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混合动力汽车动力耦合技术 LH车辆1202班 提纲混合动力汽车的构型分析混合动力汽车的动力耦合技术混合动力汽车的概念GB/T 19596-2004 电动汽车术语 混合动力(电动)汽车 ( Hybrid Electric Vehicle)HEV,指能够至少从下述两类车载储存的能量中获得动力的汽车：－可消耗的燃料；－可再充电能/能量储存装置。 串联式混合动力(电动)汽车 Series Hybrid Electric Vehicle:SHEV车辆的驱动力只来源于电动机的混合动力(电动)汽车； 并联式混合动力(电动)汽车 Parallel Hybrid Electric Vehicle:PHEV车辆的驱动力由电动机及发动机同时或单独供给的混合动力(电动)汽车； 混联式混合动力(电动)汽车 Combined Hybrid Electric Vehicle: CHEV同时具有串联式、并联式驱动方式的混合动力(电动)汽车。 插电式混合动力(电动)汽车Plug-in Hybrid Electric Vehicle: PHEV可以使用电力网(包括家用电源插座)对动力电池充电的混合动力汽车，具有纯电动行驶较长距离的功能，但需要时仍然可以工作在全混合模式。混合动力汽车的构型分析混合动力驱动系阶次: 混合动力驱动系阶次是指驱动系中所具有的可独立驱动车辆行驶的单个驱动系数目，记为ND；混合动力驱动系联结部件：用于实现串联、并联的耦合部件的总称，比如实现电电混合的功率器件控制单元，用于实现机电混合动力的动力耦合装置等；混合动力驱动系指数: 混合动力驱动系指数是指驱动系中所具有的用于实现动力和能源合成的联接部件个数，记为NC。混合动力驱动系的复杂程度 混合动力汽车的构型分析车辆驱动系可抽象为如图示的典型结构。混合动力汽车的构型分析混合动力汽车的构型分析该混合动力驱动系的阶次为3，指数为2。复杂程度为3×2。具体为多种能源存储联合式串联 + 双轴联合式并联。混合动力汽车的构型分析混合动力汽车构型分析车载能源动力生成装置动力传动系能量存储能量调节和转化特性场转化装置驱动轮气罐发动机CVT前轮动力电池组前电动机前轮气罐发动机-前电动机后电动机后轮动力电池组后电动机后轮该混合动力驱动系的阶次为4，指数为3。复杂程度为4×3。具体为多种能源存储联合式串联 + 双轴联合式并联+驱动力联合式并联。混合动力汽车的构型分析混合动力汽车构型分析车载能源动力生成装置动力传动系能量存储能量调节和转化特性场转化装置驱动轮油箱发动机传动系统前轴油箱发动机-电动/发电机1电动/发电机2后轴动力电池组电动/发电机1传动系统前轴动力电池组电动/发电机2后轴该混合动力驱动系的阶次为4，指数为3。复杂程度为4×3。具体为多种能源存储联合式串联 + 双轴联合式并联+驱动力联合式并联。提纲混合动力汽车的构型分析混合动力汽车动力耦合技术 根据电动机和发动机的组合形式，可分为以下三类：HEV 动力耦合方式的分类动力耦合主要是针对并联或混联式混合动力车的动力系统，根据多个动力源输出动力耦合方式的不同，将HEV动力系统分为： 下面将分别从动力学和运动学规律、传动效率、能量流动路径等方面分别分析这4类传动方式的动力耦合过程。以两动力源为例，设动力源1(发动机)的输出扭矩为T1，输出转速为n1。动力源2(电动机)的输出扭矩为T2，输出转速为n2： 耦合后的输出扭矩为T3，输出转速为n3。扭矩耦合式转速耦合式牵引力耦合式混合耦合式1 扭矩耦合扭矩耦合式扭矩耦合式动力系统是指 2 个 ( 多个) 动力源的输出动力在耦合过程中 , 两动力源的输出扭矩相互独立 , 而输出转速必须互成比例 , 最终的合成扭矩是两动力源输出扭矩的耦合叠加 , 而合成转速则不是 两动力源输出转速的叠加 , 合成扭矩 式中 :η、k 分别为耦合效率和从动力源 2 到动力源 1的传动比 。依据机械结构的不同 , 扭矩耦合方式又可分为 齿轮耦合 、磁场耦合 、链或带耦合 3 种 。扭矩耦合1齿轮耦合式齿轮耦合这种动力耦合方式通过啮合齿轮 (组) 将多个输入动力合成在一起输出 。这种耦合 方式结构简单 ,可以实现单输入 、双输入等多种驱动方式 ,耦合效率较高 ,控制相对简单 ; 但由于齿轮是 刚性啮合的 ,在动力切换 、耦合过程中易产生冲击 。 T3 =η( T1 + k T2 ) ; n3 = n1 = 1/ k n2 扭矩耦合2 磁场耦合式 磁场耦合式 这种耦合方式是将电机的转子与发动机输出轴做成一体 ,通过磁场作用力将电机输出动力与发动 机输出动力耦合在一起 。这种耦合方式耦合效率高 ,结构紧凑 ,耦合冲击小 ,能量回馈方便 、效率 高 ;但混合度 (电机功率与发动机功率之比) 低 ,电机 一般只能起辅助驱动的作用