第三章 混合动力汽车技术-2(构型及整车)
相关主题
- 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)。
GM 双模式AHS-2 双模式AHSR1 C1
PM/G
CL3
M/G1 R2 M/G2
CL2
C2
ICE
ωe
CL1 ωi
S1
ωvi
S2
ω vo
ωo
gfd
FD
C1 R1
来自百度文库
CL2 CL3
C2
R2
Mode 1 Mode2 E1 differential differential E2 Torque mult differential CL1 1 1 CL2 0 1 CL3 1 0
电 池 充 电 策 略 保 持 SOC 40~80 ％ , 使 用 40~ CNG工作时 相当于每加仑6 英里， CNG工作时，相当于每加仑6~8英里，如 工作时， 使用Plug-in每英里成本比下降 ％ 50％ 每英里成本比下降30 使用Plug-in每英里成本比下降30％~50％ (由于每天行驶里程短，速度低) 由于每天行驶里程短，速度低)
混合动力汽车整车技术
串联混合动力燃料电池汽车
混合动力汽车整车技术
串联混合动力燃料电池汽车
混合动力汽车整车技术
串联混合动力燃料电池汽车
混合动力汽车整车技术
串联混合动力燃料电池汽车
混合动力汽车整车技术
串联混合动力燃料电池汽车
混合动力汽车整车技术
日本日野并联混合动力HIMR 日本日野并联混合动力HIMR (Hybrid Inverter Motor and Retarder)
“IMA（ “IMA（Integrated Motor Assist 综合电机辅 助）” +“3级i-VTEC”发动机 +“3级 VTEC”发动机
汽油
842kg
1.0L/49.2kW
NiMH
10kW
M5
76MPG
11.0s
混合动力汽车整车技术
GM 双模式AHS-2 双模式AHS-
混合动力汽车整车技术
混合动力汽车整车技术
美国Odyne的PHEV垃圾收集车 美国Odyne的PHEV垃圾收集车
用Cummins Westport 公司的CNG发动机带动发电机， 公司的CNG发动机带动发电机 发动机带动发电机， 300kW、2034Nm的牵引电机提供动力 的牵引电机提供动力AGM的铅酸 给300kW、2034Nm的牵引电机提供动力AGM的铅酸 电池系统，50kWh，可用电网、发电机、 电池系统，50kWh，可用电网、发电机、再生制动 充电. 充电.
混合动力汽车的构型分析
混合动力汽车构型分析
车载能源 动力生成装置 能量存储 油箱 油箱 动力电池组 动力电池组 发动机-电动/发电机1 发动机-电动/发电机1 能量调节和转化 发动机 电动/发电机2 电动/发电机2 电动/发电机1 电动/发电机1 电动/发电机2 电动/发电机2 传动系统 特性场转化装置 传动系统 驱动轮 前轴 后轴 前轴 后轴 动力传动系
该混合动力驱动系的阶次为4 指数为3 该混合动力驱动系的阶次为4，指数为3。 复杂程度为4 复杂程度为4×3。 双轴联合式并联+ 具体为多种能源存储联合式串联 + 双轴联合式并联+驱动力联 合式并联。 合式并联。
教学提纲
混合动力汽车的构型分析 混合动力汽车的整车技术
混合动力汽车整车技术
串联混合动力电动机场摆渡车
混合动力汽车整车技术
日本五十铃ELF并联混合动力 日本五十铃ELF并联混合动力 Smoother E Auto Shift
从2005年4月18日开始向大型物 2005年 18日开始向大型物 流企业销售，计划每年销售 600辆 600辆.
