ISG 型轻度混合动力汽车系统概述
ISG型轻度混合动力汽车系统概述
Ｋｅ ｏ ｄ ： ｌ ｙ ｒ ｏ ｒ Ｉ （ ｙ Ｗ ｒ ｓ ｍｉ ｈ ｂ ｉ ｐ ｗｅ ； Ｓ ｄ ｄ
０ 前 言
日前世界汽车工业可持续发展所面临的两大难
大 ；） ２系统复杂 ， 例如丰田 Ｐｉｓ ｒ 的动力分配机构是 ｕ
相 当复杂的行星齿轮结构 ， 而通用 Ｐｅｅｔ ｒ ｐ 最多需要 ｃ 同时控制两 台电动机和一台发动机 ；） ３ 成本较 高， 主 要是较高的电池能量和功率要求造成的。
目前制造成本最低 ，最容易实现批量生产的是 采 用 起 动 机 发 电机／ 电动 机 一 体 化 技 术 的 ＩＧ型 轻 Ｓ
度混合动力汽车 。只需要对 内燃机进行改造就可以 了， 比较容易在现有传统 内燃机汽车 上实现 ， 这种系
题是环境污染和石油资源匮乏 ， 环保和节能是 ２ 世 ｌ
纪汽车技术的一个重要发展 方向 ， 同时各 国的排放
法规也 １ ３ 趋严格。混合动力汽车（Ｅ ） Ｈ Ｖ 正是具有低 污染和低油耗特点的新一代清洁汽车。混合动力汽
三种混合型的成本 比较 下来（ 见表 １， ） 轻度混合
动力系统具有节能环保且成本低的特点。
维普资讯
２０ ０ ７年 Ｉ 期 （ 总第 １６ ） 期 ８
农业装备与车辆工程
Ａ ＲＣ Ｌ Ｕ Ａ Ｑ ＩＭ Ｎ Ｇ ＩＵ Ｔ Ｒ ＬＥ Ｕ Ｐ Ｅ Ｔ＆ Ｖ Ｈ Ｃ Ｅ Ｅ Ｇ Ｎ Ｅ Ｉ Ｇ Ｅ ＩＬ Ｎ Ｉ Ｅ Ｒ Ｎ
Ｎ ． ２ ０ ｏ１ ０ ７
用在传统的汽车上 ， 具有很好 的应 用前景
关键词 ： 轻度混合动 力；１Ｇ Ｓ
中圈分类号 ： ６ ． Ｕ４ ９ ７
文献标识码 ：Ａ
文章编号 ：６ ３ ３ ４ （０ ７ ０ — ０ ３ ０ １７ — １２ ２０ ） １０ Ｃ — ４
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。
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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。
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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
新能源汽车行业介绍
动力电池组
动力电池组为纯电动汽车提供能量，其体积、 比能量、比功率、充放电循环寿命直接影响 整车的行驶性能 注：目前动力电池主要采用铅酸电池、镍镉 电池、镍氢电池、锂离子电池，同时超级电 容、飞轮电池也作为动力电池提供充分的电 能
类型及特点
驱动电机及控制器
驱动电机是将电源的电能转 化为机械能，主要有定子和 转子组成。 电机控制器可以高效、可控 的对驱动电机的转速和力矩 进行控制
并联结构主要有以下模式：
纯电动模式（发动机不工作，主要在中低速使用） 发动机工作模式（发动机驱动车辆同时向动力电池充电，主要在中高时工作） 混合动力模式（发动机和电动机同时工作，主要在告速和大负荷时工作）
类型特点
混联式混合动力系统
混联式在并联式结构上加装了一个发电机，发动机和电动机可以协同驱动车辆行驶，发动机和电动机可以单独驱动 车辆行驶，发动机还可以带动发电机为动力电池充电。
类型及特点
1）优点 使用方便、经久耐用、不污染 环境，是一种比较理想的电源 2）缺点 存在成本高、利用率低
主要以风能为驱动力新型低环保汽车，在汽 车行驶中会产生强大的气流，而风能汽车主 要利用这种气流通过风能发电系统，对动力 电池充电，最后通过动力电池为电机提供电 能，驱动车辆行驶。 英国风能环保公司推出一款“复仇女神”纯 电 动 跑 车 ， 可 在 8.5s 加 速 到 160KMh, 最 高 时速可达270kmh.
