混合动力汽车技术

1）低油耗的工作原理 • 停车时—动力系统全部停止
2）低尾气排放工作原理
• 降低油耗，控制尾气排放。 • 采用了三元催化剂和VVT-i，并改良了空燃比补偿装置、点火时间控制装
置、燃料蒸发排放物控制装置及其它各种设备，从而有效地控制了有害气 体的产生，并增强了尾气净化性能。 • 油电混合动力系统在以卓越的低油耗来减少燃料消耗，控制尾气排放的同 时，利用高效燃烧来抑制其它物质的产生，同时还安装各种尾气净化装置， 实现了低尾气净化排放。
• 普锐斯混联式混合动力由HV蓄电池、INZ-FXF发动机、1 号电动发电机、2号电动发电机、变频器总成、行星齿轮 组等组成。
普锐斯混合动力系统的元件在车上的布置图
普锐斯混联式混合动力的组成
1.NiMH电池系统
• 安装在普锐斯油电混合动力系统上的高输出镍氢蓄电池，无需利用外界 电源进行充电，也无需定期交换。安装在Prius普锐斯上的电池单元实现了 约540W/kg的输入输出密度，居世界最高水平。
Prius普锐斯油电混合动力系统的电动机MG 1、MG 2的结构如图所示。
MG1的作用： • 通过调节 MG1的转速来实现发动机在某个高效功率点运行； • 发动机运行在高效率点时，随车速的变化，调节MG1的转速，实现行星
齿轮无级变速的功能； • 作为电动机，起动发动机，把发动机从静止拖动到1000 转左右，然后发
• 混合动力汽车是汽车、电力拖动、化学电源、自动控制等 工程技术中最新成果的及集成产物，混合动力汽车的开发 和产业化需解决诸多关键技术。混合动力汽车的关键技术 由：电池及电池管理系统、电机及电机控制系统、驱动系 统控制、动力总成关键零部件技术、测试技术及系统优化 等。
• 普锐斯Prius于1997年10月底问世，是世界上最早实现批量生产 的混合动力汽车。在人们日益关注环保的今天，普锐斯Prius因革 命性地降低了车辆燃耗和尾气排放，其划时代之意义与先进性得 到了全世界的高度评价。
2. 12V蓄电池 • 12V蓄电池
提供给ECU 和辅助设备 的电源，如 音响等。蓄 电池安装位 置如图所示。
3.混合动力传动桥
• 混合动力传动桥 主要由组合齿轮 单元、主减速器、 差速器、两个电 机（MG1、 MG2）、动力分 配行星齿轮、驻 车机构等组成。
1）高输出功率电动机
• Prius普锐斯油电混合动力系统的电动机中采用了交流同步原动机。该 装置一直到高旋转带都可高效地产生高扭矩，同时可任意控制转数和产生 的扭矩。另外它还拥有小型、轻量、高效等特点，具有优秀的动力性能， 可进行顺畅的启动、加速等各种操作。
奥迪Q5 Hybrid混合动力系统的组成
谢谢观看
eAssis
t混动
车的 电池 及能 量管 理系 统
别克君 越eAssist
属于弱 混系统， 电机不 但要负 责发动 机的启 动，同 时还要 完成自 动启停、 能量回 收、加 速和起 步助力 等功能。
奥迪Q5 hybrid
• 奥迪Q5 Hybrid采用2.0TFSI发动机，为车辆提供了211马力（155千瓦） 的动力，电动机也能为车辆提供54马力（40千瓦）的动力。在需要 时，它们最大功率可达到245马力（180千瓦），最大扭矩480牛•米， 比汽油版2.0T车型提升了不少；油耗方面，7.4L/100km也较汽油版 2.0T车型的9.6L/100km节省了很多。
组合齿轮单元结构
组 合 齿 轮 单 元 的 工 作 原 理：
4.动力控制单元
变 压 器：
变压器的作用：
• 变压器将HV蓄电池的直流电流转换成电动机和发电机使用的 交流电流。另外也将发电机和电动机发出的交流电流转换成可供 HV蓄电池充电的直流电流。
可变电压系统： • 可变电压系统根据需要将电动机和发电机的电源电压进行无级升压，由一
般情况下的DC201.6V最大升至DC650V
DC/DC转换器
• DC/DC转换器将HV蓄电池和发电机发出的244.8/201.6V直流电流减压至 12V，以供车辆的辅助设备、电子部件ECU作为电源使用。
MG ECU
作用： 根据从动力管理控制ECU(HV CPU)的信号控制变频器和增压转换器。
电子控制系统
电池充电和对 MG1供电； • 制动时发电； • 倒车时，反转驱动汽车。
