新能源汽車運(yùn)用技術(shù)課件

模塊二混合動力汽車

了解混合動力汽車的分類和特點(diǎn)掌握混合動力汽車的結(jié)構(gòu)和工作原理掌握混合動力汽車的關(guān)鍵技術(shù)了解混合動力汽車的前沿技術(shù)模塊二

混合動力汽車學(xué)習(xí)目標(biāo)知識要點(diǎn)

混合動力汽車的分類和特點(diǎn)混合動力汽車的結(jié)構(gòu)和工作原理模塊二

混合動力汽車案例導(dǎo)入長安杰勛奇瑞A5一汽奔騰東風(fēng)EQ7200HEV榮威750HYBRID本田思域Hybrid別克君越任務(wù)一

混合動力汽車概述情景1：混合動力汽車的發(fā)展1899，比利時Liege的Pieper研究院（第一輛并聯(lián)式混合動力電動汽車）1899，法國Vendovelli與Priestly公司（第一輛串聯(lián)式混合動力電動汽車）1902，法國人H.Krieger（采用兩個獨(dú)立的直流電動機(jī)驅(qū)動前輪）1903，法國人CamilleJenatzy（6hp的汽油發(fā)動機(jī)和14hp的電動機(jī)相組合）1903，Lohner.Porsche（發(fā)電制動）1975，VictorWouk博士（BuickSkylark型并聯(lián)式混合動力電動汽車）1997，豐田公司（Prius混合動力電動轎車）任務(wù)一

混合動力汽車概述情景2：混合動力汽車的組成分類國家標(biāo)準(zhǔn)《電動汽車術(shù)語》GB/T19596-2004

中對混合動力汽車HEV（hybridelectricvehicle）的定義為：能夠至少從可消耗的燃料、可再充電能或能量儲存裝置兩類車載儲存的能量中獲得動力的汽車?！痘旌蟿恿﹄妱悠囶愋汀稱C/T837-2010汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中對混合動力汽車的組成分類為：按照動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式按混合程度分類,即按照電動機(jī)相對于燃油發(fā)動機(jī)的功率比大小按照外接充電能力劃分按照行駛模式的選擇方式劃分其他劃分型式任務(wù)一

混合動力汽車概述情景2：混合動力汽車的組成分類按照動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式（1）串聯(lián)式混合動力電動汽車(SHEV：SeriesHybridElectricVehicle）圖2.1串聯(lián)式混合動力電動汽車任務(wù)一

混合動力汽車概述情景2：混合動力汽車的組成分類按照動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式（1）串聯(lián)式混合動力電動汽車(SHEV：SeriesHybridElectricVehicle）圖2.2串聯(lián)式混合動力電動汽車動力流程圖任務(wù)一

混合動力汽車概述情景2：混合動力汽車的組成分類按照動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式（1）串聯(lián)式混合動力電動汽車(SHEV：SeriesHybridElectricVehicle）特點(diǎn)：串聯(lián)式混合動力電動汽車的發(fā)動機(jī)能夠經(jīng)常保持在穩(wěn)定、高效、低污染的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，使有害氣體的排放被控制在最低范圍，能量轉(zhuǎn)換的效率要比內(nèi)燃機(jī)汽車低，故串聯(lián)式混合動力驅(qū)動系統(tǒng)較適合在大型客車上使用。任務(wù)一

混合動力汽車概述情景2：混合動力汽車的組成分類按照動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式（2）并聯(lián)式混合動力電動汽車(PHEV：ParallelHybridElectricVehicle）圖2.3并聯(lián)式混合動力電動汽車結(jié)構(gòu)示意圖任務(wù)一

混合動力汽車概述情景2：混合動力汽車的組成分類按照動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式圖2.4并聯(lián)式混合動力電動汽車動力流程圖（2）并聯(lián)式混合動力電動汽車(PHEV：ParallelHybridElectricVehicle）任務(wù)一

混合動力汽車概述情景2：混合動力汽車的組成分類按照動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式特點(diǎn)：并聯(lián)式驅(qū)動系統(tǒng)可以單獨(dú)使用發(fā)動機(jī)或電機(jī)作為動力源，也可以同時使用電機(jī)和發(fā)動機(jī)作為動力源驅(qū)動車輛行駛。通常被應(yīng)用在小型混合動力電動汽車上。并聯(lián)式驅(qū)動系統(tǒng)的主要元件為動力合成裝置，由于動力合成的實(shí)現(xiàn)方法具有多樣性，相應(yīng)的動力傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也多種多樣，通常可將其分為驅(qū)動力合成式、轉(zhuǎn)矩合成式和轉(zhuǎn)速合成式3類。（2）并聯(lián)式混合動力電動汽車(PHEV：ParallelHybridElectricVehicle）任務(wù)一

混合動力汽車概述情景2：混合動力汽車的組成分類按照動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式（2）并聯(lián)式混合動力電動汽車(PHEV：ParallelHybridElectricVehicle）①驅(qū)動力合成式；②轉(zhuǎn)矩合成式(雙軸式和單軸式)；③轉(zhuǎn)速合成式圖2.5并聯(lián)式混合動力汽車的驅(qū)動方式E-發(fā)動機(jī)；M-電動機(jī)；B-蓄電池任務(wù)一

混合動力汽車概述情景2：混合動力汽車的組成分類按照動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式（3）混聯(lián)式混合動力電動汽車(PSHEV：Series-parallelHybridElectricVehicle)圖2.6混聯(lián)式混合動力電動汽車結(jié)構(gòu)示意圖任務(wù)一

混合動力汽車概述情景2：混合動力汽車的組成分類按照動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式圖2.7混聯(lián)式混合動力電動汽車動力流程圖（3）混聯(lián)式混合動力電動汽車(PSHEV：Series-parallelHybridElectricVehicle)任務(wù)一

混合動力汽車概述情景2：混合動力汽車的組成分類按照動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式特點(diǎn)：混聯(lián)式驅(qū)動系統(tǒng)充分發(fā)揮了串聯(lián)式和并聯(lián)式的優(yōu)點(diǎn)，能夠使發(fā)動機(jī)、發(fā)電機(jī)、電動機(jī)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)工作，所以更容易實(shí)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。（3）混聯(lián)式混合動力電動汽車(PSHEV：Series-parallelHybridElectricVehicle)任務(wù)一

混合動力汽車概述情景2：混合動力汽車的組成分類按混合程度分類（1）微混合型混合動力電動汽車（microhybridelectricvehicle）以發(fā)動機(jī)為主要動力源，電機(jī)作為輔助動力，具備制動能量回收功能的混合動力電動汽車。電機(jī)的峰值功率和總功率的比值小于10%。僅具有停車怠速停機(jī)功能的汽車也可稱為微混合型混合動力電動汽車。（2）輕度混合型混合動力電動汽車(mildhybridelectricvehicle)以發(fā)動機(jī)為主要動力源，電機(jī)作為輔助動力，在車輛加速和爬坡時，電機(jī)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，電機(jī)的峰值功率和總功率的比值大于10%。（3）重度混合(強(qiáng)混合)型混合動力電動汽車(fullhybridelectricvehicle)以發(fā)動機(jī)和/或電機(jī)為動力源，一般情況下，電機(jī)的峰值功率和總功率的比值大于30%，且電機(jī)可以獨(dú)立驅(qū)動車輛正常行駛的混合動力電動汽車。任務(wù)一

混合動力汽車概述情景2：混合動力汽車的組成分類按照外接充電能力劃分（1）外接充電型混合動力電動汽車（off-vehiclechargeahlehybridelectricvehicle）一種被設(shè)計(jì)成在正常使用情況下可從非車載裝置中獲取電能量的混合動力電動汽車。

僅當(dāng)制造廠在其提供的使用說明書中或者以其他明確的方式推薦或要求進(jìn)行車外充電時，混合動力電動汽車方可認(rèn)為是“外接充電型”的。僅用作不定期的儲能裝置電量調(diào)節(jié)或維護(hù)目的而非用作常規(guī)的車外能量補(bǔ)充，即使有車外充電能力，也不認(rèn)為是“外接充電型”的車輛。

插電式(plug-in)混合動力電動汽車屬于此類型。（2）非外接充電型混合動力電動汽車（nonoffvehiclechargeablehybridelectricvehicle）一種被設(shè)計(jì)成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。任務(wù)一

混合動力汽車概述情景2：混合動力汽車的組成分類按照行駛模式的選擇方式劃分（1）有手動選擇功能的混合動力電動汽車（hybridelectricvehiclewithselectiveswitch）具備行駛模式手動選擇功能的混合動力電動汽車。車輛可選擇的行駛模式包括發(fā)動機(jī)模式、純電動模式和混合動力模式三種。（2）無手動選擇功能的混合動力電動汽車(hydridelectricvehiclewithoutselectiveswitch)不具備行駛模式手動選擇功能的混合動力電動汽車。車輛的行駛模式根據(jù)不同工況自動切換。任務(wù)一

混合動力汽車概述情景2：混合動力汽車的組成分類其他劃分型式（1）按照可再充電能量儲存系統(tǒng)不同可以劃分為(但不限于)以下類型:—動力蓄電池混合動力電動汽車(tractionbatteryhybridelectricvehicle);—超級電容器混合動力電動汽車(supercapacitorhybridelectricvehicle);—機(jī)電飛輪混合動力電動汽車(electromechanicalflywheelhybridelectricvehicle)；—動力蓄電池與超級電容器組合式混合動力電動汽車(tractionbatteryandsupercapacitorhybridelectricvehicle)。（2）混合動力電動汽車按照其技術(shù)特征、燃料類型、功能結(jié)構(gòu)和車輛用途等因素還可有其他劃分型式。任務(wù)一

