3混合动力电动汽车3混合动力电动汽车.pptx
合集下载
电动汽车结构与原理 第三章 混合动力电动汽车ppt课件
动力大客车。 • ◇并联HEV：轿车。如本田Insight。 • ◇混联HEV：轿车。如丰田Prius。 • ◇纯电动汽车：小型或微型车。如Nissan
Hypermini
3.1.5 混合动力电动汽车的比较
结构模式
串联HEV
并联HEV
混联HEV
动力总成
发动机、发电机、电 发动机、电动/发电 发动机、电动/发电机、
• ω1、ω2 、ω3—分别为太阳轮、齿圈和行星架的角速度。
• ◇各部件运动方程：
• J1ω1=η1M1-η2M2/kp J3ω3=M3+η3M2(kp+1)/kp
• J1—太阳轮及其相关部件的转动惯量； J3—行星架的总转动 惯量
• M1 、M2 、M3—分别为作用在太阳轮、齿圈及行星架上的转
3.1.4 混联混合动力电动汽车
3.1.2 串联混合动力电动汽车
• 优点 • ◇动力电池组为基本能源，可实现“零污染〞状态的行驶。
发动机—发电机组所发出的电能向动力电池组充电，用于补 充动力电池组的电能，或直接供给驱动电动机，以延长续驶 里程。 • ◇发动机—发电机组的发动机能够保持在稳定、高效、低污 染的状态下运转，将有害气体排放控制在最低范围。还可采 用燃气轮机、转子发动机等其它类型的发动机，进一步降低 燃料消耗和有害气体排放。 • ◇趋近于纯电动车，只有电动机驱动车辆。可采用电动机集 中驱动系统或电动轮驱动系统。 • ◇总体结构较简单，易于控制，发动机—发电机组和电动机 之间没有机械联系，在车上布置有较大的自由度。
◇发动机功率占整个系统功率的百分较大，电机功率 占整个系统功率的百分较小，电池组仅提供车辆行 驶时的峰值功率。
◇车辆行驶前后的电池组荷电状态SOC基本维持不变。 电池组容量可较小。一般不需外界能量源给电池组 补充充电。
Hypermini
3.1.5 混合动力电动汽车的比较
结构模式
串联HEV
并联HEV
混联HEV
动力总成
发动机、发电机、电 发动机、电动/发电 发动机、电动/发电机、
• ω1、ω2 、ω3—分别为太阳轮、齿圈和行星架的角速度。
• ◇各部件运动方程：
• J1ω1=η1M1-η2M2/kp J3ω3=M3+η3M2(kp+1)/kp
• J1—太阳轮及其相关部件的转动惯量； J3—行星架的总转动 惯量
• M1 、M2 、M3—分别为作用在太阳轮、齿圈及行星架上的转
3.1.4 混联混合动力电动汽车
3.1.2 串联混合动力电动汽车
• 优点 • ◇动力电池组为基本能源，可实现“零污染〞状态的行驶。
发动机—发电机组所发出的电能向动力电池组充电，用于补 充动力电池组的电能，或直接供给驱动电动机，以延长续驶 里程。 • ◇发动机—发电机组的发动机能够保持在稳定、高效、低污 染的状态下运转，将有害气体排放控制在最低范围。还可采 用燃气轮机、转子发动机等其它类型的发动机，进一步降低 燃料消耗和有害气体排放。 • ◇趋近于纯电动车，只有电动机驱动车辆。可采用电动机集 中驱动系统或电动轮驱动系统。 • ◇总体结构较简单，易于控制，发动机—发电机组和电动机 之间没有机械联系，在车上布置有较大的自由度。
◇发动机功率占整个系统功率的百分较大，电机功率 占整个系统功率的百分较小，电池组仅提供车辆行 驶时的峰值功率。
◇车辆行驶前后的电池组荷电状态SOC基本维持不变。 电池组容量可较小。一般不需外界能量源给电池组 补充充电。
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。
36
– (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）。
