《新能源汽車(chē)概論》項(xiàng)目6

新能源汽車(chē)概論簽到掃碼下載文旌課堂APP掃碼簽到（2022.3.2515:00至2022.3.2515:10）簽到方式教師通過(guò)“文旌課堂APP”生成簽到二維碼，并設(shè)置簽到時(shí)間，學(xué)生通過(guò)“文旌課堂APP”掃描“簽到二維碼”進(jìn)行簽到。。項(xiàng)目六混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)

混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)是人們?cè)陂_(kāi)發(fā)純電動(dòng)汽車(chē)的過(guò)程中，為有利于市場(chǎng)化而推出的一種新車(chē)型。它可通過(guò)先進(jìn)控制系統(tǒng)，將現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)與一定容量的儲(chǔ)能器件進(jìn)行整合，從而大幅度降低油耗，減少污染物排放。由于它投資少、選擇余地大、易于滿(mǎn)足排放標(biāo)準(zhǔn)和節(jié)能目標(biāo)，且市場(chǎng)接受度高，因此引起各大汽車(chē)企業(yè)的關(guān)注。

混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)作為一種新興的節(jié)能型汽車(chē)，其技術(shù)和市場(chǎng)正處于蓬勃發(fā)展階段。隨著制造技術(shù)和控制技術(shù)的發(fā)展，混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的關(guān)鍵技術(shù)也將迎來(lái)飛速發(fā)展，在未來(lái)20～30年內(nèi)，混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)將會(huì)得到廣泛應(yīng)用。項(xiàng)目導(dǎo)讀達(dá)成目標(biāo)技能目標(biāo)思政目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)（1）熟悉混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的組成。（2）掌握混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的分類(lèi)和特點(diǎn)。（3）掌握串聯(lián)式、并聯(lián)式和混聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的結(jié)構(gòu)與原理。（4）熟悉混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力耦合類(lèi)型。（5）掌握混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的關(guān)鍵技術(shù)。

（1）能夠識(shí)別混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)。（2）能夠分析混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的工作原理和特點(diǎn)。（3）能夠分析混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的性能。（1）弘揚(yáng)愛(ài)崗敬業(yè)、甘于奉獻(xiàn)的職業(yè)精神。（2）培育崇尚技藝、求實(shí)創(chuàng)新的職業(yè)品質(zhì)。（3）堅(jiān)定投身民族復(fù)興的理想信念。

認(rèn)識(shí)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)6.1混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)項(xiàng)目6任務(wù)導(dǎo)入為了方便通勤，王先生決定購(gòu)買(mǎi)一輛新能源汽車(chē)。但是他對(duì)新能源汽車(chē)一點(diǎn)兒也不了解，不知道怎樣才能買(mǎi)到適合自己且性?xún)r(jià)比較高的新能源汽車(chē)。于是王先生發(fā)了一條朋友圈，向自己的朋友們請(qǐng)教。經(jīng)過(guò)朋友們的解說(shuō)，王先生了解到，新能源汽車(chē)中的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)比純電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)航能力強(qiáng)，且比傳統(tǒng)燃油汽車(chē)更環(huán)保。聽(tīng)了朋友們的介紹，王先生立馬對(duì)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)有了好感，當(dāng)即決定去4S店體驗(yàn)下混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)。

本任務(wù)要求學(xué)生從混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的結(jié)構(gòu)、分類(lèi)和特點(diǎn)等方面認(rèn)識(shí)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)，知識(shí)與技能要求如表所示知識(shí)與技能要求想一想任務(wù)6.1

認(rèn)識(shí)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)

混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)沿用了傳統(tǒng)燃油汽車(chē)的大部分傳動(dòng)系統(tǒng)，保留了傳統(tǒng)燃油汽車(chē)的操縱裝置，包括發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置、離合器和變速器的操縱裝置、加速踏板、制動(dòng)踏板等?；旌蟿?dòng)力電動(dòng)汽車(chē)一般由發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、儲(chǔ)能裝置、電動(dòng)附件等組成?；旌蟿?dòng)力電動(dòng)汽車(chē)任務(wù)6.1

認(rèn)識(shí)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)6.1.1混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的組成

1.發(fā)動(dòng)機(jī)

發(fā)動(dòng)機(jī)用于為發(fā)電裝置（發(fā)電機(jī)或驅(qū)動(dòng)電機(jī)）提供動(dòng)力，或用于直接驅(qū)動(dòng)車(chē)輛。

根據(jù)能量來(lái)源的不同，發(fā)動(dòng)機(jī)可分為汽油發(fā)動(dòng)機(jī)和柴油發(fā)動(dòng)機(jī)兩種類(lèi)型；

根據(jù)結(jié)構(gòu)原理的不同，發(fā)動(dòng)機(jī)可分為二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)、四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)和轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)等類(lèi)型。在混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)中，較常使用的是四沖程汽油發(fā)動(dòng)機(jī)。任務(wù)6.1

認(rèn)識(shí)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)6.1.1混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的組成

2.電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)

電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)主要有以下幾方面的作用。（1）在某些混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)上直接驅(qū)動(dòng)車(chē)輛。（2）在車(chē)輛加速或爬坡時(shí)提供輔助動(dòng)力。（3）在車(chē)輛制動(dòng)時(shí)回收制動(dòng)能量。任務(wù)6.1

認(rèn)識(shí)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)6.1.1混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的組成

3.驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)用于純電驅(qū)動(dòng)、混合驅(qū)動(dòng)和制動(dòng)能量回收，目前較常使用的是永磁同步電機(jī)。4.儲(chǔ)能裝置儲(chǔ)能裝置是混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的電能儲(chǔ)存單元。儲(chǔ)能裝置可以是各種動(dòng)力蓄電池、燃料電池，也可以是多種儲(chǔ)能裝置的組合。任務(wù)6.1

認(rèn)識(shí)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)6.1.1混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的組成

