第三章 混合动力电动汽车
新能源汽车概论课件 3.2认知混合动力汽车
机（一台发电机和一台电动机），同时需 要一套用于动力分流的行星齿轮装置。发 动机输出的功率一部分通过机械传动输送 给驱动桥，另一部分则驱动发电机发电， 发电机输出的电能输送给电动机或电池， 电动机产生的驱动转矩通过动力合成装置 传送给驱动桥，
插电式混合动力汽车（Plug-in hybrid electric vehicle，简称PHEV），就是介于纯电动汽车与燃油汽车 两者之间的一种新能源汽车，既有传统汽车的发动机、变 速器、传动系统、油路、油箱。也有纯电动汽车的电池、 电动机、控制电路，而且电池容量比较大，有充电接口； 它综合了纯电动汽车(EV)和混合动力汽车(HEV)的优点， 既可实现纯电动、零排放行驶，也能通过混动模式增加车 辆的续驶里程。
3
任务3.2 认知混合动力汽车 一、混合动力汽车的定义、分类与构型
2、分类
根据2010年颁布的QC/T 837—2010《混合动力电动汽车类型》，混合动力电动汽车有多种分 类方式： （1）按照电机驱动功率占整车功率的比例（亦可称为混合度），一般可将混合动力汽车分成以 下四种类型：
➢ 1）微度混合动力，混合度在 5%以内 ➢ 2）轻度混合动力，一般混合度在 20%以下 ➢ 3）中度混合动力，混合度可达 30%~40% ➢ 4）重度混合动力，混合度达 40%以上
➢ 2）非外接充电型混合动力电动汽车。非外接充电型混 合动力电动汽车是一种被设计成在正常使用情况下从 车载燃料中获取全部能量的混合动力电动汽车。油电 混合动力电动汽车属于此类型。
5
任务3.2 认知混合动力汽车 一、混合动力汽车的定义、分类与构型
2、分类
（3）按动力系统结构形式划分，混合动力电动汽车分为串联式混合动力电动汽车、并联式混合 动力电动汽车及混联式混合动力汽车三种： ➢ 1）串联式混合动力汽车
电动汽车原理与构造 何洪文 1第三章 混合动力电动汽车新
第八节 典型的混合动力汽车结构
第三章 混合动力电动汽车
图3-1 第一个混合动力电动汽车专利
第三章 混合动力电动汽车
图3-2 混合动力技术在汽车中的应用
第一节 混合动力电动汽车的概念和类别
(1)动力传动系 这是汽车上用于存储、转化和传递能量并使汽车
获得运动能力的所有部件的总称，具体包括车载能量源、动力装 置、传动系和其他辅助系统四部分。 (2)车载能量源 这是在汽车动力传动系中，用于能量存储或进行 能量的初始转化以向动力装置直接供能的所有部件的总称，由能 量直接存储装置或能量存储、调节和转化装置组成。 (3)动力装置 这是在汽车动力传动系中，用于把其他形式的能量
图3-3 汽车动力传动系简化模型
(5)辅助系统 是指在汽车动力传动系中，用于从动力装置中获取 动力，区别于直接驱动车辆，主要用于维持汽车良好的操控特性、 舒适性等的所有部件的总称，如转向助力系统、制动助力系统、 表3-1 汽车动力传动系的基本组成 空调系统(动力装置直接拖动 )、辅助电气系统(12/24V发电机系统) 等。
(2)车载能量源 这是在汽车动力传动系中，用于能量存储或进行 能量的初始转化以向动力装置直接供能的所有部件的总称，由能 量直接存储装置或能量存储、调节和转化装置组成。
(3)动力装置 这是在汽车动力传动系中，用于把其他形式的能量 转化为机械动能(旋转动能)的装置，并直接作为传动系的输入， 如常规汽车上的内燃机、纯电动汽车上的电机等。
输出功率限制时，发动机-发电机组起动发电，并同动力电池组一
起输出电功率，实施混合动力驱动工作模式。
第二节 串联混合动力电动汽车的系统组成和工作原理
4)当动力电池组的电量不足且发动机-发电机组输出功率在驱动车
