6卡羅拉混合動力汽車結構認知學習單元3.1混合動力汽車組成結構認知9）找到電源開關、換擋桿、駕駛模式選擇按鈕及P位置開關3.1.6卡羅拉混合動力汽車結構認知學習單元3.1混合動力汽車組成結構認知1. 準備工作3.1.7豐田卡羅拉混合動力汽車下電操作學習單元3.1混合動力汽車組成結構認知2. 下電操作3.1.7豐田卡羅拉混合動力汽車下電操作學習單元3.1混合動力汽車組成結構認知3.1.7豐田卡羅拉混合動力汽車下電操作學習單元3.1混合動力汽車組成結構認知3.1.7豐田卡羅拉混合動力汽車下電操作學習單元3.1混合動力汽車組成結構認知3.1.7豐田卡羅拉混合動力汽車下電操作學習單元3.1混合動力汽車組成結構認知3.1.7豐田卡羅拉混合動力汽車下電操作學習單元3.1混合動力汽車組成結構認知3.1.7豐田卡羅拉混合動力汽車下電操作學習單元3.1混合動力汽車組成結構認知3.1.7豐田卡羅拉混合動力汽車下電操作學習單元3.1混合動力汽車組成結構認知等待電容放電至少需等待10分鐘，使逆變器總成內的高壓電容器放電，如圖所示。3.1.7豐田卡羅拉混合動力汽車下電操作學習單元3.1混合動力汽車組成結構認知驗電