混合动力汽车构造与工作原理

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• 制动能量回收
• 3. 并联式混合动力驱动系统两种基本控制模式 • (1)发动机辅助混合动力模式 • (2)电机辅助混合动力模式
• 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
• ②这些能量转换装置至少要从两种不同的能量储存 装置吸取能量; • ③从储能装置流向车轮的这些通道,至少有一条是 可逆的。 • 如果可逆的储能装置供应的是电能时,则称作混合 动力电动车。
• 二、液压蓄能式混合动力汽车HHV
• HHV最初由Volvo Flygmotor在20世纪80年代开发,其 主要应用于巴士、货车等重型车辆。HHV使用的动力是液 力马达及传统的燃油(气)车的发动机。液力系统主要由 液压泵(马达)、液力储存器和液体罐等组成。 • HHV的特点是可使用液压泵(马达)可单独或同时和 传统内燃机动力驱动汽车行驶。
• (4)一般行驶时/剩余能量充电
•一般行驶时/剩余能量充电
• (5)全速开进(行驶)时
•全速开进(行驶)时
• (6)减速/能量再生时
•减速/能量再生时
• (6)停车
•停车时
•§2-3 混合动力汽车电能储存装置
• 1. 熟悉混合动力汽车电能储存装置的种类 • 2. 熟悉蓄电池主要性能指标 • 3. 熟悉铅酸蓄电池 • 4. 掌握镍-镉(Ni-Cd)电池、镍-氢(Ni-MH)电池、 锂离子电池的结构组成、工作原理与性能特点 • 5. 熟悉蓄电池管理系统和电动汽车的蓄电池充电器
•三、混联式混合动力汽车
•1. 基本结构
•混联式混合动力系统 •1-发动机 2-动力分离装置 3-发电机 4-动力蓄电池 5-变压器
6-电动机 7-驱动轮 8-减速器
• 2. 丰田混联式混合动力系统 • (1)启动时
•启动时
• (2)低速-中速行驶时
•低速-中速行驶时
• (3)一般行驶时
•一般行驶时
• 三、铅酸蓄电池
• 动力铅酸蓄电池要求有高的比能量和比功率,高的循 环次数和使用寿命,以及快速充电性能等。铅酸蓄电池 的特点是开路电压高,放电电压平稳,充电效率高,能 够在常温下正常工作,生产技术成熟,价格便宜,规格 齐全。因此,近10年来,国内外开发的称为第一代的电 动汽车也广泛使用了铅酸电池 。
• 5. 并联式混合动力驱动系统的特点 • (1)发动机通过机械传动机构直接驱动汽车,无机 械能-电能的转换损失,因此发动机输出能量的利用率相 对较高。 • (2)当电机仅起功率调峰作用时 • (3)在繁华的市区低速行驶时
• (4)发动机与电机并联驱动时,还需要动力复合 装置,因此,并联驱动系统的传动机构较为复杂。 • (5)并联式混合动力驱动系统与车轮之间直接机 械连接,发动机的运行工况会受车辆行驶工况的影响 ,所以车辆在行驶工况频繁变化的情况下运行时,发 动机有可能不在其最佳工作区域内运行,其油耗和排 放指标可能不如串联式混合动力系统。
•5. 电池的内阻
6. 循环次数(次)
•7. 使用年限(年)
•8. 放电速率(放电率)
•(1)时率
•(2)倍率
• 9. 自放电率 • 10. 成本 • 要求蓄电池无毒性、不会造成污染或腐蚀,使用安 全,有良好的充电性能,充电操作方便,充电时间短, 耐振动,无记忆性对环境温度变化不敏感,寿命长,制 造成本低,易于调整和维护等。
• 混合动力汽车电能储存装置的类型有哪些?其中动 力蓄电池的结构域工作原理是什么?其性能指标百度文库哪 些?蓄电池管理系统和电动汽车的蓄电池充电器是如 何工作的呢?
•要对上述问题作出答复,需以下几个步骤: •1 •归纳混合动力汽车电能储存装置的种类
•分析蓄电池性性能评价指标;分析各类动力
•2
蓄电池结构组成、工作原理与性能特点
•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
• 2. 并联式混合动力驱动系统典型工作模式的功率流 • (1)车辆起动、低速及轻载行驶时,发动机关闭, 车辆由电机驱动,为纯电动工况
• •2. 按照混合度划分 •(1)微混合型混合动力电动汽车 •(2)轻度混合型混合动力电动汽车 •(3)重度混合(强混合)型混合动力电动汽车
•3. 按照外接充电能力划分 •(1)外接充电型混合动力电动汽车 •(2)非外接充电型混合动力电动汽车
•4. 按照行驶模式的选择方式划分 •(1)有手动选择功能的混合动力电动汽车 •(2)无手动选择功能的混合动力电动汽车
