新能源汽车技术专业《任务2 混合动力汽车分类和工作原理》
混合动力汽车
混合动力汽车的关键部件
• 机电耦合装置
•
4、辅助功能，机电耦合装置最好能充分发挥电机低
速大转矩的特点来实现整车起步，利用电机的反转来实现
倒车，从而取消倒档机构。
混合动力汽车的关键部件
• 机电耦合装置 • 单行星排耦合系统
混合动力汽车的关键部件 • 机电耦合装置
• 转速合成式并联混合动力汽车的发动机和 电动机通过离合器和一个“动力组合器” 来驱动汽车。可以利用普通内燃机汽车的 大部分传动系统的总成，电动机只需通过 “动力组合器”与传动系统连接，结构简 单，改制容易，维修方便。为获得最佳传 动效果，控制装备往往十分复杂
混联式驱动系统是串联式与并联式的综合，其结构示意图如图所示
荷非经济区域。发动机最大功率定为车辆以100Km/h速度在平路上行 驶时需求功率的10倍，或者是在6%坡度上以100Km/h速度行驶时需 求功率的3—4倍。
混合动力汽车的关键部件
• 混合动力汽车发动机特点
•
在混合动力汽车中，由于电机驱动系统的参与，发动
机的工作过程有了优化的基础。例如，可采用小径的曲轴
增程器（通常为小功率的发动机-发电机组或燃料电池发
电系统等），延长动力电池组一次充电续驶里程，满足日
常行驶的需要。相比纯电动汽车，增程式电动汽车可以采
用较小容量的动力电池组，有利于降低动力电池组的成本
。相比串联混合动力汽车，增程器功率偏小，动力电池组
容量配置偏高。
混合动力汽车的关键部件——发动机
• 在混合动力汽车上，发动机作为唯一的一个耗油部件，其 性能和控制特性的好坏直接决定了整车的燃油经济性。由 于混合动力汽车上还具备电机驱动系统以及动力电池组等 电能存储单元，发动机的工作过程和控制特性与常规汽车 发动机有了明显的区别，这也为混合动力汽车中发动机的 优化奠定了基础。
新能源汽车概论(混合动力汽车)
根据2010年颁布的QC/T 837—2010《混合动力电动汽车类型》，混合动力电动汽车的有多种分类方式：
1、根据驱动系统能量流和功率流的配置结构关系，混合动力电动汽车可分为串联式、并联式、混联式。
2、按照两种不同能量的搭配比例不同，混合动力电动汽车可分为微混合型、轻度混合型、中度混合型及重度混合型。
（3）动力路图：
（4）串联式的工作模式通常有三种：纯电动模式、纯发动机模式、混合模式。
纯电动模式即发动机关闭，车辆行驶完全依靠电池组供电驱动；
纯发动机模式则仅在发动机运行情况下驱动车辆，蓄电池电力充足时作为储备，不足时，发动机同时为其充电；
混合模式，即整车动力是通过发动机与电池组共同提供。
2、并联式混合动力电动汽车
五、混合动力电动汽车实例
1、丰田普锐斯
2、荣威550
3、比亚迪秦
4、沃尔沃S60L
5、大众XL1和高尔夫GTE等
在老师的引导下结合教材讨论其三种不同的工作模式
与前两种对比在教师的指导自学总结认识混联式混合动力汽车的系统结构与动力传递关系，并分析与串联、并联的主要区别
60min
5.课堂小结
按动力系统结构形式分混合动力电动汽车分为哪几类；
3、按照外接充电能力，混合动力电动汽车分为可外接充电型（插电式）、不可外接充电型。
二、混合动力汽车的优缺点
1、优点分析：
混合动力技术被公认为是目前最可行、最现实的节能技术，而混合动力电动汽车也是目前世界上唯一能实现量产的节能环保型汽车，这是混合动力电动汽车的最大优势所在，具体地：
（1）排放性能良好
（2）动力性能佳
教具与课件：
PPT、课本、投影
作业布置：
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。
混合动力汽车结构原理认知
混合动力汽车结构原理认知混合动力汽车结构原理：用第二动力辅助发动机做功，达到提升车辆动力和降低汽车油耗的目的。
