《新能源汽車技術(shù)（第2版）》項目6

新能源汽車技術(shù)（第2版）陳小兵主編簽到掃碼下載文旌課堂APP掃碼簽到（2022.3.2515:00至2022.3.2515:10）簽到方式教師通過“文旌課堂APP”生成簽到二維碼，并設(shè)置簽到時間，學(xué)生通過“文旌課堂APP”掃描“簽到二維碼”進(jìn)行簽到。。項目六混合動力電動汽車技術(shù)

混合動力電動汽車是在開發(fā)純電動汽車的過程中為有利于市場化而產(chǎn)生的一種新車型。它通過先進(jìn)控制系統(tǒng)，將現(xiàn)有內(nèi)燃機與一定容量的儲能器件進(jìn)行整合，可以大幅度降低油耗，減少污染物排放。由于它投資少、選擇余地大、易于滿足排放標(biāo)準(zhǔn)和節(jié)能目標(biāo)，且市場接受度高，因此引起各大汽車企業(yè)的關(guān)注?；旌蟿恿﹄妱悠囎鳛橐环N新興的節(jié)能型汽車，其技術(shù)和市場正處于蓬勃發(fā)展階段。隨著制造技術(shù)和控制技術(shù)的發(fā)展，混合動力電動汽車的關(guān)鍵技術(shù)也將迎來飛速發(fā)展，在未來20~30年內(nèi)，混合動力電動汽車將會得到廣泛應(yīng)用。項目導(dǎo)讀達(dá)成目標(biāo)技能目標(biāo)思政目標(biāo)知識目標(biāo)（1）熟悉混合動力電動汽車的組成。（2）掌握混合動力電動汽車的分類和特點。（3）掌握串聯(lián)式、并聯(lián)式和混聯(lián)式混合動力電動汽車的結(jié)構(gòu)與原理。（4）熟悉混合動力電動汽車的動力耦合類型。（5）掌握混合動力電動汽車的關(guān)鍵技術(shù)。（1）能夠識別混合動力電動汽車。（2）能夠分析混合動力電動汽車的工作原理和特點。（3）能夠分析混合動力電動汽車的性能。（1）弘揚愛崗敬業(yè)、甘于奉獻(xiàn)的職業(yè)精神。（2）培育崇尚技藝、求實創(chuàng)新的職業(yè)品質(zhì)。（3）堅定實現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的中國夢的理想信念。認(rèn)識混合動力電動汽車6.1混合動力電動汽車技術(shù)項目6任務(wù)導(dǎo)入為了上下班方便，王先生決定購買一輛新能源汽車。但是他對新能源汽車一點兒也不了解，不知道怎樣才能買到適合自己且性價比較高的新能源汽車。于是王先生發(fā)了條朋友圈，向自己的朋友們請教。經(jīng)過朋友們的解說，王先生了解到新能源汽車中的混合動力電動汽車比純電動汽車的續(xù)航能力強，且比傳統(tǒng)燃油汽車更環(huán)保。聽了朋友們的介紹，王先生立馬對混合動力電動汽車有了好感，當(dāng)即決定去4S店體驗下混合動力電動汽車。思考：混合動力電動汽車相較其他汽車有什么優(yōu)點？想一想

混合動力電動汽車可以從兩種或兩種以上的能量存儲器或能量轉(zhuǎn)換器中獲取動力。這幾種動力源在不同的車輛行駛狀態(tài)（

如起步、低中速、高速、勻速、加速、減速或者剎車等）下分別工作或者一起工作，通過自動控制形成最佳組合，以達(dá)到最少的燃油消耗和尾氣排放，從而實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的目的。任務(wù)6.1

認(rèn)識混合動力電動汽車掃

一

掃

混合動力電動汽車任務(wù)6.1

認(rèn)識混合動力電動汽車

混合動力電動汽車沿用了傳統(tǒng)燃油汽車的大部分傳動系統(tǒng)，保留了傳統(tǒng)燃油汽車的操縱裝置，包括發(fā)動機控制裝置、加速踏板、制動踏板、離合器和變速器的操縱裝置等?；旌蟿恿﹄妱悠囈话阌砂l(fā)動機、電動機/發(fā)電機、驅(qū)動電機、儲能裝置、電動附件等組成。任務(wù)6.1

認(rèn)識混合動力電動汽車6.1.1混合動力電動汽車的組成

1.發(fā)動機發(fā)動機用于為發(fā)電裝置（

發(fā)電機或驅(qū)動電機）提供動力，或用于直接驅(qū)動車輛。根據(jù)能量來源的不同，發(fā)動機可分為汽油機、柴油機；根據(jù)結(jié)構(gòu)原理的不同，發(fā)動機可分為二沖程發(fā)動機、四沖程發(fā)動機和轉(zhuǎn)子發(fā)動機等。在混合動力電動汽車中，較常使用的是四沖程發(fā)動機。任務(wù)6.1

認(rèn)識混合動力電動汽車6.1.1混合動力電動汽車的組成

2.電動機/發(fā)電機電動機/發(fā)電機主要有以下幾方面的作用。（1）在某些混合動力電動汽車上直接參與車輛驅(qū)動。（2）在車輛加速或爬坡時提供輔助動力。（3）在車輛制動時回收制動反饋能量。任務(wù)6.1

認(rèn)識混合動力電動汽車6.1.1混合動力電動汽車的組成

3.驅(qū)動電機驅(qū)動電機用于純電驅(qū)動、混合驅(qū)動和制動能量回收，目前較常使用的是永磁同步電機。4.儲能裝置儲能裝置是混合動力電動汽車的電能存儲單元。儲能裝置可以是各種動力電池、燃料電池，也可以是多種儲能元件的復(fù)合。任務(wù)6.1

認(rèn)識混合動力電動汽車6.1.1混合動力電動汽車的組成

5.電動附件電動附件包括制動系統(tǒng)、電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等。這些操縱系統(tǒng)接收駕駛員的控制輸入信號，并發(fā)出控制信號，通過中控計算機的中央控制器和各控制模塊向驅(qū)動系統(tǒng)中的發(fā)動機、驅(qū)動電機、離合器、變速器等發(fā)出指令，以獲得不同的驅(qū)動模式。同時整車的各傳感器負(fù)責(zé)采集車輛信號，為控制系統(tǒng)提供反饋信號。任務(wù)6.1

認(rèn)識混合動力電動汽車6.1.2混合動力電動汽車的分類

混合動力電動汽車可以按照動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式、混合度和外接充電能力分類。1.按照動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式分類混合動力電動汽車按照動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式的不同，可分為以下三種類型。串聯(lián)式混合動力電動汽車并聯(lián)式混合動力電動汽車混聯(lián)式混合動力電動汽車任務(wù)6.1

認(rèn)識混合動力電動汽車6.1.2混合動力電動汽車的分類

1）串聯(lián)式混合動力電動汽車串聯(lián)式混合動力電動汽車是指車輛行駛所需的動力只來源于驅(qū)動電機的混合動力電動汽車。它利用發(fā)動機帶動發(fā)電機發(fā)電，電能通過電機控制器輸送給驅(qū)動電機，再由驅(qū)動電機驅(qū)動車輛行駛。另外，動力電池也可以單獨向驅(qū)動電機提供電能驅(qū)動車輛行駛。這種動力系統(tǒng)在城市公交上應(yīng)用的比較多，而在轎車上很少使用。任務(wù)6.1