5.電動(dòng)附件電動(dòng)附件包括制動(dòng)系統(tǒng)、電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等。這些操縱系統(tǒng)可接收駕駛員的控制輸入信號(hào)，并發(fā)出控制信號(hào)，通過(guò)中控計(jì)算機(jī)的中央控制器和各控制模塊向發(fā)動(dòng)機(jī)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、離合器、變速器等發(fā)出指令，以獲得不同的驅(qū)動(dòng)模式。同時(shí)整車(chē)的各傳感器負(fù)責(zé)采集車(chē)輛信號(hào)，為控制系統(tǒng)提供反饋信號(hào)。任務(wù)6.1

認(rèn)識(shí)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)6.1.2混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的分類(lèi)

混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)可以按照動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式、混合度和外接充電能力進(jìn)行分類(lèi)。1.按照動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式分類(lèi)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)按照動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式的不同，可分為以下三種類(lèi)型。串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)混聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)任務(wù)6.1

認(rèn)識(shí)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)6.1.2混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的分類(lèi)

1）串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)是指車(chē)輛行駛所需的動(dòng)力只來(lái)源于驅(qū)動(dòng)電機(jī)的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)。它利用發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，電能通過(guò)MCU輸送給驅(qū)動(dòng)電機(jī)，再由驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)車(chē)輛行駛。另外，動(dòng)力蓄電池也可以單獨(dú)向驅(qū)動(dòng)電機(jī)供電，以驅(qū)動(dòng)車(chē)輛行駛。這種動(dòng)力系統(tǒng)在城市公交車(chē)上應(yīng)用的比較多，而在轎車(chē)上很少使用。任務(wù)6.1

認(rèn)識(shí)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)6.1.2混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的分類(lèi)

2）并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)是指車(chē)輛行駛所需的動(dòng)力由驅(qū)動(dòng)電機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)同時(shí)或單獨(dú)供給的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)。并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)有兩套動(dòng)力系統(tǒng)：燃油驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。兩套動(dòng)力系統(tǒng)既可以單獨(dú)驅(qū)動(dòng)車(chē)輛，也可以同時(shí)協(xié)調(diào)驅(qū)動(dòng)車(chē)輛。并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)適用于多種不同的行駛工況，尤其適用于復(fù)雜的路況。任務(wù)6.1

認(rèn)識(shí)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)6.1.2混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的分類(lèi)

3）混聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)混聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)是指同時(shí)具備串聯(lián)式和并聯(lián)式兩種動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)?；炻?lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)的特點(diǎn)在于燃油驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)各有一套機(jī)械變速機(jī)構(gòu)，兩套機(jī)構(gòu)通過(guò)齒輪系或行星齒輪機(jī)構(gòu)結(jié)合在一起，從而綜合調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)電機(jī)之間的轉(zhuǎn)速關(guān)系。任務(wù)6.1

認(rèn)識(shí)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)6.1.2混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的分類(lèi)

與并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)相比，混聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)可以更加靈活地根據(jù)工況來(lái)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出功率。它既可以在串聯(lián)模式下工作，也可以在并聯(lián)模式下工作，同時(shí)兼顧了串聯(lián)式和并聯(lián)式兩種混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的特點(diǎn)。在車(chē)輛啟動(dòng)和低速行駛時(shí)，車(chē)輛只靠驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)車(chē)輛行駛；當(dāng)車(chē)速提高時(shí)，車(chē)輛由發(fā)動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)共同分擔(dān)動(dòng)力。這種混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高。

3）混聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)任務(wù)6.1

認(rèn)識(shí)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)6.1.2混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的分類(lèi)

2.按照混合度分類(lèi)

混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)按照混合度的不同，可分為微混合型混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)、輕度混合型混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)和重度混合（強(qiáng)混合）型混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)。1）微混合型混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)

微混合型混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)是以發(fā)動(dòng)機(jī)為主要?jiǎng)恿υ?，以?qū)動(dòng)電機(jī)為輔助動(dòng)力源，具備制動(dòng)能量回收功能的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)。一般情況下，混合度（驅(qū)動(dòng)電機(jī)的峰值功率和總功率的比值）小于10%。

僅具有怠速啟停功能的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)也可稱(chēng)為微混合型混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)。任務(wù)6.1

認(rèn)識(shí)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)6.1.2混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的分類(lèi)

2）輕度混合型混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)

輕度混合型混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)是以發(fā)動(dòng)機(jī)為主要?jiǎng)恿υ?，以?qū)動(dòng)電機(jī)為輔助動(dòng)力源，在車(chē)輛加速或爬坡時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)可向車(chē)輛行駛系統(tǒng)提供輔助驅(qū)動(dòng)力矩的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)。一般情況下，混合度為10%～30%。任務(wù)6.1

認(rèn)識(shí)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)6.1.2混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的分類(lèi)

2）輕度混合型混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)

輕度混合型混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)在傳統(tǒng)燃油汽車(chē)的基礎(chǔ)上增加了怠速起停、加速助力、制動(dòng)能量回收和行駛充電等功能，在城市循環(huán)工況下節(jié)油率可達(dá)20%～30%，目前技術(shù)比較成熟，應(yīng)用廣泛。任務(wù)6.1

認(rèn)識(shí)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)6.1.2混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的分類(lèi)

3）重度混合型混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)

重度混合型混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)是以發(fā)動(dòng)機(jī)和（或）驅(qū)動(dòng)電機(jī)為動(dòng)力源，且驅(qū)動(dòng)電機(jī)可以獨(dú)立驅(qū)動(dòng)車(chē)輛行駛的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)。一般情況下，混合度大于30%。

與前兩種混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)不同的是，重度混合型混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的功率強(qiáng)大，完全可以滿(mǎn)足車(chē)輛在起步和低速時(shí)的動(dòng)力要求。任務(wù)6.1

認(rèn)識(shí)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)6.1.2混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的分類(lèi)

3）重度混合型混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)

因此，重度混合型混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)無(wú)論是在起步還是在低速行駛狀態(tài)下都不需要啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，僅用驅(qū)動(dòng)電機(jī)就可以勝任，在低速狀態(tài)下可將其視為一款純電動(dòng)汽車(chē)。

重度混合型混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)一般采用200V以上的高壓驅(qū)動(dòng)電機(jī)，混合度一般大于30%，甚至可以達(dá)到50%。隨著技術(shù)的發(fā)展，重度混合型混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)已逐漸成為混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的主要發(fā)展方向。