一般混合动力汽车使用蓄电池或者燃料电池作为第二动力，高效又环保。
混合动力汽车主要由控制系统、驱动系统、辅助动力系统、电池、传动系统等构成。
混合动力汽车是利用电驱动作为辅助动力，来降低燃料的消耗，实现低污染，或在纯电动驱动模式时实现零污染。
混合动力汽车上电驱动系统的工作条件及其工作模式与传统电动机相比有着很大的区别，这些区别使得工业电动机不适合在汽车上使用。
相对于传统工业电动机而言，混合动力汽车上所使用的电驱动系统一般有以下特点：1.混合动力汽车上所使用的电机的响应性能要求更高。
混合动力汽车上的电机往往要求频繁起停、频繁加减速以及频繁切换工作模式（作为电动机使用时驱动汽车，作为发电机使用时实现能量回收及发电）。
2.混合动力汽车电驱动系统具有体积小、质量轻、功率密度和工作效率高等性能，这是因为汽车内部空间有限。
3.相对于传统电机而言，混合动力汽车的电机具有更高的可靠性、抗振性和抗干扰性。
混合动力汽车电驱动系统的工作环境更为恶劣，干扰更大。
4.传统电动机一般工作在额定功率附近，而混合动力汽车电动机的工作范围相对较宽，且由于混合动力汽车上电机工作模式的特殊性（工况经常处于动态变化中），额定功率这个参数对于混合动力所使用的电动机而言没有特别大的意义，所以对其额定功率的要求并不严格。
而在高效工作区间，这个参数则更为实际和重要。
5.在供电方式上，传统电机由常规标准电源供电，而混合动力汽车用电机所使用的电能来源于蓄电池，且由功率变换器直接供给。
另外电机的使用电压及形式并不确定，从减少功率损耗及降低电动机逆变器成本的角度而言，一般倾向于使用较高的电压。
混合动力汽车的概述,分类
并联结构混合动力
串联结构混合动力
串并联混合动力
9.根据混合程度分类： ①全混合动力（Full Hybrid） ②电动辅助混合动力（Power Assist Hybrid），也称中混合
动力 ③轻混合动力（Mild Hybrid）
10.根据能源性质分类： ①油电混合动力。 ②燃料电池混合动力。
混合动力汽车构造、原理与检修
TtronClass 畅课
任务引入
PDI（Pre Delivery Inspection）指车 辆的售前检验。车辆在提交给客户之前，需 要对其进行检查，以确认车辆外观、性能、 随车物品等方面的完整性。准确分辨混合动 力汽车的类型很重要，你会分辨吗？
2.2混合动力汽车的分类
燃料电池混合动力
总结
一、混合动力系统概述 二、混合动力汽车的种类
后测
作业
1.简述混合动力汽车的分类。 （1）根据驱动形式分类 （2）根据混合程度分类 （3）根据能源性质分类。
图2-9 新能源汽车系统框图
通常情况下，混合动力汽车动力系统由 不少于两个的动力源组成，但多于两个动力 源的结构将使驱动系统非常复杂。图2-10 所示是一种典型的两动力源混合动力汽车动 力系统概念图，图中同时标明了动力系统运 行时的能量流。
图2-10 混合动力汽车动力系统概念图
既继承了石油燃料高比能量和高比功率 的长处，弥补了纯电动汽车续航里程短的不 足，又发扬了纯电动汽车作为“绿色汽车” 节能和低排放的优点，显著改善了整车燃油 经济性能和排放性能，达到两种车辆优点的 折中统一。
二、混合动力汽车的种类
常见分类方法有10种：
1.根据混合动力汽车的动力系统中两种动力系统的关系分类： ①串联式、并联式、串并联混合式和功率（或动力）分配
最新新能源汽车基础知识介绍PPT课件
纯电动汽车的结构原理
✓ 燃油汽车主要由发动机，底盘、车身和电气四大部分组 成，纯电动汽车的结构与燃油汽车相比，主要增加了电 力驱动控制系统，而取消了发动机，电力驱动控制系统 的组成与工作原理如图所示，它由电力驱动主模块、车 载电源模块和辅助模块三大部分组成。