認(rèn)識混合動力電動汽車6.1.2混合動力電動汽車的分類

2）并聯(lián)式混合動力電動汽車并聯(lián)式混合動力電動汽車是指車輛行駛所需的動力由驅(qū)動電機和發(fā)動機同時或單獨供給的混合動力電動汽車。并聯(lián)式混合動力電動汽車有兩套驅(qū)動系統(tǒng)：燃油驅(qū)動系統(tǒng)和電驅(qū)動系統(tǒng)。兩個系統(tǒng)既可以單獨驅(qū)動車輛，也可以同時協(xié)調(diào)驅(qū)動車輛。并聯(lián)式混合動力電動汽車適用于多種不同的行駛工況，尤其適用于復(fù)雜的路況。

本田雅閣和思域兩款混合動力電動汽車均采用了并聯(lián)式結(jié)構(gòu)。任務(wù)6.1

認(rèn)識混合動力電動汽車6.1.2混合動力電動汽車的分類

3）混聯(lián)式混合動力電動汽車混聯(lián)式混合動力電動汽車是指同時具備串聯(lián)式和并聯(lián)式兩種動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式的混合動力電動汽車。混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)的特點在于燃油驅(qū)動系統(tǒng)和電驅(qū)動系統(tǒng)各有一套機械變速機構(gòu)，兩套機構(gòu)通過齒輪系或行星齒輪機構(gòu)結(jié)合在一起，從而綜合調(diào)節(jié)發(fā)動機與驅(qū)動電機之間的轉(zhuǎn)速關(guān)系。任務(wù)6.1

認(rèn)識混合動力電動汽車6.1.2混合動力電動汽車的分類

與并聯(lián)式混合動力電動汽車相比，混聯(lián)式混合動力電動汽車可以更加靈活地根據(jù)工況來調(diào)節(jié)發(fā)動機和驅(qū)動電機的輸出功率。它既可以在串聯(lián)模式下工作，也可以在并聯(lián)模式下工作，同時兼顧了串聯(lián)式和并聯(lián)式的特點。在車輛啟動和低速行駛時只靠驅(qū)動電機驅(qū)動車輛行駛，當(dāng)車速提高時，由發(fā)動機和驅(qū)動電機共同分擔(dān)動力。這種汽車結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高。豐田普銳斯混合動力電動汽車采用了混聯(lián)式結(jié)構(gòu)。

3）混聯(lián)式混合動力電動汽車任務(wù)6.1

認(rèn)識混合動力電動汽車6.1.2混合動力電動汽車的分類

2.按照混合度分類混合動力電動汽車按照混合度的不同，可分為微混合型混合動力電動汽車、輕度混合型混合動力電動汽車和重度混合（強混合）型混合動力電動汽車。1）微混合型混合動力電動汽車微混合型混合動力電動汽車是以發(fā)動機為主要動力源，驅(qū)動電機作為輔助動力源，具備制動能量回收功能的混合動力電動汽車。一般情況下，驅(qū)動電機的峰值功率和總功率的比值小于10%。僅具有停車怠速停機功能的混合動力電動汽車也可稱為微混合型混合動力電動汽車。任務(wù)6.1

認(rèn)識混合動力電動汽車6.1.2混合動力電動汽車的分類

2）輕度混合型混合動力電動汽車輕度混合型混合動力電動汽車是以發(fā)動機為主要動力源，驅(qū)動電機作為輔助動力源，在車輛加速或爬坡時，驅(qū)動電機可向車輛行駛系統(tǒng)提供輔助驅(qū)動力矩的混合動力電動汽車。一般情況下，驅(qū)動電機的峰值功率和總功率的比值大于10%。任務(wù)6.1

認(rèn)識混合動力電動汽車6.1.2混合動力電動汽車的分類

2）輕度混合型混合動力電動汽車輕度混合型混合動力電動汽車在傳統(tǒng)汽車的基礎(chǔ)上增加了怠速起停、加速助力、制動能量回收和行駛充電等功能，在城市循環(huán)工況下節(jié)油率可達(dá)20~30%，目前技術(shù)比較成熟，應(yīng)用廣泛。

輕度混合型混合動力電動汽車的代表車型有長安CX30、吉利ICON、東風(fēng)日產(chǎn)啟辰星等。任務(wù)6.1

認(rèn)識混合動力電動汽車6.1.2混合動力電動汽車的分類

3）重度混合型混合動力電動汽車重度混合型混合動力電動汽車是以發(fā)動機和（

或）驅(qū)動電機為動力源，且驅(qū)動電機可以獨立驅(qū)動車輛行駛的混合動力電動汽車。一般情況下，驅(qū)動電機的峰值功率和總功率的比值大于30%。

與輕度混合型混合動力電動汽車不同的是，重度混合型混合動力電動汽車電驅(qū)動系統(tǒng)的功率強大，完全可以滿足車輛在起步和低速行駛時的動力要求。任務(wù)6.1

認(rèn)識混合動力電動汽車6.1.2混合動力電動汽車的分類

3）重度混合型混合動力電動汽車

因此，重度混合型混合動力電動汽車無論是在起步還是在低速行駛狀態(tài)下都不需要啟動發(fā)動機，僅用驅(qū)動電機就可以勝任，在低速狀態(tài)下可視其為一款純電動汽車。

豐田普銳斯屬于重度混合型混合動力電動汽車。重度混合型混合動力電動汽車一般采用200V以上的高壓驅(qū)動電機，混合度一般大于30%，甚至可以達(dá)到50%。技術(shù)的發(fā)展將使得重度混合型混合動力電動汽車逐漸成為混合動力電動汽車的主要發(fā)展方向。任務(wù)6.1

認(rèn)識混合動力電動汽車6.1.2混合動力電動汽車的分類

3.外接充電能力分類混合動力電動汽車按照外接充電能力的不同，可分為可外接充電式混合動力電動汽車和不可外接充電式混合動力電動汽車。1）可外接充電式混合動力電動汽車可外接充電式混合動力電動汽車是在正常使用情況下可從非車載裝置中獲取電能的混合動力電動汽車。目前較常見的插電式混合動力電動汽車就屬于此類型。插電式混合動力電動汽車可以使用純電模式驅(qū)動車輛行駛，且純電續(xù)航能力較強；當(dāng)電能不足時，還可以使用重度混合模式驅(qū)動車輛行駛。任務(wù)6.1

認(rèn)識混合動力電動汽車6.1.2混合動力電動汽車的分類

2）不可外接充電式混合動力電動汽車不可外接充電式混合動力電動汽車是在正常使用情況下從車載燃料中獲取全部能量的混合動力電動汽車。

混合動力電動汽車還可以按照行駛模式的不同進(jìn)行分類，可分為有手動選擇功能的混合動力電動汽車和無手動選擇功能的混合動力電動汽車。（接下一頁）任務(wù)6.1

認(rèn)識混合動力電動汽車6.1.2混合動力電動汽車的分類

有手動選擇功能的混合動力電動汽車，車輛的行駛模式包括純電動模式、熱機模式和混合動力模式。

無手動選擇功能的混合動力電動汽車，車輛的行駛模式可根據(jù)不同工況自動切換。

此外，還有一種增程式電動汽車，它在純電動模式下可以達(dá)到其所有的動力性能，但是當(dāng)車載可充電儲能系統(tǒng)無法滿足續(xù)駛里程的要求時，會打開車載輔助供電裝置為動力系統(tǒng)提供電能，以延長車輛的續(xù)駛里程。該車載輔助供電裝置與驅(qū)動系統(tǒng)沒有傳動軸、傳動帶等傳動連接。任務(wù)6.1