混合動力汽車概述情景3：混合動力電動汽車的特點(diǎn)較之純電動汽車，混合動力電動汽車具有如下的優(yōu)點(diǎn)：(1)由于有原動機(jī)作為輔助動力，蓄電池的數(shù)量和質(zhì)量可減少，因此汽車自身重量可以減?。?2)汽車的續(xù)駛里程和動力性可達(dá)到內(nèi)燃機(jī)的水平；(3)借助原動機(jī)的動力，可帶動空調(diào)、真空助力、轉(zhuǎn)向助力及其他輔助電器，無需消耗蓄電池組有限的電能，從而保證了駕車和乘坐的舒適性。較之內(nèi)燃機(jī)汽車，混合動力電動汽車具有如下的優(yōu)點(diǎn)：(1)可使原動機(jī)在最佳的工況區(qū)域穩(wěn)定運(yùn)行，避免或減少了發(fā)動機(jī)變工況下的不良運(yùn)行，使得發(fā)動機(jī)的排污和油耗大為降低；(2)在人口密集的商業(yè)區(qū)、居民區(qū)等地可用純電動方式驅(qū)動車輛，實(shí)現(xiàn)零排放；(3)可通過電動機(jī)提供動力，因此可配備功率較小的發(fā)動機(jī)，并可通過電動機(jī)回收汽車減速和制動時的能量，進(jìn)一步降低汽車的能量消耗和排污。顯然，混合動力電動汽車研發(fā)的主要目的就是要減少石油能源的消耗，減少汽車尾氣中的有害氣體量，降低大氣污染。任務(wù)二

混合動力汽車結(jié)構(gòu)與原理情景1：混合動力汽車的發(fā)動機(jī)發(fā)動機(jī)功率的選擇對混聯(lián)式混合動力傳動系的設(shè)計(jì)至關(guān)重要。發(fā)動機(jī)功率偏大，車輛燃油經(jīng)濟(jì)性和排放性能就差;發(fā)動機(jī)功率偏小，后備功率就小，電動機(jī)只有提供更多的驅(qū)動功率，才能滿足車輛一定的行駛性能要求，這勢必引起電動機(jī)功率和電池組容量取值的增大和車輛成本的增加。另外，電池組數(shù)目增多，在車輛上布置困難，車重增加，僅依靠發(fā)動機(jī)的富裕功率難以維持電池組的額定電量，限制了車輛的續(xù)駛里程。因此，混合動力汽車的發(fā)動機(jī)是能滿足原車動力性能要求的小功率發(fā)動機(jī)，這樣既可以降低發(fā)動機(jī)的排量又可以提高發(fā)動機(jī)的負(fù)荷率，有利于排放和燃油經(jīng)濟(jì)性。同普通動力傳動系相比，混合動力電動汽車發(fā)動機(jī)可限制在某一特定區(qū)域內(nèi)工作，特定區(qū)域的選擇可考慮使發(fā)動機(jī)燃油消耗最小和尾氣污染物排放最少，即考慮發(fā)動機(jī)燃油消耗率較小的高負(fù)荷率區(qū)。此外，發(fā)動機(jī)的最高轉(zhuǎn)速的設(shè)計(jì)也很關(guān)鍵，發(fā)動機(jī)最高轉(zhuǎn)速過高時會加劇部件之間的磨損，降低發(fā)動機(jī)效率，而發(fā)動機(jī)最高轉(zhuǎn)速過低時可能造成最高車速降低?？紤]到部件磨損和最高車速的合理性，通過對現(xiàn)有中小功率發(fā)動機(jī)進(jìn)行分析，設(shè)計(jì)的發(fā)動機(jī)最高轉(zhuǎn)速為6000r/min。任務(wù)二

混合動力汽車結(jié)構(gòu)與原理情景2：混合動力汽車的電動機(jī)電動機(jī)是電動汽車的心臟，對于混合動力電動汽車來說，電動機(jī)的重要性與發(fā)動機(jī)是等同的。混合動力電動汽車對驅(qū)動電動機(jī)的要求是能量密度高、體積小、重量輕、效率高。從發(fā)展趨勢來看，電驅(qū)動系統(tǒng)的研發(fā)主要集中在交流感應(yīng)電動機(jī)和永磁同步電動機(jī)上，對于高速、勻速行駛工況，采用感應(yīng)電動機(jī)驅(qū)動較為合適;而對于經(jīng)常起動、停車、低速運(yùn)行的城市工況，永磁同步電動機(jī)驅(qū)動效率較高。驅(qū)動電動機(jī)的控制技術(shù)包括大功率電子器件、轉(zhuǎn)換器、微處理器以及電動機(jī)控制算法等。高性能的電力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。轉(zhuǎn)換器技術(shù)隨著功率器件的發(fā)展而發(fā)展，可分為DC/DC直流斬波器和DC/AC逆變器，分別用于直流和交流電動機(jī)。電動機(jī)控制微處理器主要有單片機(jī)和DSP芯片，目前電動機(jī)控制專用DSP芯片已被廣泛采用，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(diǎn)。任務(wù)二

混合動力汽車結(jié)構(gòu)與原理情景3：混合動力汽車的動力電池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)動電動機(jī)的性能，從而影響整車的燃油經(jīng)濟(jì)性和排放性能。混合動力電動汽車使用的電池工作負(fù)荷大，對功率密度要求較高，但體積和容量小，而且電池的SOC工作區(qū)間較窄，對循環(huán)壽命要求高。能否開發(fā)適合混合動力電動汽車的專用動力電池是決定混合動力電動汽車能否大量推廣使用的重要因素之一。如何全面、準(zhǔn)確地對動力電池進(jìn)行管理，是決定動力電池能否發(fā)揮最佳效能的重要因素。任務(wù)二

混合動力汽車結(jié)構(gòu)與原理情景4：混合動力汽車的底盤系統(tǒng)能量再生制動回收是混合動力電動汽車提高燃油經(jīng)濟(jì)性的又一重要途徑。由于制動關(guān)系到行車安全性，如何在最大限度回收制動時的車輛動能與保證安全的制動距離和車輛行駛穩(wěn)定性之間取得平衡，是再生制動回收系統(tǒng)需要解決的難題之一，再生制動回收系統(tǒng)與車輛防抱死制動系統(tǒng)的結(jié)合可以完美地解決這一難題。任務(wù)二

混合動力汽車結(jié)構(gòu)與原理情景5：普銳斯混合動力汽車的結(jié)構(gòu)原理Prius是拉丁語，意指“領(lǐng)先一步”。當(dāng)Prius首次發(fā)布時，它被評選為2002年度世界最佳設(shè)計(jì)的客車。這是因?yàn)镻rius作為第一輛混合動力車輛，有4-5人的座位外加隨身行李放置的空間，并是最經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的可應(yīng)用的車輛。此后，在2004年，第二代Prius贏得了有聲望的MotorTrendCar年度獎以及2004年度世界最佳設(shè)計(jì)車輛的榮譽(yù)。豐田Prius混合動力系采用了混聯(lián)式構(gòu)造，混合動力系統(tǒng)包含的組件如下：任務(wù)二

混合動力汽車結(jié)構(gòu)與原理情景5：普銳斯混合動力汽車的結(jié)構(gòu)原理1）由電動枷發(fā)電機(jī)1(MGI)、電動機(jī)/發(fā)電機(jī)2(1VIG2)和行星齒輪機(jī)構(gòu)組成的

混合動力貫通軸，如右圖所示。2）1NZ-FXE發(fā)動機(jī)。3）由變換器、升壓變換器、DC-DC變換器和AC變換器構(gòu)成的變換器組合件。4)）混合動力車輛電控單元(HVECU)。該裝置采集來自傳感器的信息，并向發(fā)動機(jī)控制模塊(ECM)、變換器組合件、蓄電池的電控單元(ECU)和滑移控制的電控單元(ECU)發(fā)送計(jì)算結(jié)果，以控制混合動力系統(tǒng)。任務(wù)二

混合動力汽車結(jié)構(gòu)與原理情景5：普銳斯混合動力汽車的結(jié)構(gòu)原理5）

換檔位置傳感器。6）將加速器角度量變換為電信號的加速踏板位置傳感器。7）控制再生制動的滑移控制的電控單元(ECU)。8）發(fā)動機(jī)控制模塊(ECM)。9）高壓蓄電池。10）蓄電池的電控單元(ECU)，它監(jiān)控高壓蓄電池的充電情況，并控制冷卻風(fēng)扇的運(yùn)轉(zhuǎn)。11）關(guān)閉系統(tǒng)的維護(hù)插塞。12）連接和斷開高壓電源電路的主繼電器。13）應(yīng)用于車輛控制系統(tǒng)DC12V的輔助蓄電池。任務(wù)二

混合動力汽車結(jié)構(gòu)與原理情景5：普銳斯混合動力汽車的結(jié)構(gòu)原理主要部件①發(fā)動機(jī)1NZ-FXE發(fā)動機(jī)是1.5L直列式4氣缸汽油發(fā)動機(jī)，配有可變氣門定時信息(VVTi)和電節(jié)氣門控制信息系統(tǒng)(ETCS-i)。②混合動力貫通軸1)產(chǎn)生電功率的MG1。2)驅(qū)動車輛的MG2。3)可提供連續(xù)可變傳動比，并用作功率分解裝置的行星齒輪機(jī)構(gòu)。4)由無聲鏈、反轉(zhuǎn)齒輪和末端齒輪組成的減速裝置。5)標(biāo)準(zhǔn)的兩小齒輪差速器。任務(wù)二

混合動力汽車結(jié)構(gòu)與原理情景5：普銳斯混合動力汽車的結(jié)構(gòu)原理主要部件③高壓蓄電池高壓蓄電池為Ni-MH蓄電池。6個1.2V的單元電池串聯(lián)組成一個電壓為7.2V的蓄電池模塊。蓄電池的電控單元(ECU)提供了以下功能:1)判斷充電/放電電流量，并向混合動力車輛電控單元(HVECU)輸出充電和放電要求，以使蓄電池的荷電狀態(tài)(SOC)可不變地保持在中等的能級上。2)判斷充電和放電期間生成的熱量，并調(diào)節(jié)冷卻風(fēng)扇以保持高壓蓄電池的溫度。3)監(jiān)測蓄電池的溫度和電壓，且若發(fā)現(xiàn)不正常工作狀態(tài)，則可限制或停止蓄電池的充電和放電過程，以保護(hù)高壓蓄電池。任務(wù)二