混合动力汽车整车技术
日本五十铃ELF并联混合动力 日本五十铃ELF并联混合动力
GB/T 19596-2004 电动汽车术语 19596-
混合动力汽车的构型分析
混合动力驱动系阶次: 混合动力驱动系阶次: 混合动力驱动系阶次是指驱动系中所具有的可独立驱动车 辆行驶的单个驱动系数目，记为N 辆行驶的单个驱动系数目，记为ND； 混合动力驱动系联结部件：用于实现串联、并联的耦合部件的总称， 混合动力驱动系联结部件： 用于实现串联 、并联的耦合部件的总称， 比如实现 电电混合的功率器件控制单元，用于实现机电混合动力的动力耦合装置等； 电电混合的功率器件控制单元，用于实现机电混合动力的动力耦合装置等； 混合动力驱动系指数: 混合动力驱动系指数: 混合动力驱动系指数是指驱动系中所具有的用于实现动力 和能源合成的联接部件个数，记为N 和能源合成的联接部件个数，记为NC。 混合动力驱动系的复杂程度
混合动力汽车整车技术
美国CalCars改造的插电式 美国CalCars改造的插电式PRIUS＋ 改造的插电式PRIUS＋
电池组：201V/1.3 kWh→9 kWh锂电池。 锂电池。 电池组：201V/1 kWh→9 kWh锂电池 纯电动行驶60英里之后 可转变为用汽油机驱动的混合动力工作方式， 纯电动行驶60英里之后，可转变为用汽油机驱动的混合动力工作方式，这时油耗为 英里之后， 50mpg。 50mpg。
高压共轨柴油发动机 混合动力系统
排量4.77L/(96kW@3000rpm;333Nm@1500rpm 排量4.77L/(96kW@3000rpm;333Nm@1500rpm 364V锂离子蓄电池 364V锂离子蓄电池 电机/ 电机/发电机 25.5kW
混合动力汽车整车技术
HONDA并联 HONDA并联 IMA
混合动力汽车技术专题混合动力汽车技术专题-Ⅱ
车辆电动技术
电动车辆国家工程实验室 何洪文 教授
教学提纲
混合动力汽车的构型分析 混合动力汽车的整车技术
混合动力汽车的概念
混合动力(电动) 混合动力(电动)汽车 ( Hybrid Electric Vehicle)
HEV,指能够至少从下述两类车载储存的能量中获得动力的汽车：－可消耗的燃料；－ HEV,指能够至少从下述两类车载储存的能量中获得动力的汽车：－可消耗的燃料；－ 指能够至少从下述两类车载储存的能量中获得动力的汽车：－可消耗的燃料 可再充电能/能量储存装置。 可再充电能/能量储存装置。
动力生 成装置
发动机 前电动机 后电动机 后电动机 CVT
动力传动系 特性场转化装置 驱动轮
前轮 前轮 后轮 后轮
能量调节和转化
该混合动力驱动系的阶次为4 指数为3 该混合动力驱动系的阶次为4，指数为3。 复杂程度为4 复杂程度为4×3。 双轴联合式并联+ 具体为多种能源存储联合式串联 + 双轴联合式并联+驱动力联 合式并联。 合式并联。
机及发动机同时或单独供给的混合动力(电动)汽车； 机及发动机同时或单独供给的混合动力(电动)汽车；
混联式混合动力(电动)汽车 Combined Hybrid Electric Vehicle: 同时具有串联式、并联 Vehicle: 同时具有串联式、
式驱动方式的混合动力(电动)汽车。 式驱动方式的混合动力(电动)汽车。
混合动力汽车整车技术
日本日野并联混合动力HIMR 日本日野并联混合动力HIMR (Hybrid Inverter Motor and Retarder)
涡轮中冷柴油发动机 混合动力系统 3相交流电机
总排量 10.52L/(228kW@2100rpm;1098Nm@1400rpm) 300V 26kW@1000rpm
混合动力汽车整车技术
戴克的15座 戴克的15座PHEV van
纯电动设计行驶里程20英里 电机峰值功率91kW， 纯电动设计行驶里程20英里,电机峰值功率91kW，持 英里, 72kW,汽油机 汽油机2 柴油机2 续 72kW, 汽油机 2.7 升 ， 柴油机 2.3 升 , 镍氢电池或锂电 14kWh（Prius为 kWh),估计每 估计每kWh行驶 英里. 行驶2 池,14kWh（Prius为1.5kWh),估计每kWh行驶2英里.
