混合动力 汽车
混合动力电动汽车
主要内容
• 1.混合动力电动汽车概述 • 2.混合动力电动汽车分类 • 3.混合动力电动汽车的能量管理技术 • 4.混合动力电动汽车实例
一、概述
什么是混合动力汽车？
由于实用的混合动力汽车是由内燃机和电动机两种动力混 合作为输出，因此称为油电混合汽车，本书的“混合动力 汽车”特指油电混合动力汽车。从能量源来看，“油”可 以代表汽油、柴油，甚至是天然气，“电”是以蓄电池、 电容、储能飞轮三种形式储能，但三者储存的能量都是由 内燃机带动的发电机发出的，即此时“电也是油”。
混合动力电动汽车的能量转换装置包括发电装置（发动机/ 发电机）、动力电池、功率变换装置、动力传递装置、充 放电装置等。
能量传统路线通常有四类：由发电装置到车轮；由动力电 池到车轮；由发电装置到能量储存装置，再到车轮；由车 轮到能量储存装置（能量回收）。
四、混合动力电动车实例
最具代表的车型是丰田公司生产的普锐斯。
参考国际能源组织(IEA)的有关文献，其对混合动力车辆作 出定义，认为能量与功率传送路线具有如下特点的车辆称 为混合动力车辆：
一、概述
什么是混合动力汽车？
(1)传送到车轮推进车辆运动的能量，至少来自两种不同的能 量转换装置(例如内燃机、燃气涡轮、斯特林发动机、电动机、 液压马达、燃料电池)。 (2)这些转换装置至少要从两种不同的能量储存装置(例如燃 油箱、蓄电池、飞轮、超级电容、高压储氢罐等)吸取能量。 (3)从储能装置流向车轮的这些通道，至少有一条是可逆的 (既可放出能量，也可吸收能量)，并至少还有一条是不可逆 的。 (4)可逆的储能装置供应的是电能。
(1) 串联式混合动力电动汽车
指车辆的驱动力只来源于电动机。特点是发动机带动发电 机发电，其电能通过传输线路及控制器直接输送到电动机，
混合动力汽车
混合动力汽车的关键部件
• 机电耦合装置
•
4、辅助功能，机电耦合装置最好能充分发挥电机低
速大转矩的特点来实现整车起步，利用电机的反转来实现
倒车，从而取消倒档机构。
混合动力汽车的关键部件
• 机电耦合装置 • 单行星排耦合系统
混合动力汽车的关键部件 • 机电耦合装置
• 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
混联式驱动系统是串联式与并联式的综合，其结构示意图如图所示
荷非经济区域。发动机最大功率定为车辆以100Km/h速度在平路上行 驶时需求功率的10倍，或者是在6%坡度上以100Km/h速度行驶时需 求功率的3—4倍。
混合动力汽车的关键部件
• 混合动力汽车发动机特点
•
在混合动力汽车中，由于电机驱动系统的参与，发动
机的工作过程有了优化的基础。例如，可采用小径的曲轴
增程器（通常为小功率的发动机-发电机组或燃料电池发
电系统等），延长动力电池组一次充电续驶里程，满足日
常行驶的需要。相比纯电动汽车，增程式电动汽车可以采
用较小容量的动力电池组，有利于降低动力电池组的成本
。相比串联混合动力汽车，增程器功率偏小，动力电池组
容量配置偏高。
混合动力汽车的关键部件——发动机
• 在混合动力汽车上，发动机作为唯一的一个耗油部件，其 性能和控制特性的好坏直接决定了整车的燃油经济性。由 于混合动力汽车上还具备电机驱动系统以及动力电池组等 电能存储单元，发动机的工作过程和控制特性与常规汽车 发动机有了明显的区别，这也为混合动力汽车中发动机的 优化奠定了基础。
混合动力汽车基本结构
混合动力汽车是结合了传统燃油发动机和电动机的动力系统，以提高燃油效率和减少排放的一种汽车。
