混合动力汽车简介
混合动力电动汽车
主要内容
• 1.混合动力电动汽车概述 • 2.混合动力电动汽车分类 • 3.混合动力电动汽车的能量管理技术 • 4.混合动力电动汽车实例
一、概述
什么是混合动力汽车？
由于实用的混合动力汽车是由内燃机和电动机两种动力混 合作为输出，因此称为油电混合汽车，本书的“混合动力 汽车”特指油电混合动力汽车。从能量源来看，“油”可 以代表汽油、柴油，甚至是天然气，“电”是以蓄电池、 电容、储能飞轮三种形式储能，但三者储存的能量都是由 内燃机带动的发电机发出的，即此时“电也是油”。
混合动力电动汽车的能量转换装置包括发电装置（发动机/ 发电机）、动力电池、功率变换装置、动力传递装置、充 放电装置等。
能量传统路线通常有四类：由发电装置到车轮；由动力电 池到车轮；由发电装置到能量储存装置，再到车轮；由车 轮到能量储存装置（能量回收）。
四、混合动力电动车实例
最具代表的车型是丰田公司生产的普锐斯。
参考国际能源组织(IEA)的有关文献，其对混合动力车辆作 出定义，认为能量与功率传送路线具有如下特点的车辆称 为混合动力车辆：
一、概述
什么是混合动力汽车？
(1)传送到车轮推进车辆运动的能量，至少来自两种不同的能 量转换装置(例如内燃机、燃气涡轮、斯特林发动机、电动机、 液压马达、燃料电池)。 (2)这些转换装置至少要从两种不同的能量储存装置(例如燃 油箱、蓄电池、飞轮、超级电容、高压储氢罐等)吸取能量。 (3)从储能装置流向车轮的这些通道，至少有一条是可逆的 (既可放出能量，也可吸收能量)，并至少还有一条是不可逆 的。 (4)可逆的储能装置供应的是电能。
(1) 串联式混合动力电动汽车
指车辆的驱动力只来源于电动机。特点是发动机带动发电 机发电，其电能通过传输线路及控制器直接输送到电动机，
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。
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。
关于汽车混动种类的介绍
关于汽车混动种类的介绍目前市面上的混动汽车按照混合动力的形式主要分为以下四种：- 传动混合动力（HEV）：HEV是Hybrid Electric Vehicle的缩写，即混合动力汽车。
代表车型有丰田及本田的混合动力车型：普锐斯，雅阁混动等。
它同时利用传统汽车的内燃机（可以设计的更小）与完全电动汽车（Purely Electric Vehicle）的电机（PMSM或者异步电机）进行混合驱动（包含蓄电池与逆变器环节），减少了对化石燃料的需求，提高了燃油经济性（fuel economy）。
- 插电式混合动力（PHEV）：插电式混合动力汽车（Plug-in hybrid electric vehicle，简称PHEV）是新型的混合动力电动汽车。
区别于传统汽油动力与电驱动结合的混合动力，插电式混合动力驱动原理、驱动单元与电动车相同，唯一不同的是车上装备有一台发动机。
代表车型有比亚迪唐混动版及荣威RX5混动版等。
- 增程式混合动力：增程式电动车，内部只有一套电力驱动系统，包括电机、控制电路、电池。
电动机直接驱动车轮，发动机则用来于驱动发电机给电池进行充电。
因为发动机并不直接驱动车轮，因此也不需要变速器。
这相当于在普通的电动车上装载了一台汽油/柴油发电机。
代表车型有宝马I3、雪佛兰沃兰达等。
- 48V/90V系统混合动力：严格说也属于HEV的一种，但是和HEV不同的是，电气系统在车辆的动力参与性更低一些，甚至可以说是为了给燃油系统服务的，是除了涡轮增压之后，量产车型上搭载的另一种能够有效提高发动机动力和降低油耗的手段。
目前德系很多车型搭载的是48V的混动系统，比如奥迪A6混动，而美系车型搭载的是90V的混动系统，比如凯迪拉克CT6混动。
随着新能源汽车的发展，相信未来会有更多种类的混动汽车出现。
比亚迪hev模式工作原理
比亚迪hev模式工作原理随着环境问题的日益突出，汽车工业也在不断地探索新的节能环保技术。
其中，混合动力汽车是一种非常受欢迎的新型汽车技术。
比亚迪HEV（混合动力电动汽车）是一种采用混合动力技术的汽车，具有高效节能、环保等优点。
本文将介绍比亚迪HEV模式的工作原理。
一、混合动力汽车的概念混合动力汽车是指采用两种或两种以上不同能源驱动汽车的动力系统，其中包括内燃机、电动机、蓄电池等。
通过控制不同动力系统的工作方式，使汽车在不同的驾驶条件下，能够以最优化的方式使用不同的动力系统，从而达到节能、减排的目的。