3. 目前主流的串联混动车型有：雪佛兰沃蓝达 4. 宝马i3增程式混合动力
类型特点
并联式混合动力系统
并联式结构在传统的汽车上加装了一套电能驱动系统，发动机和电动机均可以单独驱动车辆 ，也可以同时驱动车辆， 当动力电池动力不足时，发动机还可以带动电动机反转作为发电机给动力电池充电。由于并联式结构只有一个电动 机，因此无法实现混合动力模式为动力电池充电。
项目六 混合动力汽车
（1）串联混合动力汽车
串联式混合动力电动汽车有发动机、发电机和电机三个 动力总成以串联的方式组成动力装置。串联混合动力汽车是 在车载能量源环节的混合，车载能量源由两个以上的能量联 合组成，有一个动力装置。
概述 • 串联混合动力汽车
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图6-2 串联式混合动力汽车能量路线
概述
式情况下，发动机、电池组、电动机以及整车状态工作情况见表6-2。
表6-2 并联混合动力汽车不同工作模式及工作状态
图6-15 并联混合动力汽车的结构简图
2.工作模式 （1）纯电驱动 当动力电池组具有较高的电
量且动力电池组输出功率满足整 车行驶功率需求或整车需求功率 较小时，为避免发动机工作于低 负荷和低效率区，并联混合动力 汽车以纯电动机驱动模式工作， 此时发动机处于关机状态。
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图6-11 混合驱动模式
（4）行车充电 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。
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图6-12 行车充电模式
（5）纯发动机驱动 当动力电池组的电
量在目标范围内，且发 动机-发电机组输出功率 满足汽车行驶功率需求 时，为提高串联混合动 力系统的能量利用效率， 采用纯发动机驱动工作 模式，此时发动机-发电 机组输出功率与汽车行 驶功率需求相等。这时 车裁电池组既不供电也 不从发电单元获取电能。
概述
• 并联混合动力汽车的概念 •
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概述
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并联混合动力汽车具有如下特点： 1、机械动能的混合。 2、具有两个或多个动力装置。 3、每一个动力装置都有自己单独的车载能量源。
概述
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Start-Stop启停、BSG、ISG技术介绍
Start-Stop启停、BSG、ISG技术介绍弱混（或称之为轻度混合）技术（Mild Hybrid）主要包括Start –Stop（启停）、BSG(Belt-driven Starter/Generator 皮带传动启动/发电一体化电机)技术和ISG(Intergrated Starter/Generator 集成启动/发电一体化电机)技术,其系统结构如图所示。
Start- Stop 微混技术对于传统汽车的发动机前端轮系不进行改动,只是更改原有车辆的启动机,提高启动机的启停次数并提高其功率,保证车辆能够快速启动及在理想的使用工况下的寿命。
BSG 混合动力系统在发动机前端用皮带传递机构将一体化启动/ 发电机与发动机相连接,取代了发动机原有的发电机,从而实现了混合动力系统的一体化。
该混合动力系统一般保留了传统轿车上的启动电机,以保证环境温度过低时发动机能正常启动。
在实际应用中,也可以考虑在皮带驱动装置中内置一套行星齿轮来支持发动机冷启动。
