混联式混合动力电动汽车课件
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混动汽车构造与工作原理PPT课件
第混二合章动力混汽合车动力构汽造车与构工造作与原工理作原理
4. 串联式混合动力驱动系统的优点与缺点 （2）串联式混合动力驱动系统的缺点
1）发动机输出的能量利用率比较低。串联混合动力系统的发动机能 保持在最佳工作区域内稳定运行，这一特点的优越性主要表现在低速、加速 等工况，而在汽车中、高速行驶时，由于其电传动效率较低，抵消了发动机 效率高的优点。
混合动力
第混二合章动力混汽合车动力构汽造车与构工造作与原工理作原理
（3）在车辆行驶过程中，当车载电池组电量过低时， 发动机在驱动车辆行驶的同时向电池补充充电 。
向蓄电池充电
第混二合章动力混汽合车动力构汽造车与构工造作与原工理作原理
（4）车辆减速及制动时，电机以发电机模式工作， 回收车辆制动能量向电池充电
第混二合章动力混汽合车动力构汽造车与构工造作与原工理作原理
4. 日产风雅混合动力汽车混合动力系统 （1）混合动力系统结构
日产风雅混合动力系统的结构 1-离合器2 2-电子控制式7挡自动变速器 3-电机 4-离合器1 5-发动机
6-逆变器 7-锂离子蓄电池
第混二合章动力混汽合车动力构汽造车与构工造作与原工理作原理
2）电动机的功率要足够大。 3）电动机和动力蓄电池的体积和重量都较大，使得整车重量较大。 串联式混合动力电动汽车更适用于经常在市内低速运行的工况，而不 适合高速公路行驶工况。
第混二合章动力混汽合车动力构汽造车与构工造作与原工理作原理 二、并联式混合动力汽车
1. 基本结构
并联式混合动力系统 1-发动机 2-变速器 3-动力蓄电池 4-变压器 5-电动机/电动机 6-驱动轮 7-减速器
第混二合章动力混汽合车动力构汽造车与构工造作与原工理作原理
3. 并联式混合动力驱动系统两种基本控制模式
电动汽车及混合动力汽车技术PPT课件
• 一、电动汽车及其发展
• 电动汽车（Electric Vehicle）是以电池为 动力的汽车。
• 德国1972年开始研制。
• 日本1976年成立“日本电动汽车协会”， 1978年制定了“电动汽车试用制度”，每 年给试用者试用费。
• 通用公司2000年推出的混合动力汽车百公 里油耗只有2.94L。
• 整车控制器的开发包括软、硬件设计。核心软件 一般由整车厂研发，硬件和底层驱动软件可选择 由汽车零部件厂商提供。 – (1)国外整车控制器技术趋于成熟,国外大部分 汽车企业在电动汽车领域积累充足，控制策略 成熟度高，整车节油效果良好，控制器产品通 过市场检验证实了其可靠性。
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– (2)汽车电子零部件企业积极开展整车控制器研 发和生产制造。各汽车电子零部件巨头，如德 尔福、大陆、博世集团都纷纷进行整车控制器 研发和生产。部分汽车设计公司也为整车厂提 供整车控制器技术方案，如AVL、FEV、 RICARDO等，在电动汽车整车控制器领域也 有不少成功的案例。
– 驱动电机是电动汽车的关键部件，直接影响整车的动 力性及经济性。驱动电机主要包括直流电机和交流电 机。目前电动汽车广泛使用交流电机，主要包括：异 步电机、开关磁阻电机和永磁电机（包括无刷直流电
机和永磁同步电机）。
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• 车用电机的发展趋势如下：
– (1)电机本体永磁化：永磁电机具有高转矩密度、高功率密度、高 效率、高可靠性等优点。我国具有世界最为丰富的稀土资源，因 此高性能永磁电机是我国车用驱动电机的重要发展方向。
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– (3)我国车用电机系统尚处于起步阶段，制造工艺水平 落后，缺乏自动化生产线，造成产品可靠性、一致性 差。产业化规模较小，成本较高。
– (4)现阶段国家出台的电动汽车驱动电机系统标准较少， 且不完善。如：不同类型电机系统采用同一检测标准， 缺乏可靠性、耐久性评价方法等。
混合动力课件
项目一 混合动力汽车的基本知识
（二）、根据电机的输出功率在整个系统输出功率中占的比重，也就是 常说的混合度不同，混合动力系统还可以分为以下四类： 1、微混合动力系统
