混合动力汽车的电机驱动系统
混合动力汽车双电机驱动系统分析
混合动力汽车双电机驱动系统分析1前言为了有效降低汽车燃油消耗量和尾气排放，满足双积分政策的要求，越来越多的汽车厂商进行推广和研发混合动力汽车。
混合动力汽车利用电池给电机提供动力来源，并通过电机来调节发动机的工作点，可以有效降低油耗和排放，进一步提高整车动力性和经济性[1-2]。
同时，混合动力汽车利用电机制动，借助新增零部件，可以进行有效的能量回收和能量管理，不同的混合动力系统构型方案可以实现不同的扭矩分配功能[3]。
在构型方案上，混合动力汽车可以采用单电机动力系统构型也可以采用双电机动力系统构型，而深混的混合动力系统多采用双电机构型，以便实现全部的混合动力功能，比如串联功能、并联功能和串并联混合功能等。
本文通过对两款典型的双电机系统车型进行技术分析，包括构型方案、系统功能及工作模式等，旨在为后续混合动力系统开发提供借鉴意义。
2本田i-MMD双电机系统构型本田雅阁i-MMD（IntelligentMulti-ModeDrive）系统技术方案结构如图1所示[4]，其动力驱动系统主要包括2.0L发动机、驱动电机、发电机、离合器以及传动机构等。
其中，驱动电机、发电机以及离合器集成形成了电动耦合e-CVT，取代了传统的变速箱，发电机始终与发动机相连，主要用于发电，驱动电机与驱动车轮相连，主要用于驱动车辆行驶，在制动的时候，电机可以回收能量对电池进行充电。
雅阁混合动力汽车搭载了i-MMD双电机系统，整车动力来源采用了以驱动电机为主，发动机为辅的设计，可以实现纯电动、混合动力以及发动机直驱的模式功能。
纯电动模式下利用驱动电机驱动车轮；混动模式下发动机启动通过发电机给驱动电机充电，再让驱动电机驱动车轮；发动机直驱模式下离合器闭合，发动机作为动力源与传动系相连驱动车轮。
通过三种模式有效切换，使得车辆表现出了更为出色的动力与节油优势。
图1i-MMD系统技术方案结构[4] 3本田i-MMD双电机系统工作模式3.1纯电动模式驱动。
混合动力汽车基本结构
混合动力汽车是结合了传统燃油发动机和电动机的动力系统，以提高燃油效率和减少排放的一种汽车。
下面是混合动力汽车的基本结构和相关参考内容。
1.发动机：混合动力汽车通常采用汽油或柴油发动机作为主要动力源。
发动机可以采用内燃机或燃料电池等技术。
发动机负责提供主要的驱动力，在需要更高功率时可以辅助电机提供动力。
2.电动机：混合动力汽车中的电动机一般由电池供电，使用电能来驱动车辆行驶。
电动机可以分为交流电动机和直流电动机两种类型。
电动机负责提供低速高扭矩的动力，起到辅助驱动的作用，尤其在城市拥堵的情况下更加有效。
3.电池系统：电池系统是混合动力汽车的核心部分，电池负责储存并提供电能给电动机使用。
常见的电池类型包括镍氢电池、锂离子电池等。
电池系统的设计和性能将直接影响到混合动力汽车的续航里程和功率输出能力。
4.控制系统：混合动力汽车的控制系统起到整个动力系统的调度和控制作用。
包括电力系统、燃油系统、冷却系统等的协调工作，使两个系统之间能够高效配合，实现最佳的能量利用和排放控制。
5.能量回收系统：混合动力汽车采用能量回收系统来利用制动能量和引擎过剩动力等浪费能量，将其转化为电能储存在电池中。
能量回收系统可以提高燃油利用率和续航里程。
6.能量转换系统：混合动力汽车的能量转换系统用于将燃油能量和电能之间相互转换。
在需要更高动力输出时，汽车通过燃油发动机将燃油能量转换为机械能；而在需要低速行驶或动力需求较小时，汽车则通过电动机将储存的电能转换为机械能。
7.传动系统：混合动力汽车的传动系统一般采用变速器和电动变速器的结合。
变速器根据车速和路况等信息，调节发动机和电动机的输出功率比例。
电动变速器则负责将电动机提供的转矩传递给车轮。
综上所述，混合动力汽车的基本结构包括发动机、电动机、电池系统、控制系统、能量回收系统、能量转换系统和传动系统。
以上只是对混合动力汽车结构的基本介绍，实际的混合动力汽车系统会因不同品牌和型号的车辆存在一定的差异。
混合动力汽车电机驱动系统
混合动力汽车电机驱动系统一、混合动力汽车电机驱动系统的特点混合动力汽车以电机驱动为辅助动力，来降低燃料消耗，实现低污染、低燃油消耗。
相较于纯电动汽车，混合动力汽车使用的电驱动系统一般有以下特点：1、混合动力汽车使用的电机的响应要求更高，混合动力汽车上的电机往往要求频繁启停、频繁加速以及频繁切换工作模式。
2、混合动力汽车的电驱动系统具有体积小、质量轻、功率密度和工作效率高等性能，这是因为汽车内部空间有限。