BSG 混合动力系统能实现怠速停机（发动机）、车辆启动时快速拖动发动机到怠速转速、制动回收能量的作用。
由于没有配备耦合装置，故无法为车辆加速提供辅助功率。
ISG 混合动力系统将一体化启动/ 发电机与发动机的转子与发动机曲轴的输出端连接在一起，同时取消了原有的飞轮。
根据实际情况，ISG 混合动力系统可在发动机与变速箱之间配备1-2 个离合器。
这种连接方式相比BSG 混合动力系统而言，更为灵活，其功能也在BSG 混合动力系统的基础上有所增加。
根据其具体的结构和布置方式，ISG 又可分为三种，电机布置在发动机后离合器前的单离合器结构方式，这种结构中的电机主要起助力、发电和启动发动机用，电机一般不能单驱动车辆运行；电机布置在离合器后变速箱前的单离合。
论文(混合动力汽车系统的结构与原理)
图 1-3 混联型Plug-in HEV动力系统简图
1.2.2 按混合程度分类 在混合动力系统中，根据电动机的输出功率在整个系统输出功率中所占比例，可以 分以下五类：弱混合动力（也称微混合动力）、轻度混合动力、中度混合动力、重度混 合动力（也称全混合动力，强混合动力）、插电式混合动力。其混合度不同，功能要求 也有差别。 （1）弱混合动力系统 这种混合动力系统对传统发动机的起动机进行了改造，形成了由带传动的发电起动一体 式电机（BSG）。该电机用来控制发动机快速起停，因此可以取消发动机的怠速过程， 降低了油耗和排放。 （2）轻度混合动力系统 该混合动力系统采用了集成起动电机（ISG）。轻混合动力系统除了能够实现用电机控 制发动机的起停外，还能够在车辆制动和下坡工况下，实现对部分能量进行回收。 （3）中度混合动力系统 该混合动力系统同样采用了ISG系统。中混合动力系统采用的是高压电机，在汽车加速 或者大负荷工况时，电动机能够辅助发动机驱动车辆，补充发动机本身动力输出的不足， 提高整车性能。 （4）重度混合动力系统 重度混合动力系统采用了272-650V的高压电机，混合度可以达到50%以上，在城市循环 工况下节油率可以达到30%-50%。 （5）插电式混合动力系统 插电式混合动力汽车（Plug-in Hybrid Electric Vehicle,PHEV）是可以利用电网对动力电 池充电的混合动力汽车，可以使用纯电动模式驱动车辆行驶，且纯电动行驶里程较长； 电能不足时，车辆仍可以重度混合模式行驶。
图 1-2 并联型Plug-in HEV动力系统简图
3.混联式混合动力系统（Series/Parallel Hybrid Electric Vehicle） 混联式混合动力系统由发动机、动力分配机构、发电机、电机控制器、 电动机和动力电池组成。发动机的动力经过动力分配器后分成两部分，一部 分直接驱动车辆，形成机械传输通道；另一部分带动发电机发电，所产生的 电能通过电机控制器提供给电动机驱动车辆，形成电力传输通道。通过调整 发电机转速，可以控制机械传输通道和电力传输通道的动力分配比例。这个 系统具有双重特征，一是电力传输通道和动力电池之间以电方式实现动力耦 合，动力的流向为串联；二是机械传输通道和电动机之间以机械方式实现动 力耦合，动力的流向为并联，所以称为混联式混合动力系统。
干货48vbsg技术方案详解
干货48V BSG技术方案详解!混合动力汽车是具有低油耗和低污染的新一代清洁汽车，它是传统内燃机车辆与电动车辆的有效组合。
它既继承了电动汽车低排放的优点，又发扬了石油燃料比能量和比功率高的长处，显著改善了传统内燃机汽车的排放和燃油经济性。
弱混(或称之为轻度混合)技术(Mild Hybrid)主要包括Start-Stop(启停)、BSG(Belt-driven Starter/Generator 皮带传动启动/发电一体化电机)技术，BSG系统就是利用一种电机，该电机通过皮带传动在极短时间内将发动机转速由零增加至怠速以上，从而实现汽车的快速起停的装置。