25
• 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。
34
– (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。
交通运输概论 4.3.3 混合动力电动汽车 图文
第四章 交通运输电气技术
4.3.3 混合动力电动汽车
混合动力车辆是使用两种或以上能源的车辆，比普通由内燃发动机车辆较为 节能、环保。目前多数以内燃机+电动机推动，能源来自汽油/柴油+电池，此类 混合动力车叫油（柴）电混合动力车。
普通混合动力车的电池不能外部充电，仅由汽车发电机充电。
（1）混合动力电动汽车节能原理
油箱
电池
内燃机 发电机 充电器
飞轮或 电容器
变流器 电动机
（3）并联型混合动力车
内燃发动机或电动机可以单独驱动，也可以同时驱动。爬坡、加速时，内燃机与 电动机共同驱动；工作点最佳时内燃机单独驱动（如巡航时）。优点：内燃机在最佳 工作点可以不通过电机直接驱动，效率高。与电动机协调，运行方式多。缺点：混动 车电池小，起停频繁时电机动力不足，需要内燃机低速参与起停，效率低。适合在高 速公路行驶的车辆。
电池 油箱 发电机 充电器
变流器 电动机
内燃机
谢谢！
7
3
（2）串联型混合动力车
内燃发动机带动发电机发电，通过控制器输送给电动机，驱动汽车行驶，并 可以同时向电池充电。起动、爬坡、加速时，发电机与电池共同供电；低速、滑 行、怠速时仅由电池供电，优点：内燃机组总是在最佳工作区。缺点：内燃机即 使在最佳工作区也要通过导线向电动机传递能量，导线与电机损耗造成效率较低。 适用于公交车（起停频繁）。
以并联型混合动力电动车为例： 1. 可避开起动和低速段燃油发动机的低效区。由于转速变化对电机的能效影响比 对内燃机小，在起动时和低速下，由电池向电动机提供动力；高速下燃油发动机 达到最佳工作点才直接驱动，从而整体优化了能效。 2. 避开燃油消耗高峰造成的低效。在负荷过大时燃油发动机效率较低，因此在突 然加速时由电机帮助燃油发动机加速；高速行驶时，电池为辅助用电设备提供能 量，使燃油发动机的负荷比较平均，从而提高效率。 3. 在减速和刹车的时候，燃油车的剩余动能将会因摩擦耗散掉。而混合动力车此 时可以通过电机为电池充电，最大限度地保存和节约了能源。
4.3.3 混合动力电动汽车
混合动力车辆是使用两种或以上能源的车辆，比普通由内燃发动机车辆较为 节能、环保。目前多数以内燃机+电动机推动，能源来自汽油/柴油+电池，此类 混合动力车叫油（柴）电混合动力车。
普通混合动力车的电池不能外部充电，仅由汽车发电机充电。
（1）混合动力电动汽车节能原理
油箱
电池
内燃机 发电机 充电器
飞轮或 电容器
变流器 电动机
（3）并联型混合动力车
内燃发动机或电动机可以单独驱动，也可以同时驱动。爬坡、加速时，内燃机与 电动机共同驱动；工作点最佳时内燃机单独驱动（如巡航时）。优点：内燃机在最佳 工作点可以不通过电机直接驱动，效率高。与电动机协调，运行方式多。缺点：混动 车电池小，起停频繁时电机动力不足，需要内燃机低速参与起停，效率低。适合在高 速公路行驶的车辆。
电池 油箱 发电机 充电器
变流器 电动机
内燃机
谢谢！
7
3
（2）串联型混合动力车
内燃发动机带动发电机发电，通过控制器输送给电动机，驱动汽车行驶，并 可以同时向电池充电。起动、爬坡、加速时，发电机与电池共同供电；低速、滑 行、怠速时仅由电池供电，优点：内燃机组总是在最佳工作区。缺点：内燃机即 使在最佳工作区也要通过导线向电动机传递能量，导线与电机损耗造成效率较低。 适用于公交车（起停频繁）。