辆的同时有富裕时，实施动力电池组强制补充充电工作模式。 5)当动力电池组的电量不足且发动机-发电机组处于发电状态时， 若汽车减速制动，电动机-发电机工作于再生制动状态，汽车制动 能量通过再生发电与发动机-发电机组输出功率一起为动力电池组 充电，实施动力电池组的混合补充充电。 6)当动力电池组的电量在目标范围内，且发动机-发电机组输出功
混合动力电动汽车认知
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3.1 混合动力电动汽车的分类与 构型——分类
按照是否能够外接充电，混合动力电动汽车可分为外接充电 型混合动力电动汽车和非外接充电型混合动力电动汽车。
2020/9/ 16
3.2.2 串联式混合动力电动汽 车的工作模式
沃蓝达混合动力系统由1台峰值功率为111kW的电机、1台 55kW的发电机和和1台1.4L自然进气、峰值功率为63kW的 发动机组成，发动机仅用于发电。其中功率较大的电机主要 用于驱动车辆，而功率较小的发电机主要用于发电
2020/9/ 16
3.2.2 串联式混合动力电动汽 车的工作模式
沃蓝达混合动力系统通过3个离合器来控制动力的分配，这 三个离合器分别命名为C1、C2、C3。C1用于连接行星齿轮 齿圈与动力分配系统的壳体（固定）；C2用于连接发电机与 行星齿轮齿圈；C3用于连接发动机与发电机。
沃蓝达混合动力系统一共有5种工作模式，分别为EV低速模 式、EV高速模式、EREV混合低速模式、EREV混合高速模 式以及能量回收模式。
（3）由于只有电机直接驱动，就需要较大功率的电机，增加 了整车的质量，同时也增加成本。
2020/9/ 16
3.3 并联式混合动力电动汽车——组成
并联式混合动力电动汽车是指车辆行驶系统的驱动力由驱动电 机及发动机同时或单独供给，结构特点是并联式驱动系统可以 单独使用发动机或驱动电机作为动力源，也可以同时使用驱动 电机和发动机作为动力源驱动车辆行驶。
3.2.2 串联式混合动力电动汽 车的工作模式
混合动力电动汽车的动力系统设计与仿真
混合动力电动汽车的动力系统设计与仿真一、本文概述随着全球对环境保护和能源可持续发展的日益关注，混合动力电动汽车（Hybrid Electric Vehicle, HEV）作为一种能够有效降低燃油消耗、减少尾气排放并提升能源利用效率的交通工具，受到了广泛的关注和研究。
本文旨在深入探讨混合动力电动汽车的动力系统设计，包括其主要组成部分、设计原则、关键技术以及仿真模型的构建与验证。
本文首先将对混合动力电动汽车的基本概念和分类进行简要介绍，明确研究背景和研究意义。
随后，将详细阐述混合动力电动汽车动力系统的核心组成部分，如内燃机、电动机、电池组、能量管理系统等，并分析这些部件在车辆运行过程中的相互作用和影响。
在设计原则方面，本文将强调混合动力电动汽车动力系统的整体优化和性能平衡，包括动力性、经济性、排放性等多方面的考量。
同时，还将探讨动力系统设计的关键技术，如能量管理策略、电池管理系统、控制算法等，并分析这些技术在提升车辆性能和效率方面的作用。
为了验证和评估混合动力电动汽车动力系统的性能，本文将构建相应的仿真模型。
该模型将基于实际车辆参数和运行状态，综合考虑各种外部因素，如道路条件、驾驶员行为、环境温度等。
通过仿真模型的运行和分析，可以预测车辆在不同场景下的性能表现，并为后续的优化和改进提供依据。
本文将总结混合动力电动汽车动力系统设计的挑战和趋势，展望未来的发展方向和应用前景。
通过本文的研究，旨在为混合动力电动汽车的设计和开发提供有益的参考和启示。
二、混合动力电动汽车概述混合动力电动汽车（Hybrid Electric Vehicles, HEVs）是一种结合了传统内燃机车辆和纯电动车辆优点的汽车类型。
它们通常配备有内燃机和一个或多个电动机，能够根据行驶条件自动或手动地在不同的动力源之间切换。