也就是常说的Belt-alternator Starter Generator，简称BSG系统，代表 的车型是PSA的混合动力混合动力版C3和丰田的混合动力版Vitz。这种 混合动力系统在传统内燃机上的启动电机（一般为12V）上加装了皮带 驱动启动电机（也就是常说的Belt-alternator Starter Generator, 简称BSG系 统）。该电机为发电启动(Stop-Start)一体式电动机，用来控制发动机的 启动和停止，从而取消了发动机的怠速，降低了油耗和排放。从严格意 义上来讲，这种微混合动力系统的汽车不属于真正的混合动力汽车，因 为它的电机并没有为汽车行驶提供持续的动力。在微混合动力系统里， 电机的电压通常有两种：12V和42V。其中42V主要用于柴油混合动力系 统。
项目一 混合动力汽车的基本知识
从广义上来讲，混合动力汽车是指驱动车辆运动的能量来自至少
两种不同的能量转换装置和储能装置。
项目一 混合动力汽车的基本知识
二、混合动力汽车的节油控制策略 混合动力汽车的节油控制策略如表1-1
序号 1 2
3
控制策略 发动机启停 纯电动驱动
电动机助力
功能具体描述
消除停车时的发动机怠速，降低油耗
（1）车辆低速行驶时，电动机驱动，解决发动机小负 荷运行的低效率问题； （2）发动机停机，达到零油耗和排放。
项目一 混合动力汽车的基本知识
4、重混合动力系统 丰田的Prius 和未来的Estima属于完全混合动力系统。该系统采用了
272-650V的高压启动电机，混合程度更高。与中混合动力系统相比，完 全混合动力系统的混合度可以达到甚至超过50％。技术的发展将使得完 全混合动力系统逐渐成为混合动力技术的主要发展方向。 5、插电式混合动力系统
混合动力汽车PPT
7
HEV车型
2015款530Le 插电式混合动力
8
HEV车型
2015款保时捷卡宴S E-hybrid 外观方面Cayenne S Hybrid的特点主要在于配色，除了在前翼子板侧面增加了一个
“e-hybrid”之外，车型标识的字体背景以及刹车卡钳都采用了青柠绿配色。这个 配色被用于所有有插电式混合动力的保时捷车型上，包括918 Spyder。
17
按照动力系统结构形式
并联式混合动力汽车的驱动方式
① 驱动力合成式；② 转矩合成式(双轴式和单轴式)；③ 转速合成式
串并混 联联联 式式式
E-发动机；M-电动机；B-蓄电池
18
并联式代表
串并混 联联联 式式式
19
串并混
联联联
按照动力系统结构形式
式式式
混联式结构图 混联式动力流程图
特点：混联式驱动系统充分发挥了串
统，其中发动机的最大输出功率99马力，电动机最大输出功率72马力。官方 公布该车的百公里综合油耗为4.2L/100km。
5
HEV车型
2015款Accord Hybrid 搭载于雅阁车型上这套i-MMD系统由四大主要部分组成：2.0L DOHC i-
VTEC发动机、电动CVT系统、PCU功率控制单元和高功率锂离子电池组。搭 载i-MMD系统的雅阁Hybrid 0-60km的加速时间为3.9秒，在日本JC08工况 下的油耗测试值最低为30km/L，即大约3.3L/100km。
1902，法国人H.Krieger（采用两个独立的直流电动机驱动前轮） 1903，法国人Camille Jenatzy（6hp的汽油发动机和14hp的电动机相组合）
1903，Lohner. Porsche（发电制动） 1975，Victor Wouk博士（Buick Skylark型并联式混合动力电动汽车）
HEV车型
2015款530Le 插电式混合动力
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HEV车型
2015款保时捷卡宴S E-hybrid 外观方面Cayenne S Hybrid的特点主要在于配色，除了在前翼子板侧面增加了一个
“e-hybrid”之外，车型标识的字体背景以及刹车卡钳都采用了青柠绿配色。这个 配色被用于所有有插电式混合动力的保时捷车型上，包括918 Spyder。
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按照动力系统结构形式
并联式混合动力汽车的驱动方式
① 驱动力合成式；② 转矩合成式(双轴式和单轴式)；③ 转速合成式
