汽車新技術(shù)——混合動(dòng)力汽車

,混合動(dòng)力電動(dòng)汽車,現(xiàn)代電動(dòng)汽車技術(shù),1混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的結(jié)構(gòu) 2功率流的控制 3混合動(dòng)力電動(dòng)汽車實(shí)例,章節(jié),現(xiàn)代電動(dòng)汽車技術(shù),混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的定義 混合動(dòng)力電動(dòng)汽車是指由兩種和兩種以上的儲(chǔ)能器、能源或轉(zhuǎn)換器作驅(qū)動(dòng)能源，其中至少有一種能提供電能的車輛稱為混合動(dòng)力電動(dòng)汽車。一般認(rèn)為混合動(dòng)力電動(dòng)汽車就是既有內(nèi)燃機(jī)又有電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的車輛。,混合動(dòng)力電動(dòng)汽車,混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的形式 汽油機(jī)和蓄電池混合 柴油機(jī)和蓄電池混合 蓄電池和燃料電池混合 蓄電池和超大容量電容器混合 蓄電池和飛輪混合 蓄電池和蓄電池混合等,混合動(dòng)力電動(dòng)汽車,混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的形式 內(nèi)燃機(jī)和蓄電池混合的動(dòng)力來(lái)代表混合動(dòng)力電動(dòng)汽車 燃料電池和蓄電池的混合動(dòng)力稱為燃料電池電動(dòng)車 蓄電池和電容器的混合動(dòng)力稱為超大容量電容器輔助動(dòng)力電動(dòng)車,混合動(dòng)力電動(dòng)汽車,6,混合動(dòng)力的特點(diǎn),混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的優(yōu)點(diǎn)是把純電動(dòng)汽車的行駛里程延長(zhǎng)了2一4倍，而且能快速添加汽油或柴油。 其缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜且不是零排放。 不過與燃油車相比，在相同行駛里程的條件下，混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的燃油消耗和排放要小得多，因?yàn)榛旌蟿?dòng)力電動(dòng)汽車中的內(nèi)燃機(jī)以最有效的模式工作，燃油消耗少，產(chǎn)生的排放也小，而且，混合動(dòng)力電動(dòng)汽車也可以像電動(dòng)汽車一樣工作于零排放區(qū)。,混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的結(jié)構(gòu),7,混合動(dòng)力車輛分類,1按照推進(jìn)系統(tǒng)能量流和功率流的配置結(jié)構(gòu)關(guān)系，分為串聯(lián)、并聯(lián)、串并聯(lián) 2按照兩種不同的能量的搭配比例不同，混合動(dòng)力車輛則有四種類型，即： 微混合（micro hybrids）有時(shí)也叫“起?；旌稀?輕度混合（mild hybrids） 全混合（full hybrids） 外電源插座充電混合（plugin hybrids）,混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的結(jié)構(gòu),8,混合動(dòng)力分類,串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車; 并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車； 混聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車; 復(fù)合式電動(dòng)車,混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的結(jié)構(gòu),9,微混合與輕度混合,輕度混合的發(fā)動(dòng)機(jī)比微混合的小，但各電氣元件比微混合大,混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的結(jié)構(gòu),10,全混合與Plug In 混合,混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的結(jié)構(gòu),11,Plug In 混合動(dòng)力系統(tǒng)是一種可以極大地減少汽油使用量的技術(shù)。,什么是Plug In 混合動(dòng)力 ？,混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的結(jié)構(gòu),12,PHEV是Plug-in Hybrid Electric Vehicle的縮寫,PHEV是指可以使用家用電源插座（例如220V電源）對(duì)混合動(dòng)力車電池充電的混合動(dòng)力汽車，同時(shí)這種混合動(dòng)力汽車應(yīng)能單獨(dú)依靠電池就能行駛較長(zhǎng)距離，但需要時(shí)仍然可以象通常的全混合動(dòng)力汽車一樣工作。例如有一輛可以單獨(dú)靠電池行駛50km的PHEV，可利用電池行駛40km，到旅程終點(diǎn)后，插入電源對(duì)電池充電；如果旅程超過50km，則開始的50km可以用電池來(lái)行駛，超過50km后則可以以通常的混合動(dòng)力方式行駛，到了旅程終點(diǎn)則再插入電源對(duì)電池充電。 目前由于電池尺寸、重量以及其他因素使得PHEV的成本很高，但是隨著電池和混合動(dòng)力技術(shù)的進(jìn)步，PHEV可能會(huì)成為未來(lái)的一種汽車。,混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的結(jié)構(gòu),13,HPEV的優(yōu)越性, 加滿油箱，PHEV 行駛里程不受限制； 在局部地區(qū)或上下班行駛，可以純電動(dòng)的方式工作，不需使用汽油，而且無(wú)污染；對(duì)國(guó)家而言，減少石油進(jìn)口。 可以用家里的電對(duì)車上電池充電；去加油站加油次數(shù)，可降至每月12次。 電比油便宜，使用成本低，假設(shè)每加侖汽油3美元，使用傳統(tǒng)汽車，根據(jù)MPG的不同，每英里需820美分，改用PHEV的全電動(dòng)模式上下班或在局部地區(qū)行駛，燃料費(fèi)降至每英里24美分。 由于主要以純電動(dòng)工作，車輛壽命期間的維修成本低。,混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的結(jié)構(gòu),14,雙線表示機(jī)械連接； 粗實(shí)線表示電氣連接； 細(xì)線表示液流連接；,串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車,B-蓄電池;E-內(nèi)燃機(jī);F-油箱；G-發(fā)電機(jī)；M-電動(dòng)機(jī); P-功率轉(zhuǎn)換器；T一傳動(dòng)裝置(包括制動(dòng)、離合器和齒輪箱）,串聯(lián)混合型的主要特點(diǎn)是在純電動(dòng)模式下，內(nèi)燃機(jī)和發(fā)電機(jī)一起工作產(chǎn)生所需的電能。