✓ 当汽车行驶时，由蓄电池输出电能(电流)通过控制器驱 动电动机运转，电动机输出的转矩经传动系统带动车轮 前进或后退。电动汽车续驶里程与蓄电池容量有关，蓄 电池容量受诸多因素限制。要提高一次充电续驶里程， 必须尽可能地节省蓄电池的能量。
新能源汽车的分类
混合电动汽车-分插电式混动和不插电式混动汽车
电动力： 电动汽车顾名思义就是主要采用电力驱动的汽车，大部分
车辆直接采用电机驱动，有一部分车辆把电动机装在发动 机舱内，也有一部分直接以车轮作为四台电动机的转子， 其难点在于电力储存技术。 优点:技术相对简单成熟，只要有电力供应的地方都能够充 电。 缺点:蓄电池的重量、体积、容量、充电速度、稳定性、成 本6个方面极难兼顾。
新能源汽车的分类
混合动力汽车
纯电动汽车
燃料电池汽车
新能源汽车的分类
混合电动汽车-分插电式混动和不插电式混动汽车
混合动力： • 混合动力是指那些采用传统燃料的，同时配以电动机/发动
机来改善低速动力输出和燃油消耗的车型。按照燃料种类 的不同，主要又可以分为汽油混合动力和柴油混合动力两 种。目前国内市场上，混合动力车辆的主流都是汽油混合 动力，而国际市场上柴油混合动力车型发展也很快。 • 优点:不需要特别的燃料，续航里程长，技术最为成熟，解 决单车成本问题后容易普及。 • 缺点:长距离高速行驶基本不能省油。
新能源汽车基础知识
The basics of new energy vehicles
混合动力汽车结构与检修
项目2 混合动力汽车的分类及实例
任务5 并联式混合动力汽车
并联式装置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。 （1）并联式混合动力汽车的工作特点 并联式混合动力汽车在实际的道路上运行十分复杂,主要包括:起步、加 速、巡航、减速、制动、上坡、下坡、倒车、停车等。 （2）并联式混合动力汽车的结构特点 并联式混合动力有内燃机和电机两套驱动系统。它们可分开工作,也可 一起协调工作,共同驱动。所以并联式混合动力汽车可以在比较复杂的 工况下使用,应用范围比较广。
制动）均可为蓄电池充电。
优点
结构简单，无需离合器和复 杂的变速器；内燃机一直可 以工作在最优的区域；低速 和低负荷工况，车辆起停， 城市工况效果理想；易向燃 料电池技术过渡。
驱动电机可以驱动车辆并为 蓄电池充电，可以不要单独 的发电机；车辆在任何负载 时效率比传统车辆高；可以 使用传统车辆的变速器；电 池、驱动电机和内燃机可以 最小化。
（1）国内混合动力汽车发展情况 我国非常重视混合动力电动汽车的研究与开发，在“十五”期间，科技 部组织国内多家高校、科研机构和企业进行联合攻关，确立了“三纵三 横”的发展布局。即以混合动力电动汽车（HEV）、纯电动汽车（BEV） 和燃料电池汽车（FCEV）为 “三纵”，以动力控制系统、驱动控制系 统和电池及其控制系统为“三横”。
项目2 混合动力汽车的分类及实例
任务6 混联式混合动力汽车
混联式装置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。
项目2 混合动力汽车的分类及实例
（1）混联式混合动力电动汽车的结构特点 1）将串联式混合动力电动汽车和并联式混合动力电动汽车相结合，
混合动力汽车
电机再生制动能量与机械制动能量分配关系
采取以上措施，降低油耗可达30%—50%
三、混合动力汽车的关键技术
混合动力汽车所面临的关键性技术和需要解 决的问题包括以下几个方面： 内燃机与电机耦合功率分配比的最优控制 能量存储装置( 电池) 要具有较高的比功率, 以满足汽车加速和爬坡时对大功率的需要 需要开发高性能的电子控制元件 加快电力驱动系统研究
发动机在较高的负荷率及中高转速下工 作时，发动机的平均效率明显提高。混合 动力汽车通过控制策略并选用了较小功率 的发动机，可使绝大多数的工作点落在发 动机的高效区间。 低速低负荷——纯电动模式 加速爬坡——电机助力联合驱动模可以控 制发动机高速反拖断油，直到怠速恢复供 油止，实现节油的目的，研究表明，控制 发动机断油，可节油5%左右。
