新能源汽车简介

第 2章
混合动力汽车
混合动力汽车概述 混合动力汽车的组成与分类 混合动力汽车结构与能量管理模式
混合动力汽车概述
• 混合动力汽车定义
广义上说，混合动力车指的是拥有至少两种动力源，使用其中一种或多种 动力源提供部分或全部动力的汽车；
一般来讲，混合动力汽车是指混合动力电动汽车，它是一种介于传统汽车 与纯电动车之间的一种承前启后的过渡产品，多半采用传统的内燃机和电 动机作为动力源，其经济成本与技术方面都已趋于成熟。
动车以105.88km/h的速度刷新了有汽油发动机保持的世界最高车速记录。这是汽车史上第一次 突破100km/h大关；
3） 停滞期（1920—1990）
➢ 由于石油开采技术与内燃机技术的发展，传统汽车成本低、续航能力强的特点使其在短时间内很快 取代了纯电动车
➢ 1940年左右点通车基本上从欧美市场中消失 4） 复苏期（1990—present） ➢ 中东石油危机令全世界陷入石油短缺的环境中，电动车再一次进入人们的视线； ➢ 2003年特斯拉汽车成立，专门生产纯电动汽车，并先后在美国市场推出了双门超级跑车Roadster和
• 并联式混合动力系统
1）结构 根据输出轴结构的不同可划分为两种形式：单轴式和双轴式
2）特点
优点:
a) 两条驱动路径并联增加驱动功率； b) 动力元件比串联式混合动力驱动系统更小； c) 储能元件容量要求减小； d) 电动机/发动机根据工况灵活工作；
缺点：
a) 发动机工作状态受路面行驶工况影响； b) 较串联式其结构和布置更复杂；
动变速车型中排名第十
➢ 动力耦合系统和控制系统
本田CR—Z并联 式混合动力系统， 发动机提供主要 功率电动机在低 速时提供辅助扭 矩整个结构设计 简洁、分布紧凑、 质量轻巧
系统平台：本田第六代IMA混合动力系统
动力系统的机械连接、电气系统的电气连 Nhomakorabea和控制系统的信号 连接示意图如下：
CR—Z并联式混合动力系统实际结构图
• 混合动力汽车的分类
a) 串联式混合动力系统 b) 并联式混合动力系统 c) 混联式混合动力系统 d) 复合式式混合动力系统
混合动力汽车结构与能量管理模式
• 串联式混合动力系统 1）结构
储能系统：动力电池、超级电容、飞轮等
2）特点
优点：排放污染小、驱动形式多样、布置方便；
缺点：对驱动电机、发电单元和电池的要求高； 能量转化效率低；对动力电池的工作和性能要求 高
➢ 工作模式
THANKS
新能源汽车整车设计—典型车型与结构 New Energy Vehicles—Typical Types & Structures
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目录
1 新能源汽车概述 2 混合动力汽车 3 实例分析—本田CR-Z
第 1章
新能源汽车概述
什么是新能源汽车？新能源汽车的发展历程？新能源汽车如何分类？ 与传统汽车相比较，新能源汽车有何技术特点与优势？ 新能源汽车发展现状如何，它的发展趋势又将是如何？
插电式混合动力汽车是可以用电网对动力电池充电的混合动力汽车，它是 在混合动力汽车的基础上开发出来的。分为串联和并联两种形式
3 第 章
实例分析—本田CR-Z
混合动力汽车典型车型分析
• 车型实例一（本田CR—Z）
➢ 车辆性能—燃油经济性
➢ 具有EG、EK、FD紧凑轻盈的车身并搭载本田第6代IMA混合动力系统 ➢ 拥有优秀的燃油经济性，在2011年的EPA十大CVT车型中排名第4，在十大手
1） 初期发明（1830—1870） ➢ 1834年（美）托马斯·达尔波特（Thomas Davenport）制造了一辆不可充电的干电池驱动的电动
三轮车； ➢ 1832—1838年间，英国人罗伯特·戴维森(Robert Davidsson)制作了世界上最初的可供实用的电动
汽车； 2） 中期发展（1870—1920） ➢ 电动车发展的黄金时期，英法都出现了制造电动汽车的公司； ➢ 1899年，比利时人卡米乐·热纳茨（Camille Jenatzy）驾驶一辆名为La Jamais Contente的炮弹型电
• 为提高混合动力汽车燃油经济性而采取的相关措施
a) 限制发动机怠速 b) 制动能量回收 c) 降低发动机排量 d) 提高发动机附件的工作效率
• 混合动力车的特点