任務(wù)6.1

認(rèn)識(shí)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)6.1.2混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的分類(lèi)

3.按照外接充電能力分類(lèi)

混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)按照外接充電能力的不同，可分為可外接充電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)和不可外接充電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)。

1）可外接充電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)可外接充電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)是在正常使用情況下可從非車(chē)載裝置中獲取電能的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)。目前較常見(jiàn)的插電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)就屬于此類(lèi)型。

插電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)可以使用純電模式驅(qū)動(dòng)車(chē)輛行駛，且純電續(xù)航能力較強(qiáng)；當(dāng)電能不足時(shí)，還可以使用重度混合模式驅(qū)動(dòng)車(chē)輛行駛。任務(wù)6.1

認(rèn)識(shí)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)6.1.2混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的分類(lèi)

2）不可外接充電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)不可外接充電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)是在正常使用情況下從車(chē)載燃料中獲取全部能量的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)。

混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)還可以按照行駛模式的不同進(jìn)行分類(lèi)，可分為有手動(dòng)選擇功能的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)和無(wú)手動(dòng)選擇功能的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)。有手動(dòng)選擇功能的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)，車(chē)輛的行駛模式包括純電動(dòng)模式、熱機(jī)模式和混合動(dòng)力模式。（接下一頁(yè)）任務(wù)6.1

認(rèn)識(shí)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)6.1.2混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的分類(lèi)

無(wú)手動(dòng)選擇功能的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)，車(chē)輛的行駛模式可根據(jù)不同工況自動(dòng)切換。

此外，還有一種增程式電動(dòng)汽車(chē)，它在純電動(dòng)模式下可以達(dá)到其所有的動(dòng)力性能，但是當(dāng)車(chē)載可充電儲(chǔ)能系統(tǒng)無(wú)法滿(mǎn)足續(xù)駛里程的要求時(shí)，會(huì)打開(kāi)車(chē)載輔助供電裝置為動(dòng)力系統(tǒng)供電，以延長(zhǎng)車(chē)輛的續(xù)駛里程。該車(chē)載輔助供電裝置與動(dòng)力系統(tǒng)之間沒(méi)有傳動(dòng)軸、傳動(dòng)帶等傳動(dòng)連接。任務(wù)6.1

認(rèn)識(shí)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)6.1.3混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的特點(diǎn)

混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)將發(fā)動(dòng)機(jī)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)和動(dòng)力蓄電池等組合在一起，并對(duì)它們進(jìn)行良好的動(dòng)力匹配及優(yōu)化，兼具了純電動(dòng)汽車(chē)和傳統(tǒng)燃油汽車(chē)的優(yōu)點(diǎn)。1.與純電動(dòng)汽車(chē)相比與純電動(dòng)汽車(chē)相比，混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)具有以下優(yōu)點(diǎn)。（1）減少了電池模塊的數(shù)量，從而降低了車(chē)輛的整備質(zhì)量和生產(chǎn)成本。（2）延續(xù)了傳統(tǒng)燃油汽車(chē)成熟的驅(qū)動(dòng)與控制技術(shù)，適合量產(chǎn)，從而降低了制造成本。（3）車(chē)輛的續(xù)駛里程和動(dòng)力性可達(dá)到傳統(tǒng)燃油汽車(chē)的水平。（4）借助發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力，可帶動(dòng)壓縮機(jī)、真空泵及其他輔助設(shè)備，不用消耗動(dòng)力蓄電池的電能，同時(shí)還保證了車(chē)輛的舒適性。任務(wù)6.1

認(rèn)識(shí)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)6.1.3混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的特點(diǎn)

2.與傳統(tǒng)燃油汽車(chē)相比

與傳統(tǒng)燃油汽車(chē)相比，混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)具有以下優(yōu)點(diǎn)。

（1）可使發(fā)動(dòng)機(jī)在最佳效率區(qū)域穩(wěn)定運(yùn)行，避免或減少了發(fā)動(dòng)機(jī)在變工況下的不良運(yùn)行。（2）可實(shí)現(xiàn)純電驅(qū)動(dòng)，提升了車(chē)輛的低速性能。（3）可實(shí)現(xiàn)制動(dòng)能量回收，進(jìn)一步降低車(chē)輛的能耗和污染物排放。（4）可滿(mǎn)足日益嚴(yán)格的環(huán)保法規(guī)要求。任務(wù)6.1

認(rèn)識(shí)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)6.1.3混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的特點(diǎn)

混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)由于兼具純電動(dòng)汽車(chē)與傳統(tǒng)燃油汽車(chē)的優(yōu)點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)續(xù)駛里程長(zhǎng)、節(jié)能環(huán)保的雙重目標(biāo)，因此具有很好的市場(chǎng)發(fā)展前景。近年來(lái)，各大汽車(chē)企業(yè)不斷投入研發(fā)力量，使得混合動(dòng)力技術(shù)有了飛速發(fā)展。大力發(fā)展混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)，不僅是建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)的重要舉措，還是貫徹新發(fā)展理念、推動(dòng)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的必然選擇?；旌蟿?dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的組成課堂總結(jié)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的分類(lèi)任務(wù)6.1

認(rèn)識(shí)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的特點(diǎn)課后作業(yè)（1）簡(jiǎn)述混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的組成。任務(wù)6.1

認(rèn)識(shí)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)

6.2項(xiàng)目6分析混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的工作原理混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)任務(wù)導(dǎo)入冬天到了，天氣越來(lái)越冷，小軍想買(mǎi)一輛混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)用于接送孩子上下學(xué)。小軍在網(wǎng)上查找了混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的相關(guān)資料，了解到混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)有多種驅(qū)動(dòng)模式，而且不同的驅(qū)動(dòng)模式對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)的要求不一樣，舒適度也不一樣。于是，小軍決定到4S店體驗(yàn)一下。4S店的銷(xiāo)售人員根據(jù)小軍的使用需求給小軍提了很多建議，并推薦了幾款混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)。小軍在詳細(xì)了解各個(gè)車(chē)型的結(jié)構(gòu)及優(yōu)缺點(diǎn)后，如愿購(gòu)買(mǎi)了一款自己特別滿(mǎn)意的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)。