串并混 联联联 式式式
E-发动机；M-电动机；B-蓄电池
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并联式代表
串并混 联联联 式式式
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串并混
联联联
按照动力系统结构形式
式式式
混联式结构图 混联式动力流程图
特点：混联式驱动系统充分发挥了串
统，其中发动机的最大输出功率99马力，电动机最大输出功率72马力。官方 公布该车的百公里综合油耗为4.2L/100km。
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HEV车型
2015款Accord Hybrid 搭载于雅阁车型上这套i-MMD系统由四大主要部分组成：2.0L DOHC i-
VTEC发动机、电动CVT系统、PCU功率控制单元和高功率锂离子电池组。搭 载i-MMD系统的雅阁Hybrid 0-60km的加速时间为3.9秒，在日本JC08工况 下的油耗测试值最低为30km/L，即大约3.3L/100km。
1902，法国人H.Krieger（采用两个独立的直流电动机驱动前轮） 1903，法国人Camille Jenatzy（6hp的汽油发动机和14hp的电动机相组合）
1903，Lohner. Porsche（发电制动） 1975，Victor Wouk博士（Buick Skylark型并联式混合动力电动汽车）
混合动力汽车简介PPT课件
第11页/共20页
3.4 一般行驶时过剩能量充电
因为混合动力系统在高速运转时是采用发动机来驱动，而发动机有时会产生多余的能 量。这时多余的能量由发电机转换成电力，用于储存在蓄电池中。
第12页/共20页
3.5 全速行驶
在需要强劲加速力（如爬陡坡及超车）时，蓄电池也提供电力，来加大电动机的驱动 力。发动机和电动机双动力的结合使用。
第17页/共20页
4.3 动力分离装置
将发动机产生的动力，分配给驱动系 统和发电系统使用。采用由齿环、小 齿轮、太阳齿轮、行星支架组成的行 星齿轮，高效率地分配动力。
第18页/共20页
混合动力汽车优点
1.合理的动力分配，发挥内燃机和发电机各自的优势。 2.制动、怠速时的能量回收。 3.低功率运行可纯电动驱动，实现“0”排放。 4. 利用现有基础设施（加油站）不必在投资。
第13页/共20页
3.6 减速行驶
在踩制动器和松油门时，混 合动力系统使车轮的旋转力 带动电动机运转，将其作为 发电机使用。减速时通常作 为摩擦热散失掉的能量，在 此被转换成电能，回收到蓄 电池中进行再利用。
第14页/共20页
4 混合动力系统的关键技术 •再生制动 •动力控制单元 •动力分离装置
1 发展背景
环保
当前普遍使用的燃油发动机汽车存在种种弊病严重排放废气污染 环境。20世纪90年代以来，世界各国对改善环保的呼声日益高涨， 各种各样新能源汽车脱颖而出，但是目前的电池技术问题阻碍了 纯电动汽车的应用。所以现阶段混合动力汽车的应用更为广泛。
第1页/共20页
1.1 混合动力汽车概述
定义：混合动力汽车（Hybrid Electric Vehicle, HEV）是指车辆 驱动系由两个或多个能同时运转的单个驱动系联合组成的车辆。 目前的混合动力汽车一般采用内燃机和电动机做为动力源。
3.4 一般行驶时过剩能量充电
因为混合动力系统在高速运转时是采用发动机来驱动，而发动机有时会产生多余的能 量。这时多余的能量由发电机转换成电力，用于储存在蓄电池中。
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3.5 全速行驶
在需要强劲加速力（如爬陡坡及超车）时，蓄电池也提供电力，来加大电动机的驱动 力。发动机和电动机双动力的结合使用。
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4.3 动力分离装置
将发动机产生的动力，分配给驱动系 统和发电系统使用。采用由齿环、小 齿轮、太阳齿轮、行星支架组成的行 星齿轮，高效率地分配动力。
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混合动力汽车优点
