第5章 增程式电动汽车_新能源汽车技术
增程式电动汽车工作原理
增程式电动汽车工作原理一、概述随着环保意识的不断提高，电动汽车成为了未来汽车发展的重要方向。
而增程式电动汽车是电动汽车的一种新型形式，它通过搭载发电机组等设备来延长电池续航里程，从而解决了传统纯电动汽车续航里程不足的问题。
本文将详细介绍增程式电动汽车的工作原理。
二、增程器增程器是增程式电动汽车中一个非常重要的部件，它是通过燃油发动机驱动发电机产生电能来为车辆提供驱动力。
增程器可以根据需要自主启停，当纯电池驱动时，增程器不工作；当纯电池驱动无法满足需求时，增程器会自主启动，并将发出的交流电能转化为直流电能供给驱动系统使用。
三、储能系统储能系统是指存储和释放能量的装置，在增程式电动汽车中主要包括高压锂离子蓄电池和超级电容器两部分。
高压锂离子蓄电池可以存储大量的化学能，并向驱动系统提供直流能源；超级电容器则可以快速地存储和释放电能，提供瞬时高功率输出的能力。
四、驱动系统驱动系统是指将电能转化为机械能，推动车轮运动的装置。
在增程式电动汽车中，驱动系统主要由电机、变速器和传动轴组成。
其中，电机是将直流电能转化为机械能的核心部件，变速器则可以根据需要调整输出扭矩和转速，传动轴则将发动机产生的动力传递给车轮。
五、工作原理当增程式电动汽车启动时，首先由高压锂离子蓄电池向驱动系统提供直流能源。
当纯电池无法满足需求时，增程器会自主启动，并将发出的交流电能转化为直流电能供给驱动系统使用。
此时，超级电容器可以快速地存储和释放电能，提供瞬时高功率输出的能力。
在行驶过程中，增程式电动汽车会根据实际需求自主选择纯电池或增程器进行驱动。
当需要加速或爬坡等大负荷情况下，增程器会自主启用，并通过发出的交流信号向驱动系统提供额外的直流能源，从而提供更强的动力输出。
当车速稳定后，增程器会自主停止工作，此时纯电池将继续为驱动系统提供电能。
六、总结增程式电动汽车通过搭载发电机组等设备来延长电池续航里程，解决了传统纯电动汽车续航里程不足的问题。
一文告诉你什么是增程式电动汽车
什 么是 增 程 式 呢？ 从 字 面 上来 看 ，就 是 “增 加 续 航 里 程 ”， 也 就 是 解 ；央纯 电动 车 里 程 焦 虑 。 从 工 作 原 理 来 说 ，增 程 式 电 动 汽 车 只 靠 电 机 来 驱 动 车 轮 ， 增 程 器 并 不 会 直 接 驱 动 车 轮 ， 仅 仅 用 来 发 电 。 在 电动 汽 车 电池 电量 不 足 时 ，通 过 增 程 器 向 车 辆 输 入 一 定 的 外 部 能 量 ，使 车 辆 能 够 继 续 行 驶 。 增 程 器 可 以是 燃 油发 动机 ，还 可 以 是 天 然气 、醇 燃 料 、氢 燃 料 发 动 机 。 增 程 器 发 出 的 电力 能传 送 给 汽 车 的 电 池 储 存 起 来 ， 也 能 提 供 给 电 动 机 用 于 驱 动 车 轮 。 用 雪佛 兰 ｖｏｌｔ做 例 子 ， 其 纯 电 续 航 里 程 为 ８５ｋｍ， 用 专 用 ２４０Ｖ电 线 充 电 需 要 ４．５小 时 左 右 ； 当 电池 电量 消 耗 完 ，１．５升 的 汽 油 发 动 机 增 程 器 就 会 成 为 发 电机 ， 为 电力 引 擎 供 电。
新能源汽车核心技术考点
新能源汽车技术考点第1章 绪论1、 新能源汽车定义：新能源汽车系指采用非常规车用燃料作为动力来源（或使用常规车用燃料、采用新型车载动力装置），综合车辆动力控制和驱动方面先进技术，形成技术原理先进、具备新技术、新构造汽车。
2、 发展新能源汽车必要性：石油短缺、环境污染、气候变暖。
3、 新能源汽车技术路线：（1）拟定“纯电驱动”技术转型战略；（2）坚持“三纵三横”研发布局。
补充：1、新能源汽车涉及纯电动汽车、增程式电动汽车、混合动力汽车、燃料电池电动汽车、氢发动机汽车、其他新能源汽车等。
第2章 电动汽车用动力电池1、化学电池：运用物质化学反映发电。
2、化学电池按工作性质分为原电池、蓄电池、燃料电池和储备电池。
3、额定电压：指电池在原则规定条件下工作时达到电压。