二、比亚迪HEV的工作原理比亚迪HEV采用的是串联式混合动力系统，即内燃机和电动机都连接在同一传动轴上，由同一个传动系统控制。
比亚迪HEV的工作原理如下：1.启动模式在启动模式下，比亚迪HEV只使用电动机进行驱动。
当车速达到一定值时，内燃机才开始工作。
此时，电动机和内燃机都将驱动车辆。
2.加速模式在加速模式下，比亚迪HEV的电动机和内燃机都将提供动力。
电动机提供较大的扭矩，能够快速提升车速；而内燃机则提供较大的功率，能够保证车辆的加速性能。
3.恒速巡航模式在恒速巡航模式下，比亚迪HEV的内燃机将维持恒定的转速，同时电动机也将工作，以维持车辆的恒定速度。
此时，电动机的功率较小，主要用于维持车辆的稳定性。
4.制动模式在制动模式下，比亚迪HEV的电动机将转换为发电机，将制动能量转化为电能，存储在电池中。
此时，内燃机将停止工作，车辆将通过电动机的发电制动减速。
5.充电模式在充电模式下，比亚迪HEV的内燃机将转换为发电机，为电池充电。
此时，电动机将停止工作，车辆将通过内燃机的发电来充电。
三、比亚迪HEV的优点1.节能环保比亚迪HEV采用混合动力技术，能够将内燃机和电动机的优点结合起来，实现最优化的动力输出。
同时，比亚迪HEV还采用了能量回收技术，将制动能量转化为电能储存，从而进一步提高了能量利用效率。
2.驾驶舒适性比亚迪HEV采用了电动机辅助内燃机的方式，使车辆在起步、加速等环节表现更加出色，同时减少了内燃机的噪音和振动，提高了驾驶舒适性。
普通混动汽车工作原理
混动汽车工作原理1. 混动汽车的定义和分类混合动力汽车（Hybrid Electric Vehicle，HEV）是指同时搭载了内燃机和电动机的汽车。
根据电动机在整个行驶过程中的作用不同，可以将混合动力汽车分为串联式混合动力（Series Hybrid）、并联式混合动力（Parallel Hybrid）和增程式混合动力（Range-Extended Electric Vehicle，REEV）三种类型。
•串联式混合动力：内燃机仅用于发电，通过发电机将能量转化为电能供给电动机驱动车辆。
内燃机与轮胎之间没有直接连接。
•并联式混合动力：内燃机直接通过传统的传输系统驱动轮胎，同时电动机也可以提供驱动力。
•增程式混合动力：内燃机主要用于发电，并通过发电机将能量转化为电能供给电池或者直接驱动电机。
本文主要讨论并解释串联式混合动力汽车的工作原理。
2. 串联式混合动力汽车工作原理串联式混合动力汽车由以下几个主要部件组成：•发动机：通常是内燃机，可以使用汽油、柴油或者其他燃料。
发动机主要用于发电，而不直接驱动车辆。
•发电机：将发动机产生的机械能转化为电能，供给电池充电或者直接驱动电动机。
•电池组：储存通过发电机产生的电能，并通过控制系统对其进行管理和调度。
•控制系统：根据车速、加速度、车辆负载等参数，控制发动机和电池之间的能量流向，以实现最佳的能量利用效率。
下面是串联式混合动力汽车的工作原理：1.当驾驶员启动混合动力汽车时，首先会使用起步模式。
在起步模式中，只有电动机提供驱动力。
此时，发动机处于关闭状态。
2.随着汽车加速到一定速度，当需要更多的功率来维持车辆运行时，控制系统会启动发动机，并通过发电机将其产生的功率转化为电能。
3.通过控制系统对发电机输出功率进行调节，在保持最佳燃油消耗率的前提下，将一部分电能用于给电动机供电，同时将多余的电能储存在电池组中。
4.当汽车需要加速时，控制系统会根据驾驶员的需求增加发动机的输出功率，并通过发电机将其转化为电能供给电动机。
混合动力电动汽车
本田雅阁（ Accord ）
第九代Accord的插电式混合动力车型类似于丰田THS-II系统的重
混合动力系统，并且突创性的首次在量产混合动力车型上应用 锂电池。本田这一新的混合动力系统有四种工作模式： 在低负荷下，断开混合动力系统与汽油发动机之间的离合器， 单独由用锂电池内储存的电能驱动的两个电动机驱动车轮； 在一般驾驶情况下，离合器依旧保持断开状态，发动机低速运 转为电池充电，电能供给给电动机进行驱动； 在高速巡航下，混合动力系统和汽油发动机之间的离合器进行 连接，将发动机的动力传动至车轮，由汽油发动机驱动车辆， 另外，值得一提的是，此种驱动模式下，电动机可以完全不妨 碍发动机的单独工作，车辆可以如普通汽油动力车一样行驶； 在激烈驾驶、需要频繁加减速的情况下，汽油发动机和电动机 共同驱动车辆。
在串联式混合动力电动汽车上，由发动机带动发电机所产