,混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的結(jié)構(gòu),15,串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車,16,串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車,串聯(lián)式是混合動(dòng)力電動(dòng)汽車中最簡(jiǎn)單的一種，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械能首先通過發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)化為電能，轉(zhuǎn)化后的電能一部分用來(lái)給蓄電池充電，另一部分經(jīng)由電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)車輪。 和燃油車比較，它是一種發(fā)動(dòng)機(jī)輔助型的電動(dòng)車，主要是為了增加車輛的行駛里程；由于在發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)之間的機(jī)械連接裝置中沒有離合器，因而它有一定的靈活性。盡管其傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但它需要三個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置:發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)。 如果串聯(lián)混合型電動(dòng)車設(shè)計(jì)時(shí)考慮爬長(zhǎng)坡，為提供最大功率三個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置的尺寸就會(huì)較大，如果用作短途運(yùn)行如當(dāng)通勤車用或只是用于購(gòu)物，相應(yīng)的內(nèi)燃機(jī)-發(fā)電機(jī)裝置應(yīng)采用低功率的。,混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的結(jié)構(gòu),17,并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車,并聯(lián)混合型的主要特點(diǎn)是內(nèi)燃機(jī)和與變速器相連的電動(dòng)機(jī)都通過各自的驅(qū)動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)車輪。,混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的結(jié)構(gòu),18,并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車,19,并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車,并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車采用發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)兩套獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)車輪。 發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)通常通過不同的離合器來(lái)驅(qū)動(dòng)車輪，可以采用發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)，電力單獨(dú)驅(qū)動(dòng)或者發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)混合驅(qū)動(dòng)。 它是電力輔助型的燃油車，目的是為降低排放和燃油消耗。,混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的結(jié)構(gòu),20,并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車,當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)提供的功率大于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車所需的功率或者再生制動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)可作在發(fā)電機(jī)狀態(tài)，將多余的能量充入電池。 與串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽一車比較，它只需兩個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)，而且，在蓄電池放完電之前，如果要得到相同的性能，并聯(lián)式比串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)的體積要小。 即使在長(zhǎng)途行駛時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率可以達(dá)到最大而電動(dòng)機(jī)的功率只需發(fā)出一半即可。,混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的結(jié)構(gòu),21,混聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車,混聯(lián)混合型就是直接把串聯(lián)和并聯(lián)相結(jié)合,混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的結(jié)構(gòu),22,混聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車,混聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車在結(jié)構(gòu)上綜合了串聯(lián)式和并聯(lián)式的特點(diǎn)，與串聯(lián)式相比，它增加了機(jī)械動(dòng)力的傳遞路線，與并聯(lián)式相比，它增加了電能的傳輸路線。 盡管混聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車同時(shí)具有串聯(lián)式和并聯(lián)式的優(yōu)點(diǎn)，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高； 不過，隨著控制技術(shù)和制造技術(shù)的發(fā)展，一些現(xiàn)代混合動(dòng)力電動(dòng)汽車更傾向于選擇這種結(jié)構(gòu)。,混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的結(jié)構(gòu),23,復(fù)合式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車,復(fù)合式則能提供更多更廣的工作模式。