混合动力汽车整车技术
以11m长、总重15t 的柴油公交车为例，每次制动平均回收相当 11m 总重15t 的柴油公交车为例， 20mL 柴油所提供的能量，如果按每天平均制动1000 次计算， 于20mL 柴油所提供的能量，如果按每天平均制动1000 次计算， 每年可节省柴油7000L 每年可节省柴油7000L。
插电式混合动力(电动)汽车Plug-in Hybrid Electric Vehicle: PHEV可以使用电力网(包括 PlugVehicle: PHEV可以使用电力网 可以使用电力网(
家用电源插座)对动力电池充电的混合动力汽车，具有纯电动行驶较长距离的功能， 家用电源插座)对动力电池充电的混合动力汽车，具有纯电动行驶较长距离的功能， 但需要时仍然可以工作在全混合模式。 但需要时仍然可以工作在全混合模式。
双模式混联式混合动力系统
双模式混合动力系统
混合动力汽车整车技术
奥迪DUO混合动力 奥迪DUO混合动力： 混合动力：
混合动力汽车整车技术
奥迪DUO混合动力 奥迪DUO混合动力： 混合动力： 纯柴油机驱动模式：适用于恒速巡航行驶工况 纯柴油机驱动模式： 纯电动模式： 纯电动模式：适用于排放敏感区 混合驱动模式：在80km/h车速以下以及加速踏板不超过门槛值时电机驱动，否 车速以下以及加速踏板不超过门槛值时电机驱动， 混合驱动模式： 80km/h车速以下以及加速踏板不超过门槛值时电机驱动 柴油机自动启动，加速完成后，切换为柴油机驱动模式，而关闭电机； 则，柴油机自动启动，加速完成后，切换为柴油机驱动模式，而关闭电机；若 加速后巡航行驶，所需动力变小时，车辆控制系统重新切换为电动模式， 加速后巡航行驶，所需动力变小时，车辆控制系统重新切换为电动模式，并关 闭发动机。 闭发动机。
混合动力汽车整车技术
当车辆减速或制动时， 当车辆减速或制动时，车轮在惯性作用下带动液压马达并将动能转化为压力 能储存在蓄能器内，从而使平时浪费的制动能量得以回收再利用； 能储存在蓄能器内，从而使平时浪费的制动能量得以回收再利用；当车辆启 动或加速时，储存在蓄能器内的能量释放并带动液压马达转动驱动车辆前行， 动或加速时，储存在蓄能器内的能量释放并带动液压马达转动驱动车辆前行， 从而减少了发动机的工作时间和强度, 降低了油耗和尾气排放。 从而减少了发动机的工作时间和强度, 降低了油耗和尾气排放。
串联式混合动力(电动)汽车 Series Hybrid Electric Vehicle:SHEV车辆的驱动力只来源于 Vehicle:SHEV车辆的驱动力只来源于
电动机的混合动力(电动)汽车； 电动机的混合动力(电动)汽车；
并联式混合动力(电动)汽车 Parallel Hybrid Electric Vehicle:PHEV车辆的驱动力由电动 Vehicle:PHEV车辆的驱动力由电动
混合动力汽车的构型分析
混合动力汽车的构型分析
该混合动力驱动系的阶次为3 指数为2 该混合动力驱动系的阶次为3，指数为2。 复杂程度为3 复杂程度为3×2。 具体为多种能源存储联合式串联 + 双轴联合式并联。 双轴联合式并联。
混合动力汽车的构型分析
混合动力汽车构型分析
车载能源 能量存储
气罐 动力电池组 气罐 动力电池组 发动机发动机-前电动机
E1 Neutral 0 0
E2
混合动力汽车整车技术