混合動力汽車結(jié)構(gòu)與原理情景5：普銳斯混合動力汽車的結(jié)構(gòu)原理主要部件③高壓蓄電池高壓蓄電池的電控單元(ECU)控制了蓄電池的荷電狀態(tài)(SOC)，SOC的指標(biāo)為60%。當(dāng)SOC下降低于該指標(biāo)范圍時，蓄電池ECU傳遞信號至HVECU，然后后者發(fā)信號給發(fā)動機(jī)控制模塊(ECM)，增加其功率輸出，向高壓蓄電池充電。正常的由低到高的SOC偏差為20%，如下圖所示。任務(wù)二

混合動力汽車結(jié)構(gòu)與原理情景5：普銳斯混合動力汽車的結(jié)構(gòu)原理主要部件③高壓蓄電池根據(jù)來自HVECU的指令，三個開關(guān)磁阻電動機(jī)(SRM)被接人高壓電路或由高壓電路關(guān)斷。其中，兩個開關(guān)磁阻電動機(jī)被安置在電源的正端側(cè)，一個被安置在電源的負(fù)端側(cè)。如下圖所示。當(dāng)電路通電后，SRMI和SRM3接人。其中，與SRM1串聯(lián)的電阻器用以防止初始過量的電流(稱為涌浪電流)。隨后，SRM2接人，而SRM1斷開。當(dāng)去激勵時，SRM2和SRM3以指定順序斷開，而HVECU將檢驗(yàn)相應(yīng)繼電器正確關(guān)斷的動作。一個維護(hù)插塞被安置在兩個蓄電池支架之間。當(dāng)該維護(hù)插塞被切斷時，高壓電路關(guān)斷。這一維護(hù)插塞組件也含有一個安全聯(lián)鎖的簧片開關(guān)。當(dāng)提升維護(hù)插塞上的夾片時，將斷開簧片開關(guān)，從而開關(guān)磁阻電動機(jī)被斷離電源。對高壓電路來說，這也是在維護(hù)插塞組件內(nèi)的主熔絲。任務(wù)二

混合動力汽車結(jié)構(gòu)與原理情景5：普銳斯混合動力汽車的結(jié)構(gòu)原理主要部件④變換器組合件變換器組合件含變換器、升壓變換器、DC-DC變換器和AC變換器。（1）升壓變換器(2004和新型Prius)升壓變換器將高壓蓄電池輸出電壓由額定的DC201.6V升壓至最高電壓DC500V。為了升高電壓，變換器對開關(guān)控制采用了嵌人絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)的升壓集成功率模塊以及儲能的電抗器，如下圖所示。當(dāng)MGl或MGZ用作發(fā)電機(jī)時，AG變換器將任何一個發(fā)電機(jī)所發(fā)出的交流電變換為直流電。然后，升壓變換器把該電壓降壓為DC201.6V，向高壓蓄電池充電。任務(wù)二

混合動力汽車結(jié)構(gòu)與原理情景5：普銳斯混合動力汽車的結(jié)構(gòu)原理主要部件（2）變換器變換器將高壓蓄電池的高壓直流變換為供給MGl和MG2的三相交流電，如右圖所示。HVECU控制功率晶體管的觸發(fā)。此外，變換器向HVECU傳送為控制電流所需的信息，如輸出電流量或輸出電壓等。變換器、MGl和MG2由專用的散熱器和冷卻系統(tǒng)予以冷卻，該冷卻系統(tǒng)是與發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)分離的。HVECU控制這一冷卻系統(tǒng)電水泵的運(yùn)行。任務(wù)二

混合動力汽車結(jié)構(gòu)與原理情景5：普銳斯混合動力汽車的結(jié)構(gòu)原理主要部件（3）DC-DC變換器DC-DC變換器用于將高壓直流變換為DC12V,向12V的輔助蓄電池再充電。DC-DC變換器的結(jié)構(gòu)如下圖所示。在2001-2003型式的Prius中，它將DC273.6V變換為DC12V；在2004和更新型式中，它將DC201.6V變換為DC12V。任務(wù)二

混合動力汽車結(jié)構(gòu)與原理情景5：普銳斯混合動力汽車的結(jié)構(gòu)原理主要部件（4）AC變換器在2004和新型Prius中，變換器組合件包含一個用于空調(diào)系統(tǒng)的獨(dú)立變換器，它將高壓蓄電池額定電壓DC201.6V變換為AC206.6V，以供電給空調(diào)系統(tǒng)的電動機(jī)，如下圖所示。任務(wù)二

混合動力汽車結(jié)構(gòu)與原理情景5：普銳斯混合動力汽車的結(jié)構(gòu)原理主要部件⑤制動系統(tǒng)混合動力車輛制動系統(tǒng)既含標(biāo)準(zhǔn)的液壓制動系統(tǒng)，又含有再生制動系統(tǒng)，后者利用車輛的動能向蓄電池再充電。當(dāng)加速踏板剛一踩下，HVECIT就啟動再生制動，MG2由車輪使之轉(zhuǎn)動，即用作發(fā)電機(jī)向蓄電池再充電。在這一制動階段，沒有使用液壓制動。但當(dāng)要求更迅捷地減速時，液壓制動即被激活，以提供額外的制動功率。為提高能效，系統(tǒng)只要有可能，總是應(yīng)用再生制動。在變速手柄上選擇“B”，將最大化再生的效率，并對下坡時控制車速有用。混合制動系統(tǒng)的總結(jié)構(gòu)如右圖所示。任務(wù)二

混合動力汽車結(jié)構(gòu)與原理情景5：普銳斯混合動力汽車的結(jié)構(gòu)原理主要部件（1）再生制動的協(xié)同控制再生制動的協(xié)同控制是使再生制動和液壓制動的制動力保持平衡，以最小化車輛動能轉(zhuǎn)化為熱和摩擦的損失，其回收的能量則變換為電能。（2）電制動分布控制(2004和新型Prius)在2004和新型Prius中，制動力分布是在滑移控制ECU的電控制下實(shí)施的。滑移控制ECU按照車輛行駛條件，精確地控制制動力。任務(wù)二

混合動力汽車結(jié)構(gòu)與原理情景5：普銳斯混合動力汽車的結(jié)構(gòu)原理主要部件（2）電制動分布控制(2004和新型Prius)1.前后輪制動力分布(2004和新型Prius)通常，當(dāng)施加制動時，車輛的載重向前位移，減少了后輪上的載荷。當(dāng)滑移控制ECU檢測到這一清況(基于車速傳感器的輸出)時，它發(fā)送信號給制動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，調(diào)節(jié)后制動力使車輛在制動期間保持于控制之下。施加在后輪上的制動力量值將按減速率大小而變化，它也根據(jù)道路情況而變化。下圖a和圖b分別描述了當(dāng)后輪上沒有載荷和有載荷時前后輪上的制動力分布。a)后輪上沒有載荷

b)后輪上有載荷任務(wù)二

混合動力汽車結(jié)構(gòu)與原理情景5：普銳斯混合動力汽車的結(jié)構(gòu)原理主要部件（2）電制動分布控制(2004和新型Prius)2.左右制動力分布(2004和新型Prius)當(dāng)車輛在轉(zhuǎn)彎時制動，則此時施加在內(nèi)側(cè)車輪上的載荷減少，而施加在外側(cè)車輪上的載荷增加。當(dāng)滑移控制ECU檢測到這一狀態(tài)(基于車速傳感器的輸出)時，它發(fā)送信號給制動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，以調(diào)節(jié)左右車輪之間的制動力，防止滑移。任務(wù)二

混合動力汽車結(jié)構(gòu)與原理情景5：普銳斯混合動力汽車的結(jié)構(gòu)原理主要部件（3）制動輔助系統(tǒng)(2004和新型Prius)在危急情況下，駕駛員經(jīng)常驚慌而沒有對制動踏板施加足夠快的壓力。因此，在2004和新型Prius中，應(yīng)用一個制動輔助系統(tǒng)，(見下圖)把迅速的推壓制動踏板看作緊急制動和相應(yīng)地添加制動功率。任務(wù)二

混合動力汽車結(jié)構(gòu)與原理情景5：普銳斯混合動力汽車的結(jié)構(gòu)原理主要部件⑥電動轉(zhuǎn)向當(dāng)發(fā)動機(jī)關(guān)閉時，一個12V電動機(jī)驅(qū)動電動轉(zhuǎn)向(EPS)裝置，其結(jié)果使轉(zhuǎn)向感覺不受影響。EPSECU應(yīng)用轉(zhuǎn)矩傳感器輸出，并與滑移控制ECU有關(guān)車速和轉(zhuǎn)矩輔助指令信號一起，確定轉(zhuǎn)向和輔助動力。然后，相應(yīng)地驅(qū)動該DC電動機(jī)。EPS系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如下圖所示。任務(wù)二

混合動力汽車結(jié)構(gòu)與原理情景5：普銳斯混合動力汽車的結(jié)構(gòu)原理主要部件⑦增強(qiáng)車輛穩(wěn)定性控制(VSC)系統(tǒng)(2004和新型Prius)在2004和新型Priu。中，當(dāng)車輛的輪胎超過其橫向貓著力時，增強(qiáng)車輛穩(wěn)定性控制(VSC)系統(tǒng)將幫助保持車輛的穩(wěn)定性。該系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)每個車輪上的原動力和制動力，以有助于控制如下運(yùn)行狀態(tài):1)前輪失去牽引力，但后輪沒有(前輪打滑趨勢，通稱為“轉(zhuǎn)向不足”)。2)后輪失去牽引力，但前輪沒有(后輪打滑趨勢，或稱“過度轉(zhuǎn)向”)。.當(dāng)滑移控制ECU確定車輛處于轉(zhuǎn)向不足或過度轉(zhuǎn)向的情況時，它即降低發(fā)動機(jī)的輸出，并向相應(yīng)的車輪各自施加制動力，以控制車輛。1)當(dāng)滑移控制ECU斷定轉(zhuǎn)向不足時，它即制動前輪以及后內(nèi)側(cè)車輪。從而，使車輛減速，載荷移向外側(cè)的前輪，并限制了前輪滑移。2)當(dāng)滑移控制ECU斷定過度轉(zhuǎn)向時，它即制動前輪以及后外側(cè)車輪。從而，抑制了滑移，并使車輛向其預(yù)定路徑的后方移動。任務(wù)二