下面是混合动力汽车的基本结构和相关参考内容。
1.发动机：混合动力汽车通常采用汽油或柴油发动机作为主要动力源。
发动机可以采用内燃机或燃料电池等技术。
发动机负责提供主要的驱动力，在需要更高功率时可以辅助电机提供动力。
2.电动机：混合动力汽车中的电动机一般由电池供电，使用电能来驱动车辆行驶。
电动机可以分为交流电动机和直流电动机两种类型。
电动机负责提供低速高扭矩的动力，起到辅助驱动的作用，尤其在城市拥堵的情况下更加有效。
3.电池系统：电池系统是混合动力汽车的核心部分，电池负责储存并提供电能给电动机使用。
常见的电池类型包括镍氢电池、锂离子电池等。
电池系统的设计和性能将直接影响到混合动力汽车的续航里程和功率输出能力。
4.控制系统：混合动力汽车的控制系统起到整个动力系统的调度和控制作用。
包括电力系统、燃油系统、冷却系统等的协调工作，使两个系统之间能够高效配合，实现最佳的能量利用和排放控制。
5.能量回收系统：混合动力汽车采用能量回收系统来利用制动能量和引擎过剩动力等浪费能量，将其转化为电能储存在电池中。
能量回收系统可以提高燃油利用率和续航里程。
6.能量转换系统：混合动力汽车的能量转换系统用于将燃油能量和电能之间相互转换。
在需要更高动力输出时，汽车通过燃油发动机将燃油能量转换为机械能；而在需要低速行驶或动力需求较小时，汽车则通过电动机将储存的电能转换为机械能。
7.传动系统：混合动力汽车的传动系统一般采用变速器和电动变速器的结合。
变速器根据车速和路况等信息，调节发动机和电动机的输出功率比例。
电动变速器则负责将电动机提供的转矩传递给车轮。
综上所述，混合动力汽车的基本结构包括发动机、电动机、电池系统、控制系统、能量回收系统、能量转换系统和传动系统。
以上只是对混合动力汽车结构的基本介绍，实际的混合动力汽车系统会因不同品牌和型号的车辆存在一定的差异。
何谓混合动力汽车
何谓混合动力汽车基本概念通常所说的混合动力一般是指油电混合动力，即燃料（汽油，柴油等）和电能的混合。
混合动力汽车是有电动马达作为发动机的辅助动力驱动汽车。
基本优点混合动力汽车的燃油经济性能高，而且行驶性能优越，混合动力汽车的发动机要使用燃油，而且在起步、加速时，由于有电动马达的辅助，所以可以降低油耗，简单地说，就是与同样大小的汽车相比，燃油费用更低。
而且，辅助发动机的电动马达可以在启动的瞬间产生强大的动力，因此，车主可以享受更强劲的起步、加速。
同时，还能实现较高水平的燃油经济性.混合动力汽车发展历史目前世界上已经有70余种车型的燃料电池汽车问世，在国外最热门、销量最大的新能源车就是混合动力汽车。
1997年，第一款量产混合动力车普锐斯推向日本市场，当年售出18000辆。
1999年，本田混合动力双门小车insight在美国推出，受到好评。
2007年年底，美国权威机构Autodata的统计数据显示，2007年１０月份美国混合动力车的销售量与上一年相比，同期增长了３０个百分点，销售量为24443辆。
混合动力车型甚至成了平淡的美国汽车市场的一大亮点：2007年，美国市场销售混合动力车型超过30万辆。
2007年５月17日，丰田混合动力车全球累计销售突破100万辆。
“领跑者”——日本车企在欧美把重点放在比较远的氢动力、或者很现实地提高传统发动机技术之时，日本车企在混合动力上的成就让它们目前成为新能源的领跑者，如今，丰田的混合动力车在全球的销量已经超过了120万辆。
业内，普遍认为采用氢动力是汽车发展的理想目标，而混合动力被认为是目前最好的过渡产品，丰田、本田在这个领域大有所获，不仅得到了商业利益，也收获了环保节能的美誉。