以并联型混合动力电动车为例： 1. 可避开起动和低速段燃油发动机的低效区。由于转速变化对电机的能效影响比 对内燃机小，在起动时和低速下，由电池向电动机提供动力；高速下燃油发动机 达到最佳工作点才直接驱动，从而整体优化了能效。 2. 避开燃油消耗高峰造成的低效。在负荷过大时燃油发动机效率较低，因此在突 然加速时由电机帮助燃油发动机加速；高速行驶时，电池为辅助用电设备提供能 量，使燃油发动机的负荷比较平均，从而提高效率。 3. 在减速和刹车的时候，燃油车的剩余动能将会因摩擦耗散掉。而混合动力车此 时可以通过电机为电池充电，最大限度地保存和节约了能源。
三类混合动力电动汽车原理图
合用标准文案混杂动力电动汽车原理图串通式混杂动力电动汽车串通式混杂动力电动汽车主要由发动机、发电机、驱动电机和蓄电池组等部件组成。
发动机可是用于发电，发电机所发出的电能供给电动机，电动机驱动汽车行驶。
发电机发出的部分电能向电池充电，来延长混杂动力电动汽车的行驶里程。
别的电池还可以单独向电动机供给电能来驱动电动汽车，使混杂动力电动汽车在零污染状态下行驶。
串通式混杂动力系一致般由内燃机直接带动发电机发电，产生的电能经过控制单元传到电池，再由电池传输给电机转变成动能，最后经过变速机构来驱动汽车。
在这种联系方式下，电池就象一个水库，可是调治的对象不是水量，而是电能。
电池对在发电机产生的能量和电动机需要的能量之间进行调治，从而保证车辆正常工作。
在车辆行驶之初，蓄电池处于电量饱满状态，其能量输出可以满足车辆要求，辅助动力系统不需要工作。
电池电量低于 60％时，辅助动力系统起动：当车辆能量需求较大时，辅助动力系统与蓄电池组同时为驱动系统供给能量；当车辆能量需求较小时，辅助动力系统为驱动系统供给能量的同时，还给蓄电池组进行充电。
由于蓄电池组的存在，使发动机工作在一个相对牢固的工况，使其排放获取改进。
串通式混杂动力系统合用于城市内频频起步和低速行驶工况，可以将发动机调整在最正确工况点周边牢固运转，经过调整电池和电动机的输出来达到调整车速的目的，使发动机防备了怠速和低速运转的工况，从而提高了发动机的效率，减少了废气排放。
缺点就是由于能量几经变换，使其能量效率较低，同时系统的可靠性也较差。
优秀文档1 / 3并联式混杂动力电动汽车并联式混杂动力电动汽车主要由发动机、发电 / 电动机和蓄电池组等部件组成。
并联式驱动系统可以单独使用发动机或电动机做为动力源，也可以同时使用电动机和发动机作为动力源来驱动汽车。
并联式系统的发动机和电动机共同驱动客车，发动机与电动机分属两条系统，可以分别独立地向客车传动系供给扭矩，在必要时既可以共同驱动又可以单独驱动。
混合动力汽车-PPT课件
轻量化技术
采用新型材料如碳纤维、 铝合金等，减轻车身重 量，降低能耗。
智能化技术
引入人工智能、大数据 等技术，实现智能驾驶、 智能交通等创新应用。
成本降低途径研究
01
规模化生产
通过提高生产规模，降低单车制造成本。
02
供应链优化
优化零部件采购和物流管理，降低原材料和运输成本。
03
政策支持
争取政府对新能源汽车的补贴和税收优惠政策，降低购车成本。
市场需求及前景展望
市场需求
随着环保意识的提高和新能源汽车政策的推动，消费者对混 合动力汽车的需求逐渐增加。同时，共享出行、物流运输等 行业的快速发展也为混合动力汽车提供了广阔的市场空间。
前景展望
随着技术的不断进步和成本的降低，混合动力汽车将在未来 汽车市场中占据重要地位。同时，随着智能化、网联化等技 术的融合应用，混合动力汽车将实现更高效、更环保、更智 能的发展。
涡轮增压技术
增加发动机进气压力，提 高功率和扭矩。
可变气门正时技术
优化气门开闭时机，提高 发动机燃烧效率。
先进电动机及驱动器技术
永磁同步电动机