① 低速模式 ： 当车辆在城市道路或 低速模式： 轻载状况下行驶时，CL1分离，CL2 轻载状况下行驶时 ，CL1分离 ，CL2 接合， 此时行星排1 处于差动状态， 接合 ， 此时行星排 1 处于差动状态 ， 行星排2 处于转矩合成状态， 行星排 2 处于转矩合成状态 ， 机电 耦合系统工作于低速模式。 耦合系统工作于低速模式。 ② 高速模式 ： 当车辆在高速公路或 高速模式： 重载条件下行驶时，CL1接合，CL2 重载条件下行驶时 ，CL1接合 ，CL2 分离，此时行星排1 分离 ， 此时行星排 1 、 2 都处于差动 状态， 状态 ， 机电耦合系统工作于高速模 式。
PM/G
CL3
M/G1 R2 M/G2
CL2
C2
ICE
ωe
CL1 ωi
S1
ωvi
S2
ω vo
ωo
gfd
FD
C1 R1
来自百度文库
CL2 CL3
C2
R2
Mode 1 Mode2 E1 differential differential E2 Torque mult differential CL1 1 1 CL2 0 1 CL3 1 0
电 池 充 电 策 略 保 持 SOC 40~80 ％ , 使 用 40~ CNG工作时 相当于每加仑6 英里， CNG工作时，相当于每加仑6~8英里，如 工作时， 使用Plug-in每英里成本比下降 ％ 50％ 每英里成本比下降30 使用Plug-in每英里成本比下降30％~50％ (由于每天行驶里程短，速度低) 由于每天行驶里程短，速度低)
混合动力汽车整车技术
串联混合动力燃料电池汽车
混合动力汽车整车技术
串联混合动力燃料电池汽车
混合动力汽车整车技术
串联混合动力燃料电池汽车
混合动力汽车整车技术
串联混合动力燃料电池汽车
混合动力汽车整车技术
串联混合动力燃料电池汽车
混合动力汽车整车技术
日本日野并联混合动力HIMR 日本日野并联混合动力HIMR (Hybrid Inverter Motor and Retarder)
“IMA（ “IMA（Integrated Motor Assist 综合电机辅 助）” +“3级i-VTEC”发动机 +“3级 VTEC”发动机
汽油
842kg
1.0L/49.2kW
NiMH
10kW
M5
76MPG
11.0s
混合动力汽车整车技术
GM 双模式AHS-2 双模式AHS-
混合动力汽车整车技术
混合动力汽车整车技术
美国Odyne的PHEV垃圾收集车 美国Odyne的PHEV垃圾收集车
用Cummins Westport 公司的CNG发动机带动发电机， 公司的CNG发动机带动发电机 发动机带动发电机， 300kW、2034Nm的牵引电机提供动力 的牵引电机提供动力AGM的铅酸 给300kW、2034Nm的牵引电机提供动力AGM的铅酸 电池系统，50kWh，可用电网、发电机、 电池系统，50kWh，可用电网、发电机、再生制动 充电. 充电.
混合动力汽车的构型分析
混合动力汽车构型分析
车载能源 动力生成装置 能量存储 油箱 油箱 动力电池组 动力电池组 发动机-电动/发电机1 发动机-电动/发电机1 能量调节和转化 发动机 电动/发电机2 电动/发电机2 电动/发电机1 电动/发电机1 电动/发电机2 电动/发电机2 传动系统 特性场转化装置 传动系统 驱动轮 前轴 后轴 前轴 后轴 动力传动系
该混合动力驱动系的阶次为4 指数为3 该混合动力驱动系的阶次为4，指数为3。 复杂程度为4 复杂程度为4×3。 双轴联合式并联+ 具体为多种能源存储联合式串联 + 双轴联合式并联+驱动力联 合式并联。 合式并联。
教学提纲
混合动力汽车的构型分析 混合动力汽车的整车技术
混合动力汽车整车技术
串联混合动力电动机场摆渡车
混合动力汽车整车技术
日本五十铃ELF并联混合动力 日本五十铃ELF并联混合动力 Smoother E Auto Shift
从2005年4月18日开始向大型物 2005年 18日开始向大型物 流企业销售，计划每年销售 600辆 600辆.
