混合动力电动汽车的研发实践
并联混合动力电动汽车的工作原理
并联混合动力电动汽车的工作原理在现代汽车工业中，混合动力电动汽车已经成为了一种热门的发展趋势。
相比于传统的汽油车，混合动力电动汽车不仅更加环保，而且在燃油经济性和动力性能上也有着显著的优势。
而在混合动力电动汽车中，最为常见的一种类型就是并联混合动力电动汽车。
那么，究竟并联混合动力电动汽车是如何工作的呢？下面就让我们一起来详细地探讨一下。
1. 电动机工作原理要了解并联混合动力电动汽车的工作原理，就必须先对电动机有一个清晰的认识。
电动机是并联混合动力电动汽车的关键组成部分，它负责提供动力和驱动车辆前进。
电动机利用电能转换成机械能，从而推动车辆前进。
在并联混合动力电动汽车中，电动机可以单独驱动车辆，也可以与传统的内燃发动机协同工作，以提供更加高效和可靠的动力输出。
2. 内燃发动机工作原理除了电动机，内燃发动机也是并联混合动力电动汽车的重要组成部分。
内燃发动机利用燃料燃烧产生的热能转换成机械能，进而驱动车辆运动。
在并联混合动力电动汽车中，内燃发动机通常被用作发电机的角色，为电池组充电，从而保证车辆长途行驶时的动力供应。
3. 电池组和能量管理系统在并联混合动力电动汽车中，电池组是储存电能的重要部件，它能够为电动机提供动力。
而能量管理系统则负责控制电池组的充放电过程，以确保电能的高效利用和车辆的动力输出平稳可靠。
4. 工作模式切换和能量分配并联混合动力电动汽车在行驶过程中会根据车速、车辆负载以及驾驶员需求等因素自动切换工作模式，以最大程度地发挥电动机和内燃发动机的优势，从而达到更好的燃油经济性和动力输出效果。
在工作模式切换的过程中，能量的分配也扮演着至关重要的角色，这需要能量管理系统精确地控制能量的流动和分配，以确保车辆的高效运行。
5. 个人观点和理解在我看来，并联混合动力电动汽车的工作原理充分体现了能源的灵活利用和高效转换。
通过电动机、内燃发动机和电池组之间的协同配合和能量管理系统的精确控制，并联混合动力电动汽车能够在保证动力性能的实现燃油经济性的最大化。
并联混合动力电动汽车的工作原理
并联混合动力电动汽车的工作原理【并联混合动力电动汽车的工作原理】1. 引言在当前全球温室气体排放和能源消耗的问题日益突显的背景下，汽车工业面临着巨大的挑战。
为了减少对环境的影响，并提高燃料效率，汽车制造商开始研发各种新技术，其中包括混合动力电动汽车。
而其中的一种重要类型就是并联混合动力电动汽车。
2. 简介并联混合动力电动汽车并联混合动力电动汽车是一种结合了传统内燃机和电动机的动力系统。
它的工作原理基于两种动力源的并联，可以充分利用内燃机和电动机的优势，并实现能量的高效转换。
3. 主要组成部分3.1 内燃机并联混合动力电动汽车通常搭载内燃机作为辅助动力源。
内燃机可以使用汽油、柴油或其他可燃燃料，它负责提供额外的动力，当电动机的能量不足时，内燃机将启动并为电动机提供动力支持。
3.2 电动机电动机是并联混合动力电动汽车的主要动力来源。
它可以根据驾驶条件提供动力，而不需要依赖内燃机。
它通过电池储存的电能驱动汽车行驶，并在过程中产生制动能量回收，提高能量利用率。
3.3 传动系统传动系统是将内燃机和电动机的动力传输到车辆轮胎上的重要组成部分，它的设计旨在提供高效和平稳的动力输出。
4. 工作原理4.1 启动和低速行驶在启动和低速行驶时，电动机是并联混合动力电动汽车的主要动力来源。
电能由电池供应，电动机将转化为机械能驱动车辆行驶。
此时，内燃机处于关闭状态，减少了燃料消耗和排放。
4.2 高速行驶当车辆需要更高的动力输出时，内燃机会启动并提供额外的动力支持。
内燃机在高效工作区间提供最大功率，并充电电池以提供稳定的电力输出。