高效率、高功率密度、宽 调速范围。
电力电子变换器
实现电能的高效转换和控 制。
电机控制技术
提高电机运行效率，实现 精准控制。
智能化能量管理系统
电池管理系统
监测电池状态，确保电池安全、 高效运行。
舒适性改善措施
针对混合动力汽车的特点，采取相应措施如优化座椅设计、提升空 调性能、改善车内噪音等，提高乘坐舒适性。
人机交互界面设计
设计直观易用的人机交互界面，方便驾驶员了解车辆状态、操作车辆 以及获取相关信息，提升驾驶便捷性。
《混合动力电动汽车》课件
结论
再次强调混合动力电动汽车的重要性和发展前景，鼓励更多的研究和应用，为可持续交通和环境保护做出贡献。
3 安静舒适的驾驶体验
4 续航里程更长
电动驱动提供安静、平顺和舒适的驾驶体验。
混合动力系统提供更长的续航里程，减少充 电次数。
混合动力电动汽车的挑战
1 售价和前期投入
目前，混合动力电Leabharlann 汽车的售价较高，需要更大的前期投入。
2 充电设施不足
充电设施建设仍面临挑战，限制了混合动力电动汽车的普及。
3 应用场景有限
《混合动力电动汽车》 PPT课件
介绍混合动力电动汽车的定义、分类、原理和工作模式，以及其在减少能源 消耗和排放量、提高燃油经济性、驾驶舒适性和续航里程方面的优势。
混合动力电动汽车的优点
1 节能环保
减少能源消耗和排放量，对环境友好。
2 燃油经济性更好
相比传统汽车，使用混合动力电动汽车可以 获得更好的燃油经济性。
混合动力电动汽车的未来
可持续发展和改进方向
探讨混合动力电动汽车的可持续 发展和新技术的应用，例如更高 效的电池技术和智能充电技术。
我国政策和产业布局
介绍中国政府对混合动力电动汽 车的支持政策和产业布局，以及 未来的发展计划。
未来发展前景展望
展望混合动力电动汽车的未来发 展前景，包括市场规模、技术创 新和消费者需求。
目前，混合动力电动汽车主要应用于城市出行，对于长途行驶仍存在限制。
混合动力电动汽车的发展和应用
1
行业发展趋势
混合动力电动汽车市场呈现持续增长的趋势，创新技术和政策支持推动行业发展。
2
现有车型介绍
介绍当前市场上的混合动力电动汽车车型，包括特点和性能。
混合动力汽车分类一组PPT幻灯片课件
8
并联式混合动力汽车的工作原理
并联式混合动力汽车由发动机和电动机共同驱动 汽车，发动机与电动机分属两套系统，可以分别 独立的向汽车传动系统提供扭矩，在不同的路面 上既可以共同驱动又可以单独驱动。当汽车加速 爬坡时，电动机和发动机能够同时向传动机构提 供动力，一旦汽车车速达到巡航速度，汽车将仅 仅依靠发动机维持该速度，电动机既可以作电动 机又可以作发电机使用，称为电动/发电机组。 由于没有单独的发电机，发动机可以直接通过传 动机构直接驱动车轮，这种装置更接近传统的汽 车驱动系统，机械效率损耗与普通汽车差不多， 得到比较广泛的应用。
38
工作原理
在电池电量充足时，动力电池驱动电机，提供 整车驱动功率需求，此时发动机不参与工作。 当电池电量消耗到一定程度时，发动机启动， 发动机为电池提供能量对动力电池进行充电。 当电池电量充足时，发动机又停止工作，由电 池驱动电机，提供整车驱动。
9
二.根据在混合动力系统中，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 （2）轻混合动力系统 （3）中混合动力系统 （4）完全混合动力系统
10
（1）微型混合动力汽车（BSG）
微混合动力系统。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。
并联式混合动力汽车的工作原理