混合動力汽車結(jié)構(gòu)與原理情景5：普銳斯混合動力汽車的結(jié)構(gòu)原理主要部件⑦增強(qiáng)車輛穩(wěn)定性控制(VSC)系統(tǒng)(2004和新型Prius)基于行駛情況，通過示于下圖中協(xié)同的EPS和VSC控制，增強(qiáng)的YSC系統(tǒng)也提供了恰當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)向輔助量。任務(wù)二

混合動力汽車結(jié)構(gòu)與原理情景5：普銳斯混合動力汽車的結(jié)構(gòu)原理混合動力系統(tǒng)控制模式豐田Pries混合動力系統(tǒng)應(yīng)用了混聯(lián)式混合動力構(gòu)造，如前所述，它有許多運(yùn)行模式。Prius采用如下的控制策略：1)當(dāng)車輛出發(fā)，且以低速運(yùn)行時，MG2提供主要的原動力。若高壓蓄電池處于低荷電狀態(tài)，則發(fā)動機(jī)可立即起動。一般，當(dāng)車速增加至24-32km/h范圍時，發(fā)動機(jī)將起動運(yùn)轉(zhuǎn)。2)消在正常情況下行駛時，發(fā)動機(jī)功率分配為兩個功率流通路:一部分驅(qū)動車輪，另一部分驅(qū)動MGl產(chǎn)生電能。為獲得最大的運(yùn)行效率，HVECU將控制該能量分配的比例。3)在全加速期間，功率除由發(fā)動機(jī)提供外，還從高壓蓄電池供電給MG1得到增補(bǔ)的功率。從而，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩與MG2轉(zhuǎn)矩相組合，提供加速車輛所需的功率。4)在減速或制動期間，車輪驅(qū)動MG2,MG2將呈現(xiàn)為發(fā)電機(jī)功能，用于回收再生制動能量。從制動中回收的能量被儲存在高壓蓄電池組合之中。任務(wù)二

混合動力汽車結(jié)構(gòu)與原理情景5：普銳斯混合動力汽車的結(jié)構(gòu)原理混合動力系統(tǒng)控制模式隨不同行駛情況而定的發(fā)動機(jī)、MGl和MG2的運(yùn)行模式闡述如下：1)停車：若高壓蓄電池已完全充電，且車輛靜止不動，則發(fā)動機(jī)可關(guān)閉。但若高壓蓄電池需要充電，同時若在2001-2003型式中選擇MAXAC，則因發(fā)動機(jī)驅(qū)動壓縮機(jī)，發(fā)動機(jī)將連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。應(yīng)指出，在2004和新型式中，采用了電驅(qū)動的壓縮機(jī)。下圖給出了發(fā)動機(jī)、MGl和MG2運(yùn)行模式的描述。任務(wù)二

混合動力汽車結(jié)構(gòu)與原理情景5：普銳斯混合動力汽車的結(jié)構(gòu)原理混合動力系統(tǒng)控制模式2)出發(fā)：當(dāng)在輕載荷和節(jié)氣門微開狀態(tài)下車輛出發(fā)時，僅MG2運(yùn)轉(zhuǎn)提供功率。發(fā)動機(jī)并不運(yùn)轉(zhuǎn)，而車輛僅由電力供應(yīng)運(yùn)行。MG1反向運(yùn)轉(zhuǎn)，且正如空轉(zhuǎn)一樣，不發(fā)電，如下圖所示。任務(wù)二

混合動力汽車結(jié)構(gòu)與原理情景5：普銳斯混合動力汽車的結(jié)構(gòu)原理混合動力系統(tǒng)控制模式3)發(fā)動機(jī)起動：當(dāng)車速增加至24一32krn/h范圍時，發(fā)動機(jī)起動運(yùn)轉(zhuǎn)。發(fā)動機(jī)借助于MGl起動。發(fā)動機(jī)、MGl和MG2運(yùn)行模式的描述如下圖所示。任務(wù)二

混合動力汽車結(jié)構(gòu)與原理情景5：普銳斯混合動力汽車的結(jié)構(gòu)原理混合動力系統(tǒng)控制模式4)借助于發(fā)動機(jī)的輕微加速：在這一模式中，發(fā)動機(jī)向驅(qū)動輪傳遞其功率，MGl發(fā)電。若需要時取決于發(fā)動機(jī)功率和所要求的行駛功率，則MG2.可輔助發(fā)動機(jī)用于牽引。此時，MGl發(fā)出的能量可等于傳輸給MG2的能量。驅(qū)動系運(yùn)行如同EYT。發(fā)動機(jī)、MGl和MG2運(yùn)行模式的描述如下圖所示。任務(wù)二

混合動力汽車結(jié)構(gòu)與原理情景5：普銳斯混合動力汽車的結(jié)構(gòu)原理混合動力系統(tǒng)控制模式5)低速巡航：這一運(yùn)行模式與借助于發(fā)動機(jī)的輕微加速模式相類似，如下圖所示。任務(wù)二

混合動力汽車結(jié)構(gòu)與原理情景5：普銳斯混合動力汽車的結(jié)構(gòu)原理混合動力系統(tǒng)控制模式6)全加速：在這一模式中，發(fā)動機(jī)向驅(qū)動輪和MG1傳遞其功率，MGl處于發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)。MG2則將其功率加人到發(fā)動機(jī)功率之中，并傳遞至驅(qū)動輪，如下圖所示。此時，MG2從高壓蓄電池吸收的功率大于MGl產(chǎn)生的功率，因此高壓蓄電池向驅(qū)動系提供能量，而其荷電狀態(tài)下降。任務(wù)二

混合動力汽車結(jié)構(gòu)與原理情景5：普銳斯混合動力汽車的結(jié)構(gòu)原理混合動力系統(tǒng)控制模式7)高速巡航：在這一模式中，MG1的軸被定位于車輛靜止的車梁上，驅(qū)動系運(yùn)行在純轉(zhuǎn)矩藕合模式。發(fā)動機(jī)和MG2共同牽引車輛，如下圖9所示。任務(wù)二

混合動力汽車結(jié)構(gòu)與原理情景5：普銳斯混合動力汽車的結(jié)構(gòu)原理混合動力系統(tǒng)控制模式8)最高車速行駛：在這一模式中，MGl和MG2都接收由高壓蓄電池組合提供的功率，且向驅(qū)動系傳遞其機(jī)械功率。此時，MGl反向旋轉(zhuǎn)，如下圖所示。任務(wù)二

混合動力汽車結(jié)構(gòu)與原理情景5：普銳斯混合動力汽車的結(jié)構(gòu)原理混合動力系統(tǒng)控制模式9)減速或制動：當(dāng)車輛減速或制動時，發(fā)動機(jī)關(guān)閉。MG2變?yōu)榘l(fā)電機(jī)，并由驅(qū)動輪帶動且發(fā)電，向高壓蓄電池組件再充電。這一運(yùn)行模式如下圖所示。任務(wù)二

混合動力汽車結(jié)構(gòu)與原理情景5：普銳斯混合動力汽車的結(jié)構(gòu)原理混合動力系統(tǒng)控制模式10)倒車：當(dāng)車輛倒車時，MG2作為電動機(jī)，反向旋轉(zhuǎn)。發(fā)動機(jī)關(guān)閉。MGl正向旋轉(zhuǎn)，且正如空轉(zhuǎn)一樣，如下圖所示。模塊二

混合動力汽車實(shí)踐訓(xùn)練：混合動力汽車的檢測一、目的及要求1、掌握混合動力汽車整體結(jié)構(gòu).2、認(rèn)識混合動力汽車的主要部件的名稱及位置、作用。3、掌握混合動力汽車檢測方法。二、實(shí)訓(xùn)設(shè)備1、豐田普銳斯；2、混合動力汽車的檢測設(shè)備及工具；3、相關(guān)教具、錄像片及教學(xué)掛圖。三、實(shí)訓(xùn)內(nèi)容1、在混合動力汽車上認(rèn)出各系統(tǒng)的具體位置；2、對混合動力汽車拆卸與裝配，并掌握其工作原理。3、掌握混合動力汽車的檢測方法。模塊二

混合動力汽車實(shí)踐訓(xùn)練：混合動力汽車的檢測四、實(shí)訓(xùn)步驟1、觀察混合動力汽車的運(yùn)行，理解并掌握其工作過程及原理。2、觀察混合動力汽車的模型，認(rèn)識各個部分，并掌握各個部分的裝配關(guān)系。3、掌握混合動力汽車的檢測方法。五、實(shí)訓(xùn)考核1、認(rèn)識混合動力汽車各部件名稱、安裝位置及工作原理。2、能夠回答出教師的問題。3、填寫作業(yè)單及實(shí)訓(xùn)報告。4、回答實(shí)踐思考題。模塊二

混合動力汽車習(xí)題與思考混合動力電動汽車有哪些類型?其特點(diǎn)是什么?混合動力電動汽車制動能量回收系統(tǒng)的功能是什么?混合動力電動汽車能量管理系統(tǒng)的功能是什么?模塊六燃料汽車

