新能源汽车电子教案 第四章 混合动力汽车.docVIP

第四章 混合动力汽车 [学习目标] 1.掌握混合动力汽车的定义与分类。 2.学习混合动力汽车的工作原理，首先应该掌握混合动力汽车的主要结构。 3.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。 4.通过对混合动力汽车的学习，请读者了解我国混合动力汽车的现状和发展前景。 第一节混合动力汽车的结构 一、混合动力汽车的定义 混合动力汽车（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。 二、混合动力汽车的主要动力总成元件 1．发动机 2．驱动电机 3．电池 4.动力分配装置: 三、混合动力汽车的智能控制系统 混合动力汽车的控制系统有以下的功能： 1）使混合动力汽车的动力性能能够达到或接近现在内燃机汽车的水平。 2）最大限度的发挥电动机驱动的辅助作用，使混合动力汽车的燃油消耗量尽量降低，实 现 发动机的节能化。 3）实现多能源控制，混合动力汽车关键的控制技术，是对内燃机驱动系统和对电动机驱动系统实现双重控制。 4）在环保方面，达到“超低污染”的环保标准。 5）操作装置和操纵方法上继承或沿用内燃机汽车主要操作装置和操纵方法。 四、混合动力汽车的发动机: 混合动力汽车的燃油经济性能高，而且行驶性能优越，混合动力汽车的发动机要使用燃油，而且在起步、加速时，由于有电动马达的辅助，所以可以降低油耗。 1. 阿特金森循环发动机的定义 阿特金森循环是一种1882年由James Atkinson发明的内燃机形式。阿特金森循环发动机提高了效率，现阶段用在某些混合动力车辆上。 2. 阿特金森循环发动机的工作原理 阿特金森循环发动机其实并不需要在普通发动机上做太大修改，只是改变气门开闭的时机。在阿特金森循环中，在活塞到达下止点后上升时，吸气气门仍然开放，这样有一部分混合气体被推回到进气歧管，进而提高了爆炸的膨胀比，利于提高燃油效率。 3. 阿特金森循环发动机的缺点 1）独特的进气方式让低速扭矩很差 2）长活塞行程不利于高转速运转 第二节混合动力汽车分类和工作原理 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.在减速和制动工况下，对部分能量进行吸收； 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20％以下。 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hybrid 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。 第三节混合动力汽车的发展历程及现状 一、世界上最早的混合动力汽车 。1834年，Thomas Davenport制造了一辆电动三轮车，它由一组不可充电的干电池驱动，只能行驶一小段距离。其中，大名鼎鼎的费迪南德·保时捷在上世纪末就为一家名为JacobLohner的公司开发出一款油电混合动力汽车，甚至造出了四驱版本。 到1912年，美国己有3400辆电动汽车注册。但是，1911年Kettering发明了汽车发动机，使得燃油汽车相对于电动汽车来说更具有吸引力，从此打破了电动汽车在市场的主导地位，20世纪30年代，电动汽车