認(rèn)識混合動力電動汽車6.1.3混合動力電動汽車的特點

混合動力電動汽車將發(fā)動機、驅(qū)動電機和動力電池等組合在一起，并對它們進(jìn)行良好匹配及優(yōu)化，兼具了純電動汽車和傳統(tǒng)燃油汽車的優(yōu)點。1.與純電動汽車相比與純電動汽車相比，混合動力電動汽車具有以下優(yōu)點。（1）減少了電池模塊的數(shù)量，即減少了整車的重量和成本。（2）延續(xù)了傳統(tǒng)燃油汽車成熟的驅(qū)動與控制技術(shù)，適合量產(chǎn)，從而降低了制造成本。（3）車輛的續(xù)駛里程和動力性可達(dá)到傳統(tǒng)燃油汽車的水平。（4）借助驅(qū)動電機的動力，可帶動電動壓縮機、真空泵及其他輔助電器，不用消耗動力電池的電能，從而保證了車輛的舒適性。任務(wù)6.1

認(rèn)識混合動力電動汽車6.1.3混合動力電動汽車的特點

2.與傳統(tǒng)燃油汽車相比

與傳統(tǒng)燃油汽車相比，混合動力電動汽車具有以下優(yōu)點。（1）可使發(fā)動機在最佳效率區(qū)域穩(wěn)定運行，避免或減少了發(fā)動機在變工況下的不良運行。（2）可實現(xiàn)純電驅(qū)動。（3）可實現(xiàn)制動能量回收，進(jìn)一步降低車輛的能耗和污染物排放。（4）可滿足日益嚴(yán)格的環(huán)保法規(guī)要求。任務(wù)6.1

認(rèn)識混合動力電動汽車6.1.3混合動力電動汽車的特點

混合動力電動汽車由于兼具純電動汽車與傳統(tǒng)燃油汽車的優(yōu)點，可以實現(xiàn)續(xù)駛里程長、節(jié)能環(huán)保的雙重目標(biāo)，因此具有很好的市場發(fā)展前景。

近年來，各大汽車企業(yè)不斷投入研發(fā)力量，使得混合動力技術(shù)有了飛速發(fā)展。大力發(fā)展混合動力電動汽車，不僅是建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的重要舉措，還是貫徹新發(fā)展理念、推動經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的必然選擇?；旌蟿恿﹄妱悠嚨慕Y(jié)構(gòu)課堂總結(jié)混合動力電動汽車的分類任務(wù)6.1

認(rèn)識混合動力電動汽車混合動力電動汽車的特點課后作業(yè)（1）簡述混合動力電動汽車的組成。（2）混合動力電動汽車按照動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式的不同可以分為哪幾類?（3）與純電動汽車相比，混合動力電動汽車有哪些優(yōu)點?任務(wù)6.1

認(rèn)識混合動力電動汽車

6.2混合動力電動汽車技術(shù)項目6分析混合動力電動汽車的工作原理任務(wù)導(dǎo)入冬天到了，天氣越來越冷，小軍想買一輛混合動力電動汽車用于接送孩子上下學(xué)。小軍在網(wǎng)上查找了混合動力電動汽車的相關(guān)資料，了解到混合動力電動汽車有多種驅(qū)動模式，而且不同的驅(qū)動模式對動力系統(tǒng)的要求不一樣，舒適度也不一樣。于是，小軍決定到4S店體驗一下。4S店的銷售人員根據(jù)小軍的使用需求給小軍提了很多建議，并推薦了幾款混合動力電動汽車。小軍在詳細(xì)了解各個車型的結(jié)構(gòu)及優(yōu)缺點后，如愿購買了一款自己特別滿意的混合動力電動汽車。思考：常見的混合動力電動汽車有哪些？它們各有什么特點？想一想1.串聯(lián)式混合動力電動汽車的工作原理串聯(lián)式混合動力電動汽車的動力系統(tǒng)主要由發(fā)動機、發(fā)電機、驅(qū)動電機和動力電池等部件組成，如圖所示。其中，發(fā)動機僅用于發(fā)電，發(fā)電機發(fā)出的部分電能向動力電池供電，以延長混合動力電動汽車的續(xù)駛里程。另外，動力電池還可以單獨向驅(qū)動電機供電來驅(qū)動電動汽車，使混合動力電動汽車在零污染狀態(tài)下行駛。任務(wù)6.2分析混合動力電動汽車的工作原理6.2.1串聯(lián)式混合動力電動汽車串聯(lián)式混合動力電動汽車動力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)掃

一

掃

串聯(lián)式、并聯(lián)式混合動力電動汽車串聯(lián)式混合動力電動汽車的動力流程如圖所示。

發(fā)動機直接與發(fā)電機連接產(chǎn)生電能，電能經(jīng)整流變換器、控制器整流變換后輸送至驅(qū)動電機，或由整流變換器整流變換后直接為動力電池充電;驅(qū)動電機直接與驅(qū)動橋相連，輸出車輛行駛所需的動力。當(dāng)動力電池的SOC降到一個預(yù)定值時，發(fā)動機即開始對動力電池進(jìn)行充電，以延長混合動力電動汽車的續(xù)駛里程。任務(wù)6.2分析混合動力電動汽車的工作原理6.2.1串聯(lián)式混合動力電動汽車串聯(lián)式混合動力電動汽車的動力流程發(fā)動機與驅(qū)動系統(tǒng)并沒有機械地連接在一起，這樣可以很大程度地減少發(fā)動機的瞬態(tài)響應(yīng)，從而使發(fā)動機進(jìn)行最優(yōu)的噴油和點火控制，使其在最佳工況點附近工作。任務(wù)6.2分析混合動力電動汽車的工作原理6.2.1串聯(lián)式混合動力電動汽車串聯(lián)式混合動力電動汽車的車載能量源包括燃油的化學(xué)能和動力電池的電能，但動力裝置單一。2.串聯(lián)式混合動力電動汽車的驅(qū)動模式串聯(lián)式混合動力電動汽車的驅(qū)動模式主要有純電驅(qū)動模式、純發(fā)動機驅(qū)動模式、混合驅(qū)動模式等。1）純電驅(qū)動模式當(dāng)車輛負(fù)荷較小且動力電池電量充足時，動力電池單獨向驅(qū)動電機供電以驅(qū)動車輛行駛。純電驅(qū)動模式下發(fā)動機不啟動，可以實現(xiàn)“零排放”。

任務(wù)6.2分析混合動力電動汽車的工作原理6.2.1串聯(lián)式混合動力電動汽車2.串聯(lián)式混合動力電動汽車的驅(qū)動模式

2）純發(fā)動機驅(qū)動模式當(dāng)車輛負(fù)荷較大，但所需的驅(qū)動功率不超過發(fā)動機的最大功率時，由發(fā)動機帶動發(fā)電機發(fā)電，將電能提供給驅(qū)動電機，以驅(qū)動車輛行駛。3）混合驅(qū)動模式當(dāng)車輛在加速、爬坡、大負(fù)荷運行等工況下行駛時，發(fā)動機帶動發(fā)電機產(chǎn)生的電能直接流向驅(qū)動電機，同時動力電池也向驅(qū)動電機供電，驅(qū)動車輛行駛。此模式可以使混合動力電動汽車的動力性能達(dá)到最大。任務(wù)6.2分析混合動力電動汽車的工作原理6.2.1串聯(lián)式混合動力電動汽車3.串聯(lián)式混合動力電動汽車的特點