3、相较于纯电动汽车上的电动机，混合动力汽车的电机具有更高的可靠性、抗震性和抗干扰性。
混合动力汽车的电驱动系统的工作环境更为恶劣，干扰更大。
4、传统电动机一般工作在额定功率附近，而混合动力汽车的电机的工作范围相对宽泛。
二、混合动力汽车对驱动电机的要求汽车行驶时需要频繁地启动、加速、减速、停车等，在低速行驶和爬坡时需要大转矩，在高速行驶时需要降低转矩和功率。
为了满足汽车行驶动力性的需要，获得好的经济性和环境指标等，就对电机提出了十分严格的要求。
1. 电压高。
采用高电压可以减少电机和导线等装备的尺寸、降低逆变器的成本和提高能量转换效率等。
2. 高转速。
电机的功率 P 与其转矩 M 和转速 n 成正比，即 P ∝M.n，因此，在 M 一定的情况下，提高 n 则可以提高 P；而在 P 一定的情况下，提高 n 则可降低电动机的 M，采用小质量和小体积的电机。
因此采用高速电机是电动汽车发展的趋势之一。
现代电动汽车的高转速电机的转速可以达到 8000-12000r/ min，由于体积和质量都小，有利于降低整车的装备质量。
3. 转矩密度、功率密度大，质量轻，体积小。
转矩密度、功率密度大指最大转矩体积比和最大功率体积比。
转矩密度、功率密度越大，HEV 电机驱动系统占用的空间越小。
采用铝合金外壳等降低电动机的质量。
各种控制装置和冷却系统的材料等也应尽可能选用轻质材料。
4. 具有较大的启动转矩和较大范围的调速性能，以满足启动、加速、行驶、减速、制动等所需的功率与转矩；应具有自动调速功能，减轻操纵强度，提高舒适性，能达到与内燃机汽车同样的控制响应。
混合动力电动汽车的动力系统设计与仿真
混合动力电动汽车的动力系统设计与仿真一、本文概述随着全球对环境保护和能源可持续发展的日益关注，混合动力电动汽车（Hybrid Electric Vehicle, HEV）作为一种能够有效降低燃油消耗、减少尾气排放并提升能源利用效率的交通工具，受到了广泛的关注和研究。
本文旨在深入探讨混合动力电动汽车的动力系统设计，包括其主要组成部分、设计原则、关键技术以及仿真模型的构建与验证。
本文首先将对混合动力电动汽车的基本概念和分类进行简要介绍，明确研究背景和研究意义。
随后，将详细阐述混合动力电动汽车动力系统的核心组成部分，如内燃机、电动机、电池组、能量管理系统等，并分析这些部件在车辆运行过程中的相互作用和影响。
在设计原则方面，本文将强调混合动力电动汽车动力系统的整体优化和性能平衡，包括动力性、经济性、排放性等多方面的考量。
同时，还将探讨动力系统设计的关键技术，如能量管理策略、电池管理系统、控制算法等，并分析这些技术在提升车辆性能和效率方面的作用。
为了验证和评估混合动力电动汽车动力系统的性能，本文将构建相应的仿真模型。
该模型将基于实际车辆参数和运行状态，综合考虑各种外部因素，如道路条件、驾驶员行为、环境温度等。
通过仿真模型的运行和分析，可以预测车辆在不同场景下的性能表现，并为后续的优化和改进提供依据。
本文将总结混合动力电动汽车动力系统设计的挑战和趋势，展望未来的发展方向和应用前景。
通过本文的研究，旨在为混合动力电动汽车的设计和开发提供有益的参考和启示。
二、混合动力电动汽车概述混合动力电动汽车（Hybrid Electric Vehicles, HEVs）是一种结合了传统内燃机车辆和纯电动车辆优点的汽车类型。
它们通常配备有内燃机和一个或多个电动机，能够根据行驶条件自动或手动地在不同的动力源之间切换。
本节将概述混合动力电动汽车的基本概念、分类、工作原理以及其在现代交通系统中的重要性。
混合动力电动汽车结合了内燃机车辆和纯电动车辆的特点，旨在提高燃油效率和减少排放。
混合动力汽车发动机及驱动电机系统
（二轮驱动（前轮驱动）认
证模式）
混合动力汽车发动机和驱动电机系统检修
混合动力汽车配备了高压电系统，在进行驱动电机系统检修的时候要注 意以下几点：
1）维修人员必须经过高压电安全的专业训练后，方可工作。 2）车辆高压电系统线路和连接器均为橙色，注意与普通线路进行区分。 3）在检查或维修高压系统之前，务必遵守所有的安全措施。例如佩戴绝缘手 套、使用绝缘工具。 4）按照维修规范进行高压电断电，确认安全后方可进行检查或维修。
增程器（发动机+发电机）
电动机
串联式混合动力汽车发动机技术参数
雪弗兰沃蓝达的发动机是一台输出功率63千瓦的1.4升直列四缸传统汽油 发动机
最大马力（ps） 排量（L）
最大功率 (kW/ rpm)
最大扭矩 (N·m/ rpm)
工作方式
气缸数
升功率
86 1.4 63/4800
126/4250 自然吸气
