混動汽車構(gòu)造與工作原理

1、,混合動力汽車構(gòu)造與工作原理,混合動力汽車構(gòu)造與工作原理,.,混合動力汽車構(gòu)造與工作原理,一、新能源汽車 新能源汽車是指采用新型動力系統(tǒng)，完全或主要依靠新型能源驅(qū)動的汽車。根據(jù)節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（20122020年）所指新能源汽車主要包括純電動汽車、插電式混合動力汽車及燃料電池汽車。節(jié)能汽車是指以內(nèi)燃機為主要動力系統(tǒng)，綜合工況燃料消耗量優(yōu)于下一階段目標(biāo)值的汽車。,混合動力汽車構(gòu)造與工作原理,二、電動汽車 電動汽車指以電機驅(qū)動，從車載電源獲得動力，并且滿足道路交通安全法規(guī)的車輛。根據(jù)電動汽車科技發(fā)展“十二五”專項規(guī)劃，電動汽車按動力電氣化水平分為兩類：一類是全部或大部分工況下主要由電機

2、提供驅(qū)動功率的電動汽車（稱為“純電驅(qū)動”電動汽車，例如純電動汽車、插電式電動汽車、增程式電動汽車以及燃料電池電動汽車）；另一類是動力蓄電池容量較小，大部分工況下主要由內(nèi)燃機提供驅(qū)動功率的電動汽車（稱為常規(guī)混合動力電動汽車）。 這表明常規(guī)混合動力汽車不是新能源汽車，實際上是一種節(jié)能汽車，它還沒有改變用內(nèi)燃機做主驅(qū)動的設(shè)計。,混合動力汽車構(gòu)造與工作原理,三、混合動力車輛的基本概念 根據(jù)國際能源組織（IEA）的有關(guān)文獻，“能量與功率傳送路線”具有如下特點的車輛稱為混合動力車輛： 傳送到車輪推進車輛運動的能量，至少來自兩種不同的能量轉(zhuǎn)換裝置；,混合動力汽車構(gòu)造與工作原理,這些能量轉(zhuǎn)換裝置至少要從兩種不

3、同的能量儲存裝置吸取能量； 從儲能裝置流向車輪的這些通道，至少有一條是可逆的。 如果可逆的儲能裝置供應(yīng)的是電能時，則稱作混合動力電動車。,混合動力汽車構(gòu)造與工作原理,四、液壓蓄能式混合動力汽車HHV HHV最初由Volvo Flygmotor在20世紀(jì)80年代開發(fā)，其主要應(yīng)用于巴士、貨車等重型車輛。HHV使用的動力是液力馬達及傳統(tǒng)的燃油（氣）車的發(fā)動機。液力系統(tǒng)主要由液壓泵（馬達）、液力儲存器和液體罐等組成。 HHV的特點是可使用液壓泵（馬達）可單獨或同時和傳統(tǒng)內(nèi)燃機動力驅(qū)動汽車行駛。,混合動力汽車構(gòu)造與工作原理,五、混合動力電動汽車HEV 國標(biāo)GB/T 19596-2004 電動汽車術(shù)語對于

4、混合動力電動汽車是這樣定義的： 至少能從下述兩類車載儲存的能量中獲得的汽車動力的汽車： -可消耗的燃料； -可再充電能/能量儲存裝置。,混合動力汽車構(gòu)造與工作原理,六、混合動力電動汽車的發(fā)展 1. 國外混合動力汽車的技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r （1）日本 從目前世界范圍內(nèi)的整個形勢來看，日本是電動汽車技術(shù)發(fā)展速度最快的少數(shù)幾個國家之一，特別是在發(fā)展混合動力電動汽車方面，日本居世界領(lǐng)先地位 （2） 歐美等國,混合動力汽車構(gòu)造與工作原理,2. 我國混合動力汽車的發(fā)展現(xiàn)狀 目前我國各大汽車集團都在進行混合動力電動汽車研發(fā)，多數(shù)以混合動力電動客車為主。一汽研發(fā)的紅旗HQ3于2006年投產(chǎn)；而廣州本田更是緊跟豐田的步