1）優(yōu)點

（1）污染物排放少。串聯(lián)式混合動力電動汽車采用純電模式行駛時，會關(guān)閉發(fā)動機，只用動力電池的電力驅(qū)動汽車，可以實現(xiàn)“零排放”。發(fā)動機-發(fā)電機組所發(fā)出的電能向動力電池充電，發(fā)動機獨立工作在高效率區(qū)域用于補充動力電池的電能或直接為驅(qū)動電機供電，可以增加續(xù)駛里程，減少有害氣體排放。任務(wù)6.2分析混合動力電動汽車的工作原理6.2.1串聯(lián)式混合動力電動汽車1）優(yōu)點

（2）驅(qū)動形式多樣。串聯(lián)式混合動力電動汽車可采用驅(qū)動電機驅(qū)動或輪轂驅(qū)動電機驅(qū)動。根據(jù)布置方式的不同，串聯(lián)式混合動力電動汽車的驅(qū)動形式還有前輪驅(qū)動、后輪驅(qū)動、四輪驅(qū)動等。

（3）布置方便。串聯(lián)式混合動力電動汽車的驅(qū)動系統(tǒng)只有驅(qū)動電機的電驅(qū)動系統(tǒng)，其特點更趨近于純電動汽車。由于驅(qū)動電機與發(fā)動機沒有機械連接，因此，機械結(jié)構(gòu)布置起來更方便。任務(wù)6.2分析混合動力電動汽車的工作原理6.2.1串聯(lián)式混合動力電動汽車3.串聯(lián)式混合動力電動汽車的特點

2）缺點

（1）對驅(qū)動電機、發(fā)動機-發(fā)電機組的要求高。在串聯(lián)式混合動力電動汽車上，由于驅(qū)動電機的功率需要滿足車輛在行駛中的最大功率需求，因此需要一個較大功率的發(fā)動機-發(fā)電機組，外形尺寸和質(zhì)量都較大。（2）能量轉(zhuǎn)換效率低。串聯(lián)式混合動力電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)所需要的能量通過化學(xué)能→機械能→電能→機械能轉(zhuǎn)換而來，整個過程的能量損失較大。任務(wù)6.2分析混合動力電動汽車的工作原理6.2.1串聯(lián)式混合動力電動汽車2）缺點

（3）對動力電池要求高。動力電池的充放電循環(huán)決定了其使用壽命。為了保護(hù)動力電池，使其獲得更好的性能和更長的使用壽命，要根據(jù)動力電池荷電狀態(tài)的變化自動啟動或關(guān)閉發(fā)動機-發(fā)電機組，以避免動力電池過度充放電，因此串聯(lián)式混合動力電動汽車對動力電池的質(zhì)量及發(fā)動機-發(fā)電機組與動力電池之間的搭配要求較高。任務(wù)6.2分析混合動力電動汽車的工作原理6.2.1串聯(lián)式混合動力電動汽車1.并聯(lián)式混合動力電動汽車的工作原理并聯(lián)式混合動力電動汽車的動力系統(tǒng)主要由發(fā)動機、驅(qū)動電機、動力電池和變速器等部件組成，如圖所示。任務(wù)6.2分析混合動力電動汽車的工作原理6.2.2并聯(lián)式混合動力電動汽車并聯(lián)式混合動力電動汽車動力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)并聯(lián)式混合動力電動汽車有多種結(jié)構(gòu)形式，可以根據(jù)需要進(jìn)行選擇。并聯(lián)式混合動力電動汽車有發(fā)動機和驅(qū)動電機兩套獨立的驅(qū)動系統(tǒng)，它們可以分開工作，也可以一起協(xié)調(diào)工作。因此，并聯(lián)式混合動力電動汽車可以在工況比較復(fù)雜的情況下使用，應(yīng)用范圍較廣。1.并聯(lián)式混合動力電動汽車的工作原理并聯(lián)式混合動力電動汽車的動力流程如圖所示。發(fā)動機和驅(qū)動電機通過變速器同時與驅(qū)動橋相連接，輸出車輛行駛時所需的動力。發(fā)動機可以用驅(qū)動電機來平衡其所受的載荷，使其能在高效率區(qū)域工作，因為發(fā)動機通常工作在滿負(fù)荷（

中等轉(zhuǎn)速）下的燃油經(jīng)濟(jì)性最好。任務(wù)6.2分析混合動力電動汽車的工作原理6.2.2并聯(lián)式混合動力電動汽車并聯(lián)式混合動力電動汽車的動力流程1.并聯(lián)式混合動力電動汽車的工作原理當(dāng)車輛在較小載荷下工作時，并聯(lián)式混合動力電動汽車可以關(guān)閉發(fā)動機而只用驅(qū)動電機來驅(qū)動汽車，或者增加發(fā)動機的負(fù)荷使驅(qū)動電機作為發(fā)電機，給動力電池充電以備后用（即一邊驅(qū)動汽車，一邊充電）。任務(wù)6.2分析混合動力電動汽車的工作原理6.2.2并聯(lián)式混合動力電動汽車并聯(lián)式混合驅(qū)動系統(tǒng)有兩條能量傳輸路線，可以同時使用驅(qū)動電機和發(fā)動機作為動力源來驅(qū)動汽車，這種設(shè)計方式可以使其以純電動或低排放的狀態(tài)行駛，但是此時不能提供全部的輸出動力。2.并聯(lián)式混合動力電動汽車的驅(qū)動模式并聯(lián)式混合動力電動汽車的驅(qū)動模式主要有純電驅(qū)動模式、純發(fā)動機驅(qū)動模式、混合驅(qū)動模式等。1）純電驅(qū)動模式當(dāng)車輛在起步、低速運行等工況下，且動力電池電量充足時，發(fā)動機關(guān)閉，由動力電池提供能量，并以驅(qū)動電機驅(qū)動車輛行駛。此模式可以使發(fā)動機避開低效、高排放量的工作區(qū)。任務(wù)6.2分析混合動力電動汽車的工作原理6.2.2并聯(lián)式混合動力電動汽車2）純電動機驅(qū)動模式當(dāng)車輛高速平穩(wěn)運行，或者行駛在郊區(qū)等對排放要求不高的地方時，可由發(fā)動機單獨工作驅(qū)動車輛行駛。此模式可以使發(fā)動機工作在高效率區(qū)域，燃油經(jīng)濟(jì)性好、傳動效率高。3）混合驅(qū)動模式當(dāng)車輛急加速或者爬坡時，發(fā)動機和驅(qū)動電機均處于工作狀態(tài)，動力電池向驅(qū)動電機提供能量，驅(qū)動電機作為輔助動力源協(xié)助發(fā)動機，提供車輛急加速或者爬坡時所需的功率。此模式可以使混合動力電動汽車的動力性能處于最佳狀態(tài)。任務(wù)6.2分析混合動力電動汽車的工作原理6.2.2并聯(lián)式混合動力電動汽車任務(wù)6.2分析混合動力電動汽車的工作原理6.2.2并聯(lián)式混合動力電動汽車

從概念上講，并聯(lián)式混合動力電動汽車屬于電力輔助型燃油汽車，其目的是為了降低排放和燃油消耗。當(dāng)發(fā)動機提供的功率大于驅(qū)動車輛所需的功率時，驅(qū)動電機工作在發(fā)電機狀態(tài)，將多余的能量充入動力電池。與串聯(lián)式混合動力電動汽車比較，并聯(lián)式混合動力電動汽車的發(fā)動機和驅(qū)動電機的體積要小。3.并聯(lián)式混合動力電動汽車的特點