本节将概述混合动力电动汽车的基本概念、分类、工作原理以及其在现代交通系统中的重要性。
混合动力电动汽车结合了内燃机车辆和纯电动车辆的特点，旨在提高燃油效率和减少排放。
混合动力电动汽车(各宗形式优缺点)
两大动力总成的功 率较小，质量较轻， 电动/发电机具有双 重功能，还可利用 普通内燃机汽车底 盘改装，制造成本
虽然有三大动力总成， 但三大动力总成的功 率较小，质量较轻， 需要采用复杂的控制 系统，制造成本较高
较低
31
3.2 混合动力电动汽车驱动系统分析
32
3.2.1混合动力电动汽车 驱动系统的能量管理
能量流分析及其控制
3
3.0 概 述
• 广义定义 • 混合动力汽车（Hybrid Electric Vehicle, HEV）是
指车辆驱动系由两个或多个能同时运转的单个驱动 系联合组成的车辆。 • 狭义定义 • 既有内燃机又有电动机驱动的车辆。
4
3.0 概 述
• 优点 • ◇与纯电动汽车相比：行驶里程延长了2~4倍；
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3.1.3 并联混合动力电动汽车
• 缺点 • • 一.发动机工况会受到车辆行驶工况的影响，有害气
体排放高于SHEV。 • • 二.动力系统结构复杂，布置和控制更困难。
18
3.1.4 混联混合动力电动汽车
• 结构示意图(以丰田Prius为例) • 动力总成：发动机、发电机、电动机
Prius
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再生制动时，电动机工作在发电机状态，将多余的能量 充入电池。
16
3.1.3 并联混合动力电动汽车
• 优点 • ◇只有发动机和电动机两个动力总成，两者的功率可以等
于50%~100%车辆驱动功率，比SHEV三个动力总成的功率、 质量和体积小很多。 • ◇发动机可直接驱动车辆，没有SHEV发动机的机械能—电 能—机械能的转换过程，能量转换的综合效率比SHEV高。 车辆需要最大输出功率时，电动机可以给发动机提供额外的 辅助动力，因此发动机功率可选择较小，燃油经济性比 SHEV好. • ◇与电动机配套的动力电池组容量较小，使整车质量减小。 • ◇电动机可带动发动机起动，调节发动机的输出功率，使 发动机基本稳定在高效率、低污染状态下工作。发动机带动 电机发电向电池组充电，可延长续驶里程。
《新能源汽车技术》课程标准
《新能源汽车技术》课程标准开课系：交通工程学院适用专业：汽车营销与服务学时：36学分：2一、课程性质和任务根据汽车营销与服务专业培养目标的要求，制订了本教学大纲，本课程主要讲授：纯电动汽车，混合动力汽车,天然气汽车，液化石油气汽车，醇类燃料汽车，生物柴油汽车，二甲醚汽车，氢气汽车，由于条件限制，学习主要以理论为主。
本课程是一门重要的专业课，在本专业教学中具有十分重要的地位。
它的任务是：通过系统的教学，使学生掌握各种新能源汽车结构及组成原理、新能源汽车发展技术、新能源汽车维护。
以就业为导向，以能力为本位，面向市场，面向社会，培养适应社会需求的技术应用型专门人才。
二、课程教学目标通过本课程的学习，使学生掌握新能源汽车运用技术方面的基本知识和技能。
具体要求如下：1．要求学生认识新能源、新能源汽车的定义和分类。
2．要求学生掌握新能源汽车发展现状。
3．要求学生掌握电动汽车基础知识，电动汽车用蓄电池、电动汽车用电机。
4．要求学生掌握天然气汽车，液化石油气汽车，生物柴油汽车，二甲醚汽车，氢气汽车，电动汽车基础，纯电动汽车，混合动力汽车的结构原理、驱动布置形式及关键技术。
5．要求学生掌握各类新能源汽车的特点与相关技术。
6．要求学生掌握部分新能源汽车维护知识。
三、教学内容和要求第一章新能源汽车概述教学要求1. 了解新能源；2. 了解新能源在汽车上的应用；3. 了解新能源汽车的发展现状。