发动机和驱动电机系统检查项目
燃油压力测试 1）卸掉燃油管路里的压力。 2）连接燃油压力表。
燃油压力表连接示意图
混合动力汽车发动机和驱动电机系统检修
燃油压力测试 3）连接智能诊断仪，执行主动测试功能，使燃油泵持续工作。
发动机和驱动电机系统检查项目
燃油压力测试 4）测量燃油压力。 标准燃油压力值：304~343kPa（参照丰田卡罗拉混动版） 如果燃油压力值大于标准值，则更换燃油压力调节器总成。 如果燃油压力值小于标准值，则需要对燃油供给系统进行检查。 5）退出智能诊断仪的主动测试功能，使燃油泵停止工作。 6）将发动机置于保养模式。
逆变器主要的功能是将动力电池输入的直流电（DC）转换为三相交流电（AC）。
电机控制器可变电压系统
混合动力汽车驱动系统方案设计及控制策略研究
2驱动系统总体设计方案混合动力汽车驱动系统的部件特性、参数以及控制策略对于车的性能具有十分重要的作用。
但是充电设备的限制以及蓄电池组容量还是不能够忽视的，如果使用容量小的蓄电池，在行驶时电池荷电状态在一定范围内变动，而不用借助外部电网。
所以本方案属于电量维持型混动汽车[2]。
混合动力汽车驱动系统主要包括发电机、电池组、电动第二种布置形式，如图3，动力输出的扭矩主要在变速器的输出轴前端进行耦合，变速器的作用是传递发动机的输出功率，其额定功率比第一种形式小。
这两种布置形式，扭矩耦合装置主要是通过齿轮传动来实现。
齿轮传动效率高，结构紧凑，带传动布置灵活，具有防过载的特点，在实际中采用较多。
第三种布置形式，如图4，发动机和电机通过各自的传动系驱动车轮。
但是存在控制复杂的缺点，本文并联式———————————————————————基金项目:广东省普通高校青年创新人才类项目（2019GKQNCX93）。
图2变速器输入轴耦合形式油箱电池发动机离合器扭矩耦合装置电动机变速器差速器图1混合动力汽车动力总成结构图HV 蓄电池动力控制单元电动机发电机动力分离装置发动机减速机图3变速器输出轴耦合形式油箱电池发动机离合器扭矩耦合装置电动机变速器差速器混合动力汽车驱动系统采用第二种布置形式，扭矩通过带传动装置在变速器输出轴处进行扭矩耦合。
3混合动力汽车驱动系统部件参数确定对于混合动力汽车驱动系统的主要部件参数，要在动力性能满足的前提下，根据动力系统的控制策略，整车参数来确定[3]。
本文所选车型基础参数如表1所示。
式中，P c 为发动机单独驱动产生的功率；率，取为0.9；m 为整车质量；g 为重力加速度；力系数；v c 为巡航速度；C D 为空气阻力系数；3.2电动机参数确定如图5所示。
驱动电机典型的输出特性主要包括两个工作区：①速以下恒转矩区，主要作用是对混合动力汽车的载重能力速空间。
驱动电机功率可由下式计算[3]：式中，P d 为电动机功率；η2为电机传动效率；低速行驶时的速度。
任务二 混合动力汽车驱动电机系统故障诊断与排除1
增压前电压和增压后电压 一致：0-10% ♦发动机停止：0 ♦发动机将要停止：1 ♦发动机将要起动：2 ♦发动机工作：3 ♦装载运行：4 ♦P档加快转速：6
——
—— 如果数值是0V：传感器 电路开路或GND短路如 果数值是510V：传感器 电路+B短路 如果数值是0V：传感器 电路开路或GND短路如 果数值是765V：传感器 电路+B短路 ——
获取信息
①断开H13 HV ECU连接器,和角度传感器连接器。 ②打开点火开关。 ③测量HV ECU连接器端子与车身接地间的电压[ MRF（H13-34）-车身接地、MRFG（H13-33 ）-车身接地、MSN（H13-20）-车身接地、MSNG（H13-19）-车身接地、MCS（H13-32）-车身接 地、MCSG（H13-31）-车身接地均应该小于1V。]，均应该小于1V。 ④关闭点火开关。 ⑤检查线束侧连接器间的电阻，均应该导通[ MRF（H13-34）- MRF（M8-1）、MRFG（H1333）- MRFG（M8-4）、MSN（H13-20）- MSN（M8-2）、MSNG（H13-19）- MSNG（M8-5）、 MCS（H13-32）- MCS（M8-3）、MCSG（H13-31）- MCSG（M8-6）均应该小于1Ω。]，测量数 据小于1Ω。与车身接地绝缘，测量出来的电阻很大。
蓄电池充电状态/最小：0%，最 大：100%
WOUT控制器电源（WOUT 放电控制电源值/最小0W，最大
Ctrl Power）
：81600W
WIN 控制器电源（WIN Ctrl 充电控制电源值/最小-40800W
Power）
，最大： 0W
