混合动力电动汽车结构与原理介绍2.ppt

3.3.1 多能源控制系统的组成 组成简图发动机控制模块发动机控制模块电池管理模块电池管理模块驱动电动机驱动电动机控制模块控制模块电动电动/ /发电机发电机(ISG)(ISG)控制模块控制模块驱动系统驱动系统控制模块控制模块燃油喷射控制燃油喷射控制进气及增压系统进气及增压系统排气净化系统排气净化系统启动关闭控制启动关闭控制电池充、放电电池充、放电S SOOC C报警系统报警系统变频器变频器电压调节电压调节电流调节电流调节发动机启动发动机启动发电发电制动能量回收制动能量回收发动机驱动模式发动机驱动模式电动机驱动模式电动机驱动模式混合动力驱动模式混合动力驱动模式多能源控制系统多能源控制系统3.3.2 多能源控制系统的作用 多能源动力总成控制系统 根据车辆行驶要求、运行环境（如循环工况）、动力系统各部件的工作特性（如发动机、电机的效率map图）和工作状态（如蓄电池荷电状态SOC），按预设的车载能量管理策略和动力系统能量动态分配控制策略，确定动力流路径、动力分配方式及其能量大小，将车辆行驶需求功率(或转矩)在发动机和电机之间进行合理分配，以达到提高整车综合性能（高动力性、低油耗和低排放）和保证动力系统各部件使用寿命的目的。

3.3.2 多能源控制系统的作用 发动机控制模块 发动机控制系统在多能源控制系统中占重要地位，包括电子燃油喷射控制、增压控制、空燃比控制、点火控制(汽油机)、爆震控制、怠速控制、排放控制、发动机自诊断等 在HEV上需特别考虑控制发动机在燃料消耗量最少、排放有害污染物最低和效率最佳状态下工作，以及实现“起动关闭”操纵方式等3.3.2 多能源控制系统的作用 驱动电动机控制模块 主要根据动力电池组的能量和不同类型的驱动电动机的技术性能，来选择所需要的变频器及其控制方法3.3.2 多能源控制系统的作用 集成式起动/发电机ISG/ISA (Integrated Starter Generator/Alternator)控制模块 ISG/ISA集起动电机和发电机两大功能于一体 ISG/ISA将发动机迅速起动到怠速转速以上 ISG/ISA可输出辅助动力，提供车辆超车和加速所需的额外动力 ISG/ISA可作为发电机吸收发动机的部分动力，转换为电能储存到动力电池组中 ISG/ISA可作为发动机的飞轮用于平衡发动机的振动 ISG/ISA的控制方法基本与驱动电动机的控制方法相同3.3.3 多能源控制系统的目标 最佳的燃油经济性 最低的排放 最佳的驱动和驾驶性能 最低的系统成本3.3.4 多能源控制系统的考虑因素发动机 优化发动机工作点 基于最佳燃油经济性、最低排放或者二者选其一，根据发动机万有特性图确定最优工作点。

优化发动机工作线 发动机发出不同功率时，相应的最优工作点就构成发动机最优工作线 优化发动机工作区 在发动机万有特性图上，发动机有一个首选的工作区，在此工作区内，燃油经济性和效率最高3.3.4 多能源控制系统的考虑因素发动机 最小化发动机动态波动 控制发动机的工作转速以避免波动，从而使发动机的动态波动达到最小 限制发动机最低转速 当发动机低速运行时，燃油效率很低，因此当发动机转速低于某一值时，应停止发动机的工作 减少发动机开/关次数 频繁地开/关发动机，会引起油耗和排放增加，因此应使发动机的开/关次数降低到最少3.3.4 多能源控制系统的考虑因素蓄电池 保持合适的蓄电池荷电状态SOC 蓄电池SOC须保持在适当的水平，以便在车辆加速时能向电机提供足够的功率，在汽车制动或下坡时能回收再生制动能量若蓄电池SOC过高，应停止发动机的工作或使之怠速运转，以防止发动机驱动电机发电而向蓄电池充电 安全的蓄电池电压 在放电、发电机充电或再生制动时，蓄电池电压会发生很大变化，应避免蓄电池电压过低或过高，否则蓄电池会产生永久性损坏3.3.4 多能源控制系统的考虑因素驱动系统 驱动模式选择 合理选择发动机驱动模式、电动机驱动模式及混合驱动模式，以及确定最佳的驱动模式切换时机。