知識(shí)與技能要求想一想

本任務(wù)要求學(xué)生從串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)、并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)、混聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)三個(gè)方面分析混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的工作原理，知識(shí)與技能要求如表6-4所示。

1.串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的工作原理串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力系統(tǒng)主要由發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)和動(dòng)力蓄電池等部件組成，如圖所示。其中，發(fā)動(dòng)機(jī)僅用于驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，發(fā)電機(jī)發(fā)出的部分電能用于向動(dòng)力蓄電池供電，以延長(zhǎng)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)駛里程。另外，動(dòng)力蓄電池還可以單獨(dú)向驅(qū)動(dòng)電機(jī)供電來(lái)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)，使混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)在“零排放”狀態(tài)下行駛。任務(wù)6.2

分析混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的工作原理6.2.1串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)

串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)掃

一

掃

混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的工作原理串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力傳遞流程如圖所示。

從圖中可以看出，發(fā)電機(jī)直接與發(fā)動(dòng)機(jī)連接，以產(chǎn)生電能，電能經(jīng)整流變換器、控制器整流變換后輸送至驅(qū)動(dòng)電機(jī)，或由整流變換器整流變換后直接對(duì)動(dòng)力蓄電池充電；驅(qū)動(dòng)電機(jī)直接與驅(qū)動(dòng)橋相連，輸出車(chē)輛行駛所需的動(dòng)力。當(dāng)動(dòng)力蓄電池的SOC降到一個(gè)預(yù)定值時(shí)，發(fā)電機(jī)開(kāi)始對(duì)動(dòng)力蓄電池進(jìn)行充電，以延長(zhǎng)混合任務(wù)6.2

分析混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的工作原理6.2.1串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力傳遞流程動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)駛里程。發(fā)動(dòng)機(jī)與動(dòng)力系統(tǒng)并沒(méi)有機(jī)械地連接在一起，這樣可以很大程度地減少發(fā)動(dòng)機(jī)的瞬態(tài)響應(yīng)，從而可對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行最優(yōu)的噴油和點(diǎn)火控制，使其工作在最佳工況點(diǎn)附近。任務(wù)6.2分析混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的工作原理6.2.1串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的車(chē)載能量源包括燃油的化學(xué)能和動(dòng)力蓄電池的電能，但動(dòng)力裝置單一。2.串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)模式串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)模式主要有純電驅(qū)動(dòng)模式、純發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模式、混合驅(qū)動(dòng)模式等。1）純電驅(qū)動(dòng)模式當(dāng)車(chē)輛負(fù)荷較小且動(dòng)力蓄電池電量充足時(shí)，動(dòng)力蓄電池單獨(dú)向驅(qū)動(dòng)電機(jī)供電，以驅(qū)動(dòng)車(chē)輛行駛。純電驅(qū)動(dòng)模式下發(fā)動(dòng)機(jī)不啟動(dòng)，可以實(shí)現(xiàn)“零排放”。

任務(wù)6.2分析混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的工作原理6.2.1串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)2.串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)模式

2）純發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模式當(dāng)車(chē)輛負(fù)荷較大，但所需的驅(qū)動(dòng)功率不超過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率時(shí)，由發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，將電能提供給驅(qū)動(dòng)電機(jī)，以驅(qū)動(dòng)車(chē)輛行駛。3）混合驅(qū)動(dòng)模式當(dāng)車(chē)輛在加速、爬坡、大負(fù)荷運(yùn)行等工況下行駛時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能直接流向驅(qū)動(dòng)電機(jī)，同時(shí)動(dòng)力蓄電池也向驅(qū)動(dòng)電機(jī)供電，驅(qū)動(dòng)車(chē)輛行駛。此模式可以使混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力性能達(dá)到最大。任務(wù)6.2分析混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的工作原理6.2.1串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)3.串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的特點(diǎn)

1）優(yōu)點(diǎn)

（1）污染物排放少。串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)采用純電模式行駛時(shí)，會(huì)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，只用動(dòng)力蓄電池的電力驅(qū)動(dòng)車(chē)輛，可以實(shí)現(xiàn)“零排放”。發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)組所發(fā)出的電能向動(dòng)力蓄電池充電，發(fā)動(dòng)機(jī)獨(dú)立工作在高效率區(qū)域用于補(bǔ)充動(dòng)力蓄電池的電能或直接為驅(qū)動(dòng)電機(jī)供電，可以增加續(xù)駛里程，減少有害氣體排放。任務(wù)6.2分析混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的工作原理6.2.1串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)1）優(yōu)點(diǎn)

（2）驅(qū)動(dòng)形式多樣。串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)可采用驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)或輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)。根據(jù)布置方式的不同，串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)形式還有前輪驅(qū)動(dòng)、后輪驅(qū)動(dòng)、四輪驅(qū)動(dòng)等。

（3）布置方便。串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力系統(tǒng)只有驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特點(diǎn)更趨近于純電動(dòng)汽車(chē)。由于驅(qū)動(dòng)電機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)沒(méi)有機(jī)械連接，因此，機(jī)械結(jié)構(gòu)布置起來(lái)更方便。任務(wù)6.2分析混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的工作原理6.2.1串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)3.串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的特點(diǎn)

2）缺點(diǎn)

（1）對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)組的要求高。在串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)上，由于驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率需要滿(mǎn)足車(chē)輛在行駛中的最大功率需求，因此車(chē)輛需要一個(gè)功率較大的發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)組，且其外形尺寸和質(zhì)量都較大。

（2）能量轉(zhuǎn)換效率低。串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力系統(tǒng)所需要的能量通過(guò)化學(xué)能→機(jī)械能→電能→機(jī)械能轉(zhuǎn)換而來(lái)，整個(gè)過(guò)程的能量損失較大。任務(wù)6.2分析混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的工作原理6.2.1串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)2）缺點(diǎn)

（3）對(duì)動(dòng)力蓄電池要求高。動(dòng)力蓄電池的充放電循環(huán)決定了其使用壽命。為了保護(hù)動(dòng)力蓄電池，使其獲得更好的性能和更長(zhǎng)的使用壽命，車(chē)輛要根據(jù)動(dòng)力蓄電池SOC的變化自動(dòng)啟動(dòng)或關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)組，以避免動(dòng)力蓄電池過(guò)充電或過(guò)放電，因此串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)對(duì)動(dòng)力蓄電池的質(zhì)量及發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)組與動(dòng)力蓄電池之間的搭配要求較高。