请求放电至SOC（Dehg
插电混动驱动原理
插电混动驱动原理
插电式混合动力汽车的驱动原理融合了内燃机和电动机两种动力源，其核心技术要点如下：
1.双动力系统：插电式混合动力汽车拥有两套独立且可以协同工作的动力系统，一套是传统的燃油发动机，另一套则是电动机和电池组成的电动驱动系统。
2.电动优先：在电池电量充足的情况下，插电混动车通常优先采用电动机驱动车辆运行，此时车辆如同纯电动汽车一样，零排放、安静且高效。
3.充电能力：插电混动车的电池可通过电网充电，车主可以在家中、公共充电站等地方为车辆充电，纯电模式下，车辆可以行驶数十至上百公里不等的续航里程。
4.混动驾驶模式：当电池电量消耗到一定程度时，系统会自动切换至混合动力模式，此时内燃机和电动机根据路况和负荷需求协同工作，内燃机一方面提供动力输出，另一方面也可为电池充电（通过发电机或直驱式充电方式）。
5.能量回收：车辆在减速或制动时，电动机可以充当发电机角色，通过再生制动技术回收动能，将这部分能量转化为电能存储到电池中。
6.智能管理系统：插电混动汽车配备先进的能量管理和控制系统，可以根据驾驶条件、路况和驾驶员需求自动或手动切换工作模式，以实现最优能耗和行驶效率。
7.燃油备用：在长途驾驶或电池电量耗尽且无法立即充电的情况下，内燃机作为备用动力源，确保车辆能够继续行驶不受限。
混合动力汽车的电动驱动系统原理解析
混合动力汽车的电动驱动系统原理解析混合动力汽车作为一种新兴的汽车动力形式，以其独特的电动驱动系统受到了广泛的关注。
本文将对混合动力汽车的电动驱动系统原理进行详细解析，帮助读者对其工作原理有一个更清晰的理解。
一、混合动力汽车的基本原理混合动力汽车是指同时搭载了传统内燃机和电动机两种动力系统的汽车。
其工作原理可以简单概括为：内燃机驱动发电机发电，将电能储存于电池中，电池再为电动机提供动力，进而驱动汽车。
二、电动驱动系统的组成部分1. 内燃机：混合动力汽车的内燃机通常采用燃油发动机，其作用是作为发电机的动力源，通过燃烧燃料产生动力，并将部分动力转化为电能。
2. 发电机：发电机是内燃机的辅助设备，负责将内燃机输出的机械能转化为电能，并将电能储存于电池中。
发电机工作时会根据系统需求自动调节功率输出。
3. 电池：电池是混合动力汽车的储能装置，用于存储通过发电机产生的电能。
电池通常采用锂离子电池或镍氢电池，具有较高的储能密度和循环寿命。
4. 电动机：电动机是混合动力汽车的主要动力提供者，负责将储存在电池中的电能转化为机械能，驱动汽车前进。
电动机一般采用交流异步电动机或永磁同步电动机。
5. 控制器：控制器是混合动力汽车电动驱动系统的核心，负责监控各个部件的工作状态、协调内燃机和电动机之间的能量转换和分配，并根据驾驶员的操作和行驶条件控制动力系统的工作方式。
三、电动驱动系统的工作模式混合动力汽车的电动驱动系统具有多种工作模式，主要包括以下几种：1. 纯电动模式：当电池电量充足时，电动驱动系统会优先选择纯电动模式，仅由电动机驱动汽车前进，不消耗任何燃料。
2. 混合模式：当电池电量较低或需要快速加速时，内燃机会启动工作，同时发电机为电池充电，并通过电动机提供额外动力，以提高汽车的驶程和动力性能。
3. 内燃机驱动模式：当电池电量极低或需要高速巡航时，电动驱动系统会将内燃机作为主要的动力提供来源，发电机维持电池电量，电动机暂停工作。
混动汽车的工作原理是什么
混动汽车的工作原理是什么
混动汽车是一种结合了传统内燃机和电动机的动力系统，它的工作原理是通过
两种不同的动力源相互配合，从而实现更高效的能源利用和更低的排放。
混动汽车的工作原理主要包括动力来源、能量转换和动力输出三个方面。
首先，混动汽车的动力来源包括内燃机和电动机。
内燃机通常采用汽油或柴油
作为燃料，通过燃烧产生动力，驱动车辆前进。
而电动机则利用电池储存的电能，通过电力驱动车辆。
这两种不同的动力来源可以根据行驶条件和能量需求进行智能切换，以实现最佳的动力输出效果。
其次，混动汽车的能量转换主要包括动力模式切换和能量回收两个过程。
在混
动汽车行驶过程中，系统会根据车速、加速度和电池电量等参数自动切换内燃机和电动机的工作模式，以实现最佳的能源利用和动力输出。
同时，当汽车减速或制动时，电动机可以将动能转化为电能储存在电池中，以便在需要时再次利用。
最后，混动汽车的动力输出是通过内燃机和电动机的协同作用实现的。
在起步、加速和爬坡等高负荷工况下，内燃机和电动机可以同时输出动力，以满足车辆的动力需求。
而在低速巡航和轻负荷工况下，电动机可以单独驱动车辆，从而降低燃油消耗和排放。