教学内容1. 新能源汽车概述；2.新能源汽车基础知识；第二章纯电动汽车教学要求1.掌握纯电动汽车的结构和工作原理、分类及应用特点；2.掌握纯电动汽车驱动系统布置形式3. 掌握纯电动汽车续驶里程和影响因素4. 了解纯电动汽车电池管理系统、纯电动汽车经济性评价指标及行驶能耗6. 掌握纯电动汽车的维护教学内容1. 纯电动汽车概述、；2.纯电动汽车结构原理；3.典型纯电动汽车分析、4.纯电动汽车充电技术5.纯电动汽车的维护及目前存在的问题第三章混合动力汽车教学要求1.掌握混合动力汽车的特点及相关技术；2.掌握混合动力汽车的工作原理与结构3.了解混合动力汽车制动能量回收4. 掌握混合动力汽车的维护教学内容1. 混合动力汽车概述；2. 混合动力汽车的结构、工作原理3.混合动力汽车能量管理系统第四章天然气汽车教学要求1.了解天然气汽车的类型、特点及应用；2.熟悉天然气汽车主要类型、应用和结构；3.认识天然气汽车的优点；4.了解天然气汽车的工作原理、特点和应用形式；教学内容1. 天然气汽车概述；2. 天然气汽车结构、工作原理及应用第五章液化石油气汽车教学要求1.了解液化石油汽车的结构；2.掌握液化石油汽车主要参数；3.会识读不同汽车的标记；4.了解液化石油气专用装置的结构和工作原理；5.了解液化石油气汽车维护教学内容1. 液化石油气汽车概述；2. 液化石油气汽车的结构和工作原理；第六章醇类燃料汽车教学要求1.了解醇类燃料汽车的特点、分类和应用；2.理解醇类燃料汽车性质特点、结构与工作原理；3. 理解醇类燃料汽车维护教学内容1. 醇类燃料汽车概述、2.醇类燃料汽车结构、工作原理、应用及维护第七章其他新能源汽车教学要求1.了解其他新能源的组成、类型及特点；2.掌握其他新能源汽车的主要参数；3.了解其他新能源汽车的工作形式教学内容1. 生物柴油汽车2. 二甲醚汽车3. 氢气汽车；四、学时分配建议高级检测章节内容合计讲授实践备注1 新能源汽车概述2 22 新能源汽车基础知识 2 23 纯电动汽车概述 2 24 纯电动汽车结构、工作原理 2 25 典型纯电动汽车分析 2 26 纯电动汽车充电技术 2 27 纯电动汽车的维护及目前存在的问题 2 28 混合动力汽车概述 2 29 混合动力汽车的结构、工作原理 2 210 混合动力汽车能量管理系统 2 211 天然气汽车概述 2 212 天然气汽车结构、工作原理及应用 2 213 液化石油气汽车概述 2 214 液化石油气汽车结构、工作原理及应用 2 215 醇类燃料汽车概述、 2 216 醇类燃料汽车结构、工作原理、应用及维护2 217 生物柴油汽车、二甲醚汽车、氢气汽车 2 218 考试复习课 2 0 2合计36 34 2五、学习质量标准１、学生对所授内容能够正确理解，熟练掌握课程内容，尤其是难点和重点，学习质量优秀２、学生对所授内容能够理解，对课程内容思路清晰，重点明确，学习质量良好３、学生对所授内容能够基本理解，对课程内容基本掌握，但可能不太全面，其学习质量中等。
混合动力汽车和电动汽车概述
电动汽车与混合动力汽车概述关键字：电动汽车混合动力汽车1. 电动汽车1.1 电动汽车的发展电动汽车在广义上分为三类，即纯电动汽车（BEV）、混合动力电动汽车（HEV）和燃料电池电动汽车（FCEV）。
目前，这三种电动汽车都处于不同的发展阶段，面临着不同的困难和挑战。
BEV只适用于低速短距离的运输，而HEV的性能既能够满足用户的需求，又实现了低油耗、低排放。
在目前的技术水平和应用条件下，HEV是比较理想的交通工具，但它必须具备两个动力源[1]。
电动汽车是以电为动力的汽车，电的来源可有多种方法。
电动汽车最早出现在1873年，英国人罗伯特·戴维森制造了第一辆实用价值的电动汽车，电的来源是蓄电池，这两电动汽车比卡尔·本茨的汽车还早10年，但燃烧汽油的内燃机汽车发展很快，在全世界的保有量迅速增加，尤其是在世界发达的大城市，汽车增加更快。