生的电能和蓄电池输出的电能，共同输出到电动机来驱动 汽车行驶，电力驱动是唯一的驱动模式。
串联式混合动力电动汽车动力流程图
串联式混合动力电动汽车的优点
优点： （1）发动机能够经常保持在稳定、高效、低污染的运
转状态，使有害排放气体控制在最低范围； （2）总体结构上看，比较简单，易于控制，只有电动 机的电力驱动系统，其特点更加趋近于纯电动汽车； （3）三大动力总成之间无直接的机械连接，在电动汽 车上布臵起来，有较大的自由度。
并联式混合动力汽车的驱动方式
本田思域（Civic）
本田思域Hybrid可以 说是在思域的底盘基础上 加装一套本田开发的混合 动力系统IMA。 i-VTEC发动机根据智 能化控制的VTEC（可变气 门正时及升程电子控制系 统），通过低转速、高转 速、气缸停止的三个阶段 对阀门进行控制。不过它 装备的电动马达动力较弱。
混合动力汽车及结构和原理
1.2 HV的种类
发展概述 电动汽车是与燃油汽车相对应的，1881年就出现了电 1881年 1881 动汽车。在20世纪20年代达到了鼎盛时期，然而在燃 油汽车出现后电动汽车无论在整车质量、动力性能、 行驶里程、机动性和灵活性方面愈来愈落后于燃油汽 车。 在全球温室效应与能源问题逐渐受到各国政府的 重视下，主要国家之污染法规渐趋严格，因此对低污 染车辆之需求势必增加。随着各种高性能蓄电池和高 效率电机不断地出项，使人们把目光又转向了零污染 或超低污染排放的电动汽车。从20世纪70年代起，新 一代电动汽车脱颖而出，出现了各种高性能的电动汽 车。 混合动力电动汽车HEV
几 种 电 能 储 存 装 置 的 比 能 量 和 比 功 率 比 较
2.1 电能储存装置的主要性能指标
几 种 电 能 储 存 装 置 的 性 能 比 较
2.2 二次电池
二能 次指 电标 池 的 主 要 性
开路电压 电池的内阻 电池的工作电压 终止电压和放电曲线 电池容量 能量 功率 成本 寿命
e = 2.72 Kσ / ρ
2.3飞轮储能器
FWB 几种 复合 材料 特性 参数
2.3飞轮储能器
FWB的结构 ① 飞轮 ② 永磁电动/发电机 ③ 固定轴 ④ 旋转轴 ⑤ 真空室
2.3飞轮储能器
FWB面临的问题 ① 车辆转弯或颠簸产生 的陀螺力矩严重影响 操作性 ② 出现故障时对车辆产 生巨大破坏
飞轮储能器FWB（Flywheel Batteries）只利用飞 轮高速旋转储存和释放能量的一种装置。 FWB的特点是质量小，只有几十公斤，转速可 达每份几十万转 要求： ① 既有能够承受超高速运行的高强度 ② 具有能够将电能和机械能进行高效双向转换的 电动机和功利性变换器 ③ 质量轻和转速极高
混合动力电动汽车2
引导问题1： 什么是混合动力电动汽车？
引导问题1： 什么是混合动力电动汽车？
➢ 混合动力汽车通常是指由不同动力源驱动的汽车，包括油电 混合动力汽车、气电混合动力汽车。目前天然气汽车通常也 是油气混合动力的一种。本文主要介绍油电混合动力汽车。
➢ 混合动力电动汽车（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。
车辆应根据行驶工况对能量的需要，合理分配发动机与动 力电池的能量，达到最佳的燃料消耗与排放效果；
在复杂行驶工况下，尽可能减少发动机工作转速的变化、 关闭与起动的次数，尽量避免发动机在低于一定转速和负 荷时运行；
从动力电池的使用寿命的角度，混合动力电动汽车还须保 证动力电池的SOC与电压在安全范围内。
由于混联式混合动力电动汽车能量控制综合了串联式与并 联式的特点，因此这也成为了目前应用成功的混合动力电 动汽车采用较多结构类型。
此法能较好地实现汽车各项性能指标，使发动机不受汽车 行驶状况的影响，保持在最高效率状态下工作或自动关闭， 从而有效降低排放。但是这些能量控制策略技术复杂，配 套的硬件设计与制造成本也较高。
第二种模式下，发动机在行驶过程中起到主要作用，发动机带动发电机工 作并尽可能供应车辆行驶所需的电能，同时保持动力电池SOC处于规定 范围内。动力电池起负荷调节的作用，仅在制动能量回收、起动、加速条 件下发挥作用。这种模式下，电池的充放电量较小，能量损失最小。但发 动机不能在最佳转速和负荷下工作，排放差，效率也较低。
转速耦合混合动力电动汽车的主要优点在于两种动力装置的转 速是解耦的，因此二者的转速是可以自由地进行调节。
行星齿轮机构转速耦合并联式混合动力电动汽车结构
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，。