电动机和内燃机可以联合工作，以在加速和爬坡时提供更强大的动力输出。
5. 优点5.1 燃料效率高并联混合动力电动汽车充分利用了电动机和内燃机的双重动力系统，可以在不同情况下选择最佳动力来源，优化燃料消耗。
这使得汽车在长途行驶时仍能保持较低的燃料消耗。
5.2 减少对环境的影响由于使用了电动机和内燃机的混合动力系统，汽车的排放量大大降低。
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。
混合动力汽车的研究现状与发展前景
混合动力汽车的研究现状与发展秦朝举，袁丽娟(华北水利水电学院，河南郑州450011)摘要：简要分析了发展混合动力汽车的必然性。
介绍了目前混合动力汽车的分类及国内外研究现状，分析了混合动力汽车的优缺点，并为混合动力汽车的发展指明了前景。
关键词：混合动力汽车；研究现状；发展前景中图分类号：U469．7文献标识码：AR esear ch St a t us and D evel opm e ntPer s pe ct i ve of H ybr i d El ect ri c V ehi cl eQ I NZhao—j u，Y U A NLi一丘m n(N or t h C hi na l n3t l t u t e of W at e r C onser vancy a nd H ydroel e ct ri cPow er．H enan Zl m g,t w u450011C hi na)A bs t r act：T hi s paper ana l yz es br i ef l y t h at t hedevel o pm en t of hybr i d el ect r i c vehi cl e is i ne vi t ab l e．Thecl assi f i cat i on a nd r e sear c h s t at us a t hom e a nd abr oa d ofhybri d el ect r i c vehi cl e ar e i nt r oduc ed．T he adva nt a ge sa nd di sa dva nt a ge s of hybr i d el ect r i c vehi cl e ar e anal yzed．Fi nal l y。
t he deve l opm e nt pr ospec t of hybri d el ect r i cve hi cl e i s poi nt e d ou t c le ar ly．K ey W or ds：H ybr i d el ect r i c ve hi cl e；R e sea r c h s ta tus；D ev el opm ent pr os pec t引言随着全球经济的发展，汽车保有量逐年增加，汽车尾气对空气的污染也日益加重，这对石油资源和生态环境带来极大的挑战。
混合动力电动汽车性能试验与仿真
２ 系统 结构 简介
此次开 发 的样车 是 以神 龙富康 ９ ８ Ｅ ８一 Ｘ车 型 为
基 础进 行 的 ， 用 了 高性 能锂 离 子 电池 ， 采 车载 电 池 质 量 较 铅 酸 蓄 电池 减 少 约 １ ３ ／ ，且 增 加 电池 容 量
ｌ．电机 控制 器 Ｏ
在稳 定 工 况 下 ，辅 助动 力 单元 Ａ Ｕ（ ｕｉａｙ Ｐ Ａ ｘｌｒ ｉ ＂ Ｐｗ ｒＵ ｉ 由发动 机 驱动 发 电机 给 车辆 补 充供 电 ， ｏ ｅ ｎｔ ） 此 时与驱 动 桥无机 械连 接 。因 ＡＰ Ｕ功 率 小 ， 足 以 不 维 持 蓄 电池组 的荷 电状 态 Ｓ Ｃ （ｔｔ Ｏ ｈｒｅ ， Ｏ Ｓａｅ ｆＣ ａｇ ） 故这 种 混 合动 力也称 为 “ 电池衰 竭式 混合 ”Ｂ ｔｒ （ａｔ ｙ ｅ Ｄ ｐｅｉ ｂ ｄ 。蓄 电池 组在 工作循 环结束 时 ， ｅｌ ｎ Ｈｙｒ ） ｔｇ ｉ 需 从 外 界 电源补充 电能 。这 种混合 动力 的优势 在 于能
