混合动力汽车动力系统综述
丰田hybrid系统的详细介绍
丰⽥hybrid系统的详细介绍1 特点2 低油耗3 低油耗:⼯作原理4 ⼯作原理8 Prius普锐斯9 Highlander 混合动⼒车低油耗10 Camry混合动⼒车的燃油效率11 低尾⽓排放12 低尾⽓排放:⼯作原理13 Prius普锐斯低尾⽓排放14 Highlander 混合动⼒车低尾⽓排放15 Camry混合动⼒车低排放16 加速17 加速:⼯作原理18 驱动辅助的⼯作原理19 电动机TRC20 爬坡动⼒辅助21 坡道启动控制22 强劲加速的⼯作原理23 扭矩分配系统控制24 Prius 普锐斯的加速25 Highlander混合动⼒车的加速26 Camry混合动⼒车的加速27 超群的静谧性28 静谧性:⼯作原理29 EV驱动模式30 Prius普锐斯的静谧性技术31 Highlander 混合动⼒车的静谧性技术32 Camry混合动⼒车的静谧性技术33 技术34 技术:综述35 混联式混合动⼒36 HV（镍氢）蓄电池37 ⾼输出功率电动机38 再⽣制动39 动⼒控制单元40 汽油发动机41 动⼒分离装置42 发电机43 电⼦控制系统44 Highlander 混合动⼒车 HV（镍氢）蓄电池45 后电动机46 减速机47 Camry混合动⼒车的电池48 Camry混合动⼒车的电动马达49 Camry混合动⼒车的发动机50 串联式混合动⼒系统51 并联式混合动⼒系统52 混合动⼒车:联合国定义53 系统阵容54 开发56 TOYOTA油电混合动⼒系统开发的历史57 主要的TOYOTA油电混合动⼒车开发历史59 TOYOTA油电混合动⼒系统核⼼技术开发的历史62 混合动⼒车的开发历史63 混合动⼒车开发的前景64 混合动⼒车的电⼒65 家⽤电器的电源66 概念车简介67 概念车CS&S68 概念车 Future Truck Concept69 概念车 MTRC70 实践71 丰⽥的汽车⽣产⽅式72 TOYOTA油电混合动⼒系统的⽣产⼯序 (⾃动化＜Jidoka＞)73 TOYOTA油电混合动⼒系统的⽣产⼯序 (准时化⽣产⽅式 Just-in-Time)74 混合动⼒车的累积销售数量75 引进混合动⼒车的国家特点低油耗、低尾⽓排放量、良好的加速、运⾏安静的传动系统TOYOTA油电混合动⼒系统是综合了电动机和发动机两⼤动⼒优点的新⼀代动⼒系统。
电动汽车文献综述
混合动力电动汽车整车控制文献综述摘要:混合动力电动汽车是指以蓄电池与辅助动力单元共同作为动力源的汽车。
由于混合动力电动汽车在节能和降低排放污染方面的明显优势,因而受到很大的重视,研制开发和产业化的进程相当快。
目前混合动力电动汽车主要有两种混合驱动结构：串联式和并联式.本文结合文献对这两种混合动力系统结构和特点进行了分析，并重点对并联式进行了分析介绍。
最后分析了混合动力电动汽车未来的发展前景。
关键词:混合电动汽车，控制策略,关键技术1.引言［1］节能和环保是汽车技术发展的主要方向之一。
目前世界上大多数大汽车公司，都充分利用内燃机汽车的先进技术和电动机的无污染特性,将他们共同组成混合动力电动汽车，发展一种“超低油耗，超低污染”的车辆，作为内燃机汽车向电动汽车发展的过渡产品.美国的PNGV (Partnership for a New Generation of Vehicles)、欧洲的“The Car of Tomorrow ”计划、日本的“Advanced Clean Energy Vehicle Project”以及我国的“清洁汽车行动”都正是基于HEV而制定的战略计划.而在HEV关键技术中,整车控制策略占据着核心灵魂位置，因此，科学深入研究混合动力汽车的整车控制策略显得必然重要.通过对混合电动汽车的控制理论及技术现状作了系统分析，可以看到HEV控制策略研究关键技术和发展方向。
2。
混合动力电动汽车2.1 混合动力结构分析现代电动汽车一般可以分为三类：纯电动汽车，混合动力汽车，燃料电池电动汽车。
混合电动汽车（Hybrid Electrical Vehicle，简称HEV）是指同时装备两种动力来源-—热动力源（由传统的汽油机或者柴油机产生）与电动力源（电池与电动机）的汽车。
通过合理复合动力系统，灵活调控整车功率流向，使发动机保持在综合性能最佳的区域工作,从而降低油耗与排放。
混合动力电动汽车是整个电动汽车的重要过渡型产品。
混合动力汽车综述