总的来说，混动汽车的工作原理是通过内燃机和电动机的智能配合，实现能源
的高效利用和排放的减少。
这种技术不仅可以提高汽车的燃油经济性和环保性，还可以为驾驶员提供更加舒适和平稳的驾驶体验。
随着科技的不断进步，混动汽车的工作原理也在不断完善和提升，为汽车行业的可持续发展做出了重要贡献。
混合动力驱动系统典型分析
➢ THS的主要组成：电动机、发动机（汽油机）、逆变器、驱动用电池 （Ni-MH）、散热器等。
1-控制装置总成 2,5- ECVT动力分配系统总成 3-镍氢电池组 4-发动机
MG2 电动机 链条的传动比
改变
采用WS型 变速器液
5
MG1 发电机
由滚锥轴承变为 滚珠轴承
主要混合动力系统
THS电压变换系统
辅助电池 HV 蓄电池
➢混合动力汽车变速机构总成
发动机的动力直接传至行星齿轮的行星架，一部分动力再传至与车轮连接的电 动机，另一部分动力传至发电机。通过控制发动机、发电机、电动机的转速即 可实现所需要的车速。由于发电机及电动机的转速可以在一定范围内任意设置， 因此车辆可实现无级变速。该装置被称为电子控制无级变速器E-CVT。
• Prius系统框图
档位传感器 (换档, 选择)
加速踏板位置 传感器
发动机 制动执行器
车速传感 器
8
发动机 ECU (ECM)
防滑控制 ECU
DLC3
混合驱动桥
分解器型速度传感 器 (MG2)
MG1 MG2
空调压缩机
HV ECU
变频器 升压转换器
空调变频 器
DC-DC 转换器
CAN
蓄电池 ECU
SMR1, 2 and 3
(BSG)。电机功率较小，仅靠电机无法使车辆起步，起步过程仍需要发动机介入。在城市循环工况下节油率一般为5%~10%。
轻度混合动力：采用了集成起动电机(ISG)。除了能够实现用电机控制发动机的起停外，还能够在电动汽车制动和下坡工
况下，实现对部分能量进行回收；混合度一般在20% 以下，代表车型是通用汽车公司的混合动力皮卡车。
混动系统工作原理详解
混动系统工作原理详解混合动力系统（Hybrid System）是一种将内燃机和电动机结合使用的动力系统。
它的工作原理是通过内燃机和电动机的协同工作，最大程度地提高能量利用效率，减少燃油消耗和尾气排放。
混合动力系统的工作原理可以分为以下几个步骤：1.制动能量回收：当汽车行驶过程中制动或减速时，混合动力系统会通过电动机将制动过程中的动能转化为电能，储存在电池中。
这样可以减少能源的浪费，提高能量利用效率。
2.电动驱动：在低速行驶或需要加速时，电动机可以独立驱动车辆。
它通过电池供电，从而实现零排放的驱动方式。
电动机具有高起动扭矩，可以在低速时提供充足的动力。
3.发动机发电：当电池电量不足或需要更大功率时，内燃机会启动并发电，为电动机供电。
此时内燃机的工作状态相对较稳定，可以在最佳工况下运行，提高燃烧效率，降低燃油消耗。
4.串联或并联工作方式：混合动力车辆可以采用串联或并联工作方式。
串联工作方式下，内燃机仅用于发电，驱动电动机。
而并联工作方式下，内燃机和电动机可以同时驱动车辆。
这样可以根据不同驾驶情况和能源供给状态选择最优工作方式，以提高燃油利用率。
混合动力系统的工作原理可以通过控制系统进行智能化调节和控制。
控制系统可以根据车速、油门踏板行程、电池电量等传感器数据进行实时监测和计算，从而实现内燃机和电动机之间的协调工作。
同时，控制系统还可以根据驾驶模式选择、能量管理和动力分配等策略，实现最佳的能量利用和动力输出，提高整个混合动力系统的效率。
总结起来，混合动力系统通过内燃机和电动机的协同工作，在不同的驾驶工况下选择最优工作模式和动力输出，以提高能量利用效率，减少燃油消耗和尾气排放。
随着技术的不断发展，混合动力系统在汽车行业中的应用也越来越广泛，成为减少车辆能耗和环境污染的重要技术手段之一。
混合动力电动汽车的动力系统简述
混动汽车的动力分配与驱动方式
混动汽车的动力分配与驱动方式混动汽车 (Hybrid Vehicle) 是指搭载了同时具有燃油发动机和电动机的动力系统的汽车。
这种类型的汽车通过动力系统的协同工作，能够在提供强劲动力的同时，减少燃油的消耗与尾气的排放。
本文将重点探讨混动汽车的动力分配与驱动方式，以及其对环境和驾驶者体验的影响。
一、混动汽车动力系统介绍混动汽车的动力系统由燃油发动机、电动机、电池组和智能控制单元组成。
其中，燃油发动机主要负责驱动车辆和充电电池组；电动机则通过电池组供电，辅助驱动汽车。
智能控制单元根据驾驶需求和车辆状态，通过动力分配控制，决定燃油发动机和电动机的运行模式和配合方式。