１ 前言
混 合 动力 电动 汽车 ＨＥ （ ｂ ｄ Ｅｅｔｃ Ｖ — Ｖ Ｈｙｒ ｌ ｒ ｅ ｉ ｃｉ ｈｅ ） ｉｅ既保 持 了纯 电动汽 车超低 排放 的优点 ， ｌ 又发 挥 了传 统 内燃 机 汽车 高 比能 量 的优 势 ， 已成 为世 界 各 国竞相 研 究开 发的新 型车辆 。世 界各大 汽 车公 司均 将 电动 汽 车的 驱动 方 案 由纯 电动转 向 了混合 动 力 。 在几 轮 纯 电动 汽 车研 究开 发基 础 上 ， 次 开发 的低 此 混合 度 的串联 混合 动 力 电动 汽 车 ， 于综合 利 用 能 基 源 考 虑 ， 在 城市 内使 用 为 目标 ， 合 国情 和 实 际 以 结 开发 水平 。对 该车进 行 了道路 试验 和 电池 的充放 电 试 验 ， 试验 结 果 与仿 真计 算傲 了 比较 。道路 试 验 将 的 目的是 确定所 开 发 的 Ｓ Ｖ（ｅ ｅ Ｈ ｂｉ ｌ — ＨＥ Ｓｒ ｓ ｙｒ Ｅｅ ｉ ｄ ｅ ｔｃＶｅｉｅ 的动 力性 能 ， 测在 各种运 行 工况 下 的 ｒ ｈｃ ） ｉ ｌ 检 能 量 消 耗 ，以确 定 其 相 应 工 况 下 的 续 驶 里 程 ， 为 ＨＥ Ｖ进一步 的研 究 开发打 下基础 。
新能源汽车认识实习报告
实习报告实习单位：XX新能源汽车公司实习时间：202X年X月实习人员：XX一、实习背景及目的随着全球能源危机和环境问题日益严重，新能源汽车作为解决这些问题的重要途径，得到了各国政府的大力支持。
我国政府也明确提出，要加快新能源汽车产业发展，推动汽车产业转型升级。
在此背景下，我有幸来到XX新能源汽车公司进行实习，旨在了解新能源汽车的基本情况、生产工艺、市场前景等，为今后的工作和学习积累经验。
二、实习内容与过程1. 公司概况XX新能源汽车公司成立于201X年，是一家专注于新能源汽车研发、生产、销售的高新技术企业。
公司占地面积XX平方米，拥有现代化的生产基地和完善的研发团队。
主要产品有纯电动汽车、插电式混合动力汽车等。
2. 新能源汽车基本知识实习期间，我了解了新能源汽车的分类、工作原理、核心技术等。
新能源汽车主要包括纯电动汽车、插电式混合动力汽车、燃料电池汽车等。
其中，纯电动汽车以电池作为能源来源，插电式混合动力汽车则结合了内燃机和电动机，燃料电池汽车则以氢燃料电池为动力。
3. 生产工艺我参观了新能源汽车的生产线，了解了车身制造、电池组组装、电动机安装等生产工艺。
新能源汽车生产过程中，注重轻量化、高安全性能、长续航里程等方面的技术突破。
例如，电池组的热管理系统、车辆的制动系统等都是关键技术创新的体现。
4. 市场前景根据我国政策规划，到202X年，新能源汽车产销量将达到XX万辆，占汽车总产销量的20%以上。
随着新能源汽车技术的不断成熟、成本的逐步降低，以及充电基础设施的不断完善，市场前景广阔。
然而，新能源汽车产业也面临着一定的挑战，如技术瓶颈、市场竞争、政策调整等。
三、实习收获与反思1. 实习使我深刻认识到新能源汽车产业的重要性，以及我国政府在推动产业发展方面所做的努力。
新能源汽车产业是实现能源结构优化、减少环境污染、促进经济转型的重要途径。
2. 通过实习，我掌握了新能源汽车的基本知识、生产工艺和市场前景，为今后的工作和学习打下了基础。
混合动力汽车的探索与研究
破， 系统 的可靠 性还 需要大量的试验验证 ， 关键 核心零部件 的产业化还 存