（镍镉电池和镍氢电池额定电压为1.2V，锂离子电池额定电压为3.6V，铅酸电池额定电压为2V。
）4、深度放电：如果电压低于放电终结电压后电池继续放电，电池两端电压会迅速下降，形成深度放电。
5、荷电状态：是电池在一定放电倍率下，剩余电量与相似条件下额定容量比值。
反映电池容量变化。
6、比功率：单位质量电池所能输出功率称为比功率，也称质量比功率。
7、比能量：也称为质量比能量，是指电池单位质量所能输出电能,单位是W.h/kg。
8、自放电率：指电池在存储期间容量下降率，即电池无负荷时自身放电使容量损失速度。
9、放电速率：普通用电池在放电时时间或放电电流与额定电流比例来表达。
10、电动汽车对动力电池规定重要有：（1）比能量高（2）比功率大（3）充放电效率高（4）相对稳定性好（5）使用成本低（6）安全性好11、蓄电池常规充电办法：恒流充电法、分段电流充电法、恒压充电法、恒压限流充电法等。
12、镍氢电池特点：（1）比功率高（2）循环次数多（3）无污染（4）耐过充过放（5）无记忆效应（6）使用温度范畴宽（7）安全可靠13、锂离子电池特点：长处：（1）工作电压高（2）比能量高（3）循环寿命长（4）自放电率低（5）无记忆性（6）对环境无污染（7）可以制导致任意形状缺陷：（1） 成本高（2） 必要有特殊保护电路，以防止过充14、当前，车用燃料电池急需解决如下核心问题：(1) 提高车用燃料电池单位质量(或体积)、电流密度及功率，提高车辆所必须迅速起动和动力响应能力；(2) 必要开发质量轻、体积更小、能储存更多氢能车载氢储存器，以便更有效地运用燃料能量，提高续驶里程和载质量；(3) 必要解决好氢气安全问题，在一定条件下，氢气比汽油具备更大危险性，因此无论采用什么储存方式，储存器及其安全办法都必要满足使用规定；(4) 电池组件必要采用积木化设计，开发有效制造工艺，并进行高效自动化生产，从而减少材料和制造费用；(5) 发展构造紧凑及性能可靠质子互换膜燃料电池同步开发应用其他燃料，像甲烷、柴油等驱动质子互换膜燃料电池，这将会拓宽质子互换膜燃料电池应用范畴。
新能源汽车概论(增程式电动车)
类别基础专业课教师姓名XXX
课程名称
新能源汽车概论
专业层次
中专
年 级
20级
授课方式
讲授
授课时间
2021.3.12
学 时
3
授课题目：
增程式电动汽车
目的要求：
增程式电动汽车的分类、特点和基本结构，增程式电动汽车的关键技术和车型实例
教学重点：
增程式电动汽车的基本结构及特点；
教学难点：
增程式电动汽车的关键技术。
教具与课件：
PPT、课本、投影
作业布置：
1、增程式电动汽车和纯电动汽车的主要区别？
2、增程式电动汽车的主要车型品牌？
3、増程器的类型？
课后回忆（经验教训、效果估计或反应，存在问题……）
上课互动性强，学生参与积极，但是还是有学生上课打瞌睡，以后上课过程中要在班级多走动。
XXXXXX学校教案续页（组织教学）
电子教案每个项目可以根据备课需要往下推移，不限页数。
（2）按结构组成分类：大容量蓄电池、燃料电池、发动机/发电机组
四、增程式电动汽车的工作模式
1、纯电动模式
2、增程模式
五、增程式电动汽车实例
1、瑞麒X1
2、马自达EV
3、雪佛兰Volt
观看增程式电动汽车视频，思考并根据自己的理解说出增程式电动汽车和纯电动汽车的异同点
观看视频PPT结合教材讨论，可提出问题
教学步骤
教师活动及步骤
学生活动
时间分配
1、课前准备
提醒学生拿出课本，准备纸笔，告诉本节内容占用课时。
上课准备
5min
2、复习提问
1、纯电动汽车的概念？
2、纯电动汽车的优缺点分析？
新能源汽车技术智慧树知到期末考试章节课后题库2024年青岛黄海学院
新能源汽车技术智慧树知到期末考试答案章节题库2024年青岛黄海学院1.电动汽车电机驱动系统由电机、功率转化器、控制器、各种检测传感器和电源（蓄电池）组成。
（）答案:对2.直流电动机相比于异步电动机来说，异步电动机没有电刷与换向器，没有直接磨损部件，因此故障率与维护将大大减少。
（）答案:错3.增程式电动汽车的动力电池满电状态，增程器关闭，不参与工作。