任務(wù)6.2分析混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的工作原理6.2.1串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)1.并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的工作原理并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力系統(tǒng)主要由發(fā)動(dòng)機(jī)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、動(dòng)力蓄電池和變速器等部件組成，如圖所示。任務(wù)6.2分析混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的工作原理6.2.2并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)

并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)有多種結(jié)構(gòu)形式，可以根據(jù)需要進(jìn)行選擇。并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)有發(fā)動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)兩套獨(dú)立的動(dòng)力系統(tǒng)，它們可以分開(kāi)工作，也可以一起協(xié)調(diào)工作。因此，并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)可以在工況比較復(fù)雜的情況下使用，應(yīng)用范圍較廣。1.并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的工作原理

并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力傳遞流程如圖所示。發(fā)動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過(guò)變速器同時(shí)與驅(qū)動(dòng)橋相連接，輸出車(chē)輛行駛時(shí)所需的動(dòng)力。發(fā)動(dòng)機(jī)可以用驅(qū)動(dòng)電機(jī)來(lái)平衡其所受的載荷，使其能在高效率區(qū)域工作，因?yàn)橥ǔ９ぷ髟跐M(mǎn)負(fù)荷（中等轉(zhuǎn)速）下的發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性最好。任務(wù)6.2分析混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的工作原理6.2.2并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力傳遞流程1.并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的工作原理當(dāng)車(chē)輛在較小載荷下工作時(shí)，并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)可以關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)而只用驅(qū)動(dòng)電機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)車(chē)輛行駛；或者增加發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷使驅(qū)動(dòng)電機(jī)同時(shí)也作為發(fā)電機(jī)，給動(dòng)力蓄電池充電（即一邊驅(qū)動(dòng)車(chē)輛行駛，一邊充電）。任務(wù)6.2分析混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的工作原理6.2.2并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)2.并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)模式并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)模式主要有純電驅(qū)動(dòng)模式、純發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模式、混合驅(qū)動(dòng)模式等。1）純電驅(qū)動(dòng)模式

當(dāng)車(chē)輛在起步、低速運(yùn)行等工況下，且動(dòng)力蓄電池電量充足時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉，由動(dòng)力蓄電池提供能量，由驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)車(chē)輛行駛。此模式可以使發(fā)動(dòng)機(jī)避開(kāi)低效、高排放量的工作區(qū)。任務(wù)6.2分析混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的工作原理6.2.2并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)2）純發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模式當(dāng)車(chē)輛高速平穩(wěn)運(yùn)行，或者行駛在郊區(qū)等對(duì)排放要求不高的地方時(shí)，可由發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)工作驅(qū)動(dòng)車(chē)輛行駛。此模式可以使發(fā)動(dòng)機(jī)工作在高效率區(qū)域，燃油經(jīng)濟(jì)性好、傳動(dòng)效率高。3）混合驅(qū)動(dòng)模式當(dāng)車(chē)輛急加速或者爬坡時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)均處于工作狀態(tài)，動(dòng)力蓄電池向驅(qū)動(dòng)電機(jī)提供能量，驅(qū)動(dòng)電機(jī)作為輔助動(dòng)力源協(xié)助發(fā)動(dòng)機(jī)，提供車(chē)輛急加速或者爬坡時(shí)所需的功率。此模式可以使混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力性能處于最佳狀態(tài)。任務(wù)6.2分析混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的工作原理6.2.2并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)任務(wù)6.2分析混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的工作原理6.2.2并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)

從概念上講，并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)屬于電力輔助型燃油汽車(chē)，當(dāng)其發(fā)動(dòng)機(jī)提供的功率大于驅(qū)動(dòng)車(chē)輛所需的功率時(shí)，其驅(qū)動(dòng)電機(jī)將工作在發(fā)電機(jī)狀態(tài)，將多余的能量充入動(dòng)力蓄電池。與串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)比較，并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)的體積要小一些。3.并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的特點(diǎn)

1）優(yōu)點(diǎn)（1）燃油經(jīng)濟(jì)性好。并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)有兩套動(dòng)力系統(tǒng)，可根據(jù)實(shí)際工況選擇不同的動(dòng)力輸出方式，避免能量在多次轉(zhuǎn)換中的浪費(fèi)，提高燃油經(jīng)濟(jì)性。（2）動(dòng)力性好。當(dāng)車(chē)輛高負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過(guò)動(dòng)力耦合，同時(shí)驅(qū)動(dòng)車(chē)輛，使車(chē)輛具有良好的動(dòng)力性。任務(wù)6.2分析混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的工作原理6.2.2并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)1）優(yōu)點(diǎn)（3）穩(wěn)定性較高。當(dāng)一套動(dòng)力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，可以啟用另一套動(dòng)力系統(tǒng)，從而保證車(chē)輛的正常運(yùn)行。（4）驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率較小。由于發(fā)動(dòng)機(jī)可以單獨(dú)或和驅(qū)動(dòng)電機(jī)共同驅(qū)動(dòng)車(chē)輛，因此可以選擇功率較小的驅(qū)動(dòng)電機(jī)。（5）動(dòng)力蓄電池的容量較小。驅(qū)動(dòng)電機(jī)作為輔助動(dòng)力，其所需的動(dòng)力蓄電池容量較小。任務(wù)6.2分析混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的工作原理6.2.2并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)3.并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的特點(diǎn)

2）缺點(diǎn)（1）排放性相對(duì)較差。由于不同驅(qū)動(dòng)模式之間的切換，會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)頻繁出現(xiàn)點(diǎn)火、啟動(dòng)、熄火等情況，因此發(fā)動(dòng)機(jī)不能穩(wěn)定工作在高效區(qū)域，致使整車(chē)的排放性較差。（2）整車(chē)布置較復(fù)雜。發(fā)動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)橋之間存在機(jī)械連接，考慮到兩種動(dòng)力的耦合，整車(chē)布置較復(fù)雜。