这样，汽车尾气排放的有害物质便成为第一大环境污染。
1955年9月中的几天里，美国洛杉矶的光化学烟雾非常浓烈，两天之内就有400多名65岁以上的老年人死亡，比平时高出几倍。
此外，还有几千人受到不同程度的伤害。
汽车尾气的排放对人类健康和人们生活构成了严重威胁，综合能源问题的考虑，于是，具有零排放污染的电动汽车重新被重视起来，各国都制定了相关的鼓励政策。
典型的例子如美国，1933年9月，美国政府提出了10年完成的“新一代汽车合作计划(PNGV)”，由政府牵头，组织几十个公司和机构，完成提高燃料经济性和开发电动汽车的规定目标。
各大公司在政府的支持下，也制定了发展电动汽车的长远规划。
调动社会上各种力量参与电动汽车的研制。
电动汽车经历了关键性技术的突破，样机、样车的研制，区域性实用以及小批量实际应用等探索阶段，现在己接近商业化生产。
1.2 电动汽车的研究意义目前，环境和可持续发展己经成为整个世界关注的焦点，汽车排放被认为是一个主要的集中污染源，汽车作为能源消费大户及环境污染的重要源头之一，其发展也面临严重的挑战。
新能源汽车课程标准
《新能源汽车》课程教学大纲一、课程基本信息：课程类别：专业课适用专业：汽车检测与维修技术先修课程：电工电子基础，汽车构造，底盘机械系统检修、发动机机械系统检修后续课程：二手车鉴定与评估，汽车综合故障诊断总学时：144学分：二、课程教学目的与基本要求：本课程是汽车检测与维修技术专业的专业核心课程。
主要知识点是全面系统地介绍新能源汽车新技术。
针对本专业的特点，系统阐述了新能源汽车的类型，发展新能源汽车的必要性和新能源汽车发展现状。
重点介绍额电动汽车用动力电池、电动汽车用电动机、纯电动汽车、混合动力电动汽车和燃料电池电动汽车的结构、原理及设计方法等。
对天然气汽车、液化石油气汽车、甲醇燃料汽车、乙醇燃料汽车、二甲醚燃料汽车、氢燃料汽车和太阳能汽车的特点、发展现状及趋势也进行了介绍。
本课程授予学生新能源汽车构造原理等规律性的知识，使学生具有举一反三的分析能力，对结构原理不断更新的适应能力，为学习后续课程和参加专业实践奠定基础，对于适应地方经济建设的应用性人才培养目标具有十分重要的意义。
三、教学时数分配四、教学内容与要求第一章新能源汽车概述（一）新能源定义与分类主要内容：1.新能源汽车的定义。
2.新能源汽车的分类。
重点：新能源汽车的定义和分类。
难点：新能源汽车的分类方法。
基本要求：1.掌握新能源汽车的定义。
2.了解新能源汽车的分类方法。
3.掌握新能源汽车的分类。
（二）发展新能源汽车的必要性主要内容：1.全球背景下的能源危机。
2.大气环流与环境污染。
3.新能源汽车的优点。
4.发展新能源汽车的必要性。
重点：能源危机。
环境污染。
难点：发展新能源汽车的必要性。
基本要求：1.了解全球背景下的能源危机。
2.了解大气环流与环境污染。
3.掌握新能源汽车的优点。
4.掌握发展新能源汽车的必要性。
第三章电动汽车基础（一）电动汽车蓄电池主要内容：1.电动汽车用动力电池分类。
2.电动汽车用动力电池的性能指标。
3.电动汽车对动力电池的要求。
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混合动力电驱动系统及可能的动力流：
8
29 April 2014
一、概述
混合动力电驱动系统及可能的动力流：
1).动力系1单独向载荷提供动力； 2).动力系2单独向载荷提供动力； 3).动力系1和动力系2两者都向载荷提供动力； 4).动力系2由载荷获得功率（再生制动）； 5).动力系2从动力系1获得功率 6).动力系2由载荷和动力系1中同时获得功率； 7).动力系1同时向载荷和动力系2提供动力； 8).动力系1向动力系2提供功率，同时动力系2 向载荷提供 动力； 9).动力系1向载荷提供动力，同时载荷向动力系2提供功率
