第五章 溷和动力车 2.ppt

第五章 混合动力车 Hybrid Electric Vehicle， 简称HEV 经济与社会的发展对汽车工业提出了高标准的要求: 在电动汽车的能源系统中，如蓄电池、超大电容器及储能高速飞轮等，目前还没有一种能源能够使电动汽车的性能完全与燃油汽车相匹敌，其主要原因在于这些能源系统不能提供足够高的比能量和比功率。 纯电动车配套与基础设施 纯电动车的的使用市场条件 为了解决这个问题，人们在电动汽车上加入辅助动力单元。这个辅助动力单元实际上是一个动力发电机组或某种原动机。原动机可以是内燃机、燃气轮机等热机。这就构成了目前所说的混合动力电动汽车。 混合动力电动汽车(HEV）是将电力驱动与辅助动力驱动结合起来，充分发挥二者各自的优势及二者相结合产生的优势的车辆。 美国政府在1993年提出“新一代汽车合作计划”，其中的目标之一是“开发一种燃油经济性三倍于现有车辆的中型轿车，即每加仑燃油行驶80英里（折合3L/100km）。”从目前的研究来看，混合动力汽车是实现上述指标的主要途径。 最近几年，美、日、欧等国家和地区的政府部门、研究机构纷纷将其研究重点转到更具实用性与发展前途的混合动力电动汽车上来。 5.2 混合动力车的工作原理 混合动力电动汽车按其能量耦合方式的不同可分为三种方式： 串联 (SHEV) 并联 (PHEV) 混联 5.2串联式混合动力汽车 Series Hybrid Electric Vehicle (SHEV) 串联式HEV动力由发动机、发电机和电动机三部分动力总成组成。它们之间用串联的方式组成SHEV的动力单元系统。 串联结构的特征是以电力形式进行复合，发动机直接驱动发电机对储能装置和牵引电机供电，电动机用来驱动车轮，储能装置起着发动机输出和电动机需求之间的调节作用。 SHEV用发动机－发电机组均衡地发电，电能供应驱动电动机或动力电池组，使SHEV的行驶里程得到延长。 SHEV的发动机－发电机组只能看作一种电能供应系统，发动机并不直接参与SHEV的驱动。 串联式电动车不管在什么工况下，最终都要由电动机来驱动车轮。 SHEV的发动机，可采用四冲程内燃机、二冲程内燃机、转子发动机和燃气轮机。发动机、发电机组，发动机的转速和功率可以控制在一定范围内，不受SHEV运行工况的影响，经常保持在低能耗、高效率和低污染的状态下运转。 负荷小时由电池驱动电动机带动车轮转动，负荷大时则由发动机带动发电机发电驱动电动机。当电动车处如启动、加速、爬坡的工况时，发动机-电动机组和电池组共同向电动机提供电能；当电动车处低速、滑行、怠速的工况时，则由电池组驱动电动机，由发动机-发电机组向电池组充电。 串联混合动力电动汽车工作原理: 在车辆行驶之初，蓄电池处于电量饱满状态，其能量输出可以满足车辆要求，辅助动力系统不需要工作； 电池电量低于60％时，辅助动力系统起动：　　 当车辆能量需求较大时，辅助动力系统与蓄电池组同时为驱动系统提供能量； 当车辆能量需求较小时，辅助动力系统为驱动系统提供能量的同时，还给蓄电池组进行充电。 　 or 负荷小时由电池驱动电动机带动车轮转动，负荷大时则由发动机带动发电机发电驱动电动机。当电动车处如启动、加速、爬坡的工况时，发动机-电动机组和电池组共同向电动机提供电能；当电动车处低速、滑行、怠速的工况时，则由电池组驱动电动机，由发动机-发电机组向电池组充电。 起步、低速行驶和倒车 　　 通常高速行驶状态下 　　　　急加速状态 　　　　制动过程 　　　　停车状态 　闹市区工况　　　　　 车辆行驶功耗示意图 合理的系统匹配与控制策略 系统匹配与路况、驾驶员驾车习惯 夜间是否需要额外充电？ 各部分在不同工作点上、不同环境条件（温度）下的能量转换效率 节能指标 SHEV 小结 其优点是发动机的运行独立于车速和道路条件，适用于车辆频繁起步、加速和低速运行。发动机在最佳工况点附近运转，避免了怠速和低速工况，从而提高了效率，提高了排放性能。 但在机械能与电能的转化过程中有效率损失，很难达到明显降低油耗的目的，目前主要用于城市大客车 　 由于蓄电池组的存在，使发动机工作在一个相对稳定的工况，使其排放得到改善。（10%-20%） 制动回馈：节能 原理可用于多种运输工具 5.3并联式混合动力电动汽车 Parallel Hybrid Electric Vehicle (PHEV) PHEV是由发动机、驱动电动机两大动力总成组成，发动机、驱动电动机(电动/发电机)以机械能叠加的方式驱动汽车，发动机与电动机分属两套系统，可以分别独立地向汽车传动系提供扭矩，在不同的