5、伐，也推出了多款混合動力車；上汽集團與通用簽署協(xié)議，將聯(lián)手開發(fā)混合動力轎車和公交客車；上海別克君越eco-hybrid油電混合動力車是國內(nèi)第一款中高檔量產(chǎn)混合動力車型。,混合動力汽車構(gòu)造與工作原理,3. 混合動力電動汽車的優(yōu)點 （1）與純電動汽車比較 整車重量小（由于電池的容量減?。?汽車的續(xù)駛里程和動力性可達到內(nèi)燃機的水平； 保證駕車和乘坐的舒適性（空調(diào)、暖風(fēng)、動力轉(zhuǎn)向的使用）。,混合動力汽車構(gòu)造與工作原理,（2）與內(nèi)燃機汽車比較 可使原動機在最佳的工況區(qū)穩(wěn)定運行，從而降低排污和油耗； 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，實現(xiàn)“零排放”； 通過電動機回收汽車減速和制動時的

6、能量，進一步降低汽車的能量消耗和排放污染。,混合動力汽車構(gòu)造與工作原理,4. 混合動力電動汽車的技術(shù)發(fā)展表現(xiàn) （1）轎車混合動力系統(tǒng)的模塊化愈加明顯，逐步推進汽車動力的電氣化。 （2）城市客車混合動力系統(tǒng)出現(xiàn)平臺化趨勢。 （3）插電式混合動力技術(shù)越來越引起人們的關(guān)注。,混合動力汽車構(gòu)造與工作原理,七、插電式混合動力汽車,豐田普銳斯并聯(lián)式Plug-in混合動力系統(tǒng),混合動力汽車構(gòu)造與工作原理,1. 國外插電式混合動力汽車技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r （1）日本 第四代普銳斯等 （2）美國 通用VOLT （3）歐洲,混合動力汽車構(gòu)造與工作原理,中國插電式混合動力汽車技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r 中國在P1ug-in混合動力電動汽

7、車領(lǐng)域的研究起步較晚，但進展較快。如奇瑞、長安、天津清源、南車時代電動、東風(fēng)電動、五洲龍、比亞迪等。 上汽榮威550插電式混合動力轎車計劃在2012年量產(chǎn)，該車基于榮威550自主開發(fā)，搭載1.5VCT發(fā)動機，應(yīng)用了混合動力系統(tǒng)、整車電轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、電空調(diào)系統(tǒng)和熱管理系統(tǒng)。采用磷酸鐵鋰電池，節(jié)油率超過50%，百公里綜合油耗2.5L，滿足國5排放標(biāo)準(zhǔn)。 比亞迪秦,混合動力汽車構(gòu)造與工作原理,3. 插電式混合汽車的優(yōu)點 （1）在局部地區(qū)或短距離上下班行駛，可以作為純電動汽車使用，用家里的電源對車上電池充電，不使用汽油。 （2）利用晚上電網(wǎng)的低谷電對電池充電，可以提高電網(wǎng)效率。 （3）加滿油箱，PHEV

8、行駛里程可以與混合動力汽車和內(nèi)燃機汽車相媲美。 （4） 車輛壽命期間的維修成本低。,混合動力汽車構(gòu)造與工作原理,八、混合動力電動汽車的類型 1. 按照動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式劃分 （1）串聯(lián)式混合動力電動汽車 （2）并聯(lián)式混合動力電動汽車 （3）混聯(lián)式混合動力電動汽車,混合動力汽車構(gòu)造與工作原理,2. 按照混合度劃分 （1）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 （3）重度混合（強混合）型混合動力電動汽車,混合動力汽車構(gòu)造與工作原理,3. 按照外接充電能力劃分 （1）外接充電型混合動力電動汽車 （2）非外接充電型混合動力電動汽車,混合動力汽車構(gòu)造與工作原理,4. 按照行駛模式的選擇

9、方式劃分 （1）有手動選擇功能的混合動力電動汽車 （2）無手動選擇功能的混合動力電動汽車,混合動力汽車構(gòu)造與工作原理,5. 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 超級電容器混合動力電動汽車 機電飛輪混合動力電動汽車 動力蓄電池與超級電容器組合式混合動力電動汽車 （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)和車輛用途等因索還可有其他劃分型式。,混合動力汽車構(gòu)造與工作原理,.,混合動力汽車構(gòu)造與工作原理,一、串聯(lián)式混合動力汽車 1. 基本結(jié)構(gòu),串聯(lián)式混合動力系統(tǒng) 1-發(fā)動機 2-發(fā)電機 3-動力蓄電池 4-變壓器

