混合電動汽車課件

混合電動汽車（HEV）

電動汽車的概述電動汽車的特點電動汽車的分類混合電動汽車（HEV）電動汽車的關(guān)鍵技術(shù)電動汽車的結(jié)構(gòu)及工作原理

1電動汽車的概述

電動汽車是與燃油汽車相對應的，1881年就出現(xiàn)了電動汽車。在20世紀20年代達到了鼎盛時期，然而在燃油汽車出現(xiàn)后電動汽車無論在整車質(zhì)量、動力性能、行駛里程、機動性和靈活性方面愈來愈落后于燃油汽車。在全球溫室效應與能源問題逐漸受到各國政府的重視下，主要國家之污染法規(guī)漸趨嚴格，因此對低污染車輛之需求勢必增加。隨著各種高性能蓄電池和高效率電機不斷地出項，使人們把目光又轉(zhuǎn)向了零污染或超低污染排放的電動汽車。從20世紀70年代起，新一代電動汽車脫穎而出，出現(xiàn)了各種高性能的電動汽車。電動汽車的分類蓄電池電動汽車（EV）燃料電池電動汽車（FCEV）混合電動汽車（HEV）

3.混合電動汽車（HEV）

從世界范圍內(nèi)電動汽車的發(fā)展過程看，電動汽車的研究是從單獨依靠蓄電池供電的純電動汽車開始的。由于純電動汽車是單獨依靠蓄電池供電的，而目前動力電池的性能和價格還沒有取得重大突破，因此，純電動汽車的發(fā)展沒有達到預期的目的。目前燃料電池研究還沒有取得重大突破，燃料電池電動汽車的發(fā)展也受到了限制。在此情況下，混合動力汽車成為電動汽車開發(fā)過程中最有可能市場化的一種新車型，它將現(xiàn)有內(nèi)燃機與一定容量的儲能器件通過先進控制系統(tǒng)相組合，可以大幅度降低油耗，減少污染物排放。國外普遍認為它是投資少、選擇余地大、易于滿足未來排放標準和節(jié)能目標、市場接受度高的主流清潔車型，從而引起各大汽車公司的關(guān)注。3.1HEV的工作過程

HEV采用發(fā)動機-發(fā)電機和電動驅(qū)動系統(tǒng)。發(fā)動機的動力保證HEV正常行駛時所需要的基本動力。然后采用控制發(fā)動機轉(zhuǎn)速范圍、降低發(fā)動機的最高轉(zhuǎn)速、保持發(fā)動機的穩(wěn)定均衡地運轉(zhuǎn)和“開—關(guān)”的控制方式，使發(fā)動機避開啟動、怠速和轉(zhuǎn)速突然變化時，燃料燃燒不完全而引起的燃料經(jīng)濟性降低和增加有害氣體的排放。HEV以電動機驅(qū)動作為輔助動力。一般在HEV發(fā)動機啟動、車輛啟動、加速和爬坡時起作用。同時還起發(fā)電機的作用，使發(fā)動機的動能轉(zhuǎn)換為電能，儲存到電池組中去。3.2按發(fā)動機和電動機的不同形式的組合可分為：(1)串聯(lián)式混合動力電動汽車（SHEV）(2)并聯(lián)式混合動力電動汽車（PHEV）(a)發(fā)動機軸動力組合式(b)動力組合器組合式(c)驅(qū)動輪動力組合式(3)混聯(lián)式混合動力電動汽車（PSHEV）(a)動力組合器動力組合式(b)驅(qū)動輪動力組合式日本、美國開展了混合動力電動汽車的研究。混合動力電動轎車多采用并聯(lián)和混聯(lián)的結(jié)構(gòu)型式不同，混合動力電動公共汽車的結(jié)構(gòu)型式以串聯(lián)為主。在1998年，通用公司研制出的Gen2斯特靈混和動力車，使用斯特靈發(fā)動機通用公司Gen2混合動力樣車

混合動力系統(tǒng)采用以發(fā)動機為主動力、利用馬達進行輔助的并聯(lián)驅(qū)動方式。當車速降到60km/h以下時，Stop＆Start系統(tǒng)就會停止發(fā)動機工作。馬達可通過減速時回收能量來向電池蓄電，當車速在50km/h以下時僅憑馬達行駛。在加速及電池沒電時，便會自動切換至發(fā)動機驅(qū)動。為了停止發(fā)動機工作后仍可憑借馬達行駛，在發(fā)動機與馬達之間采用了干式離合器。馬達在連續(xù)使用時的額定功率為16kW，可產(chǎn)生80N·m的扭矩。在超車等情況下進行暫時輔助時，最大輸出功率為23kW，最大扭矩為130N·m。馬達與逆變器連接，以210～380V的電壓驅(qū)動。在車輛后部通常用于配備備用輪的位置上配備了由240個電池單元構(gòu)成的鎳氫充電電池。充電電池的容量為6.5Ah，普通電壓為288V。僅憑馬達可持續(xù)行駛5km。

配備柴油混合動力系統(tǒng)的展示車,左為“標致307混合動力HDi，右為“雪鐵龍C4混合動力HDi。雪鐵龍C4柴油混合動力系統(tǒng)的構(gòu)成示意圖柴油混合動力系統(tǒng)的驅(qū)動系統(tǒng)構(gòu)成示意圖“雪鐵龍C4混合動力HDi”發(fā)動機室4電動汽車的關(guān)鍵技術(shù)(1)多能源總成控制系統(tǒng)(2)超級電容器(3)電機及其控制系統(tǒng)(4)燃料電池發(fā)動機(5)動力蓄電池4.2超級電容器超級電容器具在混合動力汽車和電動車停車時，由外接電源箱超級電容器充電時電容器積聚大量的電荷。然后在車輛行駛時，其釋放電能放電來向驅(qū)動電動機提供電能。在這個過程中沒有熱和化學反應，不需要高速旋轉(zhuǎn)的飛輪，不存在對周邊環(huán)境的污染，也沒有任何噪聲，結(jié)構(gòu)簡單，質(zhì)量輕，體積小，是一種更加理想的儲能器。4.3電機及其控制系統(tǒng)

電動汽車的電機驅(qū)動系統(tǒng)目前主要有3種類型：（1）異步電機驅(qū)動系統(tǒng)由于轉(zhuǎn)子十分堅固，適合于高速運轉(zhuǎn)。（2）永磁同步電機驅(qū)動系統(tǒng)由于運行效率高，控制相對容易而被廣泛應用。（3）開關(guān)磁阻電機驅(qū)動系統(tǒng)具有一些很有特色的優(yōu)點：電機結(jié)構(gòu)簡單、堅固、維護方便甚至免維護，起動及低速時轉(zhuǎn)矩大電流小，高速恒功率區(qū)范圍寬、性能好，使系統(tǒng)總調(diào)速范圍寬，在寬廣的轉(zhuǎn)速及功率范圍內(nèi)均有高效率（在汽車運行工況下的總體效率高）6電動汽車與內(nèi)燃機汽車的比較