1.合理的动力分配，发挥内燃机和发电机各自的优势。 2.制动、怠速时的能量回收。 3.低功率运行可纯电动驱动，实现“0”排放。 4. 利用现有基础设施（加油站）不必在投资。
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3.6 减速行驶
在踩制动器和松油门时，混 合动力系统使车轮的旋转力 带动电动机运转，将其作为 发电机使用。减速时通常作 为摩擦热散失掉的能量，在 此被转换成电能，回收到蓄 电池中进行再利用。
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4 混合动力系统的关键技术 •再生制动 •动力控制单元 •动力分离装置
1 发展背景
环保
当前普遍使用的燃油发动机汽车存在种种弊病严重排放废气污染 环境。20世纪90年代以来，世界各国对改善环保的呼声日益高涨， 各种各样新能源汽车脱颖而出，但是目前的电池技术问题阻碍了 纯电动汽车的应用。所以现阶段混合动力汽车的应用更为广泛。
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1.1 混合动力汽车概述
定义：混合动力汽车（Hybrid Electric Vehicle, HEV）是指车辆 驱动系由两个或多个能同时运转的单个驱动系联合组成的车辆。 目前的混合动力汽车一般采用内燃机和电动机做为动力源。
1_第三章 混合动力电动汽车
(2)车载能量源 这是在汽车动力传动系中，用于能量存储或进 行能量的初始转化以向动力装置直接供能的所有部件的总称， 由能量直接存储装置或能量存储、调节和转化装置组成。
(3)动力装置 这是在汽车动力传动系中，用于把其他形式的能 量转化为机械动能(旋转动能)的装置，并直接作为传动系的输 入，如常规汽车上的内燃机、纯电动汽车上的电机等。
6)若动力电池组的电量过低，为保证整车行驶的综合性能，需 要对动力电池组进行停车补充充电，此时发动机输出的电功率 全部用于为动力电池组进行补充充电，电动机-发电机工作于发 电模式。
图3-15
某并联混合动力电动汽车的一个典型的工作过程
第四节 混联混合动力电动汽车的系统组成和工作原理
1)当动力电池组具有较高的电量且动力电池组输出功率满足整
第八节 典型的混合动力汽车结构
第三章 混合动力电动汽车
图3-1 第一个混合动力电动汽车专利
第三章 混合动力电动汽车
图3-2 混合动力技术在汽车中的应用
第一节 混合动力电动汽车的概念和类别
(1)动力传动系 这是汽车上用于存储、转化和传递能量并使汽
车获得运动能力的所有部件的总称，具体包括车载能量源、动 力装置、传动系和其他辅助系统四部分。 (2)车载能量源 这是在汽车动力传动系中，用于能量存储或进 行能量的初始转化以向动力装置直接供能的所有部件的总称， 由能量直接存储装置或能量存储、调节和转化装置组成。 (3)动力装置 这是在汽车动力传动系中，用于把其他形式的能
6)当动力电池组的电量在目标范围内，且发动机-发电机组输出 功率满足汽车行驶功率需求时，为提高串联混合动力系统的能 量利用效率，采用纯发动机驱动工作模式，此时发动机-发电机 组输出功率与汽车行驶功率需求相等。
第三章_混合动力电动汽车
3.3.2串联式混合动力电动汽车的功 率流控制
车辆启动、正常行驶或加速行驶时，发动机通 过发电机和蓄电池一起输出电能并传递给功率转 换器，然后驱动电动机，通过机械传动装置驱动 车轮。
启动/正常行驶/加速
3.3.2串联式混合动力电动汽车的功 率流控制
车辆轻载时，发动机发出的功率大于车辆所需功率， 多余的能量通过发电机给蓄电池充电直到SOC达 到顶定的限值
3.2.2并联式混合动力汽车的驱动方式
3.2.2并联式混合动力特点
➢ 并联式混合动力电动汽车采用发动机和电动机两 套独立的驱动系统驱动车轮。
➢ 发动机和电动机通常通过不同的离合器来驱动车 轮，可以采用发动机单独驱动，电力单独驱动或 者发动机和发电机混合驱动。
➢ 它是电力辅助型的燃油车，目的是为降低排放和 燃油消耗。
发动机、发电机和驱动电动机
各部件功用：
发动机仅仅用于发电 发电机发出的电能直接输送到电动机部分 电能向电池充电 电动机产生的电磁力矩驱动汽车行走
3.2.1串联式混合动力电动汽车原理图
3.2.1串联式混合动力电动汽车动力流程图
3.2.1串联式混合动力电动汽车动力流程图
3.2.1串联式混合动力电动汽车的特点
