《混合动力汽车构造原理与检修》 教案

·教案学院：教研室：课程名称：混合动力汽车原理与检修授课专业：新能源汽车技术授课班级：任课教师：《混合动力汽车原理与检修》课程教案第 1 次课，2学时教学设计与教学内容配求组成，传统汽车的动力驱动系统电驱动系统四、混合动力汽车的优势1.能量转换效率高2.良好的环境保护效果3.排放的废热少，可以减轻城市的“热岛效应”4.可回收利用部分能量5.改善能源结构，解决汽车的替代能源问题五、混合动力汽车推广应用中的主要问题1.制造成本较高2.小型化和轻量化3.可靠性等性能有待进一步提高说出两大系统区别总结第 2 次课，2学时分配教学内容及要求源充电，因而可减少人类对石油的依赖性。

4、根据电力起作用的大小分类（1）S/S型（2）ISAD型（3）IMA型（4）FH型5.根据发动机和燃料来源（1）汽油机混合动力汽车。

（2)柴油机混合动力汽车。

（3）燃料电池混合动力汽车。

（4）涡轮机混合动力汽车。

（5)混合燃料混合动力汽车。

（6)人力混合动力汽车。

6.从驱动形式分（1）并联结构混合动力。

（2）串联结构混合动力。

（3）串并联混合动力7．从混合程度分（1）全混合动力（Full Hybrid）（2）电动辅助混合动力（Power Assist Hybrid），也称中学生比较区别教师补充分配教学内容及要求混合动力（3）轻混合动力（Mild Hybrid）（4）充电式混合动力（Plug-In Hybrid二、新能源汽车的分类根据电能在驱动车辆过程中贡献的大小，新能源汽车可分为一般混合动力汽车、插电式混合动力汽车和纯电动汽车。

三、混合动力系统概述混合动力系统是指由两个或两个以上不同工作原理的动力源组成，可以将不同动力源组合在一起用于驱动车辆的系统。

四、完全混合动力汽车驱动的分类与特点1．完全混合动力驱动有四种形式（1）并联式混合动力系统学生自己看图说出新能源汽车的分类讲授分配教学内容及要求（2）分支式混合动力系统（3）串联式混合动力系统（4）分支式串联混合动力系统10’第二节串联式混合动力汽车动力系统的主要组成及特点一、串联式混合动力汽车SHEV动力系统的组成SHEV由发动机、发电机、逆变器、电能储存器（蓄电池、超级电容器、飞轮电池等）、电动机/发电机、驱动桥等组成。

二、串联式混合动力系统结构串联式混合动力系统，也称增程式电动汽车动力系统，主要由内燃机、发电机、驱动电机和动力电池几个部件组成三、串联式混合动力汽车的特点串联式混合动力汽车的不足有四点：一是驱动电动机等的选择难度大，为了能够克服汽车在行驶过程中的最大阻力，驱动电动机的功率要求较大，外形尺寸看图说出SHEV动力系统的组成分配教学内容及要求较大，质量也较重，动力电池组的容量要求大，需要装置一个较大发动机/发电机组；二是适用车型少，庞大的动力电池组，外形尺寸较大，质量也较大，较适合在大型客车上采用，在中、、小型车上布置有一定的困难；三是发动机由燃料的化学能转换的机械能必须先转换为电能，即必须经过燃料的化学能→热能→电能→机械能的能量转换过程中，因而能量损失较大；另外，在动力电池组的充、放电过程中也存在能量损耗，不经常在满负荷状态下运转，总的能量转换效率较小；四是发动机/发电机组与动力电池组之间的匹配要求较严格，应能自动起动或关闭发动机／发电机组，以避免动力电池组过量放电，这就需要更大的电池容量。

20′第三节并联式混合动力汽车的主要组成及特点一、并联式混合动力电动汽车PHEV组成PHEV由发动机、变速器、电动机／发电机、逆变器、电能储存器（蓄电池、超级电容器、轮电池等）、驱动桥等组成。