任務(wù)6.2分析混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的工作原理6.2.2并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)2）缺點(diǎn)（3）控制策略較復(fù)雜。并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)具有多種驅(qū)動(dòng)模式，需要實(shí)現(xiàn)多種驅(qū)動(dòng)模式之間的切換及兩種動(dòng)力之間的耦合，控制策略比較復(fù)雜。

（4）純電驅(qū)動(dòng)模式下續(xù)駛里程較短。任務(wù)6.2分析混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的工作原理6.2.2并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)1.混聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的工作原理

混聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力系統(tǒng)主要由發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、行星齒輪機(jī)構(gòu)、動(dòng)力耦合器、動(dòng)力蓄電池等部件組成，如圖所示。任務(wù)6.2分析混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的工作原理6.2.3混聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)混聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的功率一部分通過(guò)行星齒輪機(jī)構(gòu)輸送給驅(qū)動(dòng)橋，另一部分則驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能可輸送給驅(qū)動(dòng)電機(jī)或動(dòng)力蓄電池，驅(qū)動(dòng)電機(jī)產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力矩通過(guò)動(dòng)力耦合器傳送給驅(qū)動(dòng)橋?；炻?lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的控制策略是：當(dāng)車(chē)輛低速行駛時(shí)，動(dòng)力系統(tǒng)主要以串聯(lián)方式工作；當(dāng)車(chē)輛高速穩(wěn)定行駛時(shí)，動(dòng)力系統(tǒng)主要以并聯(lián)方式工作。

1.混聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的工作原理

目前，混聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)一般采用行星齒輪機(jī)構(gòu)作為動(dòng)力分配裝置。有一種性能較好的混聯(lián)式結(jié)構(gòu)是將發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過(guò)一個(gè)行星齒輪裝置連接起來(lái)，動(dòng)力從發(fā)動(dòng)機(jī)輸出到與其相連的行星架，行星架將一部分轉(zhuǎn)矩傳送到發(fā)電機(jī)，另一部分傳送到傳動(dòng)軸，同時(shí)發(fā)電機(jī)也可以通過(guò)逆變器為驅(qū)動(dòng)電機(jī)供電，來(lái)驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)軸。此時(shí)車(chē)輛并不是串聯(lián)式或并聯(lián)式，而是兩種驅(qū)動(dòng)形式同時(shí)存在，其動(dòng)力傳遞流程如圖所示。任務(wù)6.2分析混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的工作原理6.2.3混聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)混聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力傳遞流程1.混聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的工作原理

混聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)充分發(fā)揮了串聯(lián)式和并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的優(yōu)點(diǎn)，能夠使發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)等設(shè)備進(jìn)行更多的優(yōu)化匹配，從而在結(jié)構(gòu)上保證了系統(tǒng)在復(fù)雜工況下可處于最優(yōu)工作狀態(tài)，這樣就更容易實(shí)現(xiàn)污染物排放和油耗的控制目標(biāo)。因此，混聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)是最具影響力的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)。任務(wù)6.2分析混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的工作原理6.2.3混聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)2.混聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)模式

混聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)模式主要有純電驅(qū)動(dòng)模式、純發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模式、混合驅(qū)動(dòng)模式等。1）純電驅(qū)動(dòng)模式純電驅(qū)動(dòng)模式是指車(chē)輛由動(dòng)力蓄電池向驅(qū)動(dòng)電機(jī)供電，驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過(guò)動(dòng)力耦合器驅(qū)動(dòng)車(chē)輛行駛。此模式下，發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)處于關(guān)閉狀態(tài)。任務(wù)6.2分析混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的工作原理6.2.3混聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)2）純發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模式純發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模式是指車(chē)輛的驅(qū)動(dòng)功率僅由發(fā)動(dòng)機(jī)提供，動(dòng)力蓄電池既不從傳動(dòng)系統(tǒng)中獲取能量也不為其供電。此模式下，驅(qū)動(dòng)電機(jī)、發(fā)電機(jī)處于關(guān)閉狀態(tài)。3）混合驅(qū)動(dòng)模式混合驅(qū)動(dòng)模式是指車(chē)輛的驅(qū)動(dòng)功率由動(dòng)力蓄電池和發(fā)動(dòng)機(jī)共同提供，并通過(guò)動(dòng)力耦合器耦合，然后向機(jī)械傳動(dòng)裝置提供動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)車(chē)輛行駛。任務(wù)6.2分析混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的工作原理6.2.3混聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)3.混聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的特點(diǎn)1）優(yōu)點(diǎn)（1）排放污染小?；炻?lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)具有多種驅(qū)動(dòng)模式，能保證發(fā)動(dòng)機(jī)工作在最佳區(qū)域，較大限度地降低有害氣體的排放。（2）燃油經(jīng)濟(jì)性較好。在低速運(yùn)行時(shí)，動(dòng)力系統(tǒng)主要以串聯(lián)方式運(yùn)行，使車(chē)輛具有較好的燃油經(jīng)濟(jì)性。任務(wù)6.2分析混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的工作原理6.2.3混聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)1）優(yōu)點(diǎn)（3）動(dòng)力性較好。在加速或高速運(yùn)行時(shí)，動(dòng)力系統(tǒng)主要以并聯(lián)方式運(yùn)行，發(fā)動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)同時(shí)提供動(dòng)力，使車(chē)輛具有較好的動(dòng)力性。（4）舒適性較好。在車(chē)輛啟動(dòng)及中低速運(yùn)行時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)車(chē)輛行駛，減少了噪聲，使車(chē)輛具有較好的舒適性。任務(wù)6.2分析混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的工作原理6.2.3混聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)2）缺點(diǎn)（1）整車(chē)布置較復(fù)雜?；炻?lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)有兩套動(dòng)力系統(tǒng)，且發(fā)動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)橋之間存在機(jī)械連接，考慮到兩種動(dòng)力的耦合，整車(chē)布置較復(fù)雜。（2）控制策略較復(fù)雜。混聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)對(duì)驅(qū)動(dòng)模式切換及動(dòng)力耦合的控制較復(fù)雜。（3）技術(shù)難度大、成本高。任務(wù)6.2分析混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的工作原理6.2.3混聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)