混合动力汽车综述——介绍了混合动力汽车的概念、发展状况及其关键技术●混合动力汽车简介混合动力电动汽车(HEV)是指有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的车辆。
它综合了传统发动机驱动与电力驱动系统的优点它能提供与目前发动机汽车几乎同等的性能，而燃油经济性有很大的改善，大大降低排放水平甚至达到了零排放，它保留了传统汽车动力性优点的同时，还可以满足高效和超低排放的新要求，并且易于改进，已成为国内外汽车领域的一大研究热点。
根据其驱动系统的配置和组合方式不同，可分为串联式、并联式和混联式三种组合方式[1]。
目前所开发出来的混合动力电动汽车以串联式和并联式为主，这两种方式的技术难度较低。
串联式混合动力电动汽车完全依靠电动机提供动力，发动机、发电机和电动机的功率都很大；而且对电池的要求较高，电池的体积、重量、成本相对较高，价格性能比较低。
并联式混合动力电动汽车主要依赖于发动机提供动力，电池仅是串联式的1／3，而且能量传递损失较小，但是排放污染最大，发动机的燃烧效率不高。
●混合动力汽车国内外发展概况国内外普遍认为混合动力电动汽车结合了燃油汽车和纯电动汽车的优点，设计灵活，易于满足未来排放标准和节能目标。
因此，日本、美国、欧洲各大汽车公司和相关的研究机构都开展了有关混合动力汽车的研究，并且在世界范围内由点向面地扩展，发展相当迅速。
发达国家的许多研究成果己走出了实验室，并开始进入市场。
丰田汽车公司是目前走在最前沿的汽车公司，也是世界上最早开始进行混合动汽车研究的汽车公司之一。
丰田于1997年推出的Prius，目前在海内外的销量己数万辆，成为全球最早实现量产也是销量最大的混合动力汽车。
2001年6月丰田又Estima投放市场，其后分别推出Crown皇冠轻度HEV，新式面包车天尊THS-C等同车型的HEV。
除丰田外，本田是世界上第二家在美国市场销售混合电动汽车的外国制造商。
其J-VX混合动力概念跑车是本田公司早期的HEV款式。
丰田-普锐斯混合动力车系统研究
摘要普锐斯Prius于1997年10月底问世，是世界上最早实现批量生产的混合动力汽车。
在人们日益关注环保的今天，普锐斯Prius因革命性地降低了车辆燃耗和尾气排放，其划时代之意义与先进性得到了全世界的高度评价。
2005年12月15日正式我国上市的新款普锐斯Prius，是第二代普锐斯Prius，它装备了新一代丰田混合动力系统THS II这是在上一代丰田混合动力系统THS的基础上，以能够同时提高环保性能和动力性能的“Hybrid Synergy Drive （混合动力同步驾驶）”为概念开发的。
THS II通过提升电源系统的电压使马达功率提高到原来的1.5倍，并通过控制系统的改进解决了一系列的技术难题，从而使发动机动力与马达动力的协同增效作用得到极大程度的发挥。
新款普锐斯Prius除了拥有新一代丰田混合动力系统THS II 特有的“平滑而强劲的动力性能”和“世界顶级的环保性能”外，还拥有前卫的造型、舒适的操控性能、以及电子排档、带湿度感应器的电动变频自动空调等引人注目的卓越功能和先进装备。
动力系统构成通过提升电源系统电压来提高马达输出功率，同时控制系统进行了大幅度的改进。
自主开发总成所构成的全息系统，带来车辆行驶性能的飞跃。
主要新开发总成THS II的主要总成全部由丰田汽车公司自主开发。
通过对电源系统、马达、发电机、电池组等的革新，全面提升了系统性能。
系统构成包括：两个动力源（采用高膨胀比循环的高效汽油发动机和输出功率提升至1.5倍的永磁式交流同步电动机）及其驱动马达、发电机、内置动力分离装置的混合动力用变速箱、混合动力用高性能镍氢电池组、动力控制总成。
与人们所熟悉的将汽油发动机作为动力提供装置的普通汽车不同，普锐斯Prius的动力有两部分组成，除了发动机外还多出了电动机（永磁式同步交流电动机）和混合动力车专用蓄电池（密封镍氢电池），这样蓄电池的电力也可以为车辆提供部分动力，达到节省燃油的目的。
在普锐斯Prius的整个行驶过程中到底是用发动机还是用马达来驱动汽车是要根据车辆的行驶状态来决定的，发动机只有在普通行驶和全面加速的两个阶段中运转，消耗燃料，而在减速制动阶段由车轮来驱动马达将车辆制动能量转换成电能并进行回收将被再次利用。
毕业论文浅析混合动力汽车系统的结构与原理
题目: 浅析混合动力汽车系统的结构与原理学院: 工学院**: ***专业: 汽车服务工程学号：*************: ***提交日期: 2013年5月24日原创性声明本人郑重声明：本人所呈交的论文是在指导教师的指导下独立进行研究所取得的成果。