10、5-電動機 6-驅(qū)動輪 7-減速器,混合動力汽車構(gòu)造與工作原理,2. 串聯(lián)式混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的三種基本控制模式 （1）主要利用電池來驅(qū)動車輛，僅當(dāng)SOC降低到最小限值時，發(fā)動機才起動，發(fā)動機在最高效率區(qū)以輸出恒定功率的方式工作，當(dāng)SOC回升到最大限值時發(fā)動機關(guān)機。 （2）“負荷跟隨”控制模式。 （3）上述兩種控制模式的一個折中方案。,混合動力汽車構(gòu)造與工作原理,3. 通用汽車公司Series-SHEV汽車的結(jié)構(gòu)組成,通用汽車公司的Series-SHEV結(jié)構(gòu)布置 1-電流轉(zhuǎn)換器 2-充電器 3-驅(qū)動電動機 4-動力蓄電池 5-中央控制器 6-發(fā)電機 7-發(fā)動機,混合動力汽車構(gòu)造與工作原理,4.

11、串聯(lián)式混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的優(yōu)點與缺點 （1）串聯(lián)式混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的優(yōu)點 1）能運行在其轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)速特性圖上的任何工作點，而且能始終在最佳的工作區(qū)域內(nèi)穩(wěn)定運行，因此，發(fā)動機具有良好的經(jīng)濟性和低的排放性能。此外，發(fā)動機從驅(qū)動輪上的機械解耦，使高速發(fā)動機能夠得到應(yīng)用。 2）整車的結(jié)構(gòu)布置自由度較大，各種驅(qū)動系統(tǒng)元件可以放在最適合于它的位置。 3）由于電動機的功率大，制動能量回收的潛力大，可以提高能量利用效率。,混合動力汽車構(gòu)造與工作原理,4. 串聯(lián)式混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的優(yōu)點與缺點 （2）串聯(lián)式混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的缺點 1）發(fā)動機輸出的能量利用率比較低。串聯(lián)混合動力系統(tǒng)的發(fā)動機能保持在最佳工作區(qū)域內(nèi)穩(wěn)定運行

12、，這一特點的優(yōu)越性主要表現(xiàn)在低速、加速等工況，而在汽車中、高速行駛時，由于其電傳動效率較低，抵消了發(fā)動機效率高的優(yōu)點。 2）電動機的功率要足夠大。 3）電動機和動力蓄電池的體積和重量都較大，使得整車重量較大。 串聯(lián)式混合動力電動汽車更適用于經(jīng)常在市內(nèi)低速運行的工況，而不適合高速公路行駛工況。,混合動力汽車構(gòu)造與工作原理,二、并聯(lián)式混合動力汽車 1. 基本結(jié)構(gòu),并聯(lián)式混合動力系統(tǒng) 1-發(fā)動機 2-變速器 3-動力蓄電池 4-變壓器 5-電動機/電動機 6-驅(qū)動輪 7-減速器,混合動力汽車構(gòu)造與工作原理,2. 并聯(lián)式混合動力驅(qū)動系統(tǒng)典型工作模式的功率流 （1）車輛起動、低速及輕載行駛時，發(fā)動機關(guān)閉

13、，車輛由電機驅(qū)動，為純電動工況,純電動工作模式,混合動力汽車構(gòu)造與工作原理,混合動力,（2）車輛起動、低速及輕載行駛時，發(fā)動機關(guān)閉，車輛由電機驅(qū)動，為純電動工況 。,混合動力汽車構(gòu)造與工作原理,向蓄電池充電,（3）在車輛行駛過程中，當(dāng)車載電池組電量過低時，發(fā)動機在驅(qū)動車輛行駛的同時向電池補充充電 。,混合動力汽車構(gòu)造與工作原理,制動能量回收,（4）車輛減速及制動時，電機以發(fā)電機模式工作，回收車輛制動能量向電池充電,混合動力汽車構(gòu)造與工作原理,并聯(lián)式混合動力驅(qū)動系統(tǒng)兩種基本控制模式 （1）發(fā)動機輔助混合動力模式 這種模式主要利用電池-電機系統(tǒng)來驅(qū)動車輛，僅當(dāng)以較高的巡航速度行駛、爬坡和急加速時才