12 12
ig i12
3
R Z 2 2 R1 Z1
1 ig 2 (1 ig )3 0 3
i 1 1 g 2 1 ig 1 ig
k1 k2
1 1 ig ig 1 ig
35
2.2.2 转速耦合配置
转速耦合配置-典型转速耦合器件
29 April 2014
并联式混合动力结构
关键特征：机械耦合器中两个功率被相加，内燃 机为基本能量设备，蓄电池和电动机驱动装置 为能量缓冲器
13
29 April 2014
混联混合动力结构
关键特征：两个功率耦合器-机械和电气的耦合 器；串并组合体，拥有更多运行模式，结构与 控制复杂，成本较高
14
29 April 2014
3
29 April 2014
一、概述
发展混合动力电动汽车的原因：
1 . 发动机燃油效率特性和实际的运行要求不相匹配
4
29 April 2014
一、概述
发展混合动力电动汽车的原因：
2 . 现阶段，动力电池的能量密度低，使EV的性能不能与ICE车相竞争
电池类型 铅酸电池 镍镉电池 镍氢电池 锂离子电池 USABC中期 目标 USABC长期 目标
混合动力汽车：
采用两种或两种以上的储能器、能源或转换器作为驱动能源，其中至 少有一种能提供电能。 HEV HEV
103hp
47hp / 1.3kWh
103hp
47hp / 1.3kWh
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29 April 2014
一、概述
为回收传统车辆中以热能消耗的制动能量，通常在混合动力驱 动系统中，需要含有一个可双向能量流的动力系。
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2.1、串联式混合动力电驱动系
29 April 2014
优点：
1). There is no mechanical connection between the engine and the driven wheels. Consequently, the engine can be potentially operated at any point on its speed–torque (power) map.(易于实现发动机最大效 率工作) 2). the drive train may not need multigear transmission, the structure of the drive train can be greatly simplified and is of less cost.(结构简化，成本低，操 控性增强） 3). The control strategy of the drive train may be simple, compared to other configurations, because of its fully mechanical decoupling between the engine and wheels.(控制策略简化) 缺点:能量的两次转换;牵引电机是单一驱动动力;成本高
150~350 600~1200 150~300 600~1200
250~450 800~1200 >200(350) 200 400 600 1000 <150 <100
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29 April 2014
动力电池的能量密度和功率
6
29 April 2014
一、概述
发展混合动力电动汽车的原因：
4.