➢ 与纯电动汽车相比，混合动力汽车具有以下优点：
a) 减少了电池包的数量，即减少了整车的重量和成本； b) 延续了传统内燃机汽车成熟的驱动与控制技术，合适量产并降
什么是新能源汽车？新能源汽车的发展历程？新能源汽车如何分类？
• 新能源汽车的定义 指采用非常规车用燃料作为动力来源（或使用常规车用燃料、采用新型
车载动力装置），综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术 原理先进、具有新技术、新结构的汽车。
• 新能源汽车的发展历程
纯电动汽车发展的四个时期：
低制造成本；
➢ 与传统相比，混合动力汽车具有以下优点：
a) 可使发动机在最佳效率区域稳定运行； b) 可实现纯电驱动； c) 可实现制动能量回馈，进一步降低汽车的能量消耗和排放污染；
混合动力汽车的组成与分类
• 混合动力汽车的组成
混合动力汽 车一般由发 动机、发电 机、电动机、 储能装置、 功率转换装 置、控制装 置等组成。
3）工作模式
a) 纯电驱动； b) 串联驱动； c) 发动机单独驱动； d) 行车充电； e) 停车充电； f) 制动能量回收； g) 并联驱动； h) 全加速；
4）能量管理控制模式
a) 基于发动机工作优化的管理策 略（恒定个工作点、最优工作 曲线）；
b) 瞬时优化模式； c) 全局优化模式；
• 插电式混合动力汽车
3）工作模式
➢ 纯电驱动:发动机关闭车辆从车载电池组中获得电能，驱动车辆前进； ➢ 纯发动机驱动：车辆驱动功率源于发动机—发电机组成的发电单元，车载
电池极不供电也不从发电单元获取电；
➢ 混合驱动：驱动电机同时从电池组和发动机—发电机单元获取电能，驱动 车辆；
➢ 行车充电：发动机—发电机除了向车辆提供行驶所需功率外，还给电池组充电
• 能源多样化与地域化
三 化 • 驱动电气化 一 转 • 技术平台化与系统化
变
a) 动力系统的全新集成设计要求
eg：丰田THS-ǁ系统、本田IMA系统
b) 底盘平台化
eg:Volt底盘平台、本田Plug-in混合动力底盘
c) 储能系统平台化
eg:日产电池系统、Volt电池平台
• 能源结构去碳加氢转变
➢ 行车充电：发动机功率大与路面负荷且电池电量未达到最高限制时； ➢ 制动能量回收 ➢ 停车充电
4）能量管理控制模式
当前提出的控制策略基本上是基于专局和功率的控制，主要 解决传统汽车高油耗和排放的问题，具体策略如下：
a) 基于规则的逻辑门控制； b) 瞬时优化控制； c) 智能控制； d) 全局最优控制
3）工作模式
➢ 纯电驱动：传统汽车起步时发动机效率低，排放差，并联结构由于 增加了一套电驱动系统，在电池电量充足的情况下使用纯电动机启 动；
➢ 纯发动机驱动：当汽车匀速行驶，发动机可工作在高效区域时，使 用纯发动机驱动，可获得较高的效率；
➢ 混合驱动：加速或爬坡工况下车辆需要更大的驱动力，这是两条动 力同时输出，此时电动机的能量来自电池组；
➢ 制动能量回收：即再生制动能量回收，由牵引电机作为发电机回收减速的制动 过程的能量并向电池组充电；
➢ 停车充电：牵引电动机不接收功率，车辆停驶，发动机—发电机组仅向蓄电池 组充电
4）能量管理控制模式
由于串联式混合动力汽车的发动机与路面负荷解耦，可独立工作 在高效区，故控制策略的主要目标是控制发动机工作点已获得更 好的燃油经济性，改善排放。串联式混合动力汽车有恒温器式和 功率跟踪式两种基本控制模式
四门豪华电动跑车ModelS； ➢ 2010年6月，特斯拉在纳斯达克证券市场挂牌交易，是唯一一家在美国上市的纯电动汽车独立制造
商；
• 新能源汽车的分类
新能源汽车技术总览
与传统汽车相比较，新能源汽车有何技术特点与优势？
• 排放特性 • 能源危机 • 经济效益 • 利用效率
新能源汽车发展现状如何，它的发展趋势又将是如何？
• 混联式混合动力系统
1）结构
结构特点： 两台电动机， 一个较为复 杂的传动系 统和一个智 能化控制系 统
2）特点
优点： a) 与串联式相比动力系统更小，成本降低； b) 多种工作模式可获得更好的性能； c) 发动机参与驱动减少能量转换损失； d) 纯电行驶减低排放；
缺点： a) 发动机参与驱动在特殊故工况下排放劣与串联式； b) 结构复杂布置困难； c) 整车多能源控制系统要求更高更复杂；