混合动力汽车的种类目前主要有3种并联方式一种是以发动机为主动力，电动马达作为辅助动力的“并联方式”。
（Parallel Hybrid）这种方式主要以发动机驱动行驶，利用电动马达所具有的再启动时产生强大动力的特征，在汽车起步、加速等发动机燃油消耗较大时，用电动马达辅助驱动的方式来降低发动机的油耗。
混合动力电动汽车
混合动力电动汽车1. 引言混合动力电动汽车是一种结合传统燃油动力和电动动力的汽车。
其通过利用电动机和内燃机的双重动力系统，既能够减少燃料的消耗和减少尾气排放，又能够提供长距离驾驶的能力。
本文将会详细介绍混合动力电动汽车的原理、优势和发展趋势。
2. 混合动力电动汽车的原理混合动力电动汽车的运行原理是将传统燃油发动机与电动机进行结合。
在行驶过程中，汽车可以通过电动机独立工作，也可以通过内燃机驱动发电机为电动机提供电能。
混合动力电动汽车的动力系统主要包括以下几个组成部分：•发动机：混合动力汽车配备了一个内燃机，它可以使用汽油或柴油作为燃料。
这个发动机可以通过燃料燃烧驱动车辆，同时还可以充当发电机工作，为电动机充电。
•电动机：混合动力汽车配备了一个电动机，它使用电能驱动车辆。
这个电动机可以通过电池或通过内燃机发电机提供的电能工作。
•电池：混合动力汽车配备了一个电池组，它存储并提供电能给电动机使用。
电池可以通过内燃机发电机或通过插电方式进行充电。
•控制系统：混合动力汽车配备了一个控制系统，它监控并控制动力系统的运行，以实现最佳的燃油效率和动力性能。
3. 混合动力电动汽车的优势混合动力电动汽车相比传统的燃油汽车具有以下优势：1.节能环保：混合动力电动汽车利用电动机的动力，减少了对内燃机的依赖，因此能够显著减少燃料的消耗和尾气的排放。
这对于改善空气质量和减少温室气体排放具有重要意义。
2.长距离驾驶能力：由于混合动力电动汽车配备了发动机和电池组，可以在电池能量耗尽后继续通过发动机驱动发电机进行充电。
这使得混合动力电动汽车可以具备较长的续航里程，满足长途驾驶需求。
3.减轻对石油的依赖：混合动力电动汽车利用了电能作为驱动力，减少了对石油的依赖程度。
这有助于降低对石油资源的消耗和依赖，实现能源结构的多样化。
4.提升驾驶体验：混合动力电动汽车的电动机具有高扭矩输出和快速响应的特点，提供了平顺且悄无声息的驾驶体验。
同时，电动机还能够辅助传统发动机提供更大的动力输出，提升汽车的加速性能和操控性。
混合动力电动汽车
本田雅阁（ Accord ）
第九代Accord的插电式混合动力车型类似于丰田THS-II系统的重
混合动力系统，并且突创性的首次在量产混合动力车型上应用 锂电池。本田这一新的混合动力系统有四种工作模式： 在低负荷下，断开混合动力系统与汽油发动机之间的离合器， 单独由用锂电池内储存的电能驱动的两个电动机驱动车轮； 在一般驾驶情况下，离合器依旧保持断开状态，发动机低速运 转为电池充电，电能供给给电动机进行驱动； 在高速巡航下，混合动力系统和汽油发动机之间的离合器进行 连接，将发动机的动力传动至车轮，由汽油发动机驱动车辆， 另外，值得一提的是，此种驱动模式下，电动机可以完全不妨 碍发动机的单独工作，车辆可以如普通汽油动力车一样行驶； 在激烈驾驶、需要频繁加减速的情况下，汽油发动机和电动机 共同驱动车辆。
在串联式混合动力电动汽车上，由发动机带动发电机所产
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。
串联式混合动力电动汽车动力流程图
串联式混合动力电动汽车的优点