学位论文中凡是引用他人已经发表或未经发表的成果、数据、观点等均已明确注明出处。
除文中已经注明引用的内容外，不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。
本声明的法律责任由本人承担。
论文作者签名：郭永强2013年5月24日论文指导教师签名：逯玉林摘要全球能源及环境问题日益突出，一方面传统的燃油发动机车辆所排放的废气对空气造成严重污染；另一方面石油资源作为不可再生能源日益紧缺。
地球上的石油资源总有一天会枯竭，若没有新能源或代替能源，到那时汽车将寸步难行，为此替代燃油发动机汽车已经成为现代汽车研发方向的重点，例如氢能源汽车、燃料电池汽车等。
但以目前的条件和实用性来看，适应社会发展需求的只有混合动力汽车（Hybrid Electric Vehicle,简称HEV）。
混合动力汽车（也称复合动力汽车，Hybrid Power Automobile）是指车上装有两个以上动力源：蓄电池、燃料电池、太阳能电池、内燃机的发电机组。
当前复合动力汽车一般是指内燃机车发电机，再加上蓄电池的汽车。
混合动力汽车的诞生给人类带来了很多好处，不仅减少了石油消耗，而且环境问题也得以改善，由于混合动力汽车在节能和降低排放污染方面的明显优势，因而受到很大的重视，研制开发和产业化的进程相当快。
本文重点阐述了混合动力汽车的结构性能特点、工作原理，并分析介绍了混合动力汽车的控制策略、其优缺点、技术难题。
关键词：混合动力汽车，结构，原理，控制策略ABSTRACTThe global energy and environmental issues have become increasingly prominent, waste gas emitted from a traditional fuel engine vehicle of the serious pollution of the air; on the other hand, oil as a non-renewable energy shortage. The oil resources on earth will be exhausted one day, if there is no new energy and alternative energy, then the car will can't do anything, this alternative fuel engine automobile has become the focus of modern automobile development direction, such as hydrogen energy, fuel cell vehicles. But in the present conditions and practical, to meet the needs of social development only hybrid electric vehicle (Hybrid Electric Vehicle, referred to as HEV). Hybrid electric vehicle (also known as hybrid car, Hybrid Power Automobile) refers to the vehicles equipped with more than two sources of power: power unit battery, fuel cell, solar battery, internal combustion engine. The composite power automobile generally refers to diesel generator, plus battery cars. The birth of hybrid cars have brought many benefits to human beings, not only to reduce the oil consumption, and environmental issues will also be improved, because hybrid vehicles to reduce pollution emissions has obvious