,混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的結(jié)構(gòu),24,復(fù)合式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車,復(fù)合式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車結(jié)構(gòu)更復(fù)雜，與混聯(lián)式混合型電動(dòng)車相比，二者的主要區(qū)別在于復(fù)合型中的電動(dòng)機(jī)允許功率流雙向流動(dòng)，而混聯(lián)式混合型中的發(fā)電機(jī)只允許功率流單向流動(dòng) 雙向流動(dòng)的功率流可以有更多的運(yùn)行模式，這對(duì)于采用三個(gè)驅(qū)動(dòng)動(dòng)力裝置的混聯(lián)式電動(dòng)汽車是達(dá)不到的。 復(fù)合式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車同樣具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高的缺點(diǎn)。 現(xiàn)在有些新型的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車也采用這種雙軸驅(qū)動(dòng)的復(fù)合式系統(tǒng)。,混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的結(jié)構(gòu),25,功率流的控制,不同控制策略的目的是為了達(dá)到不同的目標(biāo)，其主要目標(biāo)主要有以下四個(gè):,最佳的燃油經(jīng)濟(jì)性; 最低的排放; 最低的系統(tǒng)成本; 最佳的驅(qū)動(dòng)性能。,26,功率流的控制,車輛啟動(dòng)、正常行駛或加速行駛時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)通過發(fā)電機(jī)和蓄電池一起輸出電能并傳遞給功率轉(zhuǎn)換器，然后驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，通過機(jī)械傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)車輪,串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的功率流控制,啟動(dòng)/正常行駛/加速,27,功率流的控制,車輛輕載時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的功率大于車輛所需功率，多余的能量通過發(fā)電機(jī)給蓄電池充電直到SOC達(dá)到頂定的限值,串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的功率流控制,輕載,28,功率流的控制,車輛制動(dòng)或減速時(shí)，電動(dòng)機(jī)把驅(qū)功輪的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能，并通過功率轉(zhuǎn)換器給蓄電池充電,串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的功率流控制,減速/制動(dòng),29,功率流的控制,車輛停車時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)也可以通過發(fā)電機(jī)和功率轉(zhuǎn)換器給蓄電池充電。,串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的功率流控制,蓄電池充電,30,功率流的控制,并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的功率流控制,(a)啟動(dòng)/加速 (b)正常行駛,（A）車輛啟動(dòng)或節(jié)氣門全開加速時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)同時(shí)工作，共同分擔(dān)驅(qū)動(dòng)車輛所需的動(dòng)力； （B）車輛正常行駛時(shí)，電動(dòng)機(jī)關(guān)閉，僅由發(fā)動(dòng)機(jī)工作提供車輛行駛所需動(dòng)力；,31,功率流的控制,并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的功率流控制,(c)減速/制動(dòng) (d)行駛中給蓄電池充電,（C）車輛制動(dòng)或減速行駛時(shí)，電動(dòng)機(jī)工作于發(fā)電機(jī)模式，通過功率轉(zhuǎn)換器給蓄電池充電。 （D）由于發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)同一根驅(qū)動(dòng)軸，因此當(dāng)車輛輕載時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的功率也可以通過電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)化為電能給蓄電池允電。,32,功率流的控制,發(fā)動(dòng)機(jī)主動(dòng)型混聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的功率流控制,基本分成兩種，一種稱為發(fā)動(dòng)機(jī)主動(dòng)型，另一種稱為電力主動(dòng)型。車輛運(yùn)行時(shí)，前一種主要是發(fā)動(dòng)機(jī)起作用，而后一種主要是電動(dòng)機(jī)起作用。 (b) 加速 （A）車輛啟動(dòng)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉，蓄電池工作提供車輛行駛所需的動(dòng)力; （B）節(jié)氣門全開車輛加速行駛時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)同時(shí)工作，共同分擔(dān)車輛行駛所需的動(dòng)力;,(a)啟動(dòng),33,功率流的控制,（C）車輛正常行駛時(shí)，電動(dòng)機(jī)關(guān)閉，發(fā)動(dòng)機(jī)工作，提供車輛所需動(dòng)力; （D）車輛制動(dòng)或減速行駛時(shí)，電動(dòng)機(jī)工作于發(fā)電機(jī)模式，通過功率轉(zhuǎn)換器給蓄電池充電;,發(fā)動(dòng)機(jī)主動(dòng)型混聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的功率流控制,(c)正常行駛;(d)減速/制動(dòng),34,功率流的控制,(e)行駛中給蓄電池充電;(f)蓄電池充電,(E)車輛行駛給蓄電池充電時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)一部分動(dòng)力用于驅(qū)動(dòng)車輛，另一部分動(dòng)力由發(fā)電機(jī)經(jīng)功率轉(zhuǎn)換器給蓄電池充電; (F)當(dāng)停車時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)也可以通過發(fā)電機(jī)給蓄電池充電。