14、使發(fā)動機起動。這種控制模式的優(yōu)點是大多數(shù)情況下車輛都是用電池的電能來工作，車輛的排放和燃油消耗較少，同時發(fā)動機的起動機可以取消而利用車輛運動的慣性力起動發(fā)動機。這種控制模式的缺點是，由于發(fā)動機每次關(guān)機期間，發(fā)動機和催化轉(zhuǎn)化裝置的溫度降低而導(dǎo)致它們的效率降低，尾氣排放增加。,混合動力汽車構(gòu)造與工作原理,并聯(lián)式混合動力驅(qū)動系統(tǒng)兩種基本控制模式 （2）電機輔助混合動力模式 這種模式主要利用發(fā)動機來驅(qū)動車輛，電機只在兩種狀態(tài)下使用：一是用于瞬間加速和爬坡需要峰值功率時，可使發(fā)動機工作在最高效率區(qū)間，以降低排放和減少燃油消耗；二是在車輛減速制動時電機被用來回收車輛的制動動能對電池進行充電。這種模式的主要

15、缺點是車輛不具備純電動模式，在行駛過程中若經(jīng)常加速，電池的電能消耗到最低限度，則會失去電機輔助能力，駕駛員會感到車輛動力性能有所降低。,混合動力汽車構(gòu)造與工作原理,4. 日產(chǎn)風(fēng)雅混合動力汽車混合動力系統(tǒng) （1）混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu),日產(chǎn)風(fēng)雅混合動力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 1-離合器2 2-電子控制式7擋自動變速器 3-電機 4-離合器1 5-發(fā)動機 6-逆變器 7-鋰離子蓄電池,混合動力汽車構(gòu)造與工作原理,（2）工作過程 1）系統(tǒng)起動,系統(tǒng)起動時 1-鋰離子蓄電池 2-離合器2 3-驅(qū)動電機 4-離合器1 5-發(fā)動機 6-逆變器,混合動力汽車構(gòu)造與工作原理,一般行駛時混合動力系統(tǒng)的工作過程 1-鋰離子蓄電池

16、2-離合器2 3-驅(qū)動電機 4-離合器1 5-發(fā)動機 6-逆變器,混合動力汽車構(gòu)造與工作原理,電量少時混合動力系統(tǒng)工作過程 1-鋰離子蓄電池 2-離合器2 3-驅(qū)動電機 4-離合器1 5-發(fā)動機 6-逆變器,混合動力汽車構(gòu)造與工作原理,2）減速或制動時,制動時混合動力系統(tǒng)的工作過程 1-鋰離子蓄電池 2-離合器2 3-驅(qū)動電機 4-離合器1 5-發(fā)動機 6-逆變器,混合動力汽車構(gòu)造與工作原理,3）加速或爬坡時,完全加速或爬坡時混合動力系統(tǒng)工作過程 1-鋰離子蓄電池 2-離合器2 3-驅(qū)動電機 4-離合器1 5-發(fā)動機 6-逆變器,混合動力汽車構(gòu)造與工作原理,4）離合器控制 離合器1與一般手動變

17、速器離合器結(jié)構(gòu)相同，是干式離會器。它接合，斷開的操作是出液壓氣缸自動控制的，車輛行駛時，輸入端和輸出端的轉(zhuǎn)速差大約為50r/min。能夠?qū)崿F(xiàn)更為平穩(wěn)的行駛。當(dāng)發(fā)動機開始工作的情況下，為了使驅(qū)動扭矩不發(fā)生變化，輸入端和輸出端的轉(zhuǎn)速差控制在約為100 rmin，控制滑行的同時，離合器1接合。這時電機發(fā)揮起動作用。,混合動力汽車構(gòu)造與工作原理,低速時，離合器1和離舍器2完全接合，發(fā)動機和電機的轉(zhuǎn)數(shù)相同。這樣車速為10kmh時轉(zhuǎn)速約為1000rmin，5kmh時轉(zhuǎn)速會變?yōu)榧s500r/min，發(fā)動機會停止工作。為了防止這樣的情況，離合器2會使車輛滑行，進入半離合狀態(tài)這時發(fā)動機的轉(zhuǎn)速會保持在約1000r/