advantage in energy saving and, thus greatly attention, research and development and industrialization process quite quickly. This paper describes the working principle, structure and performance characteristics of the hybrid electric vehicle, and analyses the control strategy of hybrid electric vehicle, the advantages and disadvantages, technical problemsKeywords: H ybrid electric vehicle, structure, principle, control strategy目录1 绪论 (1)2 混合动力汽车的简介与分类 (2)2.1 混合动力汽车的简介 (2)2.2 混合动力汽车系统的分类 (2)3 混合动力汽车的结构与原理 (7)3.1 混合动力汽车的节能机理 (7)3.2 串联式混合动力汽车（SHEV） (7)3.3 并联式混合动力汽车（PHEV） (8)3.4 混联式混合动力汽车（PSHE） (10)4 混合动力汽车的策略 (11)4.1 混合动力系统的控制策略 (11)4.2 混合动力能量管理策略 (11)5 混合动力汽车优缺点分析及技术难点 (13)5.1 串联式混合动力汽车的优却点分析 (13)5.2 并联式混合动力汽车的优缺点分析 (13)5.3 混联式混合动力汽车的优缺点分析 (13)5.4 混合动力汽车的关键技术 (14)结语 (16)参考文献 (17)1 绪论随着全球能源短缺，环境问题的日益突显，开发利用新能源无疑是长久发展的出路之一。
混合动力汽车优化算法综述
１ 优 化 算法
１１ 列 二次 规划 法 ．序
序列二次规 划法 （ｅｕｎ ａ Ｑ ａｒ ｉ Ｐｏｒ ｍｎ ， Ｓｑｅｔ ｌ ｕｄ ｔ ｒ ａ ｉ ｉ ａｃ ｇ ｍ ｇ
Ｓ Ｐ 是一种非常优秀的求解中小规模有约束光滑非线性 Ｑ）
问题 的求解 方 法 。Ｓ Ｐ算 法 将原 问题 转 化 为 一 系列 的 Ｑ
本元件 ， 是一个多输入单输 出的非线性元件， 其输入输 出
关系 可描述 为 ：
量变化 ， 有效降低燃油消耗。 １６遗传算法 ．
ｆ ＝∑ 一 ， ０
Ｊ＝１
遗传算法 （ ｅｅｃＡｇｒｈ Ｇ 是 由密执安大学 Ｇ ｎｔ ｌ ｉ ｍ， Ａ） ｉ ｏｔ
Ｈ ｌｎ 提出的一种随机搜索与优化算法， ｏａｄ ｌ 其基本思想是
置 （ ｂ ｓ） 然 后 通 过 比 ｇｅｔ ，
文献［１采用 自适应模拟退火算法， Ｈ Ｖ驱动系 １］ 对 Ｅ 统关键元件及系统参数进行优化匹配， 仿真结果表明， 优 化后 Ｈ Ｖ的燃油经济性和动力性能均优于相应 的传统车 Ｅ 辆 。文献 ［２ 利用模拟退火算法较强的局部搜索能力 ， １］ 将
对并联 式 Ｐｕ —ｎＨ Ｖ在不 同电能消 耗续 驶 里程下 的能 ｌ ｉ Ｅ ｇ 量管理 策 略进行 了优 化 设 计研 究 ， 果 表 明 ： 结 利用 优 化 设
计得到的能量管理策略有效改善了整车燃油经济性。
１３模拟 退火算 法 ．
管理控制器 ， 该控制器的性能优于普通能量管理控制器， 可进一步降低 Ｈ Ｖ的油耗。 Ｅ
文献『４ 通过试验采集合理样本训练对焦 回归型神 １］ 经网络 ， 建立基于神经网络的控制策略。该控制策略响应 速度快 ， 通用性好 ， 并可 以提高 Ｈ Ｖ的燃油经济性。文献 Ｅ ［５ 结合人工神经网络 自主学习功能， １］ 建立模糊神经 网络 控制策略 ， 该策略比普通逻辑控制更加有利于燃油经济性 的提高 ， 并在一定程度上改善 了排放性能。文献 ［６ 设计 １］
混合动力汽车
作业混合动力汽车的类型特点关键零部件的选型(发动机电机电池)动力匹配原理及能量掌握策略混合动力汽车类型从能量流到混合动力系统输出轴的流经路线，可将混合动力汽车分为串联式、并联式、混联式和复合联接式四种。
1.串联式(SHEV)驱动系统的典型结构与基本组成部件如下所示，主要由发动机、发电机和电动机组成，原动机一般为高效内燃机。
发动机直接驱动发电机发电，电能通过掌握器输送到电池或电动机，由电动机通过变速机构驱动汽车。
电池在发动机输出和电动机需求功率间起到调峰调谷的作用。