1）優(yōu)點（1）燃油經(jīng)濟(jì)性好。并聯(lián)式混合動力電動汽車有兩套動力系統(tǒng)，可根據(jù)實際工況選擇不同的動力輸出方式，避免能量在多次轉(zhuǎn)換中的浪費，提高燃油經(jīng)濟(jì)性。（2）動力性好。當(dāng)車輛高負(fù)荷運行時，發(fā)動機和驅(qū)動電機通過動力耦合，同時驅(qū)動車輛，使車輛具有良好的動力性。任務(wù)6.2分析混合動力電動汽車的工作原理6.2.2并聯(lián)式混合動力電動汽車1）優(yōu)點（3）系統(tǒng)穩(wěn)定性較高。當(dāng)一套動力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，可以啟用另一套動力系統(tǒng)，從而保證車輛的正常運行。（4）驅(qū)動電機功率較小。由于發(fā)動機可以單獨或和驅(qū)動電機共同驅(qū)動車輛，因此可以選擇功率較小的驅(qū)動電機。（5）動力電池容量較小。驅(qū)動電機作為輔助動力，所需動力電池容量較小。任務(wù)6.2分析混合動力電動汽車的工作原理6.2.2并聯(lián)式混合動力電動汽車3.并聯(lián)式混合動力電動汽車的特點

2）缺點（1）排放性相對較差。由于不同驅(qū)動模式之間的切換，使發(fā)動機頻繁出現(xiàn)點火、啟動、熄火等情況，發(fā)動機不能穩(wěn)定在高效區(qū)域工作，致使排放性較差。（2）整車布置較復(fù)雜。發(fā)動機和驅(qū)動橋之間存在機械連接，考慮到兩種動力的耦合，整車布置較復(fù)雜。任務(wù)6.2分析混合動力電動汽車的工作原理6.2.2并聯(lián)式混合動力電動汽車2）缺點（3）控制策略較復(fù)雜。并聯(lián)式混合動力電動汽車具有多種驅(qū)動模式，需要實現(xiàn)多種驅(qū)動模式之間的切換及兩種動力之間的耦合，控制比較復(fù)雜。（4）純電驅(qū)動模式下續(xù)駛里程較短。任務(wù)6.2分析混合動力電動汽車的工作原理6.2.2并聯(lián)式混合動力電動汽車1.混聯(lián)式混合動力電動汽車的工作原理

混聯(lián)式混合動力電動汽車的動力系統(tǒng)主要由發(fā)動機、發(fā)電機、驅(qū)動電機、行星齒輪機構(gòu)、動力耦合器和動力電池等部件組成，如圖所示。任務(wù)6.2分析混合動力電動汽車的工作原理6.2.3混聯(lián)式混合動力電動汽車混聯(lián)式混合動力電動汽車動力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)發(fā)動機發(fā)出的功率一部分通過行星齒輪機構(gòu)輸送給驅(qū)動橋，另一部分則驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電。發(fā)電機發(fā)出的電能輸送給驅(qū)動電機或動力電池，驅(qū)動電機產(chǎn)生的驅(qū)動力矩通過動力耦合器傳送給驅(qū)動橋?；炻?lián)式混合動力電動汽車的控制策略是：當(dāng)車輛低速行駛時，驅(qū)動系統(tǒng)主要以串聯(lián)方式工作；當(dāng)車輛高速穩(wěn)定行駛時，驅(qū)動系統(tǒng)主要以并聯(lián)方式工作。1.混聯(lián)式混合動力電動汽車的工作原理

目前，混聯(lián)式混合動力電動汽車一般采用行星齒輪機構(gòu)作為動力分配裝置。有一種最佳的混聯(lián)式結(jié)構(gòu)是將發(fā)動機、發(fā)電機和驅(qū)動電機通過一個行星齒輪裝置連接起來，動力從發(fā)動機輸出到與其相連的行星架，行星架將一部分轉(zhuǎn)矩傳送到發(fā)電機，另一部分傳送到傳動軸，同時發(fā)電機也可以通過逆變器為驅(qū)動電機供電，來驅(qū)動傳動軸。此時車輛并不是串聯(lián)式或并聯(lián)式，而是兩種驅(qū)動形式同時存在，其動力流程如圖所示。任務(wù)6.2分析混合動力電動汽車的工作原理6.2.3混聯(lián)式混合動力電動汽車混聯(lián)式混合動力電動汽車的動力流程1.混聯(lián)式混合動力電動汽車的工作原理

混聯(lián)式混合動力電動汽車充分發(fā)揮了串聯(lián)式和并聯(lián)式混合動力電動汽車的優(yōu)點，能夠使發(fā)動機、發(fā)電機、驅(qū)動電機等部件進(jìn)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)在最優(yōu)狀態(tài)下工作，更容易實現(xiàn)排放和油耗的控制目標(biāo)，因此是最具影響力的混合動力電動汽車。任務(wù)6.2分析混合動力電動汽車的工作原理6.2.3混聯(lián)式混合動力電動汽車2.混聯(lián)式混合動力電動汽車的驅(qū)動模式

混聯(lián)式混合動力電動汽車的驅(qū)動模式主要有純電驅(qū)動模式、純發(fā)動機驅(qū)動模式、混合驅(qū)動模式等。1）純電驅(qū)動模式純電驅(qū)動模式是指車輛由動力電池向驅(qū)動電機供電，驅(qū)動電機通過動力合成器提供驅(qū)動功率驅(qū)動車輛行駛。此模式下，發(fā)動機、發(fā)電機處于關(guān)閉狀態(tài)。任務(wù)6.2分析混合動力電動汽車的工作原理6.2.3混聯(lián)式混合動力電動汽車2）純發(fā)動機驅(qū)動模式純發(fā)動機驅(qū)動模式是指車輛的驅(qū)動功率僅由發(fā)動機提供，動力電池既不從傳動系統(tǒng)中獲取能量也不提供電能。此模式下，驅(qū)動電機、發(fā)電機處于關(guān)閉狀態(tài)。3）混合驅(qū)動模式混合驅(qū)動模式是指車輛的驅(qū)動功率由動力電池和發(fā)動機共同提供，并通過動力耦合器耦合，然后向機械傳動裝置提供動力，驅(qū)動車輛行駛。任務(wù)6.2分析混合動力電動汽車的工作原理6.2.3混聯(lián)式混合動力電動汽車3.混聯(lián)式混合動力電動汽車的特點1）優(yōu)點（1）排放污染小。混聯(lián)式混合動力電動汽車具有多種驅(qū)動模式，能保證發(fā)動機工作在最佳區(qū)域，最大限度降低有害氣體的排放。（2）燃油經(jīng)濟(jì)性較好。在低速運行時，動力系統(tǒng)主要以串聯(lián)式模式運行，使車輛具有較好的燃油經(jīng)濟(jì)性。任務(wù)6.2分析混合動力電動汽車的工作原理6.2.3混聯(lián)式混合動力電動汽車1）優(yōu)點（3）動力性較好。在加速或高速運行時，動力系統(tǒng)主要以并聯(lián)式模式運行，發(fā)動機和驅(qū)動電機同時提供動力，使車輛具有較好的動力性。（4）舒適性較好。車輛在啟動及中低速運行時，驅(qū)動電機單獨驅(qū)動車輛行駛，減少了噪聲，使車輛具有較好的舒適性。任務(wù)6.2分析混合動力電動汽車的工作原理6.2.3混聯(lián)式混合動力電動汽車2）缺點（1）整車布置較復(fù)雜?；炻?lián)式混合動力電動汽車有兩套動力系統(tǒng)，且發(fā)動機和驅(qū)動橋之間存在機械連接，考慮到兩種動力的耦合，整車布置較復(fù)雜。（2）控制策略較復(fù)雜。混聯(lián)式混合動力電動汽車對各驅(qū)動模式切換及兩種動力耦合的控制較復(fù)雜。（3）技術(shù)難度大、成本高。任務(wù)6.2分析混合動力電動汽車的工作原理6.2.3混聯(lián)式混合動力電動汽車