（）答案:对4.从硬件结构上，电池管理系统由传感器、控制器、执行器、高低压线束等组成（）答案:对5.混合动力电动汽车的结构比传统汽车简单。
（）答案:错6.再生制动能量回收系统可以将储存在储能器中的能量转换为汽车行驶所需要的动能。
（）答案:对7.对于较大的永磁同步电动机而言，使用得较多的是在转子内部嵌入永磁体的方式，这种结构形式称为内置式永磁转子。
（）答案:对8.电池管理系统最核心的功能是根据使用环境对电池的充放电过程进行监测与控制，从而在保证电池安全的前提下最大限度地利用电池储存的能量。
（）答案:对9.充电速度主要取决于两个因素：充电设备的功率和电动汽车电池的接受能力。
（）答案:对10.他励式直流电动机励磁绕组与电枢绕组无连接关系，由其它直流电源对励磁绕组供电。
（）答案:对11.锂电池无记忆效应。
（）答案:对12.汽车充电结束后，应按规定拔除充电枪，将线缆理好放在线架上。
（）答案:对13.永磁同步电动机的转子是由电枢铁芯和电枢绕组这两部分构成的。
（）答案:错14.纯电动汽车早在燃油汽车出现之前就开始应用了。
（）答案:对15.电动汽车制动能量回收的方法根据储能机理，主要分为飞轮储能、液压储能和电化学储能三种。
（）答案:对16.纯电动车通过电机反向旋转实现倒车。
（）答案:对17.恒流充电适用于日常充电需求，可以在相对较短的时间内将电动汽车的电池充满。
（）答案:错18.电动机在设计过程中，无需考虑质量问题。
（）答案:错19.车载充电装置的主要优势在于充电速度和充电功率的高效性，支持快速充电和直流快速充电，能够在较短的时间内为电动汽车充电。
新能源汽车概论课件 3.4认知增程式电动汽车
30-40%，制造成本大幅降低。 ➢ 与混合动力汽车相比，由于混合动力汽车采用了复杂的机械动力混合结构，发动机和电动机
复合驱动，电池能量很小，只能起到辅助驱动和制动能量回收的作用。增程式电动汽车采用 电池扩容的方式解决了电池驱动的续行能力。 ➢ 与燃料电池电动汽车相比，其电池成本更低，技术也更为成熟，燃料电池转换效率高，对环 境无污染。随着燃料电池技术的进步和配套设施的成熟，开发和使用成本也会相应降低。
油的依赖，缓解石油危机。 ➢ （2）在动力电池电能不足时，为了保证车辆性能和动力电池的安全性，进入电量保持模
式，由动力电池和发动机联合驱动整车行驶。 ➢ （3）整车纯电动续航里程满足大部分人员每天行驶里程的要求，动力电池可利用晚间低
谷电力充电，缓解供电压力。 ➢ （4）整车大部分情况下在电量消耗模式下行驶，能达到零排放和低噪声的效果。 ➢ （5） 发动机与机械系统不直接相连，发动机可工作于最佳效率点，大大提高整车燃料
①纯电模式：动力系统仅使用由高压蓄电 池提供能量的电动机的动力驱动，这时发 动机并不运转，如图所示。
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任务3.4 认知增程式电动汽车 二、增程式电动汽车的组成及工作原理
2.增程式电动汽车的工作原理
②增程模式：发动机产生的动力直接驱动发电 机，由发电机产生的电能用来驱动电动机，电 动机驱动车辆行驶，如右图所示。
增程式电动汽车结构及工作模式分析
增程式电动汽车结构及工作模式分析增程式电动汽车，又称为插电式混合动力汽车，是一种集纯电动汽车和传统燃油汽车优点于一身的新型汽车。
它采用电力驱动车辆在短途行驶时，并通过燃油发动机为电池充电，以提供较长的续航里程。
其结构和工作模式分析如下：一、结构分析：1.电动机：增程式电动汽车拥有一台或多台电动机，负责提供车辆的动力。
电动机通常位于车辆的前部或后部，并与车辆的传动系统连接。
它可以根据驾驶员的需求提供动力，也可以作为发电机充电电池。
2.燃油发动机：为了提供车辆较长的续航里程，增程式电动汽车通常配备一台燃油发动机，用于为电池充电。
燃油发动机通常与发电机相结合，以便在需要时生成电能。
3.电池组：电池组是增程式电动汽车最关键的部件之一，负责存储电能以供电动机使用。
电池组通常由多个电池模块组成，并位于车辆底盘或后备箱内。
