混合动力电动汽车概述.ppt

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1、第五章　混合动力电动汽车第一节　概述第二节　混合动力电动汽车组成与原理第三节　混合动力电动汽车的主要系统设计2021/7/212021/7/21第一节　概述一、混合动力电动汽车分类一般情况下，混合动力电驱动系含有一个可双向能量流的动力系，如图５-１所示。第一节　概述混合动力电动汽车按照能量合成的形式主要分为串联式(ＳＨＥＶ)、并联式(ＰＨＥＶ)和混联式三种。根据在混合动力系统中，电机的输出功率在整个系统输出功率中占的比重，混合动力系统还可以分为以下四类:１.微混合动力系统２.轻混合动力系统轻混合动力系统除了能够实现用发电机

2、控制发动机的起动和停止，还能够实现:(１)在减速和制动工况下，对部分能量进行吸收；(２)在行驶过程中，发动机等速运转，发动机产生的能量可以在车轮的驱动需求和发电机的充电需求之间进行调节。这种混合动力系统在传统内燃机上的起动电机上加装了皮带驱动起动电机，用来控制发动机的起动和停止，从而取消了发动机的怠速，降低了油耗和排放。３.中混合动力系统中混合动力系统采用的是高压电机。另外，中混合动力系统还增加了一个功能:在汽车处于加速或者大负荷工况时，电动机能够辅助驱动车轮，从而补充发动机本身动力输出的不足，从而更好地提高整车的性能。第

3、一节　概述４.完全混合动力系统该混合动力系统中电机和内燃机都可以独立(或在一起)驱动车辆。因此在低速、缓加速行驶(如交通堵塞、频繁起步-停车)、车辆起步行驶和倒车等情况下，车辆可以纯电动行驶；急加速时电机和内燃机一起驱动车辆，并有制动能量回收的能力。二、混合动力电动汽车基本结构串联式混合动力的结构如图５-２所示：第一节　概述并联式混合动力的结构如图５-３所示：第一节　概述混联式混合动力的结构如图５-４所示：第二节　混合动力电动汽车组成与原理一、串联式混合动力电动汽车典型的串联式混合动力电驱动系统的构造如图５-５所示：第二节

4、　混合动力电动汽车组成与原理１.单发动机电动机模式在该模式下，电动机所需的能源完全由发动机带动发电机产生，即２.单蓄电池组电动机模式在该模式下，电动机所需的能源完全由发动机带动发电机产生，即３.混合牵引模式在突然加速时电动机所需的能源大于由发动机(运行在最佳工作区时)带动发电机产生的功率，这时将有蓄电池组来提供一部分功率，该运行模式下功率关系为第二节　混合动力电动汽车组成与原理４.发动机充电模式当电池组的能量小于某个容量时，且电动机所需的能源小于由发动机(运行在最佳工作区时)带动发电机产生的功率，这时发电机产生的电能将有一

5、部分用来给蓄电池组充电，该运行模式下功率关系为５.再生制动模式当车辆制动时，电动机运行在发电机模式，将车辆的动能转化为一部分电能，通过蓄电池组存储起来。二、并联式混合动力电动汽车１.转矩耦合在转矩耦合中，发动机和电动机的转矩可以根据需要分别独立控制，但是两者的转速需要互成比例，机械耦合器将发动机和电动机的转矩按照一定的比例关系加在一起，然后把合成后的转矩传递给驱动轮。可以用一个三端口的机械配置图说明，如图５-６所示。第二节　混合动力电动汽车组成与原理假设耦合效率为η，端口２工作在驱动状况下，则端口３得到的驱动功率为从而可得

6、转矩耦合器端口３输出的转矩为式中:ｋ1、ｋ2———转矩耦合参数，由转动比确定，当该装置确定后，ｋ1，ｋ2为确定的值。同时从式(５-６)中可以看到角速度ω1、ω2、ω3存在着如下关系，不能独立控制。第二节　混合动力电动汽车组成与原理齿轮耦合是通过啮合齿轮将多个输入动力合成在一起，如图５-７所示。第二节　混合动力电动汽车组成与原理链或带耦合是通过链条或者皮带将两个动力源输出的动力进行合成，链或带耦合结构简单、冲击小，但耦合效率较低。其结构如图５-８所示。第二节　混合动力电动汽车组成与原理磁场耦合是将电动机的转子与发动机的输出轴

7、做成一体，通过磁场作用力将电机输出动力与发动机输出的动力直接或者间接的耦合在一起，如图５-９所示，图中ｋ1，ｋ2均等于１。第二节　混合动力电动汽车组成与原理以齿轮耦合为例，一种配置方式是两个传动装置分别位于发动机于转矩耦合器之间和电动机与转矩耦合器之间，如图５-１０所示。第二节　混合动力电动汽车组成与原理一种配置方式是传动装置位于转矩耦合器与驱动轮之间，如图５-１１所示。第二节　混合动力电动汽车组成与原理对于电磁耦合，传动装置可以放置在发动机和电动机之间，也可以放在电动机之后，如图５-１２和图５-１３所示。第二节　混合动力

8、电动汽车组成与原理第二节　混合动力电动汽车组成与原理还有一种特殊的转矩耦合方式，称为牵引力耦合，在这种耦合方式下，发动机驱动汽车的前轮(或者后轮)，而电动机驱动汽车的后轮(或者前轮)，通过前后车轮驱动力将两个动力源提供的动力耦合在一起，如图５-１４所示。第二节　混合动力电动汽车组成与原理动力合成的规则如