优点： （1）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； （2）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； （3）三大动力总成之间无直接的机械连接，在电动汽 车上布臵起来，有较大的自由度。
并联式混合动力汽车的驱动方式
本田思域（Civic）
本田思域Hybrid可以 说是在思域的底盘基础上 加装一套本田开发的混合 动力系统IMA。 i-VTEC发动机根据智 能化控制的VTEC（可变气 门正时及升程电子控制系 统），通过低转速、高转 速、气缸停止的三个阶段 对阀门进行控制。不过它 装备的电动马达动力较弱。
混合动力汽车概述
混合动力汽车概述
2 混合动力汽车的优点
②可实现纯电动模式，在居民区、市中心等人员密集的 地区关闭发动机，实现零排放。
③通过电动机回收制动时的能量，提高能量利用率，进 一步降低汽车的能量消耗和排放污染。
混合动力汽车概述
2 混合动力汽车的优点
新能源汽车技术
混合动力汽车概述
混合动力汽车概述
一 混合动力汽车的定义
能量和动力的传递同时具有以下特点的车辆定义为混合动 力电动汽车(hybrid electric vehicle，HEV)，简称为混合动力 汽车：
(1)传递到驱动轮来推进车辆的能量至少来自两种不同的能 量转换装置(内燃机、燃气涡轮机、斯特林发动机、液压马达、 电动机等)，其中有一个为电动机。
混合动力汽车概述
一 混合动力汽车的定义
(2)能量转换装置可从至少两种能量储能装置(油箱、蓄电池、 超级电容、飞轮、储氢罐等)获取输入能量，其中至少有一种能 量储能装置提供的是电能。
(3)能量储能装置也可以吸收电能。
混合动力汽车概述
二 混合动力汽车的节油方式与优点
1.混合动力汽车的节油方式 2.混合动力汽车的优点
力汽车概述
1 混合动力汽车的节油方式
(1)大大减少甚至消除了发动机怠速，短暂停车时，可关闭 发动机，再行驶时，可利用电动机迅速地重起发动机。
(2)制动时，可利用电动机的发电机模式来回收制动能量， 而传统汽车机械制动中的这些能量转化为热量散发。
混合动力汽车概述
1. 混合动力汽车的节油方式
(3)设计时，混合动力汽车发动机功率可选得比传统汽车小， 发动机设置在高效率区稳定工作，加速、爬坡的峰值功率由电 动机提供。
为什么不建议买混合动力汽车
为什么不建议买混合动力汽车为什么不建议买混合动力汽车第一汽车价格昂贵。
正规的新能源汽车是有一定的补贴，但是并不是所有的混合动力车型都有购车补贴;厂家研发的混合动力车型，是需要持续投入大量的资金，这部分费用自然要由车主来买单，这也使得混合动力车的价格非常的昂贵。
第二安全性无法保障。
近几年可以在很多新闻里面看到，混合动力车型经常有自燃的情况发生，这种突然的自燃现象，对车主的安全性就有很大的威胁，自然销量就很难维持。
第三充电问题。
混合动力车的能源之一是电，那就需要用到充电桩。
现在充电桩其实还并没有普及，想要找到充电桩还是一件非常费力的事。
如果跑长途的话，在油不充沛的情况下，很多车主都会担心车子跑着跑着没电了，该怎么办呢?高速上哪里有充电桩呢?第四维修保养费用较高。
油电混合的动力车型，虽然技术已经很成熟，但是在出现故障的时候，维修费用还是非常昂贵的;比如说电池故障、电池寿命到期之后的更换，费用都是非常昂贵的。
混合动力车型虽然也有一定的优势，它既可以去加油站加油，同时也可以使用电力。