节能技术产品线降低燃油消耗和有害物排放装备了BSG起动、停止系统的汽车能够在车辆停止的同时自动关闭发动机，当驾驶员踩下离合器踏板准备起步时再重新点火，此举能够降低大约8%的燃油消耗和有害物质排放。
发动机暖机起动所消耗的燃料大约相当于怠速运转消耗的燃料。
因此，只要车辆停止时间超过1s，就可以通过该系统降低油耗和排放。
应用成本低，对发动机原有结构改动小，易实现产业化。
BSG系统不仅能够最大限度地减少传动力汽车在短暂停车时因发动机空转而产生的油耗和废气、噪声污染，而且具有应用成本低、对发动机原结构改动小、易实现产业化等优点。
因此，在未来一段时间内搭载该系统的汽车很有可能会大量涌现。
该电机在电池组驱动下，仅需要几百毫秒时间，就可以让处于停止状态的发动机转速达到3000r/min，由于电机功率足够强大，BSG系统带动发动机重新点火的成功率非常高，在车辆起步时，驾乘人员通常不会感受到任何延迟。
普通发动机频繁点火会导致使用寿命大幅缩减，但通过应用BSG系统，能够有效避免这一现象。
起停装置使用寿命为25万次，相当于在10年时间里可以每天起停70次。
48V BSG发展趋势48V BSG系统架构48V BSG系统工作原理48V BSG系统工作原理-启停48V BSG系统-制动能回收车速高于设定值且电池SOC低于设定值时，踩下制动踏板，发动机关闭，离合器结合，BSG电机处于发电状态，进行制动能量回收，向48V电池充电;BSG电机功率的提升有助于提升制动能量回收效率;电机功率的提升对制动能量的回收不是线性增加的，功率10kW左右的电机制动能量回收效率可以达到85%左右。
第八章 混合动力电动汽车
第三节 BSG(BAS)和ISG混合动力系统
1、BSG混合动力系统，即驱动皮带--发电机--起动机(Belt Starter Generator或Belt Alternator Starter)系统，也叫 BAS Hybrid系统，。
2、ISG(Integrated Starter Generator)是集成的具有起动 机功能的发电机的缩写。
3.按能否外接电源进行充电
按能否外接电源进行充电，分为插电式混合动力(Plug-in Hybrid Electric Vehicle)和非插电式混合动力。如图所示， 插电式混合动力的特征是可由电能单独驱动，并配备一个大容 量的可外部充电的蓄电池组，显著的特性是可通过外部电源进 行充电，充电后可续航一定的里程。
1.区别于传统发动机的仪表标志
区别于传统内燃机的仪表标志有智能停机(Auto-Stop)标识，
ECO指示灯(瞬时油耗<4L/100km时，电池充电状态(SOC指示表)。
2.Hybrid车型的制动系统。 SGCM对HHV电磁阀进行PWM控制,在车辆从自动停止到发
动机重新起动的过程中，SGCM控制坡路保持阀打开的速率， 以缓慢降低制动压力的泄放，这样可以避免车辆起步前溜车 的危险和车辆起步后制动拖滞的发生 。 3.ECO空调模式
电路断开时SMR2和SMR3分步相继断开，如图所示， 然后 HVECU确认各个继电器是否已经断开，这样HV-ECU可确定通过流 过SMR1的电流可判断SMR2是否卡住。
2.驱动行驶工况控制策略 ３)加速和高速行驶工况 在加速和高速行驶工况，发动机和电动机必须联合协调工作， 才能让汽车获得良好的动力性能。当电池SOC大于下限值SOClow时，电动机和发动机共同工作驱动汽车行驶。 ４)减速制动工况控制策略 在减速制动工况下，根据电池SOC和整车制动转矩需求，电机再 生制动系统和机械制动系统可单独工作或同时工作。 ５)纯电动驱动工况 当油箱燃油量小于一定值，或者为了满足周围环保需要，纯电 动按钮被按下时，整车进入纯电动驱动工况。