标准体系还不完善。 系统连接方式 的不 同， 混合动力汽车主要可 以分为三种结构形式， 即串联、 在较大差距 ， 并联和混联 ， 它们各有优势 。 目前从 全球范 围来看 ， 混合动力汽车 已处于大 三、 发展前景 混合 动力 电动汽车具备 了 良好 的动力性 能、 良好的燃油经济性 、 洁 清 规模产业化的前夕 ， 国际、 国内的汽车企业在竞相研发混合动力汽车。 但要 真正实现 自主混合动力车型 的普及 ， 还有诸多障碍 需要 克服 ， 包括 技术上
环保 、 经济实用 但是 ， 混合动力汽车面 临三大挑战 ： 电池系统 的能量密度
问题 、 电机系统 的体积和响应速度 问题以及传动系统 的效率 问题是 当前混 合动力汽车面临 的三大难关 。从技术上讲， 混合动力车和 电动车使 用的技 术是非常相似的 ， 二者也共同面临着一些技术上 的障碍 。混合动力车和 电 动车最主要 的是三大系统 ， 电池系统、 即 电机系统和传动系统 。 目前 ， 在这 三个方面都有一些难题 尚待解决 。对于电池系统 ， 几年前考虑 的是镍氢 电 体 电池在技 术上 正在不 断发展 。就单体 电池而言， 最大的问题就 是它的能 量密度 ，实际上不 同的 电池技术最大 的区别就是它们在 能量密度 上的区 的单体电池一节一节地 串联起来 的。对这个 电池包在技 术上有 一定的要 求， 是一个 技术难 点。怎样控制所有的 电池都保持一个 最佳的充放 电效 这
人 文 与
混合 动力汽车 的探 索 与研究 ０４ ０ 内蒙来自交通职业技术 学院 海 洋 ２０５
摘 要： 论文通过混合动力汽车的基 本概述 详细叙 述 了混合 动力汽 车， 用国、 内外技术的差异性 ， 出它的优越性及其缺 点， 点 来探 索它的发展趋 势。 以 向着更有益的方向发展 ， 以及它的技 术方面的革新 与突破 ， 来明确 它的研 究方向。 关键 词 ： 混合动力 前景 探 索 研 究
混合动力轿车动力总成控制系统的研发
１ 前 言
采用传统内燃机和电池作为动力系统 的混合动 力轿车以其低能耗 、 低排放和价格相对较低等优点 ， 已成为当前汽车动力系统技术研究 的热点。国外在
混 合 动力 电动 汽 车 的开 发 方 面 已经 取 得 重 大进 展 ，
２ Ｈ Ｖ动力 总成结构 Ｅ
目前混合动力轿车较多采用并联式混合动力系 统‘ 。根据发动机和电机动力耦 合方 式的不同 ， 并 联式混合动力系统 又可以分为变 速器前耦合 、 变速 器后耦合以及 四轮驱动的并联式混合动力 系统等几
［ ｂｔ ｃ］ Ｔ ｅｐｗ ｒａ ｏｔ ｌ ｙｔ ｈｂｉ ｅ ｃ ｉ ｖｈ ｌ Ｈ Ｖ）ｉ ｄｖｌ ｅ ， ｈ ｈｃｎａ Ａ ｓ ａｔ ｒ ｈ ｏ ｅ ｒ ｎｃｎ ｏ ｓｓ ｍ ｏ ａ ｙｒ ｌ ｔｃ ｅｉ ｅ（ Ｅ ｔｉ ｒ ｅ ｆ ｄ ｅ ｒ ｃ ｓ ｅｅ ｐｄ ｗ ｉ ａ － ｏ ｃ
如丰 田公司的 Ｐｉ 和本 田公司的 Ｉｓ ｈ 等车型实 ｒｓ ｕ ｎｉ ｔ ｇ 现了产品化生 产‘ 。国 内在 “ 五” 十 期间对 混合动 力系统的开发 十分重视 ， 随着科技部 ８ ３电动汽车 ６ 专项研究的开展 ， 国内混 合动力 电动汽 车的研发 已 取得 了很 大 的进展 。混 合动力 轿 车 的多 能 源 控制 系 统是一个较为复杂 的系统 ， 需要协调处 理作为动力
维普资讯． ０ ６ Ｖ １２ ） ｏ ５
２０ ０ ６年 （ ２ 第 ８卷 ） ５期 第
Ａ ｔ ｏｉ ｎｉｅｒ ｇ ｕｏ ｔ ｅＥ ｇｎｅｉ ｍ ｖ ｎ
２ ００ １ ０ ６ ９
混合 动力 轿车 动力 总成 控制 系统 的研发 水
廖承林 ， 张俊智， 卢青春