使用电驱动的话，可以完美实现零排放，并且动力性能强悍，在起步加速时，电机可以加大扭力;但是混动车型的缺点也是不容忽视，短短的几年研发时间，并不能彻底解决混动车型的致命缺陷!混电好还是纯电汽车好1、混合动力汽车据了解，混合动力汽车并不是只是一类汽车，其有三个细分：油电混动、插电混动、增程式。
插电式的具备两种动力源：燃油和电池。
它可以自由选择动力模式，比如在进行短途行驶时，可选纯电模式。
即可减少油耗，也可减低环境污染。
同时，在电池容量不足时，也可通过燃油来提供动力继续行驶。
但其两套动力系统维护费用不低，所以人们在选择时便有了这对一项的考量。
而油电混动、增程式混动汽车，其主要能源供给还是燃油。
但它比传统的燃油车更为节能，且不必充电，没有充电顾虑。
但其售价时偏高的，且保养维护也不低。
2、纯电动汽车纯电动汽车是一种采用单一蓄电池作为储能动力源的汽车，它利用蓄电池作为储能动力源，通过电池向电动机提供电能，驱动电动机运转，从而推动汽车行驶。
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图6-1运营状态示意图
二、城市轨道交通事故和故障
• 影响城市轨道交通系统运营安全和可靠性的因素统称为事 件。根据其发生的原因、特点以及造成的后果和影响，可 分为事故、故障两类。
• 故障是因设备质量原因或操作不当导致设备无法正常使用， 须人工干预或维修的事件，根据表现和影响程度可分为轻 微故障、一般故障和严重故障。轻微故障可以迅速排除， 一般不会影响运营可靠性；一般故障将造成短时间的列车 运行秩序混乱，部分列车运行延误；严重故障则会导致较 长时间的运营中断，严重影响系统运营可靠性。按照设备 类型和原因，故障又可分为列车车辆故障、线路故障、供 电系统故障、同好系统故障、环控设备故障、车站客运设 施故障灯。
模块六 混合动力汽车
混合动力汽车的分类 1.按动力系统结构分类
（1）串联式混合动力电动汽车 串联式混合动力电动汽车（Series Hybrid Vehicle），车辆行驶系统的驱动力只来源于电 机。其结构特点是发动机带动发电机发电，电能通过电机控制器输送给电机，由电机驱动 车辆行驶。另外，动力蓄电池可以单独向电机提供电能驱动车辆行驶。
串联式混合动力电动汽车原理图
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混合动力汽车的分类 1.按动力系统结构分类
（2）并联式混合动力电动汽车 并联式混合动力电动汽车（Parallel Hybrid Electric Vehicle），车辆行驶系统的驱动力由 电机及发动机同时或单独供给。特点是并联式驱动系统可以单独使用发动机或电机作为动 力源，也可以同时使用电机和发动机作为动力源驱动车辆行驶。
并联式混合动力电动汽车原理图
混合动力汽车的分类 1.按动力系统结构分类
（3）混联式混合动力电动汽车 混联式混合动力电动汽车(Combined Hybrid Electric Vehicle)，具备串联式和并联式两种 混合动力系统。混联式混合动力电动汽车的结构特点是可以在串联混合模式下工作，也可 以在并联混合模式下工作，同时兼顾了串联式和并联式混合动力电动汽车的特点。
• 事故是因故障或工作人员操作不当或管理人员指挥不力而 造成人员伤亡、设备损坏，影响可靠性或危机运营安全的 时间。事故根据其表现、影响程度与范围，可分为一般故 障、险性事故、大事故、重大事故等；按其专业性质可分 为行车事故、客运组织事故、电力传输事故。