3.3.4电力主动型混联式混合动力电动汽车的功率流 控制
(a)启动/轻载;(b) 加速;(c)正常行驶;(d)减速/制动
3.3.5电力主动型混联式混合动力电动汽车的功率流 控制
（A）车辆启动或轻载运行时，发动机关闭，由 蓄电池给电动机提供电能驱动车辆;
（B&C）车辆正常行驶或节气门全开、车辆加速 行驶时，发动机和电动机一起工作，共同提供车 辆所需功率。两种工况的区别在于，车辆正常行 驶的动力仅由发动机驱动发电机提供，而节气门 全开加速行驶时，其动力由蓄电池和发电机共同 提供，通常用行星齿轮机构分流发动机的输出功 率，一部分用于驱动车俩，一部分用来驱动发电 机;
混合动力电动汽车(Hybrid Electric Vehicle) 2 驱动系统分析PPT课件
油箱
发动机
发电机
传动装置
蓄电池
功率转换器
电动机
电力接连
21
机械连接
液流连接
3.2.4 混联混合动力电动汽车的工 作模式
※电力主动型混联混合动力电动汽车 正常行驶模式
发动机和电动机一起工作，共同提供车辆所需功率。 电动机所需电能仅由发动机驱动发电机提供。
油箱
发动机
发电机
传动装置
发动机关闭，由蓄电池给电动机提供电能驱动车辆。
油箱
发动机
发电机
传动装置
蓄电池
功率转换器
电动机
电力接连
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机械连接
液流连接
3.2.4 混联混合动力电动汽车的工 作模式
※电力主动型混联混合动力电动汽车
加速模式
发动机和电动机一起工作，共同提供车辆所需功率。电动 机所需电能由蓄电池和发电机共同提供。通常用行星齿轮 机构分流发动机的输出功率，一部分用于驱动车辆，一部 分用来驱动发电机。
油箱
发动机
发电机
蓄电池
功率转换器
电动机
传动装置
电力接连
机械连接
液流连接
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3.2.2 串联混合动力电动汽车的工 作模式
蓄电池充电模式
停车时，发动机可通过发电机和功率转换器给蓄电 池充电。
油箱
发动机
发电机
蓄电池
功率转换器
电动机
传动装置
电力接连
机械连接
液流连接
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3.2.3 并联混合动力电动汽车的工 作模式
电动机关闭，发动机工作，提供车辆所需动力。
油箱
发动机
发电机
传动装置
蓄电池
功率转换器
混合动力汽车基础知识解析PPT课件
电循环效率较低，因而整个动力传动系统效率较低，油耗较高。
第12页/共68页
SHEV控制策略——发动机功率跟随式 控制逻辑如下：
➢发动机一直开启，它的功率跟随着电机的功率变化而变化； ➢设定一功率下限值，当行驶所需的发动机功率低于该值时，发动机/
发电机向电池充电； ➢发动机输出功率为最大仍不能满足驱动要求时，电池输出电能补充； ➢当电池电量不足而发动机又有后备动力时，发动机向电池充电。
第3页/共68页
混合动力电动汽车的优势：
与纯电动汽车比较： (1) 电池的容量减小，而使整车自重减小、成本有所降低。 (2) 续驶里程和动力性可达到内燃机汽车的水平。 (3) 无需建设庞大的充电设施，无需每天的充电维护。
第4页/共68页
混合动力电动汽车的优势：
与传统内燃机汽车比较： (1)可使发动机在最佳的工作区域稳定运行，降低发动机
第24页/共68页
结构得到简化。 发动机、电机之间的转速成比例关系。 要求合理选择耦合器传动比，使发动机、电机都工作于各
自合理区域，高效率地发挥出动力优势。
第25页/共68页
分路式结构
（驱动力合成式）
发动机和电机各一套动力系统，驱动前轮或后轮，通过驱动力来复合。 驱动力由两个驱动轴承担，每一轴上的驱动力减小，不易超出地面附着极 限，通过性好； 结构不紧凑，占用空间，布置困难，不适合于尺寸较小的车型 。
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串联式HEV优点
适合于城市工况。城市工况中有频繁起步、停车、加速 和低速工况，发动机效率低、排放性能差，SHEV发动 机受行驶工况影响小或不受影响，可工作于稳定、高效 的运行状态。
发 动 机 / 发 电 机 与 传 动 系 无 机 械 连 接 ， 布 置 较 灵 活 。 结构和工作原理比较简单，系统的设计、实现相对简单。