（ 清华 走学 ， 汽车安全与 节能 国家重点实验 室， 北京 １０ ８ ） ０ ０ ４
混合动力电动汽车动力系统试验方案及试验台架方案设计
优秀学位论文作者声明
本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下独立进行研究 所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任 何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
本人完全了解有关保障、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关 学位论文管理机构送交论文的复印件和电子版。同意省级优秀学位论文评选 机构将本学位论文通过影印、缩印、扫描等方式进行保存、摘编或汇编；同 意本论文被编入有关数据库进行检索和查阅。
武汉理工大学毕业论文（设计）
摘要
能源和环保问题将成为本世纪全球最为关注的问题，陆地交通工具是造成这两大问题 罪魁祸首，因此急需一种新的车型来取代传统的车型来缓解这些问题，混合动力电动汽车 (HEV)被证明是最近一段时间内的最佳选择。混合动力技术的开发很大程度上依赖于混合 动力试验技术，而先进的试验技术又要由完善的试验设备来保证。因而作为混合动力技术 开发的一种必不可少的基础设施，混合动力试验台架的研究与开发是非常必要和重要的。 本文首先分析了混合动力电动汽车动力系统的构成，依此对混合动力电动汽车结构形式进 行了分类，并给出了每一类混合动力电动汽车在各种工况下的能量流分配，然后对混合动 力台架试验技术做了概括性介绍，最后提出了混合动力电动汽车动力系统试验台架的前期 建设方案，完成了测功机的选型分析，联轴器及传动轴的设计，提出了冷却水供给系统， 燃油供给系统，进排气系统及供电系统的初步方案。 关键词：混合动力电动汽车 动力系统 试验台架
本学位论文内容不涉及国家机密。
论文题目：混合动力电动汽车动力系统试验方案 及试验台架方案设计
作者单位：武汉理工大学 作者签名：
年月日
武汉理工大学毕业论文（设计）
目录
新能源汽车实践教学报告(2篇)
第1篇一、前言随着全球能源危机和环境问题的日益严峻，新能源汽车作为解决能源和环保问题的关键技术之一，得到了我国政府的大力支持和推广。
为了更好地了解新能源汽车的技术原理和应用，提高学生的实践能力，我们开展了新能源汽车实践教学活动。
以下是本次实践教学的详细报告。
二、实践目的1. 了解新能源汽车的基本原理和构造；2. 掌握新能源汽车的关键部件和功能；3. 熟悉新能源汽车的充电、维护和故障排除方法；4. 提高学生的动手实践能力和团队协作精神。
三、实践内容1. 新能源汽车概述（1）新能源汽车的定义及分类新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置，综合燃料电池、内燃机、电机等先进技术，形成技术集成，具有新技术、新结构的汽车。
新能源汽车主要分为纯电动汽车、插电式混合动力汽车和燃料电池汽车。
（2）新能源汽车的优势与传统能源汽车相比，新能源汽车具有以下优势：1）环保：新能源汽车排放低，有利于改善空气质量；2）节能：新能源汽车的能源利用效率高，有利于节约能源；3）经济：新能源汽车的使用成本相对较低，有利于降低用户负担。
2. 新能源汽车关键部件（1）电动机电动机是新能源汽车的核心部件，负责将电能转化为机械能，驱动汽车行驶。
电动机具有高效、节能、环保等特点。
（2）电池电池是新能源汽车的能量来源，包括锂离子电池、镍氢电池等。
电池的性能直接影响新能源汽车的续航里程和充电时间。
（3）电机控制器电机控制器负责控制电动机的转速和扭矩，实现汽车的加速、减速和制动等功能。