• 引起非正常运营状态和紧急运营状态的原因很多，按照灾 害类别分类，氛围以下几种： 1、设备、硬件故障引起的：运营中断事故，如车辆故障、 线路故障和各种设备故障引起的行车事故； 2、以外危险事件和各种自然灾害引起的：系统内部秩序 混乱和运营中断，如火灾事故、水灾事故、爆炸事故、恐 怖袭击事件等； 3、个别站点或中转换乘站突发集中大客流：没有得到预 报信息的情况下，产生系统流量骤增、售票厅和通道站台 拥堵等现象，发生拥挤踩踏事故。运营行车事故、设施设 备事故、客伤事故、火灾事故、因公伤亡事故、道路交通 事故、运营严重晚点事件。
（1）载客列车重大事故：列车发生冲突、脱轨、火 灾或爆炸、造成下列后果之一时：
①人员死亡3人活着死昂、重伤25人及其以上者； ②双线中断（某一站或某一区间及以上上下行行车
三、城市轨道交通事故的判定标准
• 事故一旦产生，产生人员伤亡、财产损失、影响 公共安全，城市轨道交通非正常运营等后果，这 些可能的后果也是城市轨道交通事故的主要判定 依据，包括：
1、轨道交通线路中断运营时间； 2、人员死亡和重伤人数； 3、直接经济损失金额； 4、需要紧急疏散乘客，或需紧急解困人员； 5、发生在轨道交通路网内，需要相关部门处置和协
• 根据事故和故障导致的后果又可分为可控时间和不可控时 间。可控事件是指该时间在发生前是可以控制的，是可以 通过一些手段和措施避免的，但是由于人为的疏忽或管理 不当导致该时间最终发生。这种时间往往在发生前会出现 一些征兆，只要采取合理的措施就可以避免它的发生。而 不可控时间具有不确定因素，一个点，一个线都可能导致 它的发生，是人力难以避免的。不可控时间又称突发事件， 在城市轨道交通运营中一般是指由故障、事故或其他原因 （认为、环境、社会事件等）引起的、突然发生的、严重 影响或可能影响运营安全与秩序的事件。根据其影响程度 与范围可分为一般突发事件、险性突发事件、大突发事件 和严重突发事件等；根据其引发原因又可分为运营引发突 发事件、外来人员引发突发事件、环境引发突发事件等。
调； 6、需要政府机关处置或响应。
• 不同的城市轨道交通系统可根据各自的运营实践 制定不同的事故等级标准。事故等级划分示例如 下所示：
1、运营行车事故
• 轨道交通运营行车事故按照人员伤亡、财产损失 及正常运行造成影响的程度，氛围重大事故、大 事故、险性事故、一般事故。不同的城市轨道交 通系统可根据各自的运营实践制定不同的事故等 级标准。事故等级火焚示例如下所示：
6.1城市轨道交通事故分类
一、城市轨道交通安全运营状态
• 按照运营的安全水平，城市轨道交通系统运营状态可以分 为正常运营、分正常运营和紧急运营3种情况。正常运营 是按照排定的运行图和工作秩序进行运营的状态，系统运 行正常，运输需求和系统的供给能力相配，系统状态较为 稳定。非正常运营状态是系统运营中出现了不良的影响影 响因素，例如列车晚点、区间堵塞、列车故障、早晚高峰 客流等，对这些现象和问题应及时组织相应调整方案，积 极消除不稳定因素的影响，重视不够或调整不及时可能会 导致严重后果。紧急运营状态是指城市轨道交通系统自身 出现较为严重的机械、运行、服务故障，或遭遇到严重的、 外部灾害影响，从而导致系统的运营能力减弱或停止，严 重影响到系统稳定性和课程可的人身安全。
混联式混合动力电动汽车原理图
• 城市轨道交通作为大容量的公共交通工具， 直接关系到广大乘客的生命安全。“安全 运营”一直是其完成运输任务的首要目标 和基本原责。因此，分析城市轨道交通事 故产生的主要因素以及影响程度，制定预 防事故相关对策以及突发事故后的救援措 施，对于改善城市轨道交通系统的运营安 全现状，预防事故的发生和降低事故损失 都具有十分重要的意义。