并联式混合动力汽车由发动机和电动机共同驱动 汽车，发动机与电动机分属两套系统，可以分别 独立的向汽车传动系统提供扭矩，在不同的路面 上既可以共同驱动又可以单独驱动。当汽车加速 爬坡时，电动机和发动机能够同时向传动机构提 供动力，一旦汽车车速达到巡航速度，汽车将仅 仅依靠发动机维持该速度，电动机既可以作电动 机又可以作发电机使用，称为电动/发电机组。 由于没有单独的发电机，发动机可以直接通过传 动机构直接驱动车轮，这种装置更接近传统的汽 车驱动系统，机械效率损耗与普通汽车差不多， 得到比较广泛的应用。
38
工作原理
在电池电量充足时，动力电池驱动电机，提供 整车驱动功率需求，此时发动机不参与工作。 当电池电量消耗到一定程度时，发动机启动， 发动机为电池提供能量对动力电池进行充电。 当电池电量充足时，发动机又停止工作，由电 池驱动电机，提供整车驱动。
9
二.根据在混合动力系统中，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 （2）轻混合动力系统 （3）中混合动力系统 （4）完全混合动力系统
10
（1）微型混合动力汽车（BSG）
微混合动力系统。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。
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。
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。
项目四-混合动力电动汽车课件.ppt
➢ 与传统汽车的最大区别在于其动力系统，混合动力电动汽车 通常至少拥有两个动力源和两个能量储存系统。
➢ 混合动力电动汽车（视频）
引导问题2： 混合动力电动汽车有哪些分类？
➢ 根据2010年颁布的QC/T 837—2010《混合动力电动汽车类 型》，混合动力电动汽车的有多种分类方式：
➢ 根据驱动系统能量流和功率流的配置结构关系，混合动力电 动汽车可分为串联式、并联式、混联式。
微度混合动力电动汽车的BSG系统
引导问题2： 混合动力电动汽车有哪些分类？
３. 根据内燃机和电动机的功率大小及混合程度分类
(2)轻度混合动力电动汽车(Mild Hybrids)
电池、电动 机功率所占 的比例增大
内燃机功率 所占的比例 相对减少
辅助电机被安装在发动机和 变速器之间，作为辅助动力 源与主要动力相连，当行驶 中需要更大的驱动力时，被 用作电动机，当需要重新起 动发动机时，被用作起动机， 在减速制动，进行能量回收 时，被用作发电机。
小
在前述第一种分类法中提到的串联式混 合动力电动汽车与并联式混合动力电动 汽车既可以是电量维持型也可以是汽车有哪些分类？
(１)电量维持型(或内燃机主动型)混合动力电动汽车
在电量维持型混合动力电动汽车中，内燃机功率占整个系统功率的 百分比较大，电动机功率占整个系统功率的百分比较小，蓄电池组仅提供 车辆行驶时的峰值功率。其蓄电池组容量一般较小，车辆行驶前后的蓄电 池组荷电状态 ＳＯＣ 主要依靠内燃机带动发电机发电或能量回馈来维持， 一般不需外界能量源给蓄电池组补充充电。
串联式混合动力电动汽车的运行工况分析
③ 减速/制动工况： 电动 机把驱动轮的动能转化为 电能，并通过功率转换器
给蓄电池充电。
串联式混合动力电动汽车功能部件分布
➢ 混合动力电动汽车（视频）
引导问题2： 混合动力电动汽车有哪些分类？
➢ 根据2010年颁布的QC/T 837—2010《混合动力电动汽车类 型》，混合动力电动汽车的有多种分类方式：
➢ 根据驱动系统能量流和功率流的配置结构关系，混合动力电 动汽车可分为串联式、并联式、混联式。
微度混合动力电动汽车的BSG系统
引导问题2： 混合动力电动汽车有哪些分类？