2）组合齿轮单元结构：
作用： 在动力分配行星排中，行星架与发动机相连，太阳轮与MG1相
连，齿圈通过过渡齿轮与主减速器相连。发动机输出的动力被分成 用于驱动MG1发电的动力(电动力)和用于直接驱动车轮的动力(机械 动力)两个部分。
1.工作特点：
丰田Prius普锐斯特点是低油耗、低尾气排放量、良好的加速、 运行安静的传动系统。TOYOTA油电混合动力系统是综合了电动机 和发动机两大动力优点的新一代动力系统。它高水平地满足了现代 汽车对低油耗、低尾气排放量的要求，加速良好，运行安静。
1）低油耗的工作原理 • 启动时—充分利用电动机启动时的低速扭矩
1）低油耗的工作原理 • 低速、中速行驶时—由高效利用能量的电动机驱动行驶
1）低油耗的工作原理 • 一般行驶时—低油耗的驾驶、使用发动机作为主要动力源
1）低油耗的工作原理 • 一般行驶时/剩余能量充电
1）低油耗的工作原理 • 全速行驶时—利用双动力来获得更高一级的加速
1）低油耗的工作原理 • 减速/能量再生时—将减速时的能量回收到HV蓄电池中
Toyota Hybrid Sy stem (THS)由发动机(ICE)，发电机(Generator )，电动机(Motor)， 行星齿轮，逆变器(Inverter/C on-verter)和动力蓄电池组组成。其中，发电机 和电动机都可以做电动机，也可以做发电机，叫做MG1，MG2。行星齿轮将 两个电机，发动机有机的联系起来，
• 使用车辆加速时的放电、减速时的再生制动器、以及用发动机行驶时产 生的剩余能量来进行充电，从而累积充电放电电流，使充电状态保持稳定。 不会出现放电过多或多余充电等现象，使用寿命非常长。
电池系统的组成
• 电池系统由电 流传感器、保险丝、 服务插销（service plug）、系统主继 电器、电池控制模 块 ECU、电池通风 温控系统构成
• Prius的静谧性技术：Prius普锐斯在“EV驾驶模式”功能的基础上， 还采用了各种技术来降低发动机噪音以及从发动机、车胎发出的透射 声，以保证车内和车外超群的静谧性。
• 别克君越eAssist混合动力车
别克君越 eAssist混动
车的动力系 统由发动机、wenku.baidu.com电池组、电 动机和控制 器等组成。
动机喷油点火； • 在发动机有轴功输出时，MG1正转，作发电机，对电池充电和对MG2供
电；MG1反转时，则作为电动机，消耗电能。若SOC 低时，MG2则为发电机， 对电池充电和对MG1供电，这种模式一般发生在等速巡航时；
MG2的作用：
• EV模式运行时，作电动机，独立驱动汽车； • 汽车加速和需要辅助功率时，作电动机； • 汽车中等速度巡航时，发动机输出功率较低，MG1反转，MG2作发电机，对
3）驾驶方便、动力强劲的工作原理
• 驾驶方便： • （1）灵活控制电动机和发动机 • （2）驱动辅助 • （3）电动机TRC • （4）爬坡动力辅助 • （5）坡道启动控制
动力强劲： （1）理想的动力系统控制 （2）扭矩分配系统控制
4）超群的静谧性工作原理：
• EV驱动模式：仅利用电动机来进行低、中速行驶，并且彻底采取了 各种吸音、隔音措施。油电混合动力系统使驾驶者在低速至中速段行 驶时仅利用电动机的驱动力，利用电力带动的电动机是非常安静的驱 动力，其行驶时的静谧性远远超过发动机。
• 电子控制系统是集中控制车辆中各种系统的电子装置，可称为汽车 的大脑。为了实现安全、舒适、高效率行驶，油电混合动力系统采用 EUC实时监控汽车各系统的运转情况和能量消耗情况，进行精密且高速 的综合控制。
电子控制系统控制原理：
5.汽油发动机
• Pruis普锐斯中配备的INZ-FXE具有以下特点： • 高膨胀比循环 • 高悬转化 • 采用VVT-i
• 1997 到2001 这段时间里，第一代prius 在日本已经卖出了 37,000 辆，现在这辆车的销售在全球已经过 10 万辆，是世界上 第一辆产业化的混合动力汽车(Hybrid Electric Vehicle) 。
Prius是第一辆混联型的HEV，它的动力系统叫做 Toyota Hybrid Sy stem (THS) ，结合了串连和并联两种方式的特点。