为了满意汽车在起动、加速时的大功率需求，在串联式结构中还有加超级电容等功率密度较大的蓄能装置，在制动能量回收时也起到快速回收能量的作用。
9E动力率-1M回爆功率图表1串联式2.并联式(PHEV)的布置如下所示，其特点是动力系有两种动力源一一发动机和电动机。
当汽车加速、爬坡时，电动机和发动机能够同时向传动系供应动力; 一旦汽车车速达到巡航速度，汽车将仅仅依靠发动机维持该速度。
并联式ΠEV能设置成用发动机在高速大路行驶模式，加速时由电动机供应额外动力。
图表2并联式3.混联式(SPHEV)如下所示，这种布置形式包含了串联式和并联式的特点，即功率流既可以象串联式流淌，乂可象并联式流淌。
它的动力系统包括发动机、发电机和电动机。
依据助力装置不同，它又可分为发动机为主和电机为主两种。
在发动机为主形式中，发动机作为主动力源，电机为帮助动力源，日产公司(Nissan)Tino属于这种状况。
在电机为主形式中，发动机作为帮助动力源，电机为主动力源，Toyota Prius HEV就属于这种状况。
这种结构的优点是掌握敏捷便利，缺点是结构相对简单。
驱动功率回皴功率图表3混联式4.复合联接式（CHEV）的布置形式的混合动力汽车结构相对简单，主要消失在双轴驱动的HEV中。
在这种联结形式中，HEV前轴和后轴之间没有传动轴连接，它们分别由动力部件驱动，从而实现四轮驱动，如图卜5所示，。
浅析并联式混合动力汽车的工作原理
浅析并联式混合动力汽车的工作原理【浅析并联式混合动力汽车的工作原理】引言：并联式混合动力汽车作为一种新兴的动力系统，将内燃机和电动机相结合，结合了传统汽车的动力优势和电动汽车的环保特点。
本文将深入探讨并联式混合动力汽车的工作原理，包括功率分配、能量转换和工作模式等方面，以帮助读者更好地理解这一领域的技术。
一、功率分配系统1. 传统汽车动力系统传统汽车的动力系统主要由发动机、传动系统和驱动轮组成。
发动机将化学能转化为机械能，通过传动系统传递到驱动轮上，从而推动汽车运动。
2. 混合动力汽车的功率分配系统混合动力汽车的功率分配系统相比传统汽车动力系统更加复杂。
它不仅包含了发动机和传动系统，还引入了电动机和电池作为辅助动力源。
功率分配系统的核心是电动机控制器，它根据驾驶员的需求和车辆状态来分配发动机和电动机的功率输出。
二、能量转换系统1. 内燃机的能量转换内燃机将化学能转化为热能和机械能。
燃油在燃烧过程中释放出热能，同时引起活塞运动，将热能转化为机械能。
机械能通过传动系统传递到驱动轮，推动汽车运动。
2. 电动机的能量转换电动机将电能转化为机械能。
电池提供直流电能，经过电动机控制器调节后，电能被转化为旋转磁场，从而推动电动机运动。
电动机通过传动系统和驱动轮将机械能传递到车轮上。
三、工作模式1. 纯电动模式在纯电动模式下，汽车只由电动机提供动力，内燃机处于关闭状态。
电动机通过电池提供的电能驱动汽车行驶。
这种模式下，汽车具有零排放和零污染的特点，但续航里程有限。
2. 混合模式在混合模式下，汽车既可以由内燃机提供动力，也可以由电动机提供动力。
内燃机主要用于发电，为电池充电，同时也可以直接带动车辆行驶。
电动机在需要加速或需要额外动力时提供辅助动力。
这种模式下，汽车兼具了内燃机的长续航里程和电动机的环保特点。
四、观点和理解并联式混合动力汽车作为一种新型动力系统，在提高燃油利用率和减少尾气排放方面具有巨大的潜力。
通过合理分配和转换内燃机和电动机的功率，可以在不同行驶状态下实现最优效能。
混合动力汽车概述课件
工作流程
在并联式混合动力系统中，内燃 机和电动机都直接连接到车辆的 驱动轴上。在车辆行驶时，内燃 机和电动机都可以为驱动轴提供 动力。这种系统的优点是可以根 据需要使用内燃机或电动机。
特点
并联式混合动力系统的内燃机和 电动机之间有机械连接，因此它 们不能独立地运行。这种系统的 优点是电池组不需要大量的空间 ，并且其重量也较小。
帕萨特混合动力汽车 的技术特点
该车采用了并联式混合动力系统，主 要由发动机、电动机、电池等组成。 在城市行驶时，车辆主要依靠电动机 进行驱动，减少燃油消耗；而在高速 行驶时，发动机则起到主要的驱动作 用。此外，帕萨特混合动力汽车还具 有能量回收系统，可以将制动能量转 化为电能储存。
帕萨特混合动力汽车 的市场前景
CHAPTER 02
混合动力汽车的基本构造
发动机系统
发动机的类型
包括汽油发动机、柴油发动机和混动发动机等。
发动机的性能参数