3 . 车辆制动期间的能量消耗，在市区运行时尤其明显 在城市行驶的现代汽车，在停车-起动模式下，传动装置的效率也非常低。
29 April 2014
第三章 混合动力电动汽车
张政 曹军义 曹秉刚
西安交通大学 机械工程学院
1
29 April 2014
内容
一、概述； 二、混合动力电动汽车的结构； 三、功率流的控制； 四、举例； 五、发展现状与展望
2
29 April 2014
一、概述
发展混合动力电动汽车的原因：
1 . 发动机燃油效率特性和实际的运行要求不相匹配
比能量/ Wh/kg 30~45 46~60 60~70 90~130(96) 100 200
能量密度/ 比功率/ 循环寿命/ Wh/L W/kg 次 60~90 80~110 130~170 140~200 135 300 50~300 400~600
成本/ $/kWh 150 300 200~350
常见转矩耦合装置：变速箱
29 April 2014
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2.2.1 转矩耦合配置
常见转矩耦合装置：带轮或链式组合件
29 April 2014
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2.2.1 转矩耦合配置
常见转矩耦合装置：耦合转动轴
29 April 2014
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2.2.1 转矩耦合配置
转矩耦合的电驱动结构
29 April 2014
单轴或两轴； 传动装置位置； 不同的传动比； 优化设计：牵引需求，发动机尺寸、电动机尺寸及其转 速转矩特性。
29 April 2014
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2.1、串联式混合动力电驱动系
29 April 2014
运行模式（各自应用情况？）：
1).仅电牵引模式（Pure electric traction mode）； 2). 仅发动机牵引模式（Pure engine traction mode） 3).混合牵引模式（Hybrid traction mode:）； 4).发动机牵引和蓄电池充电模式（Engine traction with battery charging mode）； 5).再生制动模式（Regenerative braking mode） 6).动力电池充电模式（Battery charging mode）； 7).混合式动力电池充电模式（Hybrid battery charging mode）
29 April 2014
总的功率=稳定功率+波动功率
波动率的处理需要引入具有缓冲功能的模块。
11
29 April 2014 二、混合动力电动汽车结构 混合动力电动汽车根据能量流的结构分类
按照推进系统能量流和功率流的配置结构关系，分为 串联、并联、混联和复合式混合动力结构。
功率变换器中两个电功率相加在一起；燃油、内燃机和 12 发电机为基本能量源，蓄电池为能量缓冲器。
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2.2.2 转速耦合配置
转速耦合配置
29 April 2014
上图为:概念性机械转速耦合方案.（三端口、两自由度） 在混合动力汽车应用中，1-内燃机；2-电动机；3-驱动轮； 转速耦合器特性： 功率守恒的约束：
3 k11 k22
T3
T1 T2 k1 k2
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2.2.2 转速耦合配置
行星齿轮支架被锁止在车架上:（逆时针为角速度正方向）
i132
3 2 R Z 2 2 3 R1 Z1 1
行星齿轮支架不受限制:
1 3 1 i 3 2 (1 i 3 )3 0 2 3 按常规，不习惯负的传动比，若定义传动比为正值:
i132
复合式混合动力结构
关键特征：两个功率耦合器-机械和电气的耦合 器；电气耦合功能由功率变换器移植蓄电池， 并在电动机/发电机和电池组之间加入一个功率 变换器 15
2.1、串联式混合动力电驱动系
29 April 2014
单向能源；双向能源；电耦合器；再生制动。
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2.1、串联式混合动力电驱动系
串联式混合动力电动汽车的控制图
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2.2、并联式混合动力电驱动系
29 April 2014
单向能源；双向能源；机械耦合器；再生制动。
20
2.2、并联式混合动力电驱动系
并联式混合动力电动汽车的控制图
29 April 2014
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2.2、并联式混合动力电驱动系
29 April 2014
机械耦合模式
1). 转矩耦合（torque coupling）； 2). 转速耦合（speed coupling）; 转矩耦合:机械联轴器将发动机和电动机的转矩相加，并 将总转矩传递给驱动轮；转矩可独立控制，但在功率 守恒的约束条件下，发动机和电机的转速以一定的关 系相互耦合，不可独立控制。 转速耦合:发动机和电动机的转速相加,转矩耦合在一起， 转矩不能独立控制。
22
2.2、并联式混合动力电驱动系
2.2.1 转矩耦合
29 April 2014
上图为:概念性机械转矩耦合方案.（三端口、两自由度） 在混合动力汽车应用中，1-内燃机；2-电动机；3-驱动轮； 功率平衡： 转矩耦合器：
T33 T11 T22
T3 k1T1 k2T2
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2.2.1 转矩耦合配置
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2.2.2 转矩耦合配置
转速耦合的典型电驱动结构
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工作模式： 1.混合牵引； 2.单发动机牵引； 3.单电动机牵引； 4.再生制动； 5.蓄电池由发动机充电。
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2.2.3 转矩和转速耦合混合配置