四、混合动力汽车的发展前景
与传统型汽车相比混合动力汽车在节能 和排放上胜出一筹。就目前来说,虽然HEV 的价格比传统汽车高出20%左右，但相信随 着各国环境立法的日趋严厉,混合动力汽车 性能的日益提高以及其成本的不断降低, 混 合动力汽车的市场份额将逐渐增大。尽管 从长远来看HEV 只是一种过渡车型,但是在 近二三十年内会有较好的发展前景。
3.2能量存储装置( 电池) 要具有较高的比功率 ,以满足汽车加速和爬坡时对大功率的需要
能量存储装置( 电池) 要具有较高的比功 率,以满足汽车加速和爬坡时对大功率的需 要。电池还要具有快速充电能力, 以保证制 动时能量能及时回收, 而目前高功率电池往 往存在快速充电接受能力差的问题,还需做 进一步的研究。电池还要提高充放电效率, 这对提高整车工作效率至关重要。
3.1内燃机与电机耦合功率分配比的最优控制
混合动力汽车发动机和电动机要相互配 合工作,而根据运行工况控制它们适时启动 和关闭, 并使发动机始终工作在低油耗区的 整个控制过程十分复杂,因此需要用成熟可 靠的动力复合装置以及先进的检测系统和 控制策略实现功率的合理分配,以达到低油 耗和良好的动力性目标。
混合动力汽车结构与检修课件
种类项目
串联式
并联式
混联式
特点
内燃机与驱动桥无机械连接；
驱动电机从蓄电池或内燃机 发电机组获得电能；内燃机 发电机组和驱动电机（再生
内燃机、驱动电机与驱动桥 之间机械连接。
内燃机、驱动电机与驱动桥 之间机械连接；同时包含串 联式和并联式的结构。
项目3 混合动力汽车的能量控制系统
3）模糊控制（fuzzy logic control），上述几种 控制策略均是通过优化的发动机的工作点来提高燃油经 济性或效率。模糊逻辑控制的控制思想是对发动机、电 动机和蓄电池同时进行优化控制。
最后是基于最优控制理论的全局最优控制策略。这 种方法较为繁琐，故在控制策略中很少被采用。由于逻 辑门限值控制方法快速简单、实用性较强，而且其它三 种策略的运算量较大，因此在现有条件下，国外的样车 和产品车型大部分都采用逻辑门限控制方法。
项目3 混合动力汽车的能量控制系统
2.混合动力汽车节油机理 混合动力汽车可通过下列途径达到节油目的：选择较小功率发动机；
取消发动机怠速；控制发动机工作在高效区；发动机断油；适当增大电 池SOC（StateofCharge）窗口；回收再生制动能量。
1）选择较小功率发动机 2）取消发动机怠速 3）控制发动机工作在高效区 4）发动机断油控制 5）适当增大电池SOC窗口
混合动力汽车结构与检修
项目1 混合动力汽车概述 项目2 混合动力汽车分类及实例 项目3 混合动力汽车的能量控制系统 项目4 动力电池及其管理系统 项目5 混合动力汽车的整车控制系统
项目6 混合动力汽车检修
项目1 混合动力汽车概述
任务1 混合动力汽车的产生与发展 广义上说，混合动力汽车（Hybrid Vehicle）是指车辆驱动系统由两个 或多个能同时运转的单个驱动系统联合组成的车辆，车辆的行驶功率依 据实际的车辆行驶状态由单个驱动系统单独或共同提供。
混合动力汽车结构与原理
混合动力汽车结构与原理混合动力汽车，简称混合车，是利用电动机和内燃机联合驱动的一种汽车。
它在传统的内燃机汽车上结合了电动机功能，充分利用了两者技术的优势，改善了内燃机汽车的低燃油效率、分散排放，使油耗降低、排放量减少，从而实现了环保。
混合动力汽车一般由发动机、电动机、电池、变速箱、车轴等部件组成，两种动力源之间传动式和混合式混合可以非常灵活的控制，并可以更经济的提高燃料经济性，提高油耗能力和减少污染物产生。