混合动力汽车整车技术
日本五十铃ELF并联混合动力 日本五十铃ELF并联混合动力
GB/T 19596-2004 电动汽车术语 19596-
混合动力汽车的构型分析
混合动力驱动系阶次: 混合动力驱动系阶次: 混合动力驱动系阶次是指驱动系中所具有的可独立驱动车 辆行驶的单个驱动系数目，记为N 辆行驶的单个驱动系数目，记为ND； 混合动力驱动系联结部件：用于实现串联、并联的耦合部件的总称， 混合动力驱动系联结部件： 用于实现串联 、并联的耦合部件的总称， 比如实现 电电混合的功率器件控制单元，用于实现机电混合动力的动力耦合装置等； 电电混合的功率器件控制单元，用于实现机电混合动力的动力耦合装置等； 混合动力驱动系指数: 混合动力驱动系指数: 混合动力驱动系指数是指驱动系中所具有的用于实现动力 和能源合成的联接部件个数，记为N 和能源合成的联接部件个数，记为NC。 混合动力驱动系的复杂程度
混合动力汽车整车技术
美国CalCars改造的插电式 美国CalCars改造的插电式PRIUS＋ 改造的插电式PRIUS＋
电池组：201V/1.3 kWh→9 kWh锂电池。 锂电池。 电池组：201V/1 kWh→9 kWh锂电池 纯电动行驶60英里之后 可转变为用汽油机驱动的混合动力工作方式， 纯电动行驶60英里之后，可转变为用汽油机驱动的混合动力工作方式，这时油耗为 英里之后， 50mpg。 50mpg。
高压共轨柴油发动机 混合动力系统
排量4.77L/(96kW@3000rpm;333Nm@1500rpm 排量4.77L/(96kW@3000rpm;333Nm@1500rpm 364V锂离子蓄电池 364V锂离子蓄电池 电机/ 电机/发电机 25.5kW
混合动力汽车整车技术
HONDA并联 HONDA并联 IMA
混合动力汽车技术专题混合动力汽车技术专题-Ⅱ
车辆电动技术
电动车辆国家工程实验室 何洪文 教授
教学提纲
混合动力汽车的构型分析 混合动力汽车的整车技术
混合动力汽车的概念
混合动力(电动) 混合动力(电动)汽车 ( Hybrid Electric Vehicle)
HEV,指能够至少从下述两类车载储存的能量中获得动力的汽车：－可消耗的燃料；－ HEV,指能够至少从下述两类车载储存的能量中获得动力的汽车：－可消耗的燃料；－ 指能够至少从下述两类车载储存的能量中获得动力的汽车：－可消耗的燃料 可再充电能/能量储存装置。 可再充电能/能量储存装置。
动力生 成装置
发动机 前电动机 后电动机 后电动机 CVT
动力传动系 特性场转化装置 驱动轮
前轮 前轮 后轮 后轮
能量调节和转化
该混合动力驱动系的阶次为4 指数为3 该混合动力驱动系的阶次为4，指数为3。 复杂程度为4 复杂程度为4×3。 双轴联合式并联+ 具体为多种能源存储联合式串联 + 双轴联合式并联+驱动力联 合式并联。 合式并联。
机及发动机同时或单独供给的混合动力(电动)汽车； 机及发动机同时或单独供给的混合动力(电动)汽车；
混联式混合动力(电动)汽车 Combined Hybrid Electric Vehicle: 同时具有串联式、并联 Vehicle: 同时具有串联式、
式驱动方式的混合动力(电动)汽车。 式驱动方式的混合动力(电动)汽车。
混合动力汽车整车技术
日本日野并联混合动力HIMR 日本日野并联混合动力HIMR (Hybrid Inverter Motor and Retarder)
涡轮中冷柴油发动机 混合动力系统 3相交流电机
总排量 10.52L/(228kW@2100rpm;1098Nm@1400rpm) 300V 26kW@1000rpm
混合动力汽车整车技术
戴克的15座 戴克的15座PHEV van
纯电动设计行驶里程20英里 电机峰值功率91kW， 纯电动设计行驶里程20英里,电机峰值功率91kW，持 英里, 72kW,汽油机 汽油机2 柴油机2 续 72kW, 汽油机 2.7 升 ， 柴油机 2.3 升 , 镍氢电池或锂电 14kWh（Prius为 kWh),估计每 估计每kWh行驶 英里. 行驶2 池,14kWh（Prius为1.5kWh),估计每kWh行驶2英里.