在某些城市或地区混合动力电动汽车应以纯电动模式工作，该转变可通过手动或自动来控制 混合驱动模式中机、电分配适当(发动机和电动机的动力匹配) 车辆以混合驱动模式行驶时，发动机和电动机(蓄电池)应合理分担车辆所需功率，以减少油耗和排放3.3.5 混合动力电动汽车实例分析 丰田公司混合动力电动汽车 3.3.5 混合动力电动汽车实例分析 丰田公司混合动力电动汽车 3.3.5 混合动力电动汽车实例分析 本田公司混合动力电动汽车Insight Insight (3.4L/100km)(3.4L/100km)CIVICCIVIC3.3.5 混合动力电动汽车实例分析 欧洲混合动力电动汽车 Peugeot 307Peugeot 307CitronCitron C4 C4 HybrideHybride HDiHDiDaimlerChrysler S350DaimlerChrysler S350Direct HybridDirect Hybrid307 CC 307 CC CoupCoupCabriolet Cabriolet HybrideHybride HDiHDiAUDI Q7 HybridAUDI Q7 HybridSaab 9-3 hybrid concept carSaab 9-3 hybrid concept car3.3.5 混合动力电动汽车实例分析 欧洲混合动力电动汽车 Solaris Bus & Coach Co.Solaris Bus & Coach Co.PhileasPhileas guided articulated guided articulatedvehicle system vehicle system UrbinoUrbinoVolvo Group heavy-duty vehiclesVolvo Group heavy-duty vehicles3.3.5 混合动力电动汽车实例分析 欧洲Plug-in混合动力电动汽车 AmberjactAmberjact project projectDaimler Chrysler plug-in Daimler Chrysler plug-in parallel hybrid Sprinterparallel hybrid SprinterMINI QEDMINI QEDPIAGGIO plug-in hybridPIAGGIO plug-in hybrid3.3.5 混合动力电动汽车实例分析 我国混合动力电动汽车3.3.5 混合动力电动汽车实例分析 我国混合动力电动汽车3.3.5 混合动力电动汽车实例分析 我国混合动力电动汽车红旗混合动力轿车红旗混合动力轿车东风混合动力轿车东风混合动力轿车3.3.5 混合动力电动汽车实例分析 我国混合动力电动汽车东风混合动力客车东风混合动力客车一汽混合动力客车一汽混合动力客车3.3.5 混合动力电动汽车实例分析 武汉理工大学混合动力电动汽车串联混合动力电动轿车串联混合动力电动轿车串联混合动力电动客车串联混合动力电动客车3.3.5 混合动力电动汽车实例分析 “十一五”863计划节能与新能源汽车重大项目混合动力电动汽车技术指标要求。