如排量、功率、扭矩等。
发动机的运转模式
包括正常模式、节能模式和运动模式等。
电池系统
电池的类型
包括镍氢电池、锂离子电池和铅酸电池等。
电池的能量密度
衡量电池储存能量的能力。
电池的管理系统
由于电动机的介入，混合动力汽车可以在低速时实现更强的动力输出， 改善加速性能。
03
使用成本降低
内燃机的介入可以减少电动机的使用频率和时间，从而降低维护成本。
混合动力汽车的历史与发展
历史
混合动力汽车最早于20世纪90年代初开始研发，经过几十年的发展，技术逐渐成 熟并得到广泛应用。
发展方向
随着环保意识的增强和技术的不断进步，混合动力汽车将逐渐成为未来汽车市场 的重要发展方向之一。未来，混合动力汽车将更加注重能效和环保性能的提升， 同时拓展应用领域，如城市公交、物流运输、出租车等。
混合动力汽车动力系统设计与分析
混合动力汽车动力系统设计与分析混合动力汽车是在传统燃油汽车的基础上加入了电动机和电池系统的一种新型汽车。
它通过电力和燃油两种动力形式的相互配合，既能满足传统汽车的高功率需求，又能在低功率运行时提供更高的燃油经济性和环境友好性。
一、混合动力汽车的基本原理混合动力汽车的动力系统由燃油发动机、电动机、电池和控制器组成。
燃油发动机主要负责高功率运行，电动机则用于低功率运行和辅助发动机。
电池提供电动机所需的能量，同时在制动过程中通过回收能量将一部分动能转化为电能储存起来。
燃油发动机和电动机可以分别独立工作，也可以同时工作以提供更高的动力输出。
在低速行驶或启动时，电动机通过电池供电，并且燃油发动机处于关闭状态。
当速度提高或需要更大动力输出时，燃油发动机启动并提供额外的动力支持。
同时，电动机可以通过回收制动能量继续为电池充电，以便在下一次需要时提供动力。
二、混合动力汽车的动力系统设计混合动力汽车的动力系统设计主要包括燃油发动机的选择、电池和电动机的规格确定以及控制系统的设计。
1. 燃油发动机的选择选择适合的燃油发动机对于混合动力汽车的性能和燃油经济性至关重要。
发动机的功率输出和燃油消耗直接影响到整车的性能和燃油经济性。
一般来说，高效的燃油发动机对于提高车辆的续航里程和减少尾气排放有着重要作用。
2. 电池和电动机规格的确定电池和电动机是混合动力汽车的核心组成部分。
电池的容量和电动机的功率直接决定了车辆的纯电动续航里程和动力输出能力。
因此，在设计过程中，需要根据车辆的使用场景和性能要求来确定电池和电动机的规格。
3. 控制系统的设计混合动力汽车的控制系统设计是整个动力系统设计的关键。
控制系统需要实时监测车辆的工况和动力需求，并根据情况对发动机和电动机进行合理的控制。
在加速、制动和行驶模式转换等过程中，控制系统需要协调各个部件的工作，以实现最佳的能源效率和使用经济性。
三、混合动力汽车动力系统的分析混合动力汽车动力系统的分析主要包括对系统效率、燃油经济性和排放性能的评估。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
汽车新动力━━━HEV 综述戴梦萍1 纪永秋2（1.山东理工大学机械工程学院，255000;2.山东水利技术学院，255000）摘要：介绍了混合动力电动汽车（HEV ）的概念、HEV 动力总成的组成及型式，阐述了其基本工作原理和驱动模式。
关键词：混合动力电动汽车；串联；并联；混联；驱动模式随着世界经济的持续增长和世界人口的增加、人民生活水平的提高，人均能源消耗将会高速增加，环境污染会变得更加严重。
开发新的替代能源、提高热能转换效率和节约能源被认为是解决或缓解环境污染和保障能源供给的有效办法。
汽车燃油发动机是消耗矿石能源和制造环境污染的大户，研发替代燃油发动机的新动力势所必然。
替代燃油发动机汽车的方案也越来越多，例如氢能源汽车、燃料电池汽车、混合动力汽车等。
但目前最有实用性价值并巳有商业化运转的模式，只有混合动力电动汽车。
根据国际机电委员会下属的电力机动车技术委员会的建议，混合动力电动汽车是指由两种和两种以上的储能器、能源或转换器作驱动能源，其中至少有一种能源提供电能的车辆称为混合动力电动汽车。
本文介绍的仅是既有内燃机又有电动机驱动的混合动力电动汽车。
混合动力电动汽车的关键是混合动力系统，它的性能直接关系到混合动力汽车整车性能。
经过十多年的发展，混合动力系统总成已从原来发动机与电机离散结构向发动机、电机和变速器一体化结构发展，即集成化混合动力总成系统。