三種類型的混合動力電動汽車的特點比較如表所示。任務(wù)6.2分析混合動力電動汽車的工作原理6.2.3混聯(lián)式混合動力電動汽車任務(wù)6.2分析混合動力電動汽車的工作原理6.2.3混聯(lián)式混合動力電動汽車

不同類型的混合電力有不同的特點，它們各有優(yōu)缺點，因此有不同的適用場合。就像生活中的我們一樣，每個人都有自己的特點，每個人都有自己的價值。所謂“天生我材必有用”，隨著國家的蓬勃發(fā)展，各行各業(yè)都亟須大量專業(yè)人才。我們作為新時代的青年，應(yīng)當(dāng)正視自己，發(fā)揮自己的優(yōu)勢，具備一技之長，為祖國的發(fā)展貢獻(xiàn)最大的力量。串聯(lián)式混合動力電動汽車的工作原理、驅(qū)動模式和特點課堂總結(jié)任務(wù)6.2分析混合動力電動汽車的工作原理并聯(lián)式混合動力電動汽車的工作原理、驅(qū)動模式和特點混聯(lián)式混合動力電動汽車的工作原理、驅(qū)動模式和特點課后作業(yè)（1）畫出串聯(lián)式混合動力電動汽車的動力流程圖。（2）并聯(lián)式混合動力電動汽車主要由哪些部件組成?（3）簡述混聯(lián)式混合動力電動汽車的三種驅(qū)動模式。（4）簡述混聯(lián)式混合動力電動汽車的優(yōu)點。任務(wù)6.2分析混合動力電動汽車的工作原理

6.3混合動力電動汽車技術(shù)項目6分析混合動力電動汽車的性能電式混合動力電動汽車上，于2008年12月15日正式上市，這也使其成為世界上第一款量產(chǎn)的插電式混合動力電動汽車。任務(wù)導(dǎo)入

2021年1月，比亞迪在深圳舉辦了技術(shù)發(fā)布會，此次發(fā)布會主要介紹了比亞迪DM

-

i技術(shù)。其實，早在2003年比亞迪就投入了大量的人力物力研發(fā)插電式混動系統(tǒng)，并于2008年推出第一代DM技術(shù)——DM-1技術(shù)。DM-1搭載在F3DM插

DM-i是對DM-1的傳承，從2008年的DM-1到2021年的DM-i，比亞迪創(chuàng)造出顛覆世界的超級混動。DM-i獲得了幾百項新能源方面的專利技術(shù)，它智慧、節(jié)能、高效，能滿足“追求極致行車能耗”的用戶?；旌蟿恿﹄妱悠囅蛑?jié)能環(huán)保的方向發(fā)展，還需要解決很多關(guān)鍵技術(shù)，如驅(qū)動電機及其控制技術(shù)、動力電池技術(shù)等。對這些關(guān)鍵技術(shù)的優(yōu)化研究將大大提高混合動力電動汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性、排放性和動力性，使混合動力電動汽車更具市場競爭力。任務(wù)導(dǎo)入思考：混合動力電動汽車怎么實現(xiàn)充電？想一想混合動力電動汽車是由發(fā)動機和驅(qū)動電機兩種動力混合驅(qū)動的汽車，這兩種動力的混合是通過動力耦合器的耦合作用來實現(xiàn)的。動力耦合的方式不僅決定了混合動力電動汽車的驅(qū)動模式，還是制訂功率分配策略的重要依據(jù)，并對整車的動力性、排放性及燃油經(jīng)濟(jì)性有很重要的影響。動力耦合方式主要有轉(zhuǎn)矩耦合、轉(zhuǎn)速耦合、功率耦合、牽引力耦合等。任務(wù)6.3分析混合動力電動汽車的性能6.3.1混合動力電動汽車的動力耦合方式1.轉(zhuǎn)矩耦合轉(zhuǎn)矩耦合是指動力系統(tǒng)各動力源的輸出轉(zhuǎn)矩相互獨立，而輸出轉(zhuǎn)速互成比例，耦合后最終輸出的轉(zhuǎn)矩是各動力源輸出轉(zhuǎn)矩疊加的動力耦合方式。轉(zhuǎn)矩耦合可以通過齒輪耦合、電磁耦合、鏈或帶耦合等方式實現(xiàn)。

任務(wù)6.3分析混合動力電動汽車的性能6.3.1混合動力電動汽車的動力耦合方式典型齒輪耦合式動力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)典型齒輪耦合式動力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖所示。合成輸出轉(zhuǎn)矩為式中：T1

——發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩;T2

——驅(qū)動電機輸出轉(zhuǎn)矩;T3

——發(fā)動機和驅(qū)動電機的合成輸出轉(zhuǎn)矩;η0

——耦合效率;

ik

——驅(qū)動電機到發(fā)動機的傳動比。1.轉(zhuǎn)矩耦合任務(wù)6.3分析混合動力電動汽車的性能6.3.1混合動力電動汽車的動力耦合方式合成輸出轉(zhuǎn)速為式中:

n1——發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)速;

n2——驅(qū)動電機輸出轉(zhuǎn)速;

n3——發(fā)動機和驅(qū)動電機的合成輸出轉(zhuǎn)速。

1.轉(zhuǎn)矩耦合任務(wù)6.3分析混合動力電動汽車的性能6.3.1混合動力電動汽車的動力耦合方式轉(zhuǎn)速耦合是指動力系統(tǒng)各動力源的輸出轉(zhuǎn)速相互獨立，而輸出轉(zhuǎn)矩互成比例，耦合后最終輸出的轉(zhuǎn)速是各動力源輸出轉(zhuǎn)速疊加的動力耦合方式。合成輸出轉(zhuǎn)速為2.轉(zhuǎn)速耦合任務(wù)6.3分析混合動力電動汽車的性能6.3.1混合動力電動汽車的動力耦合方式式中:n1

——動力源1輸出轉(zhuǎn)速;n2

——動力源2輸出轉(zhuǎn)速;n3

——動力源1和動力源2的合成輸出轉(zhuǎn)速;p和q——常系數(shù)，其數(shù)值由動力耦合器的結(jié)構(gòu)決定。轉(zhuǎn)速耦合可以通過行星齒輪耦合、差速器耦合等方式實現(xiàn)。典型行星齒輪耦合式動力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖所示。2.轉(zhuǎn)速耦合任務(wù)6.3分析混合動力電動汽車的性能6.3.1混合動力電動汽車的動力耦合方式典型行星齒輪耦合式動力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)功率耦合是指動力系統(tǒng)同時采用轉(zhuǎn)矩耦合和轉(zhuǎn)速耦合的動力耦合方式，其輸出的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速分別是發(fā)動機和驅(qū)動電機轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的線性和。采用功率耦合式動力系統(tǒng)的混合動力電動汽車，其發(fā)動機的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速都可以自由控制，不受行駛工況的影響。功率耦合具備了轉(zhuǎn)矩耦合和轉(zhuǎn)速耦合的優(yōu)點，能實現(xiàn)多種工作模式，可以充分發(fā)揮混合動力電動汽車節(jié)能減排的優(yōu)勢。3.功率耦合任務(wù)6.3分析混合動力電動汽車的性能6.3.1混合動力電動汽車的動力耦合方式牽引力耦合是指車輛的發(fā)動機驅(qū)動前輪（