指标测试标 准（客车/乘用车）混合动力城市客车动 力系统技术平台(油电/气电混合)混合动力乘用车动 力系统技术平台弱混合中混合强混合动力性加速时间GB/T19752-2005与基础车 相当经济 性与基础车 相比能量消耗降低率GB/T19753-2005/GB/T19754-200535(GB /T 12545-1990)7(NEDC)20%(NEDC)35%(NEDC)排放排气污染物GB/T19755-2005满足国3标准满足国4标准噪声加速行驶车 外噪声GB 1495-2002满足GB 1495-2002可靠性平均故障间隔里程GB/T 19750-20053000km5000km耐久性首次大修里程(混合动力主要部件)GB/T12678-19908万公里10万公里3.3.5 混合动力电动汽车实例分析 本田Insight并联混合动力电动汽车 转矩合成式弱混合并联HEV，汽油发动机为主要动力，电动/发电机(IMA)为辅助动力2002年美国汽车使用市场上最节油的汽油机汽车(两座两门跑车)3.3.5 混合动力电动汽车实例分析 本田Insight并联混合动力电动汽车PCUPCU蓄蓄电电电电池池发发发发动动动动机机电动电动电动电动机机& &发电发电发电发电机机(IMA)(IMA)变变变变速器速器结构示意图结构示意图3.3.5 混合动力电动汽车实例分析 本田Insight并联混合动力电动汽车1. 技术性能参数尺寸总长 (mm)3945发动 机形式VTEC稀薄燃烧汽油机总宽 (mm)1695总高(mm)1355气缸数(个)3轴距(mm)2400排量(L)1轮距(mm): 前轮1435额定功率/转速(kW/rpm)50/5700 后轮1325额定转矩/转速(kW/rpm)91/4800质量整备质 量(kg)840IMA功率(kW)10发动 机质量(kg)56转矩(N.m)35电机质量(kg)10性能最大功率(kW)56电池组质 量(kg)20最大转矩(N.m)113总质 量(kg)1050试验 油耗(L/100km)3.41电池组类型镍氢市区工况(L/100km)3.761单体数量(个)120公路工况(L/100km)3.29总电压 (V)144096km/h加速时间 (s)10.63.3.5 混合动力电动汽车实例分析 本田Insight并联混合动力电动汽车2.驱动系统(1)发动机铝制、直列三缸、12气门、排量1L、VTEC变气门正时和升程的“极端稀薄燃烧”型发动机，空燃比由过去的23:1扩大到26:1。

配置了起动-停车自动控制系统，能有效地控制跑车在停车时自动关闭发动机，在起动时能快速起动3.3.5 混合动力电动汽车实例分析本田Insight并联混合动力电动汽车2.驱动系统(2)集成式起动/发电机IMA (Integrated Motor Assist) 电动/发电机为永磁无刷电机，功率为10kW/3000rpm，采用用钕磁永磁体制造，薄型电动机厚度60mm 电动/发电机直接装在发动机的输出轴末端，起动时充分发挥电动/发电机低速大转矩的作用，使发动机快速起动 发动机起动后电动/发电机发电，将部分动力转换为电能储存到动力电池组中 加速或爬坡时，电动/发电机可使车辆增加8kW的辅助功率 制动时，电动/发电机能实现再生制动能量的反馈回收3.3.5 混合动力电动汽车实例分析本田Insight并联混合动力电动汽车2.驱动系统(2)集成式起动/发电机IMA (Integrated Motor Assist) 3.3.5 混合动力电动汽车实例分析 本田Insight并联混合动力电动汽车2.驱动系统(3)动力电池组 镍氢电池，整个动力电池组的电压为144V，容量为6.5Ah，总质量仅20kg4)变速器 手动5档变速器或钢带带轮无级自动变速器(CVT)。

3.3.5 混合动力电动汽车实例分析 本田Insight并联混合动力电动汽车3.驱动模式(1)发动机驱动模式 汽油发动机驱动是基本驱动模式，电动/发电机只是辅助动力装置发动机与电动/发电机的输出轴直接相连接2)混合驱动模式 汽车在加速或爬坡时，电动/发电机提供附加转矩，形成发动机电动/发电机共同驱动的混合驱动模式发动机和电动/发电机在同一根轴上，动力输出时它们的转矩互相叠加1ps=745.7w3.3.5 混合动力电动汽车实例分析 本田Insight并联混合动力电动汽车4.工作模式 起动3.3.5 混合动力电动汽车实例分析 本田Insight并联混合动力电动汽车4.工作模式 加速3.3.5 混合动力电动汽车实例分析 本田Insight并联混合动力电动汽车4.工作模式 匀速3.3.5 混合动力电动汽车实例分析 本田Insight并联混合动力电动汽车4.工作模式 。