（4）充电系统充电系统包括充电接口、充电器、充电桩等，负责为新能源汽车提供电能。
3. 新能源汽车实践操作（1）新能源汽车的充电1）充电桩类型：家用充电桩、公共充电桩、快充站；2）充电方式：慢充、快充；3）充电注意事项：充电环境、充电电流、充电时间等。
（2）新能源汽车的维护1）电池维护：检查电池电压、温度，定期进行充电保养；2）电动机维护：检查电动机轴承、冷却系统，定期进行润滑；3）其他部件维护：检查轮胎、刹车系统、灯光等。
- 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)。
2004年4月重庆大学学报Apr.2004 第27卷第4期Journal of Chongqing University Vol.27 No.4 文章编号:1000-582X(2004)04-0027-04混合动力电动汽车的研发实践Ξ任 勇1,秦大同2,杨亚联2,杨 阳2(1.长安汽车股份有限公司,重庆 400023;2.重庆大学机械传动国家重点实验室,重庆 400030)摘 要:混合动力汽车HEV(Hybrid Electric Vehicle)有两个以上的动力源,通过加速助力、再生制动、怠速启停等措施和系统能量管理,可实现比常规汽车CV(Conventional Vehicle)更好的动力性、经济性和排放性能。
采用集成发电机/电动机ISG(Integrated Starter and G enerator)和ISG控制器作为助力装置,采用蓄电池和电池管理系统作为能量平衡单元,采用多能源动力总成管理系统作为混合动力系统的中央控制单元,分别采用手动变速器M T(Manual Transmission)和自动变速器CV T作为混合动力汽车的传动系统,完成了两款混合动力电动汽车样车的研制。
关键词:混合电动汽车;ISG电机;蓄电池;无级变速器 中图分类号:U469.72文献标识码:A 汽车给人们生活带来便利的同时,也带来了“能源消耗,环境污染”两大问题。
目前,世界上46%以上的石油被汽车所消耗,已探明的石油资源只够人们充分使用到2040～2050年[1],而且城市污染50%以上也来源于汽车。
北京市机动车尾气排放对大气污染物中CO、HC、NOx的分担率分别为63.4%,73.5%和46%,上海市更为严重,分别为86%、96%和56%;广州、天津、重庆等许多大中型城市情况也类似[2]。
为了满足人类可持续发展的需要,许多国家都开始了新一代汽车的研制。
1993年美国开始执行“新一代汽车伙伴计划—PN GV(Partnership for a New G en2 eration of Vehicles)”,随后日本也启动了政府“先进清洁汽车项目—ACE(Advanced Clean Energy Vehicle Project)”,而欧洲则提出了“明日汽车—The Car of Tomorrow”计划。
1999年4月,中国政府在北京召开了“全国清洁汽车行动大会”,决定在北京、上海等12个大城市进行“清洁汽车试验示范”活动,以实施城市“蓝天”计划。
电动汽车能量来源广泛,是理想的清洁汽车,而混合动力汽车兼顾了传统汽车和电动汽车的优点,有较好的环保、节能效果,成本及运营成本低,是目前世界上最为成熟的电动汽车[3-5],正逐步得到推广与应用。
1 混合动力电动汽车原理混合动力电动汽车(Hybrid Electric Vehicle,简称HEV)采用了两种动力装置(内燃机和电动机),通过储能装置(蓄电池等)和控制系统对能量的调节,实现最佳的能量分配,达到整车的低排放、低油耗和高性能。
HEV融合了燃油汽车和电动汽车的优点,是最具有市场价值的低排放和低油耗汽车。