常用的电池技术包括锂离子电池和镍氢电池。
4.控制系统：增程式电动汽车的控制系统用于管理电动机和燃油发动机的工作，以确保优化的驾驶性能和燃油经济性。
控制系统还包括车辆的电子控制单元（ECU），以监测和调节车辆的各项功能。
5.充电系统：增程式电动汽车的充电系统包括电池充电器和充电插口，用于将外部电源的电能转化为可供电池组使用的电能。
充电系统通常与车辆的控制系统相连接，以监测电池的充电状态和调节充电速度。
6.能量回收系统：为了提高车辆的能源利用率，增程式电动汽车通常配备能量回收系统，用于将车辆制动时产生的能量转化为电能并储存到电池中。
这个过程称为再生制动，可以减少制动过程中能量的浪费，并提供额外的驱动能量。
二、工作模式分析：1.纯电动模式：当电池充满电时，车辆可以在纯电动模式下运行，只使用电动机提供的动力。
在这种模式下，车辆零排放，驾驶体验静音且平顺。
纯电动模式适用于短途行驶，如城市通勤或购物。
2.混合动力模式：当电池电量降低时，燃油发动机会启动并转动发电机，为电池充电，并直接或间接地为电动机提供动力。
新能源汽车的类型与技术
1、纯电动新能源汽车纯电车是一种采用单一电能的新能源汽车，主要通过充电接口为动力电池补充电能，电池再向电机提供电能，带动电机运转，从而驱动车辆行驶，代表车型有比亚迪的纯电系列、广汽埃安Y、小鹏P7、蔚来ES8、五菱宏光MINI EV等。
目前纯电车是市场中占有率最高的新能源车型之一，拥有着极低的用车成本，以及强于同级别车型的动力性能，但受限于电池技术，纯电车最大的痛点就是续航焦虑，只适合在市区内行驶，不适合跑长途。
2、插电式混动新能源汽车插电式混动汽车是一种既可以插枪充电，也可以加油的新能源汽车，它是在传统燃油车的基础上增加了三电系统，并且对发动机、变速箱等部件也进行了升级改造，让其实现更优的燃油经济性表现，代表车型有比亚迪的DM-i系列。
通常插电混动车都可以实现纯电行驶、混动行驶、发动机直驱等多种行驶模式，既解决了大家对于纯电车的续航焦虑，又顺应了大家对于低油耗的追求，不过这类车型的用车体验还是比较依赖电池电量，日常用车过程中依旧需要保持良好的充电习惯。
3、增程式混动新能源汽车增程式混动车其实就是一台自带发电机的纯电车，车辆的发动机始终只会为动力电池或者电机发电，并不会参与车辆的直接驱动，所以这类新能源汽车的驾驶体验更贴近纯电车。
而其优缺点其实也与插电式混动车类似，当电池没电时，车辆会出现动力性能下降、油耗升高等情况，想要拥有好的用车体验，还是得经常充电，代表车型有问界M5、理想ONE、岚图FREE等。
4、氢能源汽车氢能源汽车可分为氢内燃机汽车和氢燃料电池汽车，前者是通过燃烧氢气来获取动力，后者是通过氢气与氧气发生化学反应从而产生电能，驱动车辆行驶，具有清洁环保、燃烧效率高、能源储量大等优势。
虽然氢能源被公认为是21世纪最具发展前景的清洁能源，但现阶段受限于多种因素的制约，在我国的氢能源汽车主要还是集中在商用车领域，难以进行大规模推广发展。
以上便是新能源汽车的种类，其实除了以上四种以外，新能源汽车还包括甲醇汽车、太阳能汽车、飞轮储能汽车等，不过现阶段这些新能源汽车都遇到了发展瓶颈，也不符合我国的发展趋势，所以目前国内的新能源汽车还是以纯电车、插电混动车和增程混动车为主。
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5.1.1 增程式电动汽车结构
发动机、发电动机和发电动机驱动控制装置共同组
成了一个增程器系统，增程器是增程式电动汽车驱 动系统的关键组件，发动机/发电动机系统与驱动 车轮在机械上是分离的，发动机的转速和转矩与车 速和牵引转矩的需求无关，因此可控制发动机运行 在其转速—转矩平面上的任意点。通常应控制发动 机使其运行在最佳工况区，此时发动机的油耗和排 放降到最低程度，由于发动机和驱动车轮没有机械 连接，因此最佳的发动机运行状态是可以实现的， 与电驱动系统的运行模式和控制策略密切相关。
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5.1.4 增程式电动汽车的特点