1 混合动力电动汽车的组成及种类成1.1 混合动力总成按照驱动系统能量流和功率流的配置结构关系，可分为串联式（Series hybrid system ）（两种）、并联式（Parallel hybrid system ）和混联式（）等三种。
（如图1（a(（a ）减（变）速器 车轮车轮发动机 发电机 蓄电池 电动机 车轮 车轮 发动机 发电机 蓄电池 电动机 减（变）速器 (a) (b)图1 串联时、并联式和混联式混合动力电动汽车组成示意图（a ）串联型式1；（b ）串联型式2；(c ）并联型式；（d ）混联型式1.1.1串联式动力由发动机、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，发动机驱动发电机发电，电能通过控制器输送到电池或电动机，由电动机通过变速机构驱动汽车。
小负荷时由电池驱动电动机驱动车轮，大负荷时由发动机带动发电机发电驱动电动机。
当车辆处启动、加速、爬坡工况时，发动机-电动机组和电池组共同向电动机提供电能；当电动车处于低速、滑行、怠速的工况时，则由电池组驱动电动机，当电池组缺电时则由发动机-发电机组向电池组充电。
组成如图1a 、b 所示。
串联式结构适用于城市内频繁起步和低速运行工况，可以将发动机调整在最佳工况点附近稳定运转，通过调整电池和电动机的输出来达到调整车速的目的。
使发动机避免了怠速和低速运转的工况，从而提高了发动机的效率，减少了废气排放。
但是它的缺点是能量几经转换，机械效率较低。
1.1.2并联式系统的发动机和电动机共同驱动汽车，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，在不同的路面上既可以共同驱动又可以单独驱动。
当汽车加速爬坡时，电动机和发动机能够同时向传动机构提供动力，一旦汽车车速达到巡航速度，汽车将仅仅依靠发动机维持该速度。
电动机既可以作电动机又可以作发电机使用，又称为电动－发电机组。
由于没有单独的发电机，发动机可以直接通过传动机构驱动车轮，这种装置更接近传统的汽车驱动系统，机械效率损耗与普通汽车差不多，得到比较广泛的应用。
组成如图1c 所示。
1.1.3混联式系统包含了串联式和并联式的特点。
动力系统包括发动机、发电机和电动机，根据助力装置不同，它又分为发动机为主和电机为主两种。
以发动机为主的形式中，发动机作为主动力源，电机为辅助动力源；以电机为主的形式中，发动机作为辅助动力源，电车轮 车轮 发动机 蓄电池 电动机 减（变）速器 车轮 车轮 发动机 蓄电池 电动机减（变）速器 发电机 （c ）(d)机为主动力源。
该结构的优点是控制方便，缺点是结构比较复杂。
1.2 按照两种不同的能量的搭配比例不同，混合动力车辆则有四种类型，即：1.2.1 微混合（micro hybrids），有时也叫“起－停混合”,其特点是采用低电压和低功率的电动机，电动机不驱动车轮，只是使用大功率的起动机，在内燃机起动时，将其曲轴旋转到较高的转速。
内燃机的起动更加轻松可靠；汽车在减速、制动时还可以使内燃机熄火，电动机则通过再生制动发电给蓄电池充电回收部分能量，这样都可以达到节省燃油的效果。
1.2.2 轻度混合（mild hybrids）动力电动汽车的特点是采用高电压和低功率的电动机，在汽车加速是，电动机作为辅助动力使用。
这样内燃机的排量就可以减小。
1.2.3全混合（full hybrids）也称强混合(Strong Hybrid），特点是可以只使用内燃机或电动机驱动车辆，也可二者同时驱动。
当然，这需要装备较大体积、较高电压的电池。
下面要介绍的丰田Prius即属此类。
1.2.4 外电源插座充电混合动力汽车(PHEV) ，PHEV是Plug-in Hybrid Electric Vehicle 的缩写。
PHEV是指可以使用家用电源插座（例如220V电源）对混合动力车电池充电的混合动力汽车，同时这种混合动力汽车应能单独依靠电池就能行驶较长距离，但需要时仍然可以象通常的全混合动力汽车一样工作。
例如有一辆可以单独靠电池行驶50km的PHEV，可利用电池行驶40km，到旅程终点后，插入电源对电池充电；如果旅程超过50km，则开始的50km可以用电池来行驶，超过50km后则可以以通常的混合动力方式行驶，到了旅程终点则再插入电源对电池充电。
目前由于电池尺寸、重量以及其他因素使得PHEV的成本很高，但是随着电池和混合动力技术的进步，PHEV可能会成为未来的一种汽车。
3 混合动力电动汽车动力系统实例—丰田的Prius混合动力系统3.1 系统特点丰田的Prius混合动力系统属于以电机为主的形式。