这种协同工作使得混动汽车具备更高效、低排放和经济节能等优势。
二、混动汽车的动力分配方式1. 并联式混合动力系统并联式混合动力系统是目前应用最广泛的混动汽车动力系统。
在这种系统中，燃油发动机和电动机都可以独立或同时驱动车辆，并且能够根据驾驶需求进行动力分配。
例如，在低速行驶时，电动机可以单独驱动车辆；而在高速行驶时，燃油发动机和电动机将同时发力，提供更大的动力输出。
这种动力分配方式保证了混动汽车在各种行驶场景下的高效性能。
2. 分离式混合动力系统分离式混合动力系统是另一种常见的动力分配方式。
在这种系统中，燃油发动机只负责发电，即为电池组充电；而电动机单独驱动车辆。
这种分离式的设计使得混动汽车在纯电动模式下行驶更加持久，同时也减少了燃油发动机的使用频率，进一步提高了燃油经济性。
三、混动汽车的驱动方式1. 平行驱动方式平行驱动方式是混动汽车的一种常见驱动方式。
在这种方式下，燃油发动机和电动机通过一个传动装置（例如变速器）分别驱动车辆的传动系统。
这种方式下的混动汽车具备良好的加速性能和燃油经济性，且无需改变传统汽车的驾驶习惯。
2. 联合驱动方式联合驱动方式是另一种常见的混动汽车驱动方式。
在这种方式下，燃油发动机和电动机通过一个共同的传动装置同时驱动车辆的传动系统。
混合动力电动汽车驱动系统方案设计
混合动力电动汽车驱动系统方案设计摘要：面对新世纪能源和环保的巨大压力，混合动力电动汽车(HEV)成为当前主流清洁能源汽车。
混合动力汽车的动力性、燃油经济性和排放性能与驱动系统结构设计和参数的匹配以及车辆在行驶过程中的协调控制密切相关。
文章以某并联混合动力电动大客车为研究对象，进行了混合动力驱动系统配置、混合动力驱动系统部件选型和参数设计、多能源动力总成控制系统及其控制策略方面的研究。
关键词：混合动力电动汽车；驱动系统设计；控制策略；Drive System Design for Hybrid Electric VehicleAbstract: Facing the challenges of oil shortage and air pollution, Hybrid Electric Vehicle(HEV) becomes one of the main clean vehicles. In this dissertation, With a parallel hybrid electric transit bus as the main research subject, the hybrid power drive system(HPDS), the multi-energy power train control system，the power control strategy modeling are studied and analyzed. Performances of HEV, in terms of driving,, fuel consumption, and exhaust emission, strongly depend on the coordination of the drive train and their control strategy.Key words: Hybrid Electric Vehicle; Drive System Design; Controls strategy引言近几十年来，世界各国汽车工业都面临着能源危机与环境保护两大挑战。
第六节 混合动力汽车驱动电机
的不便。另外质量大、体积大、价格高这些限制了其在混
动车上的使用。
三、交流电机
交流电机可分为同步电机和异步电机两类。如果电机转
子的转速n与定子旋转磁场的转速n1相等, 则转子与定子旋
转磁场在空间同步地旋转, 这种电机称为同步电机。如果n
不等于n1 , 则转子与定子旋转磁场在空间旋转时不同步, 则
称为异步电机。
直流电机
（二）电枢（转动部分）： 电枢又称转子，它用来产生电磁转矩 由铁心、电枢绕组、电枢轴及换向器组成
直流电机
在早期开发的HEV 和EV 上多采用直流电机, 直流电机的
优点是具有优良的电磁转矩控制特性, 控制装置简单、价廉、
技术成熟。
由于在运行中需要电刷和换向器换向，电机本身的效率
低于交流感应电机，同时，电刷需要定期维护，造成使用
交流异步电机
三相交流异步电动机按结构分为两种：
鼠笼式三相异步电动机和绕线式三相异步电动机。
异步电动机由两个基本部分组成：定子(固定部分)和转
子(旋转部分)。
交流异步电机