• 5. 其他划分型式 • (1)按照可再充电能量储存系统不同可以划分为(但不限 于)以下类型: • ①动力蓄电池混合动力电动汽车 • ②超级电容器混合动力电动汽车 • ③机电飞轮混合动力电动汽车 • ④动力蓄电池与超级电容器组合式混合动力电动汽车 • (2)混合动力电动汽车按照其技术特征、燃料类型、功 能结构和车辆用途等因索还可有其他划分型式。
• 3. 能量(W·h、kW·h) • 电池的能量决定电动汽车的行驶距离。 • (1)标称能量 • (2)实际能量 • (3)比能量(W·h/kg) • (4)能量密度(W·h/L)
• 4. 功率(W、kW) • 在一定的放电制度下,电池在单位时间内所输出的 能量,电池的功率决定混合动力汽车的加速性能。 • (1)比功率(W/kg) • 电池的比功率是指电池单位质量中所具有的电能的 功率。 • (2)功率密度(W/L) • 电池的功率密度是指电池单位体积中所具有的电能 的功率 。
•四、镍-镉(Ni-Cd)电池
•1. 镍-镉电池的工作原理
•2. 镍-镉电池的构造
•镍-镉电池
•a)外观
b)结构
•1-正极板 2-接线柱 3-加液口盖 4-绝缘导管 5-负极板 6-吊架 7-单格电池连接条 8-极板骨架
9-绝缘层 10-镀镍薄钢板 11-外壳 12-通孔 13-活性物质14-正极板导管 15-氢氧化镉
6-逆变器 7-锂离子蓄电池
• (2)工作过程 • 1)系统起动
•系统起动时 •1-锂离子蓄电池 2-离合器2 3-驱动电机 4-离合器1 5-发动机 6-逆变器
•一般行驶时混合动力系统的工作过程 •1-锂离子蓄电池 2-离合器2 3-驱动电机 4-离合器1 5-发动机 6-逆变器
•电量少时混合动力系统工作过程 •1-锂离子蓄电池 2-离合器2 3-驱动电机 4-离合器1 5-发动机 6-逆变器
混合动力汽车构造与工 作原理
2020年6月1日星期一
•§2-1 混合动力汽车的基本概念与分类
•1. 掌握混合动力汽车基本概念 •2.了解液压蓄能式混合动力汽车HHV •3.掌握混合动力电动汽车HEV •4.掌握混合动力电动汽车的类型
• 什么是混合动力汽车呢?混合动力汽车的类型有 哪些呢?液压蓄能式混合动力汽车HHV和混合动力 电动汽车HEV的区别是什么呢?
• 3. 通用汽车公司Series-SHEV汽车的结构组成
•通用汽车公司的Series-SHEV结构布置 •1-电流转换器 2-充电器 3-驱动电动机 4-动力蓄电池 5-中央控制器 6-发电机 7-发动机
• 4. 串联式混合动力驱动系统的优点与缺点 • (1)串联式混合动力驱动系统的优点 • (2)串联式混合动力驱动系统的缺点
•2)减速或制动时
•制动时混合动力系统的工作过程 •1-锂离子蓄电池 2-离合器2 3-驱动电机 4-离合器1 5-发动机 6-逆变器
•3)加速或爬坡时
•完全加速或爬坡时混合动力系统工作过程 •1-锂离子蓄电池 2-离合器2 3-驱动电机 4-离合器1 5-发动机 6-逆变器
• 4)离合器控制 • 离合器1与一般手动变速器离合器结构相同,是干式 离会器。它接合,断开的操作是出液压气缸自动控制的 ,车辆行驶时,输入端和输出端的转速差大约为50r/min 。能够实现更为平稳的行驶。当发动机开始工作的情况 下,为了使驱动扭矩不发生变化,输入端和输出端的转 速差控制在约为100 r/min,控制滑行的同时,离合器1 接合。这时电机发挥起动作用。
• 要掌握混合动力汽车的基本概念,了解HHV和掌握HEV ,掌握混合动力电动汽车的类型,需以下几个步骤:
•1 •分析国际能源组织(IEA)的有关文献
•2 •分析HHV和HEV
•3
•掌握汽车行业标准《QC/T 837-2010 混合动力电动汽车类型》
• 一、混合动力车辆的基本概念
• 根据国际能源组织(IEA)的有关文献,“能量与功 率传送路线”具有如下特点的车辆称为混合动力车辆: • ①传送到车轮推进车辆运动的能量,至少来自两 种不同的能量转换装置;
• 纯电动工作模式
• (2)车辆起动、低速及轻载行驶时,发动机关闭, 车辆由电机驱动,为纯电动工况 。
• 混合动力
• (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
• (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
•§2-2 典型混合动力电动汽车结构
•1. 熟悉串联式混合动力汽车的构造与工作原理 •2. 熟悉并联式混合动力汽车的构造与工作原理 •3. 掌握混联式混合动力汽车构造与工作原理
• 混合动力汽车的动力传递形式有串联、并联和混 联三种,具体的结构和工作原理是什么呢?
• 需要对三种形式的动力传递方式逐一分析
•1 •分析串联式混合动力汽车的构造与工作原