燃料汽車醇類燃料真能成為汽車的“主食”嗎？近些年來，我國的代用燃料中，醇類燃料越來越多地被使用。國家之所以鼓勵這樣的做法。首先，是為了解決環(huán)保的問題；其次，是為了緩解能源的短缺；再次，也是為過剩的糧食找個出路。應(yīng)該說，這都是經(jīng)濟(jì)層面和社會層面的問題在汽車身上的反映，那么，從汽車的技術(shù)層面上又應(yīng)該如何看待醇類燃料呢？案例引入案例引入隨著越來越多的國家政府批準(zhǔn)了《京都議定書》，如何有效地履行自己的承諾，成為各國關(guān)注的焦點(diǎn)。根據(jù)《京都議定書》的規(guī)定，從２００８年至２０１２年，日本的二氧化碳等溫室氣體的排放量要比１９９０年的減少６％。為了有效地解決這一問題，上月中旬，日本環(huán)境省的溫室效應(yīng)對策技術(shù)核心研討會提議國內(nèi)的汽油汽車使用摻加酒精的混合燃料。專家認(rèn)為，日本汽車的溫室氣體排放量占國內(nèi)總排放量的２０％左右，而使用普通汽油的汽車占全部車輛的８０％，如果全部使用摻入１０％酒精的汽油，就能少排放１％的溫室氣體。而歐美國家也正在推廣酒精和汽油的混合燃料。再聯(lián)想到不久前，山西省宣布，該省甲醇汽車示范工程將由試驗(yàn)階段轉(zhuǎn)入產(chǎn)業(yè)化階段。種種跡象給人的印象是，與汽油混合使用的醇類燃料有可能成為未來汽車用油的主流。案例引入專家認(rèn)為，我國已經(jīng)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的新能源主要集中在三個方面：天然氣、生物能源（乙醇摻汽油）和甲醇。當(dāng)前，北京市6萬多出租車中已經(jīng)有近3萬臺使用了天然氣供氣技術(shù)，而且許多公交車也運(yùn)用了天然氣發(fā)動機(jī)。與后兩者相比，現(xiàn)在我國天然氣應(yīng)用技術(shù)已經(jīng)比較成熟，其最大的優(yōu)勢在于我國已經(jīng)基本掌握了天然氣汽車的相關(guān)技術(shù)。而且，隨著“西氣東輸”工程的全面開工，幾年后，我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)將會擁有充足的天然氣供應(yīng)。由于天然氣不同于石油，其保管十分危險且耗費(fèi)巨大，為了擴(kuò)大天然氣的使用范圍，國家有可能加大天然氣汽車使用網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，這一利好消息無疑將大大推動天然氣汽車的發(fā)展。案例引入現(xiàn)在，生物能源技術(shù)和甲醇的應(yīng)用技術(shù)都已經(jīng)十分成熟了。不過，甲醇有一個致命缺點(diǎn)，那就是它只能從煤或天然氣中提取。如果從煤中提取甲醇，使用甲醇的汽車就具有很強(qiáng)的地域性，全國也就是像山西、貴州等產(chǎn)煤大省有條件推廣應(yīng)用；如果從天然氣中提取就有浪費(fèi)能源之嫌，還不如直接應(yīng)用天然氣作替代燃料。與甲醇相比，可以用于提煉乙醇的原材料更多，但是國外有專家認(rèn)為，乙醇的能源平衡性太差，也就是說，乙醇所能提供的能源少于生產(chǎn)乙醇所消耗的能源。而且在巴西等國的使用經(jīng)驗(yàn)表明，作為燃料的乙醇，其價格較高。如果是這樣的話，我們就有必要考慮一下發(fā)展乙醇的必要性了，我們是不是已經(jīng)富裕到可以這樣做的地步。案例引入除了以上幾個方面的障礙外，它們在我國的推廣也有著兩個瓶頸：一是與轉(zhuǎn)化有關(guān)的關(guān)鍵零部件都依賴進(jìn)口；二是相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)很不完善。如果要突破這兩個瓶頸就需要進(jìn)行巨額投資。我們有沒有必要這樣做？這是個值得商榷的問題。案例引入從國際上的發(fā)展趨勢來看，對于替代燃料的研究并不是汽車工業(yè)發(fā)展的主線。如果將現(xiàn)有的內(nèi)燃機(jī)式汽車稱為一代產(chǎn)品，而將電動車、燃料電池車等汽車稱為二代產(chǎn)品的話，那么使用混合汽油的汽車只能算是1.5代產(chǎn)品，或者說最多只能算一個過渡產(chǎn)品。對怎樣看待混合汽油以及使用混合汽油的汽車的作用這個問題，是見仁見智的。但是，它顯然不是今后汽車發(fā)展的主流。我們還是應(yīng)該把精力和資金投入到電動車等新技術(shù)的研究中去。只有這樣，我們才能夠在競爭中取勝。模塊六燃料汽車燃料汽車概述1燃料汽車的結(jié)構(gòu)與原理2燃料汽車的檢測與維護(hù)3本章主要需要理解并學(xué)會運(yùn)用以下知識：醇類汽車分類醇類汽車工作原理、特定、發(fā)展趨勢醇類汽車的維護(hù)模塊六燃料汽車學(xué)習(xí)任務(wù)1燃料汽車概述1.甲醇燃料汽車情景1燃料汽車的發(fā)展圖6.1旗云甲醇新型燃料汽車

圖6.2安凱汽油-甲醇雙燃料城市公交車

圖6.3海鋒甲醇動力轎車

2.乙醇燃料汽車情景2燃料汽車的組成分類1.按醇類燃料的組成成份和性質(zhì)分類2.按在汽車上應(yīng)用分類主要有三種類型，摻燒、純燒和改質(zhì)。3、醇類燃料主要特性甲醇和乙醇均是無色透明、易揮發(fā)的可燃液體。學(xué)習(xí)任務(wù)2燃料汽車的結(jié)構(gòu)與原理情景1.燃料的來源甲醇（木醇或木酒精）可以由一氧化碳和氫氣合成，為無色透明的液體，高揮發(fā)性，易燃。主要由天然氣（占78%）、重油（占10%）、石腦油（占7%）、液化石油氣（占3%）、煤炭（占2%）、油頁巖、木材和垃圾等物質(zhì)中提煉。乙醇俗稱酒精，其工業(yè)生產(chǎn)方法主要有發(fā)酵法、乙烯水合法等方法，我國一直以發(fā)酵法為主，其生產(chǎn)原料有三類：第一類是含糖作物與副產(chǎn)物，如甘蔗、甜菜、甜高梁和糖蜜等；第二類是淀粉質(zhì)作物，如玉米、高梁、小麥、紅薯和馬鈴薯等；第三類是纖維素原料，如木材、木屑和谷物秸桿等。學(xué)習(xí)任務(wù)2燃料汽車的結(jié)構(gòu)與原理情景2.燃料供給系統(tǒng)及專用裝置一、摻燒式車用醇類燃料發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)1.混合燃料法的醇類燃料汽車發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)改進(jìn)（1）在點(diǎn)燃式發(fā)動機(jī)上摻燒甲醇（2）在壓燃式發(fā)動機(jī)中摻燒甲醇（3）車用摻燒乙醇汽油發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)改進(jìn)學(xué)習(xí)任務(wù)2燃料汽車的結(jié)構(gòu)與原理2、熏蒸法的醇類燃料汽車發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)改進(jìn)（1）低壓噴嘴法的醇類燃料汽車發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)改進(jìn)圖6.4用噴油器向進(jìn)氣管中噴入甲醇1-排氣道2-柴油噴油器3-進(jìn)氣道4-甲醇噴油器學(xué)習(xí)任務(wù)2燃料汽車的結(jié)構(gòu)與原理（2）甲醇蒸氣法的醇類燃料汽車發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)改進(jìn)圖6.5利用廢氣熱量使甲醇變成蒸氣的裝置1-甲醇郵箱2-電動油泵3-蒸發(fā)器4、5、6、7-閥學(xué)習(xí)任務(wù)2燃料汽車的結(jié)構(gòu)與原理圖6.6利用循環(huán)水熱量的甲醇蒸發(fā)器示意圖1-甲醇燃料入口2-控制甲醇液面閥門3-循環(huán)水出口4-真空壓力管5-膜片6-壓力調(diào)節(jié)桿A-甲醇蒸氣B循環(huán)水出口學(xué)習(xí)任務(wù)2燃料汽車的結(jié)構(gòu)與原理3.雙燃料噴射系統(tǒng)的醇類燃料汽車發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)改進(jìn)（1）兩套噴油泵-噴油器系統(tǒng)圖6.7雙噴油布置示意圖a）U形b）ω型1-甲醇噴油器2-柴油噴油器學(xué)習(xí)任務(wù)2燃料汽車的結(jié)構(gòu)與原理（2）供油管及噴油器的結(jié)構(gòu)變動圖6.8噴油器結(jié)構(gòu)變動1-高壓噴油泵2-輸油泵3-代用燃油箱4-回油管5-電磁閥6-壓力調(diào)節(jié)器7-出油閥8-單向閥9-噴油器10-噴油器針閥11-浮化液12-高壓油管學(xué)習(xí)任務(wù)2燃料汽車的結(jié)構(gòu)與原理3）雙燃料汽車用新型供油系統(tǒng)圖6.9雙燃料汽車用新型供油系統(tǒng)1-噴油器2-甲醇郵箱3-噴油泵4-柴油油箱5-電動輸油泵6、10-止回閥7-加油器8-甲醇油管9-柴油油管學(xué)習(xí)任務(wù)2燃料汽車的結(jié)構(gòu)與原理二、車用高比例和純醇類燃料發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)1.甲醇點(diǎn)燃式發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)改進(jìn)通常，當(dāng)燃用甲醇含量超過容積的85%時，發(fā)動機(jī)需進(jìn)行一系列設(shè)計(jì)修改：（1）提高電動汽油泵的供油壓力，以避免產(chǎn)生氣阻，影響供油，如有的汽油泵采用3.0MPa以上壓力。（2）混合氣的形成裝置必須與甲醇較低的熱值及較少的空氣需要量相適應(yīng)。（3）采用高壓縮比以充分利用甲醇高辛烷值的特性，壓縮比可提高到9~11。（4）采用更合適的混合氣形成裝置，對混合氣形成裝置進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)。學(xué)習(xí)任務(wù)2燃料汽車的結(jié)構(gòu)與原理（5）選擇合適的火花塞和火花塞間隙的選擇，壓縮比提高后，宜采用冷型火花塞。（6）解決冷起動不利的因素，如：輔助汽油噴射、電加熱、火焰起動裝置、熱分解燃油、催化分解燃油、增加點(diǎn)火能量、燃油的霧化、燃油中添加低沸點(diǎn)的添加劑。（7）改善有關(guān)零件的抗腐蝕性和抗溶脹性等，尤其是提高供油管路的金屬件、橡膠件和塑料的性能，如油壓調(diào)節(jié)器的膜片。（8）加大燃料箱，以保證必要續(xù)駛里程?；虿捎秒p油箱結(jié)構(gòu)。（9）提高發(fā)動機(jī)的壓縮比，為充分利用醇類燃料高辛烷值的特點(diǎn)，應(yīng)加大點(diǎn)火提前角調(diào)整2°~5°。學(xué)習(xí)任務(wù)2燃料汽車的結(jié)構(gòu)與原理3.車用純醇類燃料柴油機(jī)結(jié)構(gòu)改進(jìn)（1）火花塞法；1）燃料噴射時間及點(diǎn)火時間。2）火花塞的位置及電極長度。圖6.10在渦流燃燒室氣缸蓋上布置火花塞的位置示意圖1-噴油器孔2-火花塞或電熱塞孔學(xué)習(xí)任務(wù)2燃料汽車的結(jié)構(gòu)與原理（2）電熱塞法；圖6.11電熱塞在統(tǒng)一燃燒室和分隔燃燒室中安裝位置的比較a）統(tǒng)一燃燒室b）分隔燃燒室（一）c）分隔燃燒室（二）d）分隔燃燒室（三）1-噴油器2-電熱塞學(xué)習(xí)任務(wù)2燃料汽車的結(jié)構(gòu)與原理（3）裂解甲醇法；圖6.12裂解甲醇燃料發(fā)動機(jī)的基本組成1-壓力調(diào)節(jié)器2-裂解氣冷卻器3-裂解反應(yīng)器4-蒸發(fā)器5-燃料泵6-燃料箱7-安全放氣閥學(xué)習(xí)任務(wù)2燃料汽車的結(jié)構(gòu)與原理（4）表面著火法；圖6.13甲醇表面著火法結(jié)構(gòu)示意圖1-氣缸2-氣缸蓋3-銅密封墊4-電極5-空氣間隙6-電熱帶7-陶瓷套管8-不銹鋼燃燒室9-軸針式噴油器10-絕緣材料制的墊片學(xué)習(xí)任務(wù)2燃料汽車的結(jié)構(gòu)與原理（5）采用著火改善劑；（6）高壓縮比壓燃法；4、甲醇改制發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)改進(jìn)5、醇類靈活燃料發(fā)動機(jī)（1）甲醇靈活燃料發(fā)動機(jī)（2）乙醇汽油靈活燃料發(fā)動機(jī)學(xué)習(xí)任務(wù)2燃料汽車的結(jié)構(gòu)與原理情景3醇類燃料汽車實(shí)例1.M85甲醇燃料汽車圖6.14甲醇燃料系統(tǒng)圖1-空氣濾清器2-雙燃料壓力調(diào)節(jié)器（0.38MPa）3-進(jìn)氣管及燃油噴射器4-油軌5-渦輪增壓器6-甲醇濾清器7-截止閥8-丙烷壓力調(diào)節(jié)器9-由外面充入及排出丙烷10-直流電動輸油泵11-丙烷蒸氣減壓閥12-丙烷微處理器13-甲醇回流管14-丙烷蒸氣（28~35kPa）15-壓力表16-丙烷脈寬調(diào)質(zhì)電磁閥17-空氣流量傳感器（1）燃料系統(tǒng)及汽車底盤；發(fā)動機(jī)采用博世公司的多點(diǎn)燃油噴射裝置。（2）發(fā)動機(jī)；汽車采用排量為3.8L的6缸發(fā)動機(jī)。（3）汽車性能；別克汽油汽車改用M85后，性能有了明顯的提高。