18、min。 在坡道上停止的狀態(tài)下，駕駛員踩下加速踏板，離合器2斷開，電動制動裝置控制車輛停止，目的是保護離合器2。,混合動力汽車構(gòu)造與工作原理,5. 并聯(lián)式混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的特點 （1）發(fā)動機通過機械傳動機構(gòu)直接驅(qū)動汽車，無機械能-電能的轉(zhuǎn)換損失，因此發(fā)動機輸出能量的利用率相對較高。 （2）當(dāng)電機僅起功率調(diào)峰作用時 （3）在繁華的市區(qū)低速行駛時,混合動力汽車構(gòu)造與工作原理,（4）發(fā)動機與電機并聯(lián)驅(qū)動時，還需要動力復(fù)合裝置，因此，并聯(lián)驅(qū)動系統(tǒng)的傳動機構(gòu)較為復(fù)雜。 （5）并聯(lián)式混合動力驅(qū)動系統(tǒng)與車輪之間直接機械連接，發(fā)動機的運行工況會受車輛行駛工況的影響，所以車輛在行駛工況頻繁變化的情況下運行時，發(fā)

19、動機有可能不在其最佳工作區(qū)域內(nèi)運行，其油耗和排放指標(biāo)可能不如串聯(lián)式混合動力系統(tǒng)。,混合動力汽車構(gòu)造與工作原理,三、混聯(lián)式混合動力汽車 1. 基本結(jié)構(gòu),混聯(lián)式混合動力系統(tǒng) 1-發(fā)動機 2-動力分離裝置 3-發(fā)電機 4-動力蓄電池 5-變壓器 6-電動機 7-驅(qū)動輪 8-減速器,混合動力汽車構(gòu)造與工作原理,2. 豐田混聯(lián)式混合動力系統(tǒng) （1）啟動時 充分利用電動機啟動時的低速轉(zhuǎn)矩。 注意：,啟動時,混合動力汽車構(gòu)造與工作原理,（2）低速中速行駛時 由高效利用能量的電動機驅(qū)動行駛。 注意：,低速中速行駛時,混合動力汽車構(gòu)造與工作原理,（3）一般行駛時 低油耗的駕駛，使用發(fā)動機作為主要動力源。 注意：

20、,一般行駛時,混合動力汽車構(gòu)造與工作原理,（4）一般行駛時/剩余能量充電 將剩余能量用于動力蓄電池充電。,一般行駛時/剩余能量充電,混合動力汽車構(gòu)造與工作原理,（5）全速開進（行駛）時 利用雙動力來獲得高一級的加速。,全速開進（行駛）時,混合動力汽車構(gòu)造與工作原理,（6）減速/能量再生時 將減速時的能量回收到動力蓄電池中用再利用。,減速/能量再生時,混合動力汽車構(gòu)造與工作原理,（6）停車 停車時動力系統(tǒng)全部停止。注意：,停車時,混合動力汽車構(gòu)造與工作原理,.,混合動力汽車構(gòu)造與工作原理,一、混合動力汽車電能儲存裝置的種類 1. 二次電池 2. 超級電容 3. 飛輪電池,混合動力汽車構(gòu)造與工作原

21、理,二、蓄電池主要性能指標(biāo) 1. 電壓（V） （1）電動勢 電池正極和負極之間的電位差E。 （2）開路電壓 電池在開路時的端電壓，一般開路電壓與電池的電動勢近似相等。 （3）額定電壓 電池在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定條件下工作時應(yīng)達到的電壓。,混合動力汽車構(gòu)造與工作原理,（4）工作電壓（負載電壓、放電電壓） 在電池兩端接上負載R后，在放電過程中顯示出的電壓。 （5）終止電壓 電池在一定標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的放電條件下放電時，電池的電壓將逐漸降低，當(dāng)電池不宜再繼續(xù)放電時，電池的最低工作電壓稱為終止電壓。,混合動力汽車構(gòu)造與工作原理,2. 電池容量（Ah） （1）理論容量 根據(jù)蓄電池活性物質(zhì)的特性，按法拉第定律計算出的最高理