增程式电动汽车是一种可增加续驶里程的纯电动汽车，兼有混合动力
汽车和纯电动汽车的特征。增程式纯电动汽车的特点如下：
（1）在电量消耗模式下，发动机不起动，由动力电池驱动整车行驶，
这样可减少整车对石油的依赖，缓解石油危机；
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第5章 增程式电动汽车
主讲：郑竹安
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第5章 增程式电动汽车
5.1 概述
5.2 增程式电动汽车动力传动系统参数匹配 5.3 增程式电动汽车控制策略 5.4 增程式电动汽车动力系统建模与仿真
•（2）由于工况复杂，为了实现高效率和低排放的
要求，要求系统处在最优工作点工作，因此控制器非 常关键，通过控制策略和优化措施，在保证整车动力 性前提下提高经济性和效率。
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5.1.5 增程式电动汽车主要技术指标
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5.2 增程式电动汽车动力传动系统参数匹配
增程式电动汽车参数匹配的原则是根据整车动力总
成结构特点和整车设计指标（动力性、经济性、续 驶里程等），对整车动力总成的参数进行匹配。这 里主要对驱动电动机的参数、动力电池的参数和增 程器的参数进行匹配。
（2）在电池电量不足时，为了保证车辆性能和电池组的安全性，进入
电量保持模式，由动力电池和发动机联合驱动整车行驶；
（3）整车纯电动续驶里程满足大部分人员每天行驶里程要求，动力电
池可利用晚间低谷电力充电，缓解供电压力；
（4）整车大部分情况下在电量消耗模式下行驶，能达到零排放和低噪
音的效果；
（5）发动机与机械系统不直接相连，发动机可工作于最佳效率点，大
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5.3 增程式电动汽车控制策略
•为使整个动力传动系统中机械部件和电气部件协调工作以及
满足增程式电动汽车在不同工作模式下的切换，制定一个简 洁高效的控制策略是非常重要的。
•基于增程式电动汽车的结构，将增程式电动汽车的工作模式
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5.1.1 增程式电动汽车结构
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5.1.1 增程式电动汽车结构
增程式电动汽车动力传动系统由电驱动系统、发动
机/发电动机系统、功率分配装置、动力电池等组 成。 电驱动系统是由驱动电动机及牵引力驱动控制装置 组成，发动机到驱动电动机之间没有机械连接，而 是首先通过发电装置，将燃油的化学能转化成三相 交流电，然后发电动机驱动控制器将交流电流转化 成直流，并通过发电动机驱动控制装置到达功率分 配装置，根据工况需要做出牵引力驱动控制的功率 分配。
分为纯电动工作模式和增程工作模式，两种工作模式的切换 采用了基于逻辑门限值的控制策略。增程模式下采用将恒功 率和功率跟随控制策略结合起来的控制方法，在不同的工作 模式下能分别体现出两种控制方式的优点。将增程模式工作 区域划分为6种工作状态，与纯电动模式和制动能量回收工作 模式一起构成8种工作模式。
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大提高整车燃油效率。
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5.1.4 增程式电动汽车的特点
•鉴于增程器工作条件的特殊性，对电动汽车的增程
系统提出了以下的要求：
•（1）增程系统要稳定可靠，可以立刻启动并进入
正常工作状态。当长时间不用的时候要定期开启发动 机运转，以使得各个部件得到良好的润滑和维护。