三種混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的特點(diǎn)比較如表所示。任務(wù)6.2分析混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的工作原理6.2.3混聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的關(guān)鍵技術(shù)包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)及其控制技術(shù)、動(dòng)力蓄電池技術(shù)、能量管理策略、動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)參數(shù)匹配、制動(dòng)能量回收技術(shù)、先進(jìn)車(chē)輛控制技術(shù)等。任務(wù)6.2分析混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的工作原理6.2.4混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的關(guān)鍵技術(shù)

1.驅(qū)動(dòng)電機(jī)及其控制技術(shù)對(duì)于混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)來(lái)說(shuō)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的重要性與發(fā)動(dòng)機(jī)是等同的?；旌蟿?dòng)力電動(dòng)汽車(chē)對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的要求是能量密度高、體積小、質(zhì)量輕、效率高。驅(qū)動(dòng)電機(jī)的控制技術(shù)涉及大功率電子器件、變換器、微處理器等相關(guān)技術(shù)，以及驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制策略等。高性能的大功率電子器件仍處于研究中，并且向微電子技術(shù)與電力電子技術(shù)集成的第四代功率集成電路方向發(fā)展。變換器所采用的能量變換技術(shù)可分為DC/DC直流斬波技術(shù)和DC/AC逆變技術(shù)，分別用于直流和交流驅(qū)動(dòng)電機(jī)，它們會(huì)隨著大功率電子器件的發(fā)展而發(fā)展。任務(wù)6.2分析混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的工作原理6.2.4混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的關(guān)鍵技術(shù)

1.驅(qū)動(dòng)電機(jī)及其控制技術(shù)控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)的微處理器主要有單片機(jī)和DSP芯片兩種，目前驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制專(zhuān)用DSP芯片已被廣泛采用，而將微處理器與功率器件集成到一塊芯片上（即PTC芯片）是目前的研究熱點(diǎn)。當(dāng)前常規(guī)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制方法，如矢量控制、變壓變頻控制、模型參考自適應(yīng)控制、直接轉(zhuǎn)矩控制、自調(diào)整控制等，都已被用到混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制中。從目前的實(shí)踐看，矢量控制是比較好的控制方法。此外，近年來(lái)興起的變結(jié)構(gòu)控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制及專(zhuān)家系統(tǒng)控制等新興控制方法也不斷地應(yīng)用于混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)中，效果也較為理想。任務(wù)6.2分析混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的工作原理6.2.4混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的關(guān)鍵技術(shù)

2.動(dòng)力蓄電池技術(shù)

動(dòng)力蓄電池是混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的基本組成單元，其性能會(huì)直接影響驅(qū)動(dòng)電機(jī)的性能，進(jìn)而影響整車(chē)的燃油經(jīng)濟(jì)性和排放性?；旌蟿?dòng)力電動(dòng)汽車(chē)使用的動(dòng)力蓄電池工作負(fù)荷大，對(duì)功率密度要求較高，但體積和容量小，而且動(dòng)力蓄電池的SOC工作區(qū)間較窄，對(duì)循環(huán)壽命要求高。任務(wù)6.2分析混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的工作原理6.2.4混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的關(guān)鍵技術(shù)

動(dòng)力蓄電池要配備BMS，以對(duì)其進(jìn)行全面、準(zhǔn)確地管理，使其發(fā)揮出最佳的效能。一般來(lái)說(shuō)，BMS要涵蓋以下幾個(gè)方面的功能。（1）能夠科學(xué)、準(zhǔn)確地計(jì)算出動(dòng)力蓄電池的SOC工作區(qū)間。（2）能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控電池單體或電池模塊的溫度、電壓等數(shù)據(jù)及其變化情況。

（3）能夠明確動(dòng)力蓄電池在目標(biāo)時(shí)間內(nèi)的工作極限，并將結(jié)果反饋給車(chē)輛電控單元（ECU）。（4）能夠有效地進(jìn)行動(dòng)力蓄電池的熱管理。（5）能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控動(dòng)力蓄電池出現(xiàn)的電壓失衡問(wèn)題，并能對(duì)其進(jìn)行校正。任務(wù)6.2分析混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的工作原理6.2.4混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的關(guān)鍵技術(shù)

能否開(kāi)發(fā)出適合混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的專(zhuān)用動(dòng)力蓄電池是決定混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)能否大量推廣使用的重要因素之一。全面、準(zhǔn)確地對(duì)動(dòng)力蓄電池進(jìn)行管理，是決定動(dòng)力蓄電池發(fā)揮出最佳效能的關(guān)鍵條件。任務(wù)6.2分析混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的工作原理6.2.4混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的關(guān)鍵技術(shù)

3.能量管理策略

混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)能量管理策略的控制目標(biāo)是根據(jù)駕駛員的操作，如對(duì)加速踏板、制動(dòng)踏板、變速桿的操作等，判斷駕駛員的駕駛意圖，在滿(mǎn)足駕駛員需求的前提下，將輸出功率科學(xué)地分配給驅(qū)動(dòng)電機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)、動(dòng)力蓄電池等動(dòng)力設(shè)備，實(shí)現(xiàn)能量的最優(yōu)分配，并獲得最佳的燃油經(jīng)濟(jì)性和排放性。

任務(wù)6.2分析混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的工作原理6.2.4混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的關(guān)鍵技術(shù)

混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的結(jié)構(gòu)形式不同，能量管理策略也不同。下面進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。

1）串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的能量管理策略由于串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)與車(chē)輛行駛工況沒(méi)有直接聯(lián)系，因此其能量管理策略的目標(biāo)主要是使發(fā)動(dòng)機(jī)工作在最佳效率區(qū)和排放區(qū)。為了優(yōu)化能量分配、提升整體效率，還應(yīng)考慮動(dòng)力蓄電池、驅(qū)動(dòng)電機(jī)和發(fā)電機(jī)等動(dòng)力設(shè)備的影響。任務(wù)6.2分析混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的工作原理6.2.4混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的關(guān)鍵技術(shù)

串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)有以下三種基本的能量管理策略。恒溫器式策略功率跟蹤式策略基本規(guī)則式策略任務(wù)6.2分析混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的工作原理6.2.4混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的關(guān)鍵技術(shù)