1）動力性。圖6.15甲醇燃料汽車與汽油汽車的功率比較圖6.16甲醇燃料汽車與汽油汽車的轉(zhuǎn)矩比較學(xué)習(xí)任務(wù)2燃料汽車的結(jié)構(gòu)與原理2）燃料經(jīng)濟(jì)性。3）汽車加速性及駕駛驅(qū)動性能。2、靈活燃料甲醇（FFV）汽車圖6.17在JettaⅢ型汽車基礎(chǔ)上開發(fā)的靈活燃料汽車布置圖1-活性炭罐過濾器2-空氣泵3-敲缸傳感器4-火花塞5-噴油器6-廢氣再循環(huán)閥7-電控單元（ECU）8-燃料過濾器9-靈活燃料10-燃料泵及油面?zhèn)鞲衅?1-氟化高密度聚乙烯燃料箱12-三元催化反應(yīng)器13-氧傳感器14-甲醇傳感器15-甲醇發(fā)動機(jī)用潤滑油學(xué)習(xí)任務(wù)2燃料汽車的結(jié)構(gòu)與原理圖6.18靈活燃料電控系統(tǒng)原理圖學(xué)習(xí)任務(wù)2燃料汽車的結(jié)構(gòu)與原理情景1燃料汽車的檢測與維護(hù)一、醇類燃料的正確使用1、車用乙醇汽油（1）車用乙醇汽油的組成（2）車用乙醇汽油的牌號（3）車用乙醇汽油的正確選用2、車用甲醇汽油學(xué)習(xí)任務(wù)3燃料汽車的檢測與維護(hù)二、醇類燃料汽車使用注意事項(xiàng)1、使用前需要對汽車進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整（1）徹底清洗燃油系統(tǒng)和油箱。（2）更換泡沫塑料件和橡膠件。（3）調(diào)整點(diǎn)火時間。（4）調(diào)整怠速。（5）調(diào)整可燃混合氣的混合比。學(xué)習(xí)任務(wù)3燃料汽車的檢測與維護(hù)2、在使用初期應(yīng)加強(qiáng)車輛的保養(yǎng)和維護(hù)（1）對油路系統(tǒng)再進(jìn)行一次清洗，去除雜質(zhì)。（2）對汽油泵進(jìn)行清洗。（3）檢查油箱蓋上的空氣閥。3、車用乙醇汽油和車用無鉛汽油的混用學(xué)習(xí)任務(wù)3燃料汽車的檢測與維護(hù)情景2燃料汽車的檢測維護(hù)實(shí)例1、油路堵塞解決辦法是認(rèn)真清洗油箱、油路系統(tǒng)，注意燃油清潔。2、電動油泵故障解決辦法是用清潔燃油置換油箱內(nèi)的存油，清洗油泵。學(xué)習(xí)任務(wù)3燃料汽車的檢測與維護(hù)3、油路氣阻排除方法是：打開油箱蓋，使空氣進(jìn)入，消除負(fù)壓，必要時更換進(jìn)氣閥或油箱蓋。如排氣閥故障而不能自動打開，油箱內(nèi)壓力增高，使燃油從油箱蓋處溢出，影響行車安全，嚴(yán)重時將會出現(xiàn)油路氣阻故障。排除方法是：疏通或更換排氣單向閥（或更換油箱蓋）4、起步發(fā)頓，加速不良學(xué)習(xí)任務(wù)3燃料汽車的檢測與維護(hù)模塊三電動汽車

3.1概述

世界汽車保有量已達(dá)到8億輛，并且還以2.3%的速度遞增。汽車是一個能源消耗巨大的耐用消費(fèi)品，據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前世界石油消耗中，大約63%用于交通運(yùn)輸，其中的80%用于汽車燃料。汽車保有量的增加，不僅帶來能源消耗的加劇，人類賴以生存的環(huán)境污染也日益惡化。

在歐洲，柴油車是比較成熟的節(jié)能環(huán)保技術(shù)，但它仍然無法擺脫對日漸稀少的石油資源的依賴。更重要的是，我國由于柴油品質(zhì)以及國家政策的瓶頸，其發(fā)展前景不明。純電動車絕對是最佳的節(jié)能環(huán)保技術(shù)，但仍然無法解決電池技術(shù)的能量密度、壽命、價格等方面的問題，限制了純電動汽車的應(yīng)用。3.1概述

氫動力車被業(yè)界一致認(rèn)為是未來解決能源問題的“終極方案”。但是氫的大規(guī)模分解制造目前還沒解決，加氫站等基礎(chǔ)設(shè)施鋪設(shè)的昂貴費(fèi)用更是令人咋舌。融合內(nèi)燃機(jī)汽車和電動汽車優(yōu)點(diǎn)的混合動力電動汽車異軍突起。市場份額逐漸增大，已成為重點(diǎn)發(fā)展的新型汽車。

奔馳SLSElectricDrive搭載了四臺電動機(jī)，這四臺電動機(jī)將各自負(fù)責(zé)驅(qū)動一個輪轂，因而提供的是四輪驅(qū)動系統(tǒng)。這款SLSElectricDrive搭載的是一個548公斤的鋰離子電池，能夠提供的總電能為60千瓦時。并能提供最大740馬力的動力輸出，以及999牛米的最大扭矩。根據(jù)官方數(shù)據(jù)表明，奔馳SLSAMGElectricDrive的百公里加速時間僅為3.9秒，最高時速可以達(dá)到250公里/小時。在充滿電的情況下，該車的最大續(xù)航里程可達(dá)到249公里。奔馳SLSAMG奔馳SLSAMG奔馳SLSAMG豐田Mirai氫動力汽車豐田Mirai氫動力汽車