1.1 混合动力电动汽车原理混合动力电动汽车有两个动力源,当汽车爬坡或加速时,如图1所示,两个动力源联合输出动力,蓄电池输出的电能通过电机进行助力;当汽车在下坡或制动时,发电机发电可以对再生或制动能量进行回收,以电能形式储存在蓄电池中;当汽车较长时间怠速停车时,可以通过控制发动机熄火,实现怠速启停,节省燃油。
由于辅助动力的助力作用,在保证汽车相同的动力性能条件下,可相应减小混合动力电动汽车发动机的功率及排量需求,减少了汽车燃油消耗;同时通过再Ξ收稿日期:2003-10-10基金项目:国家自然科学基金资助项目50305037;国家863重点项目2001AA501300;重庆市科委攻关项目资助7532;重庆市科委应用基础研究项目资助作者简介:任勇(1965-),男,重庆市人,长安混合动力汽车项目副总设计师,主研方向为混合动力传动、电气传动。
图1 HEV 原理简图生及制动能量的回收,以及避免汽车在油耗较高的怠速工况区运行(怠速启停),进一步减少了汽车燃油消耗;混合动力电动汽车通过控制辅助动力的功率及扭矩输出大小,可以优化控制发动机的工作点,使整车的废气排放得到显著的改善。
因此混合动力电动汽车既具有良好的动力性、经济性,也有较低的废气排放水平。
1.2 混合动力电动汽车的类型按照动力传动系统的连接方式,混合动力电动汽车可分为串联式混合动力电动汽车SHEV (Series HEV )、并联式混合动力电动汽车PHEV (Parallel HEV )和混联式混合动力电动汽车CHEV (Combined HEV )。
串联式混合动力系统利用发动机和发电机提供电能,电动机是唯一的驱动源,如图2。
由于发动机与驱动车轮之间没有直接的机械连接,发动机不受汽车行驶工况影响,始终在最佳工作区稳定运行,特别适用于在市区低速运行的工况,汽车在起步和低速时还可以关闭发动机,只利用电池提供驱动功率,达到零排放要求。
图2 串联式混合动力系统SHEV 构成简图它的主要缺点是发电机和电动机功率较大,发动机输出的机械能需经过两次能量转换变为驱动汽车的机械能,能量转化损失大,机电能量转换效率较低,使燃油利用率比较低。
并联式混合动力系统中有发动机和电动机两套驱动系统,如图3所示,利用发动机和电机共同驱动车轮。
它们可分开工作也可一起协调工作,共同驱动,所以可以在比较复杂的工况下使用,应用范围比较广。
由于发动机与驱动车轮之间机械连接,没有串联将机械能转换为电能的发电机,因此提高了能量转化效率。
并联系统结构紧凑,比较适用于轿车。
但并联混合动力系统的传动系统较为复杂,工作模式较多,控制系统复杂。
图3 并联式混合动力系统PHEV 构成简图混联式(串并联式)混合动力电动汽车则综合了串联式和并联式混合动力电动汽车的结构特点。
混合动力电动汽车按照电机相对发动机的功率比大小可以分为助力型(轻度混合)、双模式型(中度混合)和续驶里程延长型。
按行驶过程中电池电量的控制方式可分为电量维持型混合动力系统和电量消耗型混合动力系统。
1.3 混合动力电动汽车的基本构成混合电动汽车主要由原动机,包括发动机及牵引电机(Traction Motor ),载荷均衡装置(Load Leveling Device )或能量管理单元、动力传动系统(Power Trans 2mission )组成。
电机是电气驱动系统的核心,电机的性能、效率直接影响电动汽车的性能,此外,电机的尺寸、重量也影响到汽车的整体效率。
在电动汽车和混合动力电动汽车中常用的牵引电机有交流异步电动机、永磁电动机(包括永磁同步电机和永磁无刷直流电机)和开关磁阻电动机等。
能量管理系统是提高混合动力汽车经济性、动力性和减少废气排放水平的关键,该系统包括储能单元、能量管理单元和混合动力系统中央控制单元。