并联式混合动力电动汽车并联式混合动力系统组成示意图看图说出并联式混合动力电动汽车的组成分配教学内容及要求二、并联式混合动力系统结构并联式混合动力系统典型结构形式之一如图三、并联式混合动力汽车的驱动模式、优势及不足1．PHEV的驱动模式2．并联式混合动力汽车的主要优点3．并联式混合动力汽车的不足20′第四节混联式混合动力汽车的主要组成及特点一、混联式混合动力汽车组成混联式HEV也可称为串并联混合式混合动力汽车、串并联式混合动力汽车、混联式混合动力汽车等。

分配教学内容及要求二、混联式混合动力系统结构丰田普锐斯（Prius) 混联式混合动力系统为了更好地理解普锐斯(Prius)混合动力系统，此处简单介绍普锐斯(Prius)的行星齿轮机构，结构如图1.起步与小负荷时2. 加速或爬坡时3. 车辆在巡航时4. 车辆在巡航时第 3次课，2学时时间分配教学内容教学方法及要求5’严肃课堂纪律，考勤出勤人数，引导学生进入学习状态5′混合动力汽车如何进行分类？串联式、并联式、混联式混合动力汽车的主要组成部件有哪些，有何特点？学生讨论并回答35’第五节双模式混合动力汽车的主要组成及特点一、双模式混合动力系统结构串联、并联和混联是三种基本的混合动力运行模式，这三种模式的任意两种模式组合起来就构成了双模式混合动力驱动系统由于双模式混合动力系统有两个机械耦合器，这使得系统更易灵活组合及控制，与并联式和串联式相比，该结构具有更多的运行工况。

常见的运行模式：1.纯电动驱动模式学生先看图分析模式时间分配教学内容教学方法及要求2．串联驱动模式3．并联驱动模式4.内燃机单独驱动模式分配教学内容求5.内燃机驱动行车发电模式6.能量回收模式7.全油门加速驱动模式分配教学内容求5’第六节混合动力系统功能一、模式切换功能二、内燃机起停功能(Start-StopSTT)三、电机助力（Motor Assist)四、动力电池智能充电控制(Intelligent Charging)五、减速断油（Deceleration Fuel Cut Off，DFCO)六、纯电动爬行七、驾驶员意图识别八、智能热管理系统九、扭矩安全监控十、低压智能充电控制十一、整车上下电管理十二、故障诊断十三、能量回收25′第七节纯电动汽车动力系统结构、控制工作原理及基本功能一、纯电动汽车动力系统结构在图2-9的新能源汽车系统框图中，将内燃机、燃油箱、内燃机控制器和机械藕合装置去掉就形成了纯电动汽车系统框图，由此可以看出，纯电动汽车系统是一个相对比较简单的系统。

图中的驱动子系统和电源子系统构成了纯电动汽车动力系统，可简化如图2-40所示。

分配教学内容求从图2-40中可以看出，纯电动汽车动力系统由整车控制器、电机控制器、电动机、传动装置、动力电池、电池管理系统及外接充电控制单元构成。

二、纯电动汽车动力系统控制工作原理三、常见纯电动汽车动力系统结构举例由于纯电动汽车电驱动特性的多样性，纯电动汽车有多种动力系统架构，图2-41为常见的几种EV结构形式。

四、纯电动汽车动力系统基本功能前面已经介绍了纯电动汽车动力系统的结构和工作原理，下面将对系统的主要功能作一点简单介绍。

除了具有混合动力汽车系统的主要功能如纯电动爬行、驾驶员意图识别、智能热管理、低压智能充电及整车高压上下电分配教学内容求管理外，纯电动汽车还有如下特有功能。

1．外接智能充电功能2．故障诊断功能3．辅助功能10′第八节插电式混合动力汽车动力系统结构及工作原理插电式混合动力电动汽车(Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV)，是指可外接充电的新型混合动力汽车，它兼有一般混合动力汽车与纯电动汽车的功能特征。