22、論值，一般用質(zhì)量容量（Ahkg）或體積容量（Ah/L）來表示。 （2）實際容量 在一定條件下所能輸出的電量，等于放電電流與放電時間的乘積。 （3）標(biāo)稱容量（公稱容量） 用來鑒別電池適當(dāng)?shù)慕迫萘恐担捎跊]有指定放電條件，因此，只標(biāo)明電池的容量范圍而沒有確切值。,混合動力汽車構(gòu)造與工作原理,2. 電池容量（Ah） （4）額定容量（保證容量） 按一定標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的放電條件，電池應(yīng)該放出的最低限度的容量。 （5）荷電狀態(tài)（SOC） 荷電狀態(tài)（SOC）是指參加反應(yīng)電池容量的變化。SOC=1即表示電池為充滿狀態(tài)。隨著蓄電池放電，蓄電池的電荷逐漸減少，此時，可以用SOC的百分?jǐn)?shù)的相對量來表示蓄電池中電荷的變

23、化狀態(tài)。一般蓄電池放電高效率區(qū)為5080SOC。對SOC精確的實時辨識，是電池管理系統(tǒng)的一個關(guān)鍵技術(shù)。,混合動力汽車構(gòu)造與工作原理,3. 能量（Wh、kWh） 電池的能量決定電動汽車的行駛距離。 （1）標(biāo)稱能量 按一定標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的放電條件下，電池所輸出的能量，電池的標(biāo)稱能量是電池的額定容量與額定電壓的乘積。 （2）實際能量 在一定條件下電池所能輸出的能量，電池的實際能量是電池的實際容量與平均工作電壓的乘積。電池的質(zhì)量包括電池本身結(jié)構(gòu)件質(zhì)量和電解質(zhì)質(zhì)量的總和。 （3）比能量（Wh/kg） 指動力蓄電池組單位質(zhì)量中所能輸出的能量。表2-3-1所示為各種電池的比能量。 一般混合動力汽車所采用的動力蓄

24、電池，要求有較大的比能量。比能量是保證混合動力汽車能夠達到基本合理的行駛里程的重要性能，連續(xù)2h放電率的比能量至少不低于44Wh/kg。（4）能量密度（Wh/L）,混合動力汽車構(gòu)造與工作原理,4. 功率（W、kW） 在一定的放電制度下，電池在單位時間內(nèi)所輸出的能量，電池的功率決定混合動力汽車的加速性能。 （1）比功率（W/kg） 電池的比功率是指電池單位質(zhì)量中所具有的電能的功率。 （2）功率密度（W/L） 電池的功率密度是指電池單位體積中所具有的電能的功率 。,混合動力汽車構(gòu)造與工作原理,5. 電池的內(nèi)阻 6. 循環(huán)次數(shù)（次） 7. 使用年限（年） 8. 放電速率（放電率） （1）時率 （2）

25、倍率,混合動力汽車構(gòu)造與工作原理,9. 自放電率 10. 成本 要求蓄電池?zé)o毒性、不會造成污染或腐蝕，使用安全，有良好的充電性能，充電操作方便，充電時間短，耐振動，無記憶性對環(huán)境溫度變化不敏感，壽命長，制造成本低，易于調(diào)整和維護等。,混合動力汽車構(gòu)造與工作原理,三、鉛酸蓄電池 動力鉛酸蓄電池要求有高的比能量和比功率，高的循環(huán)次數(shù)和使用壽命，以及快速充電性能等。鉛酸蓄電池的特點是開路電壓高，放電電壓平穩(wěn)，充電效率高，能夠在常溫下正常工作，生產(chǎn)技術(shù)成熟，價格便宜，規(guī)格齊全。因此，近10年來，國內(nèi)外開發(fā)的稱為第一代的電動汽車也廣泛使用了鉛酸電池 。,混合動力汽車構(gòu)造與工作原理,三、鉛酸蓄電池,混合動