３. 根据内燃机和电动机的功率大小及混合程度分类
(2)轻度混合动力电动汽车(Mild Hybrids)
电池、电动 机功率所占 的比例增大
内燃机功率 所占的比例 相对减少
辅助电机被安装在发动机和 变速器之间，作为辅助动力 源与主要动力相连，当行驶 中需要更大的驱动力时，被 用作电动机，当需要重新起 动发动机时，被用作起动机， 在减速制动，进行能量回收 时，被用作发电机。
小
在前述第一种分类法中提到的串联式混 合动力电动汽车与并联式混合动力电动 汽车既可以是电量维持型也可以是汽车有哪些分类？
(１)电量维持型(或内燃机主动型)混合动力电动汽车
在电量维持型混合动力电动汽车中，内燃机功率占整个系统功率的 百分比较大，电动机功率占整个系统功率的百分比较小，蓄电池组仅提供 车辆行驶时的峰值功率。其蓄电池组容量一般较小，车辆行驶前后的蓄电 池组荷电状态 ＳＯＣ 主要依靠内燃机带动发电机发电或能量回馈来维持， 一般不需外界能量源给蓄电池组补充充电。
串联式混合动力电动汽车的运行工况分析
③ 减速/制动工况： 电动 机把驱动轮的动能转化为 电能，并通过功率转换器
给蓄电池充电。
串联式混合动力电动汽车功能部件分布
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 。
第8页/共68页
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 。
第8页/共68页
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。
混合动力汽车的电机驱动系统通用课件
混合动力汽车的电机驱 动系统通用课件
CONTENTS 目录
• 混合动力汽车概述 • 电机驱动系统基础 • 电机驱动系统控制技术 • 电机驱动系统集成与测试 • 混合动力汽车电机驱动系统案例分析 • 未来发展趋势与挑战
CHAPTER 01
混合动力汽车概述
混合动力汽车的定义与分类
定义
混合动力汽车（Hybrid Electric Vehicle，简称HEV）是指同时装备两种动力 来源——热动力源（由传统的汽油机或者柴油机产生）与电动力源（电池与电 动机）的汽车。
全生命周期管理
对电机驱动系统进行全生命周期管理，从设计、生产、使用到报废全过程进行优化，以实现资源的最大 利用和环境的最小影响。
THANKS
[ 感谢观看 ]
电机驱动系统集成与测试
电机驱动系统集成设计
01
02
03
集成设计目标
实现电机、控制器、传动 装置等部件的高效集成， 确保整体性能优化。
模块化设计
采用模块化设计理念，简 化系统集成过程，提高系 统的可维护性和可扩展性 。
热设计考虑
充分考虑散热需求，采用 合适的散热结构和风扇等 散热设备，确保系统在不 同工况下的稳定运行。
电机驱动系统控制策略
矢量控制策略
01
介绍矢量控制的基本原理、实现方法以及在混合动力汽车电机
驱动系统中的应用。
直接转矩控制策略
02
阐述直接转矩控制策略的原理、特点以及在混合动力汽车中的
应用。
智能控制策略
03
探讨基于现代控制理论的智能控制策略，如模糊控制、神经网
络控制在电机驱动系统中的应用。
电机驱动系统控制算法与优化
电机驱动系统主要由电机、电力电子变换器、控制器等部分 组成。
CONTENTS 目录
• 混合动力汽车概述 • 电机驱动系统基础 • 电机驱动系统控制技术 • 电机驱动系统集成与测试 • 混合动力汽车电机驱动系统案例分析 • 未来发展趋势与挑战
CHAPTER 01
混合动力汽车概述
混合动力汽车的定义与分类
定义
混合动力汽车（Hybrid Electric Vehicle，简称HEV）是指同时装备两种动力 来源——热动力源（由传统的汽油机或者柴油机产生）与电动力源（电池与电 动机）的汽车。