豐田汽車在今年的洛杉磯車展上帶來了一款劃時代的產(chǎn)品——?dú)鋭恿ζ?。這臺正式大批量生產(chǎn)銷售的新概念汽車被命名為“Mirai”（日語：未來），在豐田看來，這臺汽車代表了豐田對于未來的定義。豐田的氫燃料電池車MIRAI終于在2014年12月18日，日本上市了，新車售價723.6萬日元(約37.8萬人民幣)，日本政府補(bǔ)貼后，實(shí)際價格520萬日元(約27.1萬人民幣)。豐田Mirai氫動力汽車Mirai量產(chǎn)車型的車身設(shè)計(jì)與之前的FCV概念車/驗(yàn)證車幾乎完全相同，注重空氣動力學(xué)的要求使得Mirai的造型和傳統(tǒng)汽車并不相同：較小的風(fēng)擋傾角、流線型的后風(fēng)擋以及短小高聳的車尾。同時為了進(jìn)一步減小空氣阻力，Mirai在車身側(cè)面還加入了幾條連續(xù)的曲線。量產(chǎn)版本的Mirai車身長度大約在4870mm，寬度為1810mm，為了照顧實(shí)用性，車身的高度被設(shè)定為1535mm。豐田Mirai氫動力汽車豐田Mirai氫動力汽車Mirai使用了液態(tài)氫作為動力能源，液態(tài)氫被儲存在位于車身后半部分的高壓儲氫罐中。Mirai所使用的聚酰胺聯(lián)線外加輕質(zhì)金屬的高壓儲氫罐可以承受70MPa壓力，并分別置于后軸的前后。液態(tài)氫添加的過程與傳統(tǒng)添注汽油或者柴油相似，但對于安全性和加注設(shè)備具有獨(dú)立的安全標(biāo)準(zhǔn)。充滿Mirai的儲氫罐大約需要3-5分鐘，在JC08工況下，Mirai的氫儲量可以支持700公里續(xù)航里程。豐田Mirai氫動力汽車氫燃料電池的電力可以直接用于驅(qū)動位于車輛前軸的交流同步電機(jī)，該電機(jī)的最大功率為122馬力（90千瓦），最大扭矩為260牛米。電機(jī)輸出的扭矩通過轉(zhuǎn)速齒輪組傳遞到車輪上。而在減速工況時，電機(jī)被反拖，這樣產(chǎn)生的電能被存儲在后軸上方的鎳氫電池中。Mirai的驅(qū)動系統(tǒng)除了不釋放有害尾氣外，還有著低噪聲、高效率、低重心的特點(diǎn)。3.1.1電動汽車的發(fā)展世界汽車保有量已達(dá)到8億輛，并且還以2.3%的速度遞增。汽車是一個能源消耗巨大的耐用消費(fèi)品，據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前世界石油消耗中，大約63%用于交通運(yùn)輸，其中的80%用于汽車燃料。汽車保有量的增加，不僅帶來能源消耗的加劇，人類賴以生存的環(huán)境污染也日益惡化。3.1.1電動汽車的發(fā)展統(tǒng)計(jì)表明在占80%以上的道路條件下，普通轎車僅利用了動力潛能的40%，在市區(qū)還會跌至25%。3.1.1電動汽車的發(fā)展在歐洲，柴油車是比較成熟的節(jié)能環(huán)保技術(shù)，但它仍然無法擺脫對日漸稀少的石油資源的依賴。更重要的是，我國由于柴油品質(zhì)以及國家政策的瓶頸，其發(fā)展前景不明。純電動車絕對是最佳的節(jié)能環(huán)保技術(shù)，但仍然無法解決電池技術(shù)的能量密度、壽命、價格等方面的問題，限制了純電動汽車的應(yīng)用。氫動力車被業(yè)界一致認(rèn)為是未來解決能源問題的“終極方案”。但是氫的大規(guī)模分解制造目前還沒解決，加氫站等基礎(chǔ)設(shè)施鋪設(shè)的昂貴費(fèi)用更是令人咋舌。融合內(nèi)燃機(jī)汽車和電動汽車優(yōu)點(diǎn)的混合動力電動汽車異軍突起。市場份額逐漸增大，已成為重點(diǎn)發(fā)展的新型汽車。3.1.1電動汽車的發(fā)展

在19世紀(jì)30年代，英、法等國曾有人研究電動汽車，到1881年在法國巴黎街上出現(xiàn)了世界上第一輛電動汽車，它是由法國工程師GusiavcTrouvc裝配的以鉛酸蓄電池為動力的三輪車。1882年在英格蘭由W.E.Ayrion和John.Pcrry兩位教授組裝了第二輛電動三輪車。3.1.1電動汽車的發(fā)展

豐田公司于1996年11月在第13屆國際電動車會議上推出日本第一輛燃料電池電動汽車。東京電力公司和日本研究開發(fā)公司，聯(lián)合研制成功“IZA"豪華型電動車，采用288V鎳鎬電池，4臺直流無刷電動機(jī)，輸出功率為100kW，最高車速達(dá)到176km/h,每次充電后，以40km/h行駛時續(xù)駛里程達(dá)548km。3.1.1電動汽車的發(fā)展

從2003年開始，豐田就在Prius身上使用了第二代混合動力系統(tǒng)，俗稱THS-Ⅱ系統(tǒng)。這是一種使用兩種動力組合的混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)。

除了Prius之外，還有Camry、Estima以及其高端品牌雷克薩斯RX400h,GS450h,LS600hL等車型均采用了混合動力系統(tǒng)3.1.1電動汽車的發(fā)展2012年7月，國務(wù)院在其頒布的《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2012-2020年)》（以下簡稱《規(guī)劃》）中對汽車油耗進(jìn)行了明確規(guī)定，“到2015年，當(dāng)年生產(chǎn)的乘用車平均燃料消耗量降至6.9升/百公里，節(jié)能型乘用車燃料消耗量降至5.9升/百公里以下3.1.1電動汽車的發(fā)展

但是由于純電動汽車需要改變整個動力體系，要花一部分額外的成本來裝電機(jī)、電池，而電機(jī)控制系統(tǒng)的成本較高，帶動整車銷售價格也提高。從目前各國試運(yùn)行和部分產(chǎn)業(yè)化的情況來看，包括低性能兩輪電動車在內(nèi)的小型純電動汽車產(chǎn)業(yè)化情況較好，而高性能較大型純電動汽車的設(shè)計(jì)目的本就有較遠(yuǎn)距離、較大速度的需求，直接的后果的就是加大車身重量、對電機(jī)功率和電池容量要求比較大、成本加重、經(jīng)濟(jì)性下降。3.1.1電動汽車的發(fā)展3.1.1電動汽車的發(fā)展3.1.1電動汽車的發(fā)展3.1.1電動汽車的發(fā)展3.1.2電動汽車的分類

電動汽車是以電池為儲能單元，以電動機(jī)為驅(qū)動系統(tǒng)的車輛。通常地，容量型動力電池即可滿足使用要求。電動汽車的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)相對簡單，生產(chǎn)工藝相對成熟，缺點(diǎn)是充電速度慢，續(xù)駛里程短。因此適合于行駛路線相對固定、有條件進(jìn)行較長時間充電的車輛。3.1.2電動汽車的分類1、按用途分類

按用途不同，純電動汽車可以分為以下幾類：

（1）純電動轎車；

（2）電動貨車；

（3）電動客車。3.1.2電動汽車的分類2、按驅(qū)動形式分類

按動力驅(qū)動控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式不同，純電動汽車可以分為以下幾類：

（1）直流電動機(jī)驅(qū)動的電動汽車；

（2）交流電動機(jī)驅(qū)動的電動汽車；

（3）雙電動機(jī)驅(qū)動的電動汽車；

（4）雙繞組電動機(jī)電動汽車；

（5）電動輪電動汽車。3.1.2電動汽車的分類3、按使用的電池類型分類

按使用的電池類型不同，電動汽車可以分為以下幾類：

（1）鉛酸蓄電池電動汽車；

（2）鎳氫電池電動汽車；

（3）銼離子電池電動汽車；

（4）燃料電池電動汽車。3.2電動汽車結(jié)構(gòu)與原理

電動汽車主要由電力驅(qū)動系統(tǒng)、電源系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)三部分組成。3.2.1電動汽車的結(jié)構(gòu)與原理3.2.1電動汽車的結(jié)構(gòu)與原理一、電力驅(qū)動系統(tǒng)

電力驅(qū)動系統(tǒng)主要包括電子控制器、功率轉(zhuǎn)換器、電動機(jī)、機(jī)械傳動裝置和車輪等。它的功用是將存儲在蓄電池中的電能高效地轉(zhuǎn)化為車輪的動能，并能夠在汽車減速制動時，將車輪的動能轉(zhuǎn)化為電能充人蓄電池。

電動汽車的控制系統(tǒng)的性能直接影響著汽車的性能指標(biāo)。該控制系統(tǒng)控制汽車在各類工況下的行駛速度、加速度和能源轉(zhuǎn)換情況。它類似于燃油汽車的加速踏板和變速器，包括電動機(jī)驅(qū)動器、控制器及各種傳感器，其中最關(guān)鍵的是電動機(jī)逆變器。

3.2.1電動汽車的結(jié)構(gòu)與原理二、電源系統(tǒng)

電源系統(tǒng)主要包括電源、能量管理系統(tǒng)和充電機(jī)等。它的功用是向電動機(jī)提供驅(qū)動電能、監(jiān)測電源使用情況以及控制充電機(jī)向蓄電池充電。

純電動汽車的常用電源有鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰離子電池等。3.2.1電動汽車的結(jié)構(gòu)與原理三、輔助系統(tǒng)

輔助系統(tǒng)主要包括輔助動力源、空調(diào)器、動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)、刮水器、收音機(jī)以及照明和除霜裝置等。輔助系統(tǒng)除輔助動力源外，其余的依據(jù)車型不同而不同。

輔助動力源主要由輔助電源和DC/DC功率轉(zhuǎn)換器組成。它的功用是向動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、空調(diào)器及其他輔助設(shè)備提供動力。3.2.2電動汽車的布置及參數(shù)3.2.2電動汽車的布置及參數(shù)3.2.2電動汽車的布置及參數(shù)3.2.2電動汽車的布置及參數(shù)3.2.2電動汽車的布置及參數(shù)3.2.2控制技術(shù)1、電動機(jī)及控制技術(shù)

隨著電動機(jī)及驅(qū)動系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展，控制系統(tǒng)趨于智能化和數(shù)字化。變結(jié)構(gòu)控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、自適應(yīng)控制，以及專家系統(tǒng)、遺傳算法等非線性智能控制技術(shù)，都將應(yīng)用于電動汽車的電動機(jī)控制系統(tǒng)。它們的應(yīng)用將使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、響應(yīng)迅速、抗十?dāng)_能力強(qiáng)，參數(shù)變化具有魯棒性，可大大提高整個系統(tǒng)的綜合性能。

電動汽車再生制動控制系統(tǒng)可以節(jié)約能源、提高續(xù)駛里程，具有顯著的經(jīng)濟(jì)價值和社會效益。再生制動還可以減少汽車制動片的磨損，降低車輛故障率及使用成本。3.2.2控制技術(shù)2、電池及管理技術(shù)

