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新能源汽车技术:混合动力汽车PPT教学课件.pptx

发布:2025-04-05约1.07万字共63页下载文档
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第五章;;混合动力汽车(hybridvehicle)中的hybrid一词在技术层面上指一种系统,该系统将两种不同的技术组合在一起使用,我们现在主要研究的是油电混合动力汽车(hybridelectricvehicle),即内燃机与动力电池、电机的驱动混合。混合动力汽车介于传统内燃机汽车与纯电动汽车之间,是两种动力汽车的中间产物,混合动力汽车中的动力驱动单元却完美地将内燃机的动力与电机的动力结合在一起。;;1.按连接方式分类

按照内燃机和驱动电机的连接方式,混合动力汽车可分为串联式混合动力汽车、并联式混合动力汽车、混联式混合动力汽车和复合式混合动力汽车。

1)串联式混合动力汽车(serieshybridelectricvehicle)

串联技术,即在传统汽车上增加一个发电机(generator)、能量存储系统(energystoragesystem,ESS)、驱动电机(tractionmotor)和逆变器(inverter)及其控制系统。

在串联式混合动力汽车中,内燃机(??动机)用来联动发电机所产生的电能和蓄电池输出的电能,共同输出到电动机来驱动汽车行驶。电力驱动是唯一的驱动模式,如图5-1所示。;串联式混合动力汽车运行时,内燃机带动发电机工作,发电机输出的电能通过功率转换器(逆变器)提供给驱动电动机来驱动汽车,或者为动力电池(蓄电池)充电。这类设计多应用于城市大客车,在轿车中应用很少。

串联式混合动力汽车的发动机能够经常保持在稳定、高效、低污染的运转状态,使有害排放气体控制在最低范围。从总体结构上看比较简单,易于控制,只有电动机的电力驱动系统,其特点更加趋近于纯电动汽车。三大部件总成在电动汽车上布置起来,有较大的自由度,但各自的功率较大,外形较大,质量也较大,在中小型电动汽车上布置有一定困难。另外,在能量转换过程中,能量损失较大。

串联式混合动力汽车的优点是内燃机能够在最佳的速度和负荷状态下运行,同时车辆也取消了离合器等部件;缺点是车辆仅通过电动机驱动,因此必须设计有较大功率的电动机来爬坡、急加速等大负荷运行工况,与此对应也只能增加内燃机和动力电池的质量,从而导致整车质量加大。;2)并联式混合动力汽车(parallelhybridelectricvehicle)并联式混合动力就是指电动机和内燃机并行排布,动力可以由两者单独提供或共同提供。在并联混合动力系统中,电动机同时也是发电机,其作用是让内燃机尽量靠近最有效率状态,能达到节油的效果,但受动力电池和电动机的限制,仍要以内燃机为主要动力,但由于保留了常规汽车的动力传递形式,在效率上更高。

该结构主要是由发动机、电动机/发电动机两大部件组成,有多种组合形式,可以根据使用要求选用,如图5-2所示。;驱动力合成式并联混合动力汽车采用一个小功率的发动机,单独驱动汽车的前轮。另外一套电动机驱动系统单独驱动汽车的后轮,可以在汽车起动、爬坡或加速时增加混合动力汽车的驱动力。两套驱动系统可以独立驱动汽车,也可以联合驱动汽车,使汽车变成四轮驱动的电动汽车。此种混合动力汽车具有四轮驱动汽车的特性。

转矩合成式并联混合动力汽车的发动机通过传动系统直接驱动混合动力汽车,并直接(单轴式)或间接(双轴式)带动电动机/发电动机转动向蓄电池充电。蓄电池也可以向电动机/发电动机提供电能,此时电动机/发电动机转换成电动机,可以用来起动发动机或驱动汽车。如图5-3、图5-4所示。;转速合成式并联混合动力汽车的发动机和电动机通过离合器和一个动力组合器来驱动汽车。可以利用普通内燃机汽车的大部分传动系统的总成,电动机只需通过动力组合器与传动系统连接,结构简单,改制容易,维修方便。为获得最佳传动效果,控制装备往往十分复杂。

并联式混合动力的特点是内燃机和驱动电机共同驱动车辆行驶;没有单独设计发电机,在没有外部充电或辅助电源的情况下,动力电池获取电能的唯一途径是驱动电机的能量回收;优点是采用了一个或多个电动机辅助内燃机,使得内燃机的设计可以更小;缺点是需要用复杂的软件来优化驱动电机和内燃机同时输出驱动轴的转矩。;3)混联式混合动力汽车混联式混合动力汽车也称串并联式,因为其结合了串联式和并联式的优点,它可以最大限度地发挥串联式和并联式各自的优点。如在车辆形式中,系统可以通过动力分配装置一方面由驱动电机单独驱动车辆,另一方面再由内燃机来自主发电,如图5-5所示。混联式混合动力汽车的特点是系统可以实现驱动电动机单独驱动车辆,内燃机自动停机或起动为系统充电,也可以实现内燃机和驱动电机共同驱动车辆;缺点是动力

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