1、定子：定子是三相异步电动机的静止部分，其作用是 产生旋转磁场和机械支撑。 2、转子：转子是三相异步电动机的旋转部分，其作用是 旋转，产生电磁转矩。
四、交流永磁电机
1. 交流永磁电机的种类及特点 (1) 种类 交流永磁电机主要包括永磁同步电机(Permanent Magent Synchronous Motor,PMSM) 和无刷直流电机 (Brushless DC Motor, BLDCM) 两大类。两者最主要的区别在 于永磁体励磁磁场在定子绕组中感应出的电动势波形: 永磁同步 电机感应出的电动势波形是正弦波, 无刷直流电机则为梯形波。
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
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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。
新能源汽车混合动力驱动的联结方式
新能源汽车混合动力驱动的联结方式1.串联式混合动力系统（SHEV）串联式混合动力系统一般由内燃机直接带动发电机发电，产生的电能通过控制单元传到动力电池，再由电池传输给电动机转化为动能，最后通过变速机构来驱动汽车。
在这种联结方式下，电池就像一个水库，只是调节的对象不是水量，而是电能。
电池在发电机产生的能量和电动机需要的能量之间进行调节，从而保证车辆正常工作。
这种动力系统在城市公交上的应用比较多，轿车上很少使用。
在串联式混合动力电动汽车上，由发动机带动发电机所产生的电能和动力电池输出的电能，共同输出到电动机来驱动汽车行驶，电力驱动是唯一的驱动模式。
串联式混合动力电动汽车的优点：（1）发动机能够经常保持在稳定、高效、低污染的运转状态，使有害气体排放控制在最低范围。
（2）从总体结构上看，比较简单，易于控制，只有电动机的电力驱动系统，其特点更加趋近于纯电动汽车。
（3）串联式结构是由发动机、发电机和驱动电动机三大主要部件总成在电动汽车上布置起来的，有较大的自由度。
串联式混合动力电动汽车的缺点：（1）三大部件总成各自的功率较大，外形较大，质量也较大，在中小型电动汽车上布置有一定的困难。
（2）在发动机—发电机—电动机驱动系统中的热能—电能机械能的能量转换过程中，能量损失较大。
2.并联式混合动力系统（PHEV）并联式结构由发动机、电动机/发电机两大部件总成组成。
并联式混合动力系统有两套驱动系统：传统的内燃机系统和电机驱动系统。
两套系统既可以同时协调工作，也可以各自单独工作驱动汽车。
也就是说，并联式混合动力系统（PHEV）有三种驱动模式，即发动机单独驱动、电动机单独驱动、发动机和电动机混合驱动。
这种系统适用于多种不同的行驶工况，尤其适用于复杂的路况。
该联结方式结构简单，成本低。
本田的Accord和Civic采用的就是并联式联结方式。
发动机和电动机通过某种变速装置同时与驱动桥直接相联结。
电动机可以用来平衡发动机所受的载荷，使其能在高效率区域工作，因为通常发动机工作在满负荷（中等转速）下燃油经济性最好。
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驱动电机及其控制系统是新能源汽车的核心部件（电 池、电机、电控）之一，其驱动特性决定了汽车行驶 的主要性能指标
混合动力汽车电机驱动系统的组合形式:机械驱动式、 机电集成化驱动系统、机电一体化驱动系统、轮毂点 击驱动。
二、混合动力汽车的电机驱动系统的要求
关的周期的比值）有关。 开关电源可以用于升压和降压。
DC/AC的转换器（逆变器）
将电池组的直流电源转化成输出电压和频率稳定的交流电源。
PWM（脉冲宽度调节）
通过调节脉冲宽度实现电压的调节 指利用电容、电感的储能的特性，通过可控开关进行高频开关的
动作，将输入的电能储存在电容（感）里，当开关断开时，电能 再释放给负载，提供能量。
１、转矩、功率密度大
无论是纯电动汽车还是混合动力汽车，动力总成结构都非常紧 凑，留给电机驱动系统的空间非常小，在减小电机体积的同时， 还要求电机具有足够的转矩和功率。
２、电机工作速域宽
在电机和输出到轮毂的轴之间设有主减速齿轮，要达到车辆的 最高转速，驱动电机的理想机械特性是：
基速以下输出大转矩，以适应车辆的启动、加速、负荷爬坡、频 繁起停等复杂工况；
2、换向磁极：
由磁极铁心和绕组两部分组成
产生附加磁场，在电动机换向时，减小电刷与换 向器之间的火花，避免烧坏换向器。
3、电刷和电刷架
与换向器保持滑动接触，是将电流引入电枢使之 产生定向转矩