電池是電動汽車的動力源泉，也是一直制約電動汽車發(fā)展的關(guān)鍵因素。電動汽車用電池要求比能量高、比功率大、使用壽命長，但目前的電池能量密度低，電池組過重，續(xù)駛里程短，價格高，循環(huán)壽命有限。

減小包內(nèi)不均勻的溫度分布以避免模塊間的不平衡，以此避免電池性能下降，且可以消除相關(guān)的潛在危險。由于電池包的設(shè)計(jì)既要密封、防水、防塵、絕緣等，又要考慮空氣流流場分布、均勻散熱，所以電池包的散熱通風(fēng)設(shè)計(jì)，成為電動車研究的一個重要領(lǐng)域。3.2.2控制技術(shù)3、整車控制技術(shù)

新型電動汽車整車控制系統(tǒng)是兩條總線的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，即驅(qū)動系統(tǒng)的高速CAN總線和車身系統(tǒng)的低速總線。高速CAN總線每個節(jié)點(diǎn)為各子系統(tǒng)的ECU。低速總線按物理位置設(shè)置節(jié)點(diǎn)，基本原則是基于空間位置的區(qū)域自治。

實(shí)現(xiàn)整車網(wǎng)絡(luò)化控制，其意義不只是解決汽車電子化中出現(xiàn)的線路復(fù)雜和線束增加問題，網(wǎng)絡(luò)化實(shí)現(xiàn)的通信和資源共享能力成為新的電子與計(jì)算機(jī)技術(shù)在汽車上應(yīng)用的一個基礎(chǔ)，同時也為X-by-Wire技術(shù)提供了有力的支撐。3.2.2控制技術(shù)4、整車輕量化技術(shù)

整車輕量化始終是汽車技術(shù)重要的研究內(nèi)容。純電動汽車由于布置了電池組，整車重量增加較多，輕量化問題更加突出。但可以采用以下措施減輕整車質(zhì)量。3.2.2電動汽車的參數(shù)1、起步加速性能。車輛在設(shè)定時間內(nèi)由靜止加速到額定車速或走過預(yù)定的距離的能力。2、以額定車速穩(wěn)定行駛的能力。對電動汽車來說，蓄電池和電動機(jī)應(yīng)該能提供車輛以額定車速穩(wěn)定行駛的全部功率需求，并且根據(jù)我國的道路狀況至少能克服坡度為3%的路面阻力。3.2.2電動汽車的參數(shù)3、以最高車速穩(wěn)定行駛的能力。在電動汽車上，電動機(jī)發(fā)出的功率應(yīng)該能夠維持車輛以最高車速行駛。4、爬坡能力。電動汽車能以一定的速度行駛在一定坡度的路面上。

另外，電動汽車的蓄電池所輸出的電能和電量應(yīng)該能夠維持電動汽車在一定工況下行駛額定的里程。3.3電動汽車能源系統(tǒng)

電池是電動汽車的動力源，是能量的存儲裝置，也是目前制約電動汽車發(fā)展的關(guān)鍵因素。要使電動汽車能與燃油汽車相競爭，關(guān)鍵是開發(fā)出比能量高、比功率大、使用壽命長、成本低的電池。3.3.1電池的基本常識一、電池的組成電池一般由電極、電解質(zhì)、隔膜、外殼四部分組成。電極（正極和負(fù)極）一般由活性物質(zhì)和導(dǎo)電骨架組成。電解質(zhì)在電池內(nèi)部陰、陽極之間擔(dān)負(fù)傳遞電荷（帶電離子）的作用。隔膜為陰、陽極之間起到絕緣作用的薄膜、板材或膠狀物等。外殼是盛放和保護(hù)電池電極、電解質(zhì)、隔膜的容器。3.3.1電池的基本常識二、電池的常識1、電池的組合

蓄電池作為動力源，一般要求有較高的電壓和電流，所以需要將若干個單體電池通過串聯(lián)、并聯(lián)與復(fù)聯(lián)的方式組合成電池組使用。

電池組合中對單體電池性能有嚴(yán)格的要求，在同一組電池中必須選擇同一系列、同一規(guī)格、性能盡可能一致的單體電池。3.3.1電池的基本常識2、電池的放電

電池放電是將電池內(nèi)儲存的化學(xué)能以電能方式釋放出來的過程，即電池向外電路輸送電流。

蓄電池的放電參數(shù)主要有放電深度、放電率和連續(xù)放電時間。

放電深度是指電池當(dāng)前的放電狀態(tài)，用實(shí)際放電容量與額定容量的百分比來表示。

放電率是指放電時的速率，常用時率或倍率表示。時率是指一定的放電電流放完額定容量所需的小時數(shù)，倍率是指規(guī)定時間內(nèi)放出其額定容量時所輸出電流的數(shù)值與額定值的倍數(shù)。3.3.1電池的基本常識3、電池的充電

電池充電是將外部電源輸入蓄電池的直流電能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能儲存起來的過程。

蓄電池的充電參數(shù)主要有充電特性、完全充電和充電率。充電特性是指充電時蓄電池的電流、電壓與時間之間的關(guān)系。完全充電是蓄電池內(nèi)所有可利用的活性物質(zhì)都已轉(zhuǎn)變成完全荷電的狀態(tài)。充電率是指充電時的速率，也用時率和倍率來表示。

蓄電池的荷電狀態(tài)是指蓄電池充放電后剩余的容量與全荷電容量的百分比。充電的方式又分為恒壓充電，恒流充電，涓流充電，浮充電。3.3.1電池的基本常識4、電池的極化

極化是電池由靜止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)入工作狀態(tài)產(chǎn)生的電池電壓、電極電位的變化現(xiàn)象。極化現(xiàn)象反映了由靜止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)入工作狀態(tài)能量損失的大小，極化損失越小越好。

極化現(xiàn)象也可理解為對平衡現(xiàn)象的偏離。熱力學(xué)平衡過程與可逆現(xiàn)象緊密相連。可逆過程或平衡過程的變化率是很小的，但實(shí)際過程必須有一定的速率，有時還要求有很高的速率。

常見的極化現(xiàn)象有陽極極化、陰極極化、歐姆極化（電阻極化）、濃差和電化學(xué)極化等。3.3.1電池的基本常識5、記憶效應(yīng)

記憶效應(yīng)是指電池在沒有完全放電之前就重新充電，電池會儲存這一放電平臺并在下次循環(huán)中將其作為放電的終點(diǎn)，盡管電池本身的容量可以使電池放電到更低的平臺上，但在以后的放電過程中，電池將只記得這一低容量。

同樣在每一次使用中，任何一次不完全的放電都將加深這一效應(yīng)，使電池容量逐漸變低。主要表現(xiàn)在鎳鎘電池中。3.3.1電池的基本常識三、電池的分類電動汽車使用的動力電池可以分為化學(xué)電池、物理電池和生物電池三大類。1、化學(xué)電池

化學(xué)電池是利用物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)發(fā)電。

化學(xué)電池按工作性質(zhì)分為原電池、蓄電池、燃料電池和儲備電池。3.3.1電池的基本常識（1）原電池

原電池又稱一次電池，是指電池放電后不能用簡單的充電方法使活性物質(zhì)復(fù)原而繼續(xù)使用的電池，如鋅一二氧化錳十電池、銼錳電池、鋅空氣電池、一次鋅銀電池等。

（2）蓄電池

蓄電池又稱二次電池，是指電池在放電后可通過充電的方法使活性物質(zhì)復(fù)原而繼續(xù)使用的電池，這種充放電可以達(dá)數(shù)十次到上千次循環(huán)。如鉛酸蓄電池、鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰離子電池等。3.3.1電池的基本常識（3）燃料電池

燃料電池又稱連續(xù)電池，是指參加反應(yīng)的活性物質(zhì)從電池外部連續(xù)不斷地輸人電池，電池就連續(xù)不斷地工作而提供電能。如質(zhì)子交換膜燃料電池、堿性燃料電池、磷酸燃料電池、熔融碳酸鹽燃料電池、固體氧化物燃料電池、直接甲醇燃料電池、再生型燃料電池等。

（4）儲備電池

儲備電池是指電池正負(fù)極與電解質(zhì)在儲存期間不直接接觸，使用前注人電解液或者使用其他方法使電解液與正負(fù)極接觸，此后電池進(jìn)人待放電狀態(tài)，如鎂電池、熱電池等。

化學(xué)電池按電解質(zhì)分為酸性電池、堿性電池、中性電池、有機(jī)電解質(zhì)電池、非水無機(jī)電解質(zhì)電池、固體電解質(zhì)電池等。3.3.1電池的基本常識2、物理電池

物理電池是利用光、熱、物理吸附等物理能量發(fā)電的電池，如太陽能電池、超級電容器、飛輪電池等。3、生物電池

生物電池是利用生物化學(xué)反應(yīng)發(fā)電的電池，如微生物電池、酶電池、生物太陽電池等。

迄今已經(jīng)實(shí)用化的車用動力蓄電池有傳統(tǒng)的鉛酸蓄電池、鎳鎘電池、鎳氫電池和鋰離子電池。在物理電池領(lǐng)域中，超級電容器也應(yīng)用于純電動汽車和混合動力汽車中。生物燃料電池在車用動力中應(yīng)用前景也十分廣闊，以氫為燃料的燃料電池和氧化物燃料電池的研發(fā)已進(jìn)人重要發(fā)展階段。3.3.1電池的基本常識四、動力電池的性能指標(biāo)

電池作為電動汽車的儲能動力源，在電動汽車上發(fā)揮著非常重要的作用，要評定電池的實(shí)際效應(yīng)，主要是看電池的性能指標(biāo)。電池的性能指標(biāo)主要有電壓、容量、內(nèi)阻、能量、功率、輸出效率、自放電率、使用壽命等，根據(jù)電池種類不同，其性能指標(biāo)也有差異。3.3.1電池的基本常識1、電壓

電壓分為端電壓、開路電壓、額定電壓、放電電壓和終止電壓等。

（1）端電壓

電池的端電壓是指電池正極與負(fù)極之間的電位差。

（2）開路電壓

電池在開路狀態(tài)下