后輪），驅(qū)動電機驅(qū)動后輪（

前輪），然后將兩個動力源的輸出動力耦合在一起的動力耦合方式。牽引力耦合方式結(jié)構(gòu)簡單，改裝方便，但整車的驅(qū)動控制復(fù)雜，適合于四輪驅(qū)動式混合動力電動汽車上。4.牽引力耦合任務(wù)6.3分析混合動力電動汽車的性能6.3.1混合動力電動汽車的動力耦合方式四種動力耦合方式的比較如表所示。4.牽引力耦合任務(wù)6.3分析混合動力電動汽車的性能6.3.1混合動力電動汽車的動力耦合方式混合動力電動汽車以先進(jìn)的控制技術(shù)為紐帶，是由傳統(tǒng)燃油汽車到純電動汽車的一種過渡性車型，其關(guān)鍵技術(shù)涵蓋機電工程、電力電子、電化學(xué)、控制工程、汽車電子和車輛工程等多門學(xué)科?；旌蟿恿﹄妱悠嚨年P(guān)鍵技術(shù)包括驅(qū)動電機及其控制技術(shù)、動力電池技術(shù)、能量管理策略、動力傳動系統(tǒng)參數(shù)匹配、制動能量回收技術(shù)、先進(jìn)車輛控制技術(shù)等。任務(wù)6.3分析混合動力電動汽車的性能6.3.2混合動力電動汽車的關(guān)鍵技術(shù)1.驅(qū)動電機及其控制技術(shù)對于混合動力電動汽車來說，驅(qū)動電機的重要性與發(fā)動機是等同的?；旌蟿恿﹄妱悠噷︱?qū)動電機的要求是能量密度高、體積小、質(zhì)量輕、效率高。驅(qū)動電機的控制技術(shù)涉及大功率電子器件、變換器、微處理器等相關(guān)技術(shù)，以及驅(qū)動電機控制策略等。高性能的電子器件仍處于研究中，并且向微電子技術(shù)與電力電子技術(shù)集成的第四代功率集成電路方向發(fā)展。變換器所采用的能量變換技術(shù)隨著大功率電子器件的發(fā)展而發(fā)展，可分為DC/DC直流斬波技術(shù)和DC/AC逆變技術(shù)，分別用于直流和交流驅(qū)動電機。任務(wù)6.3分析混合動力電動汽車的性能6.3.2混合動力電動汽車的關(guān)鍵技術(shù)1.驅(qū)動電機及其控制技術(shù)控制驅(qū)動電機的微處理器主要有單片機和DSP芯片兩種，目前驅(qū)動電機控制專用DSP芯片已被廣泛采用，而將微處理器與功率器件集成到一塊芯片上（即PTC芯片）是目前的研究熱點。當(dāng)前常規(guī)驅(qū)動電機領(lǐng)域的控制方法，如矢量控制、變壓變頻控制、模型參考自適應(yīng)控制、直接轉(zhuǎn)矩控制、自調(diào)整控制等，都已被用到混合動力電動汽車的驅(qū)動電機控制中來。從目前的實踐看，矢量控制是比較好的控制方法。此外，近年來興起的變結(jié)構(gòu)控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制以及專家系統(tǒng)控制等新興控制方法也不斷地應(yīng)用于混合動力電動汽車中，效果也較為理想。

任務(wù)6.3分析混合動力電動汽車的性能6.3.2混合動力電動汽車的關(guān)鍵技術(shù)2.動力電池技術(shù)

動力電池是混合動力電動汽車的基本組成單元，其性能直接影響驅(qū)動電機的性能，從而影響整車的燃油經(jīng)濟(jì)性和排放性。混合動力電動汽車使用的動力電池工作負(fù)荷大，對功率密度要求較高，但體積和容量小，而且動力電池的SOC工作區(qū)間較窄，對循環(huán)壽命要求高。任務(wù)6.3分析混合動力電動汽車的性能6.3.2混合動力電動汽車的關(guān)鍵技術(shù)動力電池要配備電池管理系統(tǒng)，以對其進(jìn)行全面、準(zhǔn)確地管理，使其發(fā)揮出最佳的效能。一般來說，電池管理系統(tǒng)要涵蓋以下幾個方面的功能。

任務(wù)6.3分析混合動力電動汽車的性能6.3.2混合動力電動汽車的關(guān)鍵技術(shù)（1）能夠科學(xué)、準(zhǔn)確地計算出動力電池的SOC工作區(qū)間。（2）能夠?qū)崟r監(jiān)控電池單體或電池模塊的溫度、電壓等數(shù)據(jù)及其變化情況。（3）能夠明確動力電池在目標(biāo)時間內(nèi)的工作極限，并將結(jié)果反饋給車輛電控單元（ECU）。（4）能夠有效地進(jìn)行動力電池的熱管理。（5）能夠?qū)崟r監(jiān)控動力電池自身出現(xiàn)的電壓失衡問題，并能對其進(jìn)行校正。3.能量管理策略混合動力電動汽車能量管理策略的控制目標(biāo)是根據(jù)駕駛員的操作，如對加速踏板、制動踏板、變速桿的操作等，判斷駕駛員的意圖，在滿足駕駛員需求的前提下，將輸出功率科學(xué)地分配給驅(qū)動電機、發(fā)動機、動力電池等動力部件，實現(xiàn)能量的最優(yōu)分配，并獲得最佳的燃油經(jīng)濟(jì)性和排放性。

任務(wù)6.3分析混合動力電動汽車的性能6.3.2混合動力電動汽車的關(guān)鍵技術(shù)混合動力電動汽車的結(jié)構(gòu)形式不同，能量管理策略也不同。下面進(jìn)行簡單介紹。1）串聯(lián)式混合動力電動汽車的能量管理策略由于串聯(lián)式混合動力電動汽車的發(fā)動機與車輛行駛工況沒有直接聯(lián)系，因此能量管理策略的目標(biāo)主要是使發(fā)動機在最佳效率區(qū)和排放區(qū)工作。為了優(yōu)化能量分配、提升整體效率，還應(yīng)考慮動力電池、發(fā)動機、驅(qū)動電機和發(fā)電機等部件。任務(wù)6.3分析混合動力電動汽車的性能6.3.2混合動力電動汽車的關(guān)鍵技術(shù)串聯(lián)式混合動力電動汽車有以下三種基本的能量管理策略。任務(wù)6.3分析混合動力電動汽車的性能6.3.2混合動力電動汽車的關(guān)鍵技術(shù)即恒溫器策略功率跟蹤式策略基本規(guī)則式策略（1）恒溫器策略。恒溫器策略主要是依據(jù)動力電池相關(guān)的驅(qū)動需求所提出的一種策略，當(dāng)動力電池SOC低于設(shè)定的下限值時，啟動發(fā)動機，使發(fā)動機在最低油耗或排放點按照恒定功率模式輸出，在驅(qū)動車輛行駛的同時，還為動力電池充電；當(dāng)動力電池SOC上升到所設(shè)定的上限值時，發(fā)動機關(guān)閉，由動力電池為驅(qū)動電機供電，驅(qū)動車輛行駛。任務(wù)6.3分析混合動力電動汽車的性能6.3.2混合動力電動汽車的關(guān)鍵技術(shù)恒溫器策略的優(yōu)點是發(fā)動機效率高、排放低;缺點是能量轉(zhuǎn)換效率較低，且頻繁充放電會降低動力電池的使用壽命。（2）功率跟蹤式策略。功率跟蹤式策略是使發(fā)動機全程跟蹤車輛功率需求的一種策略，只有當(dāng)動力電池的SOC高于設(shè)定的上限值，且滿足車輛需求的功率僅由動力電池提供時，發(fā)動機才關(guān)閉或怠速運行。任務(wù)6.3分析混合動力電動汽車的性能6.3.2混合動力電動汽車的關(guān)鍵技術(shù)功率跟蹤式策略的優(yōu)點是能量轉(zhuǎn)換效率高，缺點是發(fā)動機的效率和排放不如恒溫器策略。（3）基本規(guī)則式策略?；疽?guī)則式策略綜合了恒溫器策略和功率跟蹤式策略的優(yōu)點，充分利用發(fā)動機和動力電池的高效率工作區(qū)，以保證整體效率最高。任務(wù)6.3分析混合動力電動汽車的性能6.3.2混合動力電動汽車的關(guān)鍵技術(shù)2）并聯(lián)式混合動力電動汽車的能量管理策略并聯(lián)式混合動力電動汽車的能量管理策略基本屬于基于轉(zhuǎn)矩的控制策略，主要有以下幾種類型。任務(wù)6.3分析混合動力電動汽車的性能6.3.2混合動力電動汽車的關(guān)鍵技術(shù)1234并聯(lián)式混合動力電動汽車的能量管理策略模糊能量管理策略瞬時優(yōu)化能量管理策略全局最優(yōu)能量管理策略靜態(tài)邏輯門限策略1）靜態(tài)邏輯門限策略。