电刷一般是四个，相对安装是同极，分别为绝缘 电刷和搭铁电刷。
4、前后端盖与轴承
前端盖用钢板压制，内装电刷架。
四、驱动电机及控制系统的发展趋势
1、电机永磁化
永磁电机效率高、比功率大、功率因数高、可靠性高、便于维 护
2、逆变器数字化
电动汽车中，蓄电池直流电通过逆变器转换成交流电给电动机， 其核心原件为TGBT和电容占电机驱动控制器成本的50%以上
3、系统集成化
在电动汽车中，系统集成化是降低成本的需要。电机驱动系统 的集成化包括两个方面：
磁极铁心上套有磁场绕组，4个（6个）绕组按一 定方向连接，绕组通电后产生磁场，将磁极磁化，各 磁极的内侧形成N、S极相间排列的形式，在磁极、 外壳和电枢铁心之间形成磁路
磁场绕组的连接方式有两种方式：
一种是四个绕组依次串联后再与电枢绕组串联；
另一种是磁场绕组两两串联后再并联，然后与电枢绕 组串联，这一种电动机内阻小，可以获得更大的电枢 电流。
５、电磁兼容性好
电机驱动系统在汽车上是比较大的干扰源，在电机和驱动器设计 及整车布置上要充分考虑电磁兼容和屏蔽，尽量避免和减小驱动 系统对其他电器的影响。另外也要避免和减小点火系统等干扰源 对电机驱动系统的影响。
６、性价比高
电机驱动系统作为整车的一个元件，在保证性能的前提下，造价 不能太高，尤其是当前世界汽车行业竞争激烈的环境下，提高驱 动电机的性价比才能为电动车的产品化铺平道路。
（1）机电集成：电动机与发动机集成、电动机与变速器 （2）控制元件集成：电机驱动系统所有控制元件集成
活动二 直流电机及其控制系统
直流电机是指能将直流电能转换成机械能（直流电动 机）或将机械能转换成直流电能（直流发电机）的旋 转电机。
它是能实现直流电能和机械能互相转换的电机。
作电动机运行时是直流电动机，将电能转换为机械能； 作发电机运行时是直流发电机，将机械能转换为电能。
后端盖用灰铸铁或用铝合金铸造，内装电机传 动机构，设拨叉座及驱动齿轮行程调整螺钉。
5、机壳
机壳为基础件，并起导磁作用，用钢管制成，其 一端开有窗口，作为观察电刷与换向器之用，壳 上只有一个与外壳绝缘的电源接线柱，并在机壳 内部与磁场绕组的一端相接。
（二）电枢（转动部分）： 电枢又称转子，它用来产生电磁转矩 由铁心、电枢绕组、电枢轴及换向器组成
功率转换器按所选电机类型，有DC/DC、DC/AC、 PWM功率转换器。其作用按电动机驱动电流要求，将 蓄电池的直流电转换为相应电压等级的直流、交流或 脉冲电源
DC/DC是直流斩波电路
将直流电变为另一固定电压的直流电或可调电压的直流电。 其输出的功率或电压的能力与占空比（由开关导通时间与整个开
一、直流电动机结构
主要由电枢、磁极、电刷及电刷架、壳体及前后 端盖等组成
现代汽车起动机一般使用直流串励式电动机， 这种直流电动机其励磁绕组与电枢绕组串联。
电枢
磁极
电刷及 电刷架
换向器
（一）定子（静止部分):产生主磁场和电动机的机 械支撑
1、磁极 由磁极铁心和磁场绕组两部分组成 磁极是用来产生电动机的磁场
二、直流电动机的工作原理
（一）直流电动机的作用与基本原理
直流电动机是将电能转化为机械能的装置，其 作用是产生发动机起动时所需要的电磁转矩。
直流电动机是利用载流导体在磁场中受力运动 的原理制造的。
电流方向为：蓄电池正极 →正电刷→换向片A→线 圈abcd→换向片B→负电 刷→蓄电池负极。电流方 向为a→d，由左手定则可 以确定，线圈受到逆时针 以上为恒功率运行，以适应最高车速、超车等要求。
３、系统效率高
电动车供电电源能量有限，提高电驱动系统的效率是提高汽车 续航里程和经济型的重要手段。
４、系统适应环境能力强
电机及其驱动器要防水、防尘、防震，具有很强的适应环境能力。 电机结构要坚固、体积尽可能小、重量尽可能轻、具有良好的环 境适应性和高可靠性。
三、电机驱动系统的电机及其控制器
电机是应用电磁感应原理运行的旋转电磁机械，用于 实现电能与机械能的转换。
电动机一般按要求具有电动和发电两项功能，按类型 可选用直流电动机、感应电动机、永磁同步电动机、 开关磁阻电动机四大类
三、电机驱动系统的电机及其控制器
电机的控制系统主要起到调节电机运行状态，使其满 足整车不同运行要求的目的。
1、电枢铁心
电枢铁心由多片互相绝缘的硅钢片叠成，借内圆 面的花键槽压装在电枢轴上，其外圆表面有槽， 用来安装电枢绕组。
2、电枢绕组
励磁绕组通电后，在磁场的作用下，产生感应 电流，产生电磁转矩，实现电能转化为机械能
3、换向器
压装在电枢轴上，作用是把电刷的直流电转变 为电枢绕组中的导体所需要的交变电流。