26、力汽車構(gòu)造與工作原理,四、鎳-鎘（Ni-Cd）電池 1. 鎳-鎘電池的工作原理,混合動力汽車構(gòu)造與工作原理,鎳-鎘電池 a)外觀 b)結(jié)構(gòu) 1-正極板 2-接線柱 3-加液口蓋 4-絕緣導(dǎo)管 5-負極板 6-吊架 7-單格電池連接條 8-極板骨架 9-絕緣層 10-鍍鎳薄鋼板 11-外殼 12-通孔 13-活性物質(zhì)14-正極板導(dǎo)管 15-氫氧化鎘,2. 鎳-鎘電池的構(gòu)造,混合動力汽車構(gòu)造與工作原理,3. 鎳-鎘電池的特點 鎳-鎘電池的工作電壓較低，單體電池的標(biāo)稱電壓為1.2V，比能量為 55Wh/kg，比功率可以超過225W/kg，循環(huán)使用壽命2000次以上；可以進行快速充電，充電15min可

27、恢復(fù)50的容量，充電1h可恢復(fù)100的容量，但一般情況下完全充電需要6h；深放電達100，自放電率低于0.5/天，可以在-4080的環(huán)境溫度條件下正常工作。 鎳-鎘電池有記憶效應(yīng)。,混合動力汽車構(gòu)造與工作原理,五、鎳-氫（Ni-MH）電池 1. 鎳-氫（Ni-MH）電池的工作原理,混合動力汽車構(gòu)造與工作原理,a) b) 鎳-氫電池在堿性電解液中進行反應(yīng)的模型 a)儲氫合金載體負極 b)鎳正極,混合動力汽車構(gòu)造與工作原理,2. 鎳-氫電池的結(jié)構(gòu),a) b) 鎳-氫電池的結(jié)構(gòu) a) 圓柱形電池 b)方形電池 1-盒子（-） 2-絕緣襯墊 3-蓋帽（+） 4-安全排氣口 5-封盤 6-絕緣圈 7-負

28、極 8-隔膜 9-正極 10-絕緣體,混合動力汽車構(gòu)造與工作原理,3. 鎳-氫電池的特點 鎳-氫電池的單體電池的電壓為1.2V，應(yīng)急補充充電性能好，一次充電后行駛里程長，而且啟動加速性能較好；可以在環(huán)境溫度為-2880的條件下正常工作；循環(huán)壽命可達到6000次或7年。但在高溫條件下使用時電荷量急劇下降，自放電損耗較大，價格較貴。,混合動力汽車構(gòu)造與工作原理,六、鋰離子電池 1. 鋰離子電池的分類 按照鋰離子電池的外形形狀可分為方形鋰離子電池和圓柱形鋰離子電池。 鋰離子電池的發(fā)展呈現(xiàn)出多方向并舉的局面。發(fā)展方向的不同主要在于所采用的正極材料的不同, 因為正極材料的性能將很大程度地影響電池的性能,

29、 同時正極材料也直接決定電池成本的高低。,混合動力汽車構(gòu)造與工作原理,鋰離子電池結(jié)構(gòu)示意圖 a)方形鋰離子電池 b)圓柱形鋰離子電池 1-外殼 2-負極端子 3-正極端子 4-隔膜 5-負極板 6-正極板 7-絕緣體8-負極柱9-絕緣體 10-密封圈 11-頂蓋 12-正極 13-安全排氣閥 14-隔膜 15-負極 16-負極板 17-正極,2. 鋰離子電池的結(jié)構(gòu),混合動力汽車構(gòu)造與工作原理,3. 鋰離子電池的工作原理,鋰離子電池工作原理,混合動力汽車構(gòu)造與工作原理,4. 鋰離子電池的特點 優(yōu)點： （1）工作電壓高（2）比能量高（3）循環(huán)壽命長（4）自放電率低（5）無記憶性（6）對環(huán)境無污染（