（1）恒溫器式策略

恒溫器式策略主要是依據(jù)動(dòng)力蓄電池相關(guān)的驅(qū)動(dòng)需求所提出的一種能量管理策略。當(dāng)動(dòng)力蓄電池SOC低于設(shè)定的下限值時(shí)，啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，使發(fā)動(dòng)機(jī)在最低油耗或排放點(diǎn)按照恒定功率模式輸出，在驅(qū)動(dòng)車(chē)輛行駛的同時(shí)，還對(duì)動(dòng)力蓄電池充電；當(dāng)動(dòng)力蓄電池SOC上升到所設(shè)定的上限值時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉，由動(dòng)力蓄電池為驅(qū)動(dòng)電機(jī)供電，驅(qū)動(dòng)車(chē)輛行駛。

恒溫器式策略的優(yōu)點(diǎn)是發(fā)動(dòng)機(jī)效率高、污染物排放少；缺點(diǎn)是能量轉(zhuǎn)換效率較低，且頻繁充放電會(huì)降低動(dòng)力蓄電池的使用壽命。任務(wù)6.2分析混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的工作原理6.2.4混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的關(guān)鍵技術(shù)

（2）功率跟蹤式策略

功率跟蹤式策略是使發(fā)動(dòng)機(jī)全程跟蹤車(chē)輛功率需求的一種策略，只有當(dāng)動(dòng)力蓄電池SOC高于設(shè)定的上限值，且滿(mǎn)足車(chē)輛需求的功率僅由動(dòng)力蓄電池提供時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)才關(guān)閉或怠速運(yùn)行。功率跟蹤式策略的優(yōu)點(diǎn)是能量轉(zhuǎn)換效率高，缺點(diǎn)是發(fā)動(dòng)機(jī)的效率和排放性不如恒溫器式策略。任務(wù)6.2分析混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的工作原理6.2.4混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的關(guān)鍵技術(shù)

（3）基本規(guī)則式策略基本規(guī)則式策略綜合了恒溫器式策略和功率跟蹤式策略的優(yōu)點(diǎn)，可以充分利用發(fā)動(dòng)機(jī)和動(dòng)力蓄電池的高效率工作區(qū)，保證了整車(chē)的效率。任務(wù)6.2分析混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的工作原理6.2.4混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的關(guān)鍵技術(shù)

2）并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的能量管理策略并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的能量管理策略是基于轉(zhuǎn)矩的控制策略，主要有以下幾種類(lèi)型。1234并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的能量管理策略模糊管理策略瞬時(shí)優(yōu)化策略全局最優(yōu)策略靜態(tài)邏輯門(mén)限策略任務(wù)6.2分析混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的工作原理6.2.4混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的關(guān)鍵技術(shù)

（1）靜態(tài)邏輯門(mén)限策略

靜態(tài)邏輯門(mén)限策略主要通過(guò)對(duì)門(mén)限值（如車(chē)速、動(dòng)力蓄電池SOC上下限等）的設(shè)定，實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)工作區(qū)間的實(shí)時(shí)限制，從而提高車(chē)輛的整體性能。靜態(tài)邏輯門(mén)限策略實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，但由于其主要依靠工程經(jīng)驗(yàn)設(shè)置門(mén)限參數(shù)，因此無(wú)法保證車(chē)輛具有最優(yōu)的燃油經(jīng)濟(jì)性，而且這些靜態(tài)參數(shù)不能適應(yīng)工況的動(dòng)態(tài)變化，無(wú)法使整車(chē)運(yùn)行效率達(dá)到最大。

任務(wù)6.2分析混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的工作原理6.2.4混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的關(guān)鍵技術(shù)

（2）瞬時(shí)優(yōu)化策略

瞬時(shí)優(yōu)化策略是通過(guò)對(duì)不同節(jié)點(diǎn)的污染物排放和油耗水平進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控來(lái)確定最佳的工作方式和工作參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)瞬時(shí)優(yōu)化控制的。任務(wù)6.2分析混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的工作原理6.2.4混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的關(guān)鍵技術(shù)

（3）全局最優(yōu)策略

全局最優(yōu)策略是通過(guò)對(duì)控制理論和控制方法進(jìn)行合理有效的調(diào)整，最終實(shí)現(xiàn)有效調(diào)整整車(chē)污染物排放和油耗的目標(biāo)。

全局最優(yōu)策略實(shí)現(xiàn)了真正意義上的最優(yōu)化，但該策略并不具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。因?yàn)樵谀壳暗娜肿顑?yōu)策略中，車(chē)輛的行程必須是已知的，而實(shí)際上車(chē)輛的行程往往是無(wú)法預(yù)知的，因此該策略只限于理論研究。任務(wù)6.2分析混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的工作原理6.2.4混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的關(guān)鍵技術(shù)

（4）模糊管理策略

模糊管理策略是基于模糊控制方法來(lái)確定混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)的工作模式和功率分配方式的，是將“專(zhuān)家”的知識(shí)以規(guī)則的形式輸入到模糊控制器中，模糊控制器將輸入量（如車(chē)速、動(dòng)力蓄電池SOC上下限等）模糊化，然后基于設(shè)定的控制規(guī)則來(lái)完成決策，以實(shí)現(xiàn)對(duì)混合動(dòng)力系統(tǒng)的合理控制，從而提高車(chē)輛的整體性能。

模糊管理策略可以實(shí)現(xiàn)不同影響因素的折中處理，魯棒性好，但由于模糊控制器的建立主要依靠經(jīng)驗(yàn)，因此很難獲得全局最優(yōu)能量管理。任務(wù)6.2分析混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的工作原理6.2.4混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的關(guān)鍵技術(shù)

3）混聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的能量管理策略

混聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)由于采用了特有的行星齒輪機(jī)構(gòu)，所以除了采用上述常用的能量管理策略外，還采用了一些特有的能量管理策略，如發(fā)動(dòng)機(jī)恒定工作點(diǎn)策略和發(fā)動(dòng)機(jī)最優(yōu)工作曲線(xiàn)策略。

（1）發(fā)動(dòng)機(jī)恒定工作點(diǎn)策略

由于采用了行星齒輪機(jī)構(gòu)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可以獨(dú)立于車(chē)速變化，這樣可使