•2 •分析并联式混合动力汽车的构造与工作原

•3 •分析混联式混合动力汽车的构造与工作原

• 一、串联式混合动力汽车
• 1. 基本结构
• 串联式混合动力系统 • 1-发动机 2-发电机 3-动力蓄电池 4-变压器 5-电动机 6-驱动轮 7-减速器
• 2. 串联式混合动力驱动系统的三种基本控制模式 • (1)主要利用电池来驱动车辆,仅当SOC降低到最 小限值时,发动机才起动,发动机在最高效率区以输出 恒定功率的方式工作,当SOC回升到最大限值时发动机 关机。 • (2)“负荷跟随”控制模式。 • (3)上述两种控制模式的一个折中方案。
• 三、混合动力电动汽车HEV
• 国标《GB/T 19596-2004 电动汽车术语》对于混合动 力电动汽车是这样定义的: • 至少能从下述两类车载储存的能量中获得的汽车动力 的汽车: • -可消耗的燃料; • -可再充电能/能量储存装置。

• 四、混合动力电动汽车的类型
• 1. 按照动力系统结构形式划分 • (1)串联式混合动力电动汽车 • (2)并联式混合动力电动汽车 • (3)混联式混合动力电动汽车
• 低速时,离合器1和离舍器2完全接合,发动机和电机的 转数相同。这样车速为10km/h时转速约为1000r/min, 5km/h时转速会变为约500r/min,发动机会停止工作。为 了防止这样的情况,离合器2会使车辆滑行,进入半离合状 态.这时发动机的转速会保持在约1000r/min。 • 在坡道上停止的状态下,驾驶员踩下加速踏板,离合器 2断开,电动制动装置控制车辆停止,目的是保护离合器2 。
•3 •分析蓄电池管理系统和电动汽车的蓄电池充电 器
• 一、混合动力汽车电能储存装置的种类
• 1. 二次电池 • 2. 超级电容 • 3. 飞轮电池
• 二、蓄电池主要性能指标
• 1. 电压(V) • (1)电动势 • 电池正极和负极之间的电位差E。 • (2)开路电压 • 电池在开路时的端电压,一般开路电压与电池的电动 势近似相等。 • (3)额定电压 • 电池在标准规定条件下工作时应达到的电压。
• (4)工作电压 • (负载电压、放电电压)在电池两端接上负载R后, 在放电过程中显示出的电压。 • (5)终止电压 • 电池在一定标准所规定的放电条件下放电时,电池的 电压将逐渐降低,当电池不宜再继续放电时,电池的最 低工作电压称为终止电压。
•2. 电池容量(A·h) •(1)理论容量 (2)实际容量 •(3)标称容量(公称容量) •(4)额定容量(保证容量) •(5)荷电状态(SOC)
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