全生命周期管理
对电机驱动系统进行全生命周期管理，从设计、生产、使用到报废全过程进行优化，以实现资源的最大 利用和环境的最小影响。
THANKS
[ 感谢观看 ]
电机驱动系统集成与测试
电机驱动系统集成设计
01
02
03
集成设计目标
实现电机、控制器、传动 装置等部件的高效集成， 确保整体性能优化。
模块化设计
采用模块化设计理念，简 化系统集成过程，提高系 统的可维护性和可扩展性 。
热设计考虑
充分考虑散热需求，采用 合适的散热结构和风扇等 散热设备，确保系统在不 同工况下的稳定运行。
电机驱动系统控制策略
矢量控制策略
01
介绍矢量控制的基本原理、实现方法以及在混合动力汽车电机
驱动系统中的应用。
直接转矩控制策略
02
阐述直接转矩控制策略的原理、特点以及在混合动力汽车中的
应用。
智能控制策略
03
探讨基于现代控制理论的智能控制策略，如模糊控制、神经网
络控制在电机驱动系统中的应用。
电机驱动系统控制算法与优化
电机驱动系统主要由电机、电力电子变换器、控制器等部分 组成。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2、混合动力系统的分类
2.1 根据混合方式的不同
串联式 并联式 混联式
16
2.1.1 串联式混合动力
串联混合动力车辆是混合动力车辆的一种基本结构，其单个驱动系 间的联合是车载能源环节的联合，也即非直接用于驱动车辆的能量 的联合并同时向动力生成装置供能。
车载能源环节的混合； 单一的动力生成装置； 车载能源的多样化。
制定动力分配策略的基础，对整车的动力性、经 济性、排放性和制造成本有重大影响。
要求：结构合理、制造容易、效率高
动力耦合方式：转矩耦合、速度耦合、功率耦合 具体结构：由变速器耦合、离合器耦合、主减速 器耦合等向行星齿轮耦合方向发展。
1.4.2 动力总成控制系统
车辆行驶的核心单元！ HEV的控制需要根据驾驶人操纵状态、车 速、电池荷电状态和相关设备的状态确定 发动机与电机功率分配策略，以保证满足 汽车动力性、经济性、排放性的性能指标。
动力传动系
车辆上所有的用于存储、转化和传递能量并使车辆获得运动能力的部件的总称。具 体由车载能量源、动力装置、传动系以及其他辅助系统组成。
1.2 混合动力电动汽车发展简史
1894年，第一辆混合动力电动汽车诞生； 1905年，H.Piper在美国申请了混合动力电
动汽车专利，随后有多种混合动力汽车推 出，但一直没有量产； 20世纪90年代，重新得到重视； 1997年，第一代Prius上市；2011
在HEV开发过程中，需要建立先进的驱动系统 数学模型，这是计算机仿真和分析的基础。 在系统选择上，可依靠高效的建模工具，通过 交替使用候选的子系统进行模拟仿真，从而找 到最佳的方案。 计算机模型为每个候选子系统提供了详细规格 和设计参数，从而提高设计效率，且有助于为 设计和制造样车定制工程目标和计划。
1.4.3 电机及控制系统
电机类型：主要有交流感应电机、永磁同步电
机和开关磁阻电机。
对电机的要求：在较宽的速度范围内具有高转
矩密度、高功率密度，高效率、高可靠性、良 好的控制性能，能够适应发动机频繁起停和电 机电动/发电状态的切换。 国外以永磁同步电机为主，国内应用较多的是 交流感应电机。
1.4.4 动力电池及其管理系统
能源存储系统
发动机
传动系
能源存储和 调节转化系统
电动机
辅助系统
驱动轮
车载能量源
用于能源存储或进行能 源的初始转化以向动力 生成装置直接供能的所 有部件的总称。
动力装置
用于把其他形式的能量 转化为机械动能(旋转 动能)的装置，直接作 为动力传递系的输入