混合动力汽车引擎主要是用电动机和内燃机联合驱动来进行控制，部分电动机提供瞬时出力驱动，部分内燃机提供持续循环状态的功率，控制器将两种动力源有效的结合起来，从而达到最佳的燃油经济性和运行状态效果。
混合动力汽车的发动机配置一般采用同级别或一级比一级低的功率转矩，以满足不同类型车辆的工作需求，根据使用情况以及驾驶习惯，混合动力汽车可以提供更低的油耗和降低污染物排放。
混合动力汽车运用电动机和内燃机相联合，通过控制器中的计算机控制系统将两种动力源进行有机的结合，实现更低燃油消耗和更少污染排放，使车辆充分利用引擎能量，减少维护成本，提高燃油经济性。
混合动力汽车的传动系统采用电动机与内燃机直接连接的方式，以减少传动系统的重量和体积，使车辆在同等条件下拥有更佳的性能，同时由于混合动力汽车没有转向助力器，所以转向力极大的提高，转弯更加的灵活，更加的稳定。
混合动力汽车的控制器是用来控制混合动力汽车动力源的数字控制系统，由电子控制器、车辆信息传感器、发动机状态传感器、电池状态传感器、发动机抑制器等部件组成，根据混合动力汽车的运行条件和驾驶者的操控要求，控制不同的动力源，以最佳状态提供最大动力，使车辆让更高效率的发动机系统得以发挥。
在当今世界，环境保护越来越重要，混合动力汽车是目前最有效的节能技术，它可以既有效的降低燃油消耗，又可以减少污染物排放。
因此，混合动力汽车正在越来越受到人们的青睐，它将为我们的日常出行带来更节约更安全更舒适的体验。
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任务2 混合动力汽车分类和工作原理
【任务目标】
熟悉不同类型混合动力汽车在不同工况下的能量流通方式和其工作原理。
【任务实施】
一、按结构布置形式分类
1串联式混合动力电动汽车〔Series Hybrid Electric Vehicle，SHEV〕；
2并联式混合动力电动汽车〔Parallel Hybrid Electric Vehicle，PHEV〕；
3混联式混合动力电动汽车〔Parallel Series Hybrid Electric Vehicle，PSHEV〕。
二、按照对电能的依赖程度分类
1弱混混合动力系统
2轻混合动力系统
a在减速和制开工况下，对局部能量进行吸收；
b在行驶过程中，发动机等速运转，发动机产生的能量可以在车轮的驱动需求和发电机的充电需求之间进行调节。
轻混合动
力系统的混合度一般在2021下。
3中混合动力系统
4完全混合动力系统
5外插电式混合动力系统
三、其它划分型式
1按照行驶模式的选择方式划分
〔1〕有手动选择功能的混合动力电动汽车hybrid electric vehicle with selectiveswitch具备行驶模式手动选择功能的混合动力电动汽车。
车辆可选择的行驶模式包括热机模式、纯电动模式和混合动力模式三种。
〔2〕无手动选择功能的混合动力电动汽车hybrid electric vehicle withoutselective switch不具备行驶模式手动选择功能的混合动力电动汽车。
车辆的行驶模式根据不同工况自动切换。
2按照车辆用途划分
〔1〕混合动力电动乘用车h ybrid electric passenger car
〔2〕混合动力电动客车hybrid electric bus
〔3〕混合动力电动货车hybrid electric goods vehicle
3按照与发动机混合的可再充电能量储存系统不同可以划分为：
〔1〕动力蓄电池式混合动力电动汽车；
〔2〕超级电容器式混合动力电动汽车；
〔3〕机电飞轮式混合动力电动汽车；
〔4〕动力蓄电池与超级电容器组合式混合动力电动汽车。
【任务总结】
按结构布置形式分类，按照对电能的依赖程度分类，其它划分型式。
【任务考核】
1电能的依赖程度分类。
2按结构布置形式分类。