常用的储能单元有电化学电池、燃料电池、飞轮电池及超大容量电容等。
动力传动系统用于均衡、传递并调节混合动力源的输出转矩与功率,以满足整车动力驱动的需要。
主要包括扭矩或转速合成器、离合器、变速器、传动轴、驱动车轮等。
2 HEV 研发实践长安汽车公司在国家863重点项目的资助下,在长安“羚羊”轿车平台上开展了长安混合动力汽车的研82重庆大学学报 2004年发工作。
所研发的混合动力汽车系统结构如图4所示:长安混合动力系统中采用了两个动力源,一个是传统的四缸电喷发动机,采用发动机电控单元ECU (En 2gine Control Unit )和电子油门进行控制,另一个是集成的发电机/电动机ISG (Integrated Starter and G ener 2ator )作为动力辅助单元,ISG 的额定功率相对发动机较小,是一种轻度混合动力系统。
当混合动力汽车上坡及加速工况时,ISG 用作电动机使用,对整车进行助力,提高汽车的爬坡能力和动力性;当下坡或刹车制动工况时,ISG 作发电机使用,再生或制动的能量通过ISG 发电,将电能储存在蓄电池中;当汽车处于长期怠速的驻车工况时,系统通过ECU 自动使发动机熄火,达到节能、环保的目的。
图4 长安混合动力汽车的系统结构ISG 通过ISG 控制器和驱动器进行控制。
电池组的荷电状态通过电池能量管理系统进行控制,传统的12V 用电系统则通过DC/DC 变换,将电池组的高电压转换成12V 系统所需的充电电压,对12V 系统进行充电。
长安混合动力汽车的传动系统既可采用手动换挡变速器M T (Manual Transmission ),也可采用无级自动变速器CV T (Continuously Variable Transmission )。
混合动力系统中所有的控制子系统,通过CAN (Con 2troller Area Network )总线向多能源动力总成管理系统发送子系统运行信息,同时接受多能源总成管理系统的控制命令,混合动力系统的控制协调通过多能源总成管理系统实现。
2.1 装用M T 的混合动力电动汽车方案装用M T 的混合动力系统如图5所示。
为了降低混合动力系统的复杂程度,降低制造成图5 ISG 型M T 混合动力系统结构本,采用装用手动变速器M T (Manual Transmission )的混合动力汽车方案。
ISG 采用外挂盘式电机与发动机曲轴相连。
其布置如图6所示。
采用多能源动力总成管理模块总成对整个混合系统进行协调与控制。
图6 ISG 型M T 混合动力样车发动机仓布置2.2 装用CV T 的混合动力电动汽车方案为了提高混合动力系统的性能,我们同时也开发了装用CV T 自动变速器的高技术含量的混合动力样车,如图7所示。
CV T 的速比连续变化,在混合动力系统的运行过程中,CV T 既能连续调节发动机的工作点,也能调控ISG 电机的工作点,能有效提高系统的综合效率,提高整车燃油经济性,减少排放,也可以减少工况切换过程中的冲击振动,提高乘坐舒适性。
3 结论1)混合动力系统通过加速助力、再生制动、怠速启停等措施,实现了整车动力性、经济性的提高和排放的减少。
92第27卷第4期 任 勇等: 混合动力电动汽车的研发实践a ) ISG 型CV T混合动力汽车系统结构图7 b )ISG 型CV T 混合动力样车 2)混合动力系统包括动力源、传动系统、能量平衡及管理单元构成,按动力传动系统的连接方式可以分为串联、并联及混联式混合动力系统。
3)研发的M T 及CV T 型ISG 混合动力系统初步获得了成功,系统功能初步完备。
实践表明了混合动力传动原理的正确性,但混合动力汽车性能的提高,还需要对混合动力汽车系统的匹配和控制进行进一步的优化。