混合动力汽车整车技术
以11m长、总重15t 的柴油公交车为例，每次制动平均回收相当 11m 总重15t 的柴油公交车为例， 20mL 柴油所提供的能量，如果按每天平均制动1000 次计算， 于20mL 柴油所提供的能量，如果按每天平均制动1000 次计算， 每年可节省柴油7000L 每年可节省柴油7000L。
插电式混合动力(电动)汽车Plug-in Hybrid Electric Vehicle: PHEV可以使用电力网(包括 PlugVehicle: PHEV可以使用电力网 可以使用电力网(
家用电源插座)对动力电池充电的混合动力汽车，具有纯电动行驶较长距离的功能， 家用电源插座)对动力电池充电的混合动力汽车，具有纯电动行驶较长距离的功能， 但需要时仍然可以工作在全混合模式。 但需要时仍然可以工作在全混合模式。
双模式混联式混合动力系统
双模式混合动力系统
混合动力汽车整车技术
奥迪DUO混合动力 奥迪DUO混合动力： 混合动力：
混合动力汽车整车技术
奥迪DUO混合动力 奥迪DUO混合动力： 混合动力： 纯柴油机驱动模式：适用于恒速巡航行驶工况 纯柴油机驱动模式： 纯电动模式： 纯电动模式：适用于排放敏感区 混合驱动模式：在80km/h车速以下以及加速踏板不超过门槛值时电机驱动，否 车速以下以及加速踏板不超过门槛值时电机驱动， 混合驱动模式： 80km/h车速以下以及加速踏板不超过门槛值时电机驱动 柴油机自动启动，加速完成后，切换为柴油机驱动模式，而关闭电机； 则，柴油机自动启动，加速完成后，切换为柴油机驱动模式，而关闭电机；若 加速后巡航行驶，所需动力变小时，车辆控制系统重新切换为电动模式， 加速后巡航行驶，所需动力变小时，车辆控制系统重新切换为电动模式，并关 闭发动机。 闭发动机。
混合动力汽车整车技术
当车辆减速或制动时， 当车辆减速或制动时，车轮在惯性作用下带动液压马达并将动能转化为压力 能储存在蓄能器内，从而使平时浪费的制动能量得以回收再利用； 能储存在蓄能器内，从而使平时浪费的制动能量得以回收再利用；当车辆启 动或加速时，储存在蓄能器内的能量释放并带动液压马达转动驱动车辆前行， 动或加速时，储存在蓄能器内的能量释放并带动液压马达转动驱动车辆前行， 从而减少了发动机的工作时间和强度, 降低了油耗和尾气排放。 从而减少了发动机的工作时间和强度, 降低了油耗和尾气排放。
串联式混合动力(电动)汽车 Series Hybrid Electric Vehicle:SHEV车辆的驱动力只来源于 Vehicle:SHEV车辆的驱动力只来源于
电动机的混合动力(电动)汽车； 电动机的混合动力(电动)汽车；
并联式混合动力(电动)汽车 Parallel Hybrid Electric Vehicle:PHEV车辆的驱动力由电动 Vehicle:PHEV车辆的驱动力由电动
混合动力汽车的构型分析
混合动力汽车的构型分析
该混合动力驱动系的阶次为3 指数为2 该混合动力驱动系的阶次为3，指数为2。 复杂程度为3 复杂程度为3×2。 具体为多种能源存储联合式串联 + 双轴联合式并联。 双轴联合式并联。
混合动力汽车的构型分析
混合动力汽车构型分析
车载能源 能量存储
气罐 动力电池组 气罐 动力电池组 发动机发动机-前电动机
E1 Neutral 0 0
E2
混合动力汽车整车技术
① 低速模式 ： 当车辆在城市道路或 低速模式： 轻载状况下行驶时，CL1分离，CL2 轻载状况下行驶时 ，CL1分离 ，CL2 接合， 此时行星排1 处于差动状态， 接合 ， 此时行星排 1 处于差动状态 ， 行星排2 处于转矩合成状态， 行星排 2 处于转矩合成状态 ， 机电 耦合系统工作于低速模式。 耦合系统工作于低速模式。 ② 高速模式 ： 当车辆在高速公路或 高速模式： 重载条件下行驶时，CL1接合，CL2 重载条件下行驶时 ，CL1接合 ，CL2 分离，此时行星排1 分离 ， 此时行星排 1 、 2 都处于差动 状态， 状态 ， 机电耦合系统工作于高速模 式。