新能源汽车技术-第5章 混合动力电动汽车课件.ppt

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1、第5章混合动力电动汽车1.混合动力电动汽车动力系统设计2.混合动力电动汽车制动能量回收系统3.混合动力电动汽车车型实例5.1概述混合动力电动汽车—装有两个以上动力源的汽车车载动力源：内燃机、蓄电池、燃料电池、太阳能电池等当前混合动力电动汽车一般是指：内燃机+蓄电池5.1.1混合动力电动汽车的分类按连接方式分：串联式(SHEV)、并联式(PHEV)、混联式(PSHEV)、复合式(CHEV)（CHEV电机功率流可双向流动）按混合程度分：微混混合动力电动汽车—起停混合（10%左右）轻混混合动力电动汽车—混合度在20％以下强(中)混混合动力电动汽车—混合度在30％

2、左右）全混混合动力电动汽车—混合度在50％以上5.1.2纯电动汽车的组成与原理1.串联式混合动力电动汽车-电力驱动是唯一的模式组成：发动机、发电机、驱动电动机三大总成发动机仅用于发电，产生的电能用于驱动电动机或向蓄电池充电特点：发动机经常工作在高效区；排污最低；结构简单；尺寸大；效率低（发动机效率40%，发电机效率90%。电动机效率80%）2.并联式混合动力电动汽车组成：发动机、电动机/发电机两大总成特点：两大总成功率可叠加，可采用小功率发动机与电机；可以采用发动机单独驱动、电动机单独驱动或者发动机和电动机混合驱动三种工作模式；尺寸较小并联式混合动力电动汽车的

3、驱动方式驱动力合成式—a可采用小功率发动机单独驱动前轮，电机驱动后轮；也可独立驱动。转矩合成式—b、c发动机可直接驱动或向电池充电；电机可驱动车轮或起动发动机。转速合成式—d发动机和电机通过“动力组合器”(行星齿轮机构)进行转速配合驱动车轮。3.混联式混合动力电动汽车-串并联式的综合组成：发动机、发电机、电动机、行星齿轮机构和蓄电池组等特点：动力从发动机输出，通过行星齿轮机构，一部分转矩传送到发电机发电，输给电动机或蓄电池；另一部分传送到电动机并输出到驱动轴。结构复杂，成本高5.1.3混合动力电动汽车的特点1）采用小排量的发动机，降低了燃油消耗；2）可以使发动

4、机经常工作在高效低排放区，提高了能量转换效率，降低了排放；3）将制动、下坡时的能量回收到蓄电池中再次利用，降低了燃油消耗；4）在繁华市区，可关停内燃机，由电机单独驱动，实现“零”排放；5）电机和内燃机联合驱动提高了车辆动力性；6）利用现有的加油设施，具有与传统燃油汽车相同的续驶里程。5.1.4混合动力电动汽车的关键技术1.驱动电动机及其控制技术2.动力电池及其管理系统3.整车能量管理控制系统主要是进行功率控制与工作模式切换控制。合理分配电动机、发动机、电池的功率输出，实现能量利用率最优，使燃油能量转换效率尽可能高；4.动力传动系统匹配合理选择和匹配发动机功率、

5、电池容量、电动机功率，确定合理的混合度，是汽车性能最佳。5.能量再生制动回收系统最大限度回收制动能量，并保证制动安全和行驶稳定性5.2混合动力电动汽车动力系统设计要求：1）安装较小型发动机并使高效工作2）合理回收制动能量3）采用高效电动机5.2.1发动机选择发动机功率偏大，经济性和排放性差；发动机功率偏小，后备功率小，动力电池多，重，续驶里程短。综合考虑选择：最大功率55kw；最高转速6000r/min5.2.2电动机选择根据逆变器/电动机控制策略：恒转矩模式(基速以下)、恒功率模式(从基速到最大速度)和有限转差模式，选择电动机参数。交流永磁同步电动机功率15

6、kw；最高转速9000r/min5.2.3控制策略起步或低速工况：电机单独驱动，发动机关机正常行驶：发动机输出功率一部分直接驱动，另一部分经发电机向电动机供电。加速工况：电动机、发动机共同驱动减速/制动工况：电动机以发电模式工作电池充电工况：SOC低，发动机向电池充电5.3混合动力电动汽车制动能量回收系统5.3.1混合动力电动汽车制动力分配控制策略制动力由前后轮制动器提供的制动力和电动机提供再生制动力（只加在驱动轮上）。1.前、后轮制动力理想分配时的控制策略2.前、后轮制动力比例分配时的控制策略-并行制动即：再生制动与机械制动以固定关系分享驱动轮制动力3.最优

7、能量回收控制策略5.4混合动力电动汽车车型实例1.丰田普锐斯能源方案：燃油+电动（镍氢电池）第三代新普锐斯依然沿用原双电机设计，引入1.6升4缸发动机替代原1.5升动力，在半充电状态，普瑞斯依然可以提供20千瓦动力。普锐斯电池组重53.3千克，由28组松下棱柱镍氢电池模块构成，总计168个电池，串联标称电压合计201.6伏，照上一代的38组228电池有所减少。2.雷克萨斯HS250h能源方案：燃油+电动（镍氢电池） HS250h混合动力被设计得体积更小，更有效率，针对欧洲二氧化碳排放标准。长4500MM，宽1750mm，高1450mm，轴距2700mm，采用

8、2.4升直4引擎，峰值输出功率169马