混合动力汽车动力系统概述

混合动力汽车动力系统概述Ningbo Tuopu Vibro-acoustics Technology Co.,Ltd Ningbo T op Vibro aco stics Technolog Co Ltd

段小成

Mar 14, 2009

目录

2009-3-14

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¾混合动力汽车结构形式分类

¾混合动力汽车动力传动关键部件—ISG与蓄电池

¾混合动力汽车常见运行工况

混合动力汽车先驱丰田P i

¾混合动力汽车先驱—丰田Prius

¾混合动力汽车激励与NVH挑战

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¾混合动力汽车产生背景：能源危机与环境污染，而混合动力汽车（HEV）由于油耗低、污染小，应用前景乐观。

¾根据电力驱动系统和内燃机动力总成的布置形式的不同，混合动力汽车可以分为三类：

(Series Hybrid Electronic Vehicle--SHEV)

•串联式混合动力汽车(Series Hybrid Electronic Vehicle

(Parallel Hybrid Electronic Vehicle--PHEV)

•并联式混合动力汽车(Parallel Hybrid Electronic Vehicle

混合式混合动力汽车(Parallel/Series Hybrid Electronic Vehicle PSHEV)

(Parallel/Series Hybrid Electronic Vehicle--

•Vehicle

¾根据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的不同，混合动力系统还可以分为以下四类：

•微混合动力系统、轻混合动力系统、中混合动力系统、完全混合动力系统

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串联式混合动力汽车是由发动机、发电机和驱

动电机三大动力总成组成发动机发电机和

动电机三大动力总成组成，发动机、发电机和

驱动电机采用"串联"的方式组成驱动系统。

工作方式：发动机带动发电机发电，其电能通

过电机控制器直接输送到电机，再由电机产生

电磁力矩动汽车在发动机与动桥之间通

电磁力矩驱动汽车。在发动机与驱动桥之间通

过电实现动力传递。动力蓄电池通过控制器串

接在发电机和电机之间，当发电机的发电功率

大于电机所需的功率时，控制器控制发电机向

电池充电；而当发电机发出的功率低于电机所

需的功率时，电池则向电机提供额外的电能。

上汽即将开发的混合动力汽车即为串联型

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优点

¾SHEV优点：

•发动机工作状态不受汽车行驶工况的影响：始终在其最佳的工作区域内稳定运行，因此，发动机具有良好的经济性和低的排放指标；

•由于有电池进行驱动功率“调峰”，发动机的功率只需满足汽车在某一速度下稳定运行工况所需的功率，因此可选择功率较小的发动机；

•发动机与电机之间无机械连接，整车的结构布置自由度较大。

¾SHEV缺点：

•发动机的输出需全部转化为电能再变为驱动汽车的机械能，需要功率足够大的发电机和电机；

•要起到良好的发电机输出功率平衡作用，又要避免电池出现过充电或过放电，就需要较大的电池容量；

•发电机将机械能量转变为电能、电机将电能转变为机械能、电池的充电和放电都

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并联式混合动力电动汽车是由发动机、电动/发电机或驱动电机两大动力总成组成发动机

电机或驱动电机两大动力总成组成，发动机、电动/发电机或驱动电机采用"并联"的方式组成驱动系统，控制系统可以根据条件，确定由谁驱动，是发动机和电机一起驱动，或是发动机驱动，还是电机单独驱动。

工作方式：发动机通过主传动轴与变速器相联，电机的转矩通过齿轮与内燃机的转矩在变速器前进行复合，传到驱动轴上的功率是两者的和。这种形式被称为转矩复合。在刹车和给电池充电时，电机可以反转作为发电机。

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¾PHEV优点：

•发动机的功率与电机的功率之和为汽车需求的最大功率，发动机的功率可以小许多，并且可以运行在功率较高的区域。

多并且可以运行在功率较高的区域

¾PHEV缺点：

•只有一个电动马达，在马达作为发电机给电池充电时，不能作为电机驱动车轮；•发动机的转速像传统汽车一样随车速的变化而变化，从而不能稳定地工作在高效率区；

•当车辆在变工况时，性能较差。

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混联式（串、并联式）混合动力电动汽车是综合串联式和并联式混合动力电动汽车结构特点组成的PSHEV，由发动机、电动/发电机和驱动电机三大动力总成组成。

工作方式：由于混联式混合动力汽车既有发电机又有电机，因此同时具有串联系统和并联系机有电机因此同时具有串联系统和并联系

统的特性。它有两个电机，为了获得最高的效率，根据实际工况决定是由单纯由电机、还是率，根据实际工况决定是由单纯由电机还是由发动机和电机联合驱动车轮。当发动机驱动汽车时，同时还可以通过发电机给电池充电，让SOC较快回到平衡位置。

SOC：State of charge，蓄电池荷电评价指标

State of charge

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¾PHEV优点：

•可以根据功率需求自由确定发动机输出功率，并让发动机工作在高效区；

•发动机较多地运行在相对稳定的转速；

发动机较多地运行在相对稳定的转速

•发动机的功率和电动机功率都较小。

缺点

¾PHEV缺点：

•控制系统复杂；

•系统多带来可靠性要求的相对提高。

系统多带来可靠性要求的相对提高