靜態(tài)邏輯門限策略主要通過對門限值（

如車速、動力電池SOC上下限等）的設(shè)定，實現(xiàn)對發(fā)動機工作區(qū)間的實時限制，從而提高車輛整體性能。靜態(tài)邏輯門限策略實現(xiàn)簡單，但由于主要依靠工程經(jīng)驗設(shè)置門限參數(shù)，因此無法保證車輛燃油經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)，而且這些靜態(tài)參數(shù)不能適應(yīng)工況的動態(tài)變化，無法使整車系統(tǒng)達(dá)到最大效率。

任務(wù)6.3分析混合動力電動汽車的性能6.3.2混合動力電動汽車的關(guān)鍵技術(shù)（2）瞬時優(yōu)化能量管理策略。

瞬時優(yōu)化能量管理策略是通過對不同節(jié)點的車輛排放和油耗水平進(jìn)行實時監(jiān)控來確定最佳的工作方式和工作參數(shù)，從而實現(xiàn)瞬時優(yōu)化控制的。任務(wù)6.3分析混合動力電動汽車的性能6.3.2混合動力電動汽車的關(guān)鍵技術(shù)（3）全局最優(yōu)能量管理策略。

全局最優(yōu)能量管理策略是通過對控制理論和控制方法進(jìn)行合理有效的調(diào)整，最終實現(xiàn)有效調(diào)整整車排放和油耗的目標(biāo)。

全局最優(yōu)能量管理策略實現(xiàn)了真正意義上的最優(yōu)化，但該策略實際上并不具有實際應(yīng)用價值。因為在目前的全局最優(yōu)能量控制策略中，車輛的行程必須是已知的，而實際上車輛的行程往往是無法預(yù)知的，因此該策略只是一種理論上的設(shè)計方法。任務(wù)6.3分析混合動力電動汽車的性能6.3.2混合動力電動汽車的關(guān)鍵技術(shù)（4）模糊能量管理策略。

模糊能量管理策略是基于模糊控制方法來確定混合動力系統(tǒng)的工作模式和功率分配方式的，是將“專家”的知識以規(guī)則的形式輸入到模糊控制器中，模糊控制器將輸入量（

如車速、動力電池SOC上下限等）模糊化，然后基于設(shè)定的控制規(guī)則來完成決策，以實現(xiàn)對混合動力系統(tǒng)的合理控制，從而提高車輛的整體性能。

模糊能量管理策略可以實現(xiàn)不同影響因素的折中處理，魯棒性好，但由于模糊控制器的建立主要依靠經(jīng)驗，因此無法獲得全局最優(yōu)能量管理。任務(wù)6.3分析混合動力電動汽車的性能6.3.2混合動力電動汽車的關(guān)鍵技術(shù)3）混聯(lián)式混合動力電動汽車的能量管理策略

混聯(lián)式混合動力電動汽車由于采用了特有的行星齒輪機構(gòu)，所以除了采用以上常用的能量管理策略外，還采用了一些特有的能量管理策略，如發(fā)動機恒定工作點策略和發(fā)動機最優(yōu)工作曲線策略。（1）發(fā)動機恒定工作點策略

由于采用了行星齒輪機構(gòu)，發(fā)動機轉(zhuǎn)速可以獨立于車速變化，這樣可使發(fā)動機在最佳工作點進(jìn)行工作，以提供恒定的轉(zhuǎn)矩，而剩余的轉(zhuǎn)矩則由驅(qū)動電機提供。驅(qū)動電機負(fù)責(zé)動態(tài)部分，避免了發(fā)動機動態(tài)調(diào)節(jié)帶來的損失，而且與發(fā)動機相比，驅(qū)動電機的控制更靈敏，易于實現(xiàn)。任務(wù)6.3分析混合動力電動汽車的性能6.3.2混合動力電動汽車的關(guān)鍵技術(shù)（2）發(fā)動機最優(yōu)工作曲線策略

發(fā)動機工作在萬有特性曲線中最佳油耗線上，只有當(dāng)發(fā)電機電流需求超出動力電池的接收能力或當(dāng)驅(qū)動的電流需求超出驅(qū)動電機或動力電池的限制時，才調(diào)整發(fā)動機的工作點。任務(wù)6.3分析混合動力電動汽車的性能6.3.2混合動力電動汽車的關(guān)鍵技術(shù)4.動力傳動系統(tǒng)的參數(shù)匹配動力傳動系統(tǒng)的參數(shù)匹配是混合動力電動汽車設(shè)計的一個重要內(nèi)容，它直接影響混合動力電動汽車的排放性和燃油經(jīng)濟(jì)性。它包括合理地選擇和匹配發(fā)動機功率、動力電池容量及驅(qū)動電機功率等，以確定車輛的混合程度，來組成性能最優(yōu)的混合驅(qū)動系統(tǒng)。

任務(wù)6.3分析混合動力電動汽車的性能6.3.2混合動力電動汽車的關(guān)鍵技術(shù)5.制動能量回收技術(shù)混合動力電動汽車的制動能量回收系統(tǒng)主要由驅(qū)動輪、主減速器、變速器、驅(qū)動電機、AC/DC變換器、DC/DC變換器、動力電池及其管理系統(tǒng)等組成，如圖所示。任務(wù)6.3分析混合動力電動汽車的性能6.3.2混合動力電動汽車的關(guān)鍵技術(shù)混合動力電動汽車制動能量回收系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)5.制動能量回收技術(shù)車輛在制動或滑行過程中，可根據(jù)駕駛員的制動意圖，由控制器計算出車輛需要的總制動力，再根據(jù)制動力分配控制策略得到驅(qū)動電機應(yīng)該提供的制動力矩。

電機控制器計算出需要的電樞制動電流，通過一定的控制方法使驅(qū)動電機跟蹤需要的制動電流，從而較準(zhǔn)確地提供制動力矩。驅(qū)動電機的電樞電流經(jīng)AC/DC變換器整流，再經(jīng)DC/DC變換器反充到動力電池中保存起來。任務(wù)6.3分析混合動力電動汽車的性能6.3.2混合動力電動汽車的關(guān)鍵技術(shù)5.制動能量回收技術(shù)制動能量回收是混合動力電動汽車提高燃油經(jīng)濟(jì)性的重要手段。在車輛行駛過程中，其行車安全與制動性能息息相關(guān)。因此，如何在最大限度回收車輛的制動能量與