辅助系统
从动力装置中获取动力，用于维持汽 车良好的操控特性、舒适性等的所有 部件的总称，如转向助力系统、制动 助力系统、空调系统、辅助电气系统 等
混合动力电动汽车：是指由两种和两种以上的储能器、能源或转换器作驱 动能源，其中至少有一种能提供电能的汽车称为混合动力电动汽车。
HEV,指能够至少从下述两类车载储存的能量中获得动力的汽车：－可消耗 的燃料；－可再充电能/能量储存装置。
用于传递和调节动力生成装置输出的旋转机械动能，并输 送给车辆驱动车轮，实现车辆正常行驶的所有部件的总称 传动系
1.3 混合动力电动汽车的优点
与纯电动汽车比较：
(1) 整车重量小（由于电池的容量减小）。 (2) 续驶里程和动力性可达到内燃机的水平。 (3) 保证驾车和乘坐的舒适性（空调、暖风、
动力转向的使用）。
与内燃机汽车比较：
(1) 可使发动机在最佳的工况区域稳定运 行，从而降低排污和油耗。
(2) 在人口密集的商业区、居民区等地可 用纯电动方式驱动车辆，实现“零排 放”。
使用特点：HEV的动力电池需要频繁充放电，在充放电过
程中，电压、电流会有较大变化。
要求：
1、具有较大功率充放电能力和较高的比功率，以满足汽车 加速和爬坡时的大功率需求；具有快速充电能力，以满足 制动时的大功率能量回收需要。 2、高的充放电效率，对保证整车效率具有至关重要的作用。 3、电池在快速充放电的工况条件下保持性能的相对稳定。
第三章 混合动力电动汽车
主要内容
概述
概念、发展简史、优点、关键技术
混合动力系统的分类
混合方式、混合度、动力耦合数学模型
丰田THS混合动力系统 本田IMA混合动力系统 通用雪佛兰Volt四模混合动力系统
1、概述
1.1 概念
混合动力汽车：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，车辆的行驶功率依据实际的车辆行驶状态由单个驱动系单 独或多个驱动系共同提供。
电池管理系统的任务：考虑热能控制管理、荷电状态判定、
充放电模式选择、电池充放电平衡、电池过充电或过放电 控制、电池组的温度控制等。
1.4.5 混合动力系统专用发动机
发动机技术：电控燃油喷射、排气再循环、 增压中冷、可变进气涡轮、高压共轨和催化 后处理。 在HEV中，发动机的工况可控制在一定范围 内，可以进行优化设计进一步提高燃油经济 性，减低排放。
(3) 通过电动机回收汽车减速和制动时的 能量，进一步降低汽车的能量消耗和排 放污染。
1.4 混合动力电动汽车的关键技术
1) 动力耦合系统 2) 动力总成控制系统 3) 电机及控制系统 4) 动力电池及其管理系统 5) 混合动力系统专用发动机 6) 仿真分析技术
1.4.1动力耦合系统
关键技术：布置方案，不同结构的动力耦合方式 不仅决定了混合动力系统的工作模式，而且也是
车辆的驱动力只来源于电动机的混合 动力(电动)汽车
串联混合动力电动汽车的工作模式列表
工作模式 发动机-发电机组
动力电池组
电动机/发电机 整车状态
纯电池组驱动
关机
放电
电动 驱动
再生制动充电
关机
充电
发电 制动
混合动力驱动
发电
放电
电动 驱动
强制补充充电
发电
充电
电动 驱动
混合补充充电 纯发动机驱动 停车补充充电
发电 发电 发电
充电
既不充电也 不放电
充电
发电 电动 停机
制动 驱动 停车
2.1.2 并联式混合动力
并联混合动力车辆是混合动力车辆的一种基本结构，其单个驱动系间的联合是车 辆动力传递系环节的联合，通过对不同的动力生成装置输出的动能的联合或耦合， 并经过相应的特性场转化装置输出到驱动轮，满足车辆行驶要求。 机械动能的混合； 具有两个或多个动力生成装置； 每一个动力生成装置都有自己单 独的车载能源。