30、7）能夠制造成任意形狀。 不足： （1）成本高 （2）必須有特殊的保護電路，以防止過充。,混合動力汽車構(gòu)造與工作原理,七、蓄電池管理系統(tǒng) 1. 混合動力汽車的電池組管理系統(tǒng)簡介,電池組管理系統(tǒng),混合動力汽車構(gòu)造與工作原理,（1）熱管理系統(tǒng) 有的蓄電池采用自然通風(fēng)即可滿足電池組的散熱要求，但有的蓄電池則必須采取強制通風(fēng)來進行冷卻，才能保證電池組正常工作并延長蓄電池的壽命。,混合動力汽車構(gòu)造與工作原理,（1）熱管理系統(tǒng),a)動力電池組的強制通風(fēng)系統(tǒng)級動力電池組分組布置 b )分電池組的局部通風(fēng) 動力電池組水平布置的強制冷卻系統(tǒng) 1-空氣吸入管道 2-分電池組3-動力電池組密封支架4-冷卻風(fēng)扇5-分

31、電池組冷卻氣流6-溫度傳感器,混合動力汽車構(gòu)造與工作原理,混合動力汽車構(gòu)造與工作原理,動力電池組垂直布置的強制冷卻系統(tǒng) 1-冷卻空氣吸入管道2-溫度傳感器3-電池組管理ECU4-充電器5-電池組通風(fēng)箱6-單元電池7分電池組 8-風(fēng)扇,（1）熱管理系統(tǒng),（2）電池組管理子系統(tǒng) 電池組管理子系統(tǒng)的作用是對電池的組合、安裝、充電、放電、電池組中各個電池的不均衡性、電池的熱管理和電池的維護等進行監(jiān)控和管理，使電池組能夠提高工作效率，保證正常運轉(zhuǎn)，避免發(fā)生電池的過充電和過放電，有效延長電池的壽命，以及動力蓄電池組的安全管理和保潔等。 （3）線路管理子系統(tǒng),混合動力汽車構(gòu)造與工作原理,2. 動力蓄電池組管

32、理系統(tǒng)功能與組成 （1）動力蓄電池組管理系統(tǒng)的基本功能 動力蓄電池組管理系統(tǒng)一般采用先進的微處理器進行控制，通過標(biāo)準(zhǔn)通信接口和控制模塊對動力蓄電池組進行管理，一般有以下幾方面。 動力蓄電池組管理 單節(jié)電池管理 荷電狀態(tài)的估計和故障診斷,混合動力汽車構(gòu)造與工作原理,（2）動力蓄電池組管理系統(tǒng)組成,動力蓄電池組管理系統(tǒng)的基本組成 1-電動機 2-逆變器 3-繼電器箱 4-充電器 5-動力蓄電池組(由多個分電池組組成) 6-冷卻風(fēng)扇 7-動力蓄電池組管理系統(tǒng) 8-荷電狀態(tài)（SOC）顯示器8-車輛中央控制器 10-駕駛員控制信號輸入 11-電壓伏特計 12-電流安培計 13-溫度測量計,混合動力汽車構(gòu)

33、造與工作原理,（2）動力蓄電池組管理系統(tǒng)組成,帶有溫度測量裝置的動力蓄電池組管理系統(tǒng) 電池組 2-溫度傳感器 3-故障診斷器 4-溫度表 5-動力蓄電池組管理系統(tǒng) 6-電壓表 7-電流表 8-荷電狀態(tài)(SOC)顯示 9-斷路線,混合動力汽車構(gòu)造與工作原理,八、電動汽車蓄電池充電器 1. 電動汽車蓄電池充電器的基本功能 對市電進行電力變換并提供直流電；供給與蓄電池額定條件相對應(yīng)的電力；當(dāng)蓄電池充滿后自動停止充電。,混合動力汽車構(gòu)造與工作原理,2. 電動汽車蓄電池充電器的分類 （1）根據(jù)充電器是裝在車內(nèi)還是車外分 （2）根據(jù)給電動汽車蓄電池充電時的能量轉(zhuǎn)換方式分,電動汽車的耦合式充電系統(tǒng),電動汽車的感應(yīng)式充電系統(tǒng)及充電器,混合動力汽車構(gòu)造與工作原理,混合動力汽車構(gòu)造與工作原理,比亞迪e6純電動充電,.,混合動力汽車構(gòu)造與工作原理,一、電動汽車對驅(qū)動電動機性能的基本要求 1. 電壓高 2. 高轉(zhuǎn)速 3. 轉(zhuǎn)矩密度、功率密度大