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SHEV控制策略——发动机功率跟随式 控制逻辑如下：
➢发动机一直开启，它的功率跟随着电机的功率变化而变化； ➢设定一功率下限值，当行驶所需的发动机功率低于该值时，发动机/
发电机向电池充电； ➢发动机输出功率为最大仍不能满足驱动要求时，电池输出电能补充； ➢当电池电量不足而发动机又有后备动力时，发动机向电池充电。
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混合动力电动汽车的优势：
与纯电动汽车比较： (1) 电池的容量减小，而使整车自重减小、成本有所降低。 (2) 续驶里程和动力性可达到内燃机汽车的水平。 (3) 无需建设庞大的充电设施，无需每天的充电维护。
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混合动力电动汽车的优势：
与传统内燃机汽车比较： (1)可使发动机在最佳的工作区域稳定运行，降低发动机
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结构得到简化。 发动机、电机之间的转速成比例关系。 要求合理选择耦合器传动比，使发动机、电机都工作于各
自合理区域，高效率地发挥出动力优势。
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分路式结构
（驱动力合成式）
发动机和电机各一套动力系统，驱动前轮或后轮，通过驱动力来复合。 驱动力由两个驱动轴承担，每一轴上的驱动力减小，不易超出地面附着极 限，通过性好； 结构不紧凑，占用空间，布置困难，不适合于尺寸较小的车型 。
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串联式HEV优点
适合于城市工况。城市工况中有频繁起步、停车、加速 和低速工况，发动机效率低、排放性能差，SHEV发动 机受行驶工况影响小或不受影响，可工作于稳定、高效 的运行状态。
发 动 机 / 发 电 机 与 传 动 系 无 机 械 连 接 ， 布 置 较 灵 活 。 结构和工作原理比较简单，系统的设计、实现相对简单。
第八章 混合动力电动汽车教学课件
第八章混合动力电动汽车•学习目标:•了解各种类型混合动力电动汽车的组成•了解各种类型混合动力电动汽车的工作模式纯电动汽车是解决能源危机的最佳途径，但是其续航能力、充电效率以及实际充电系统的发展限制了纯电动汽车的发展。
混合动力车辆的节能、低排放、持续续航能力、动力性好的优点，汽车的热效率可提高10%以上，废气排放可改善30%以上。
所以混合动力汽车成为目前最具有节能潜力和市场前景的车型之一。
第一节混合动力汽车的概述与分类一、混合动力电动汽车电动汽车的概述1894年，第一台混合动力电动汽车诞生。
混合动力汽车（Hybrid Vehicle）广义上是指车辆驱动系统由两个或多个能同时运转的单个驱动系统联合组成的车辆，车辆的行驶功率依据实际的车辆行驶状态由单个驱动系统单独或共同提供。
通常所说的混合动力汽车，一般是指油电混合动力汽车（Hybrid Electric Vehicle,HEV），即采用传统的内燃机（柴油机或汽油机）和电动机作为动力源，也有的发动机经过改造使用其他替代燃料，例如压缩天然气、丙烷和乙醇燃料等。
通过在混合动力汽车上使用电动机,使得动力系统可以按照整车的实际运行工况灵活调控,而发动机保持在综合性能最佳的区域内工作,从而降低油耗与排放。
混合动力汽车就是在纯电动汽车上加装一套内燃机,其目的是减少汽车的污染,增加纯电动汽车的行驶里程。
混合动力汽车的发动机要使用燃油,而且在起步、加速时,由于有电动机的辅助,可以在起动的瞬间产生强大的动力,因此,车主在享受更强劲的起步、加速的同时,还能实现较高水平的燃油经济性。
二、混合动力汽车的主要动力组件混合动力汽车使用的动力系统中包括高效强化的发动机、电动机、发电机、蓄电池和动力分配系统。
1.发动机混合动力汽车可以广泛地采用四冲程内燃机(包括汽油机和柴油机)、二冲程(包括汽油机和柴油机)、转子发动机、燃气轮机和斯特林发动机等。
利用它们各自的优势,可以构成不同特点的混合动力系统。