5’知识回顾与作业布置回答第 4次课，2学时时间分配教学内容教学方法及要求5’严肃课堂纪律，考勤出勤人数，引导学生进入学习状态5 请学生回答现在新能源汽车有哪几种？学生讨论并回答25′第九节典型混合动力汽车的构造与工作原理丰田Prius混合动力汽车总体构造及主要性能指标1.Prius混合动力汽车的主要尺寸2.动力总成的主要零、部件的布置3. 丰田公司生产的THS和THS II特点4. THS和THS II的电池特点5．THS的改型产品的特点。

6．THS和THS Ⅱ混合动力系统的Prius HV的异同THS Ⅱ的组成及工作原理1．THS Ⅱ的组成THS II的主要组成如图2－49所示，主要由发动机（汽油机）、发电机、电动机、动力电池、逆变器等18个部件组成。

分配教学内容要求2. THS II混合动力汽车的工作原理（1）准备启动状态（2）汽车起动（3）发动机热机和充电（4）起步工况（5）发动机微加速工况（6)发动机和电动机并联加速起步（7)发动机和电动机串联加速起步（8）低载荷巡航工况（9)节气门全开加速工况（10)减速工况（11）行驶中发动机充电（12）倒车工况（13)电动机行驶（14）制动能量回收（15)汽车滑行（16)汽车停车3.动力分配机构的组成及工作原理动力分配机构使用的是行星齿轮装置。

齿圈、行星齿轮架和中心齿轮分别与电动机、发动机和发电机相连。

分配教学内容要求4．动力分配机构齿圈、行星架、太阳轮转速之间的关系齿圈、行星架、太阳轮转速之间的关系假定太阳轮的齿数为Zs、转矩为Ts、转速为ns，齿圈的齿数为Zr、转矩为Tr、转速为nr，行星齿轮架的为转矩为Tp、转速转矩为np，则由行星齿轮（Zs=30， Zr=78）的工作原理可知齿圈、行星架、太阳轮的转速和转矩之间的关系。

齿轮、行星架、太阳轮转速之间关系为：n s+n r Z r Z s−⁄n p（1+Z r Z s⁄）=0或n r=[n s-n p（1+Z r Z s⁄）]（Z r Z s⁄）⁄齿轮、行星架。

太阳轮转矩之间关系为：T s n s+ T r n r+ T p n p=040’一、混合动力汽车控制系统1.混合动力汽车控制系统的组成分配教学内容要求（1）混合动力系统ECU的控制（2）发动机ECU的控制（3）变频器的控制（4）增压转换器的控制（5）转换器的控制（6）空调变频器的控制（7）发电机(MG1)和电动机(MG2)的控制（8）制动防滑控制ECU的控制（9）蓄电池ECU的控制（10）换挡的控制（11）碰撞时的控制（12）电动机驱动模式的控制（13）巡航控制系统操作的控制（14）指示灯和警告灯点亮的控制（15）诊断（16）安全保护2.混合动力汽车控制系统主要功能（1）HV ECU控制功能（2）系统主继电器(SMR)控制功能（3）发动机ECU控制（4）变频器控制（5）制动防滑控制ECU控制分配教学内容要求5′知识回顾与作业布置回答第 5次课，2学时时间分配教学内容教学方法及要求5’严肃课堂纪律，考勤出勤人数，引导学生进入学习状态5 请学生回答混合动力汽车控制系统由哪些子系统组成？ECU的控制原理是什么？二次电池的电池主要性能指标包括哪些内容？？学生讨论并回答15’第三节铅酸蓄电池一、铅酸蓄电池的种类及型号以酸性水溶液为电解质的蓄电池称为酸蓄电池，铅酸蓄电池是酸蓄电池的一种，其特点是电极材料为铅及其氧化物。