它的混合动力总成包括两个动力源，发动机与电动机。
还有包含了发电机、电动机、内置动力分离装置的混合动力专用变速器、镍氢电池组和动力控制总成。
丰田Pruis混合动力系统有一个特点，就是采用行星齿轮变速结构，变速器内置动力分离装置，行星齿轮机构巧妙地将减速器、发电机和电动机等动力部件偶合在一起，同时行星齿轮又起到无级变速器的功能，结构十分紧凑，形成一个集成化混合动力总成系统（如图2所示）图 2该系统的内燃动力采用Atkinson循环1.5LVVT-i汽油机，最大输出功率为57KW。
工作循环为Atkinson 循环，其热效率高，膨胀比大。
Atkinson 循环的汽油机采用延迟进气门关闭时刻的方法，增大膨胀比。
在压缩冲程的起始阶段（当活塞开始上行时），部分进入气缸的空气回流到进气歧管，有效地延迟了压缩起始点，故膨胀比增大，而实际的压缩比并没有增大。
由于用这种方法能增大节气门开度，在部分负荷时可减小进气管负压，从而减小进气通过行星齿轮组，三台机器的转速互相配合，就能实现不同的运行模式。
Prius 通过复杂的电子控制，用简单的机械，能够实现类似CVT 无级变速的效果。
3.2 系统的工作过程3.2.1在起步或低速行驶时，此时发动机效率低下，所能提供的动力往往不大。
因此Prius 将发动机关闭，仅由大功率电动机驱动车辆（图2，箭头A ）。
封闭式Ni-MH(镍氢)电池可以提供高达400N •m ，的强大扭矩，帮助Prius 平稳起步。
3.2.2在正常行驶时，发动机作为主动力源，由动力分离装置将动力分成两路，一路驱动发电机进行发电，产生的电力驱动电动机运转（图3，箭头B ），另一路则直接驱动车轮（图3，箭头A ），系统会自动对两条路径的动力进行最佳分配，以达到效率的最大化。
HSD 时刻监视车辆的各种行驶条件、油门踏板上的踏板力以及电池控制电脑所发送的信息，它根据这些信息决定行驶过程中是电动机单独进行驱动，还是电动机和发动机并用，使得汽车总能量的消耗始终保持最低。
3.2.3 当要加速时，电池组会加进来为电动机供电，增强电动机输出功率（图4）。
当减速或制动时，则由车轮的惯性力驱动电动机，回收制动系统会将电动机激活成为发电机，从而将车辆的部分动能转化成为电能开储存在电池内、这一能量回收性能，特别适合因交通拥堵而不得不频繁加减速的城市路况。
3.2.4 在高速行驶过程中，混合动力系统会释放出连续高速响应的驱动力来满足驾驶要求，而动力的来源便是1.5L VVT-i 发动机和电动机。
逆变器和动力控制单元的高压电路系统可以先将电池的直流电压增加到 500V ，然后再转为交流电来驱动电动机和发电机，这不仅能使电动机获得极高的输出功率，而且能有效地减轻电池的重量。
3.2.5 而在反复出现低速或停车/起步行驶中将由具有自动充电功能的电池来进行驱动。
如果电动机的频繁使用降低了电池的电量，发动机就会驱动发电机来使电池自动充电。
如此一来，Prius 的电池就无需外接电源来直接充电了。
电池组电量保持在一个恒定水平。
当系统发现电池组电量下降会启动发动机驱动发电机发电，向电池组充电（图6，箭头E当Prius 停下时，发动机会自动熄火，从而使车辆不会因怠速运转而造成不必要的油耗和CO2的排放。
图 起步于小负荷时THS 的动力传递路线 A 12 3 4 5 671－发动机；2－发电机；3－交流－直流变换器；4－蓄电池；5－电动机；6－动力传递；7－电力传递图 正常行驶时THS 的动力传递路线1－发动机；2－发电机；3－交流－直流变换器；4－蓄电池；5－电动机图 全负荷加速时THS 的动力传递路线1－发动机；2－发电机；3－交流－直流变换器；4－蓄电池；5－电动机图 减速与制动时THS 的动力传递路线 BC1 2 3 4 5 BC A 12 3 4 5 A 12 3 4 51－发动机；2－发电机；3－交流－直流变换器；4－蓄电池；5－电动机2 3 4D15图蓄电池充电时THS的动力传递路线1－发动机；2－发电机；3－交流－直流变换器；4－蓄电池；5－电动机四结束语内燃机和电动机结合。
启动时电动机提供额外的扭矩，协助加速；刹车或下坡时，电动机能把部分动能反过来转换成电能，存储到电池中。
在启动停止频繁的市内交通里，这样就能节省能源。
而且，在电动机的支持下，内燃机可以尽可能多的以省油的模式以最优化的转速运行。
为了节能和环保，替代纯内燃动力的新一代动力系统，与遥不可及的燃料电池车相比，混合动力是非常现实的选择。