,發(fā)動(dòng)機(jī)主動(dòng)型混聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的功率流控制,35,功率流的控制,電力主動(dòng)型混聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的功率流控制,(a)啟動(dòng)/輕載;(b) 加速;(c)正常行駛;(d)減速/制動(dòng),36,功率流的控制,（A）車輛啟動(dòng)或輕載運(yùn)行時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉，由蓄電池給電動(dòng)機(jī)提供電能驅(qū)動(dòng)車輛; （B,電力主動(dòng)型混聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的功率流控制,37,功率流的控制,(E)車輛行駛給蓄電池充電時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)一部分動(dòng)力用于驅(qū)動(dòng)車輛，另一部分動(dòng)力用于驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)給蓄電池充電; (F)停車時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)也叮以通過發(fā)電機(jī)給蓄電池充電,電力主動(dòng)型混聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的功率流控制,(e)行駛中給蓄電池充電;(f)蓄電池充電,38,功率流的控制,復(fù)合式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的發(fā)展主要集中于雙軸驅(qū)動(dòng)混合動(dòng)力系統(tǒng) 在這種系統(tǒng)中，前軸和后軸獨(dú)立驅(qū)動(dòng)，前輪和后輪之間沒有任何驅(qū)動(dòng)軸或轉(zhuǎn)換器相連 可以減輕驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的質(zhì)量，增加車輛裝配的靈活性 可以回收四個(gè)車輪的制動(dòng)動(dòng)能，大大提高車輛的燃油利用率和燃油經(jīng)濟(jì)性。,復(fù)合式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的功率流控制,39,功率流的控制,前軸混合驅(qū)動(dòng)后軸電驅(qū)動(dòng)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的功率流控制,(a)啟動(dòng);(b) 加速;(c)正常行駛/蓄電池充電;(d)輕載,B-蓄電池; E-內(nèi)燃機(jī); F-油箱; FM-前輪電動(dòng)機(jī); FP-前輪功率轉(zhuǎn)換器 FT-前軸傳動(dòng)裝置; RM-后輪電動(dòng)機(jī); RP-后輪功率轉(zhuǎn)換器 RT-后軸傳動(dòng)裝置,40,功率流的控制,一種雙軸復(fù)合式混合動(dòng)力系統(tǒng)，其中前輪混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，后輪電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的六種工作模式： （A）啟動(dòng)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉，由電池組分別向車輛前、后驅(qū)動(dòng)軸的電動(dòng)機(jī)供電并驅(qū)動(dòng)前、后軸; （B）節(jié)氣門全開車輛加速行駛時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)和兩個(gè)電動(dòng)機(jī)同時(shí)工作提供車輛行駛所需的功率; （C）車輛正常行駛或電池充電時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的功率被分流，一部分用于驅(qū)動(dòng)前軸，一部分通過工作于發(fā)電機(jī)模式的電動(dòng)機(jī)給蓄電池充電，發(fā)動(dòng)機(jī)與前軸的電動(dòng)機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)與前軸通常用行星齒輪機(jī)構(gòu)連接; （D）輕載時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)和后電動(dòng)機(jī)關(guān)閉，前驅(qū)動(dòng)軸由蓄電池和前軸電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng);,前軸混合驅(qū)動(dòng)后軸電驅(qū)動(dòng)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的功率流控制,41,功率流的控制,(E)減速制動(dòng)時(shí)，前、后電動(dòng)機(jī)均以發(fā)電機(jī)模式工作，實(shí)現(xiàn)四個(gè)車輪同時(shí)再生制動(dòng); (F)這種雙軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有軸平衡的功能，若前驅(qū)動(dòng)軸打滑，與該驅(qū)動(dòng)軸相連的電動(dòng)機(jī)以發(fā)電機(jī)摸式工作，吸收發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的部分能量，并轉(zhuǎn)化為電能輸出到與后驅(qū)動(dòng)軸相連的電動(dòng)機(jī)，由電池組實(shí)現(xiàn)功率流之間的分配調(diào)整。,(e)減速/制動(dòng);(f)軸間平衡,前軸混合驅(qū)動(dòng)后軸電驅(qū)動(dòng)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的功率流控制,42,功率流的控制,源自：北京理工大學(xué)出版社 陳清泉 孫逢春,前軸電驅(qū)動(dòng)后軸混合驅(qū)動(dòng)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的功率流控制,(a)啟動(dòng);(b) 啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī);(c) 加速;(d)正常行駛,43,功率流的控制,一種的雙軸復(fù)合式混合動(dòng)力系統(tǒng)，其中前輪電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，后輪混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，該系統(tǒng)共有六種驅(qū)動(dòng)模式： （A）車輛啟動(dòng)時(shí)，電池組只向前電動(dòng)機(jī)供電驅(qū)動(dòng)前軸，而發(fā)動(dòng)機(jī)和后電動(dòng)機(jī)均關(guān)閉; （B）當(dāng)車輛開始前移時(shí)，電池組也向后電動(dòng)機(jī)供電使發(fā)動(dòng)機(jī)加速運(yùn)轉(zhuǎn)，從而啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī); （C）節(jié)氣門全開車輛加速行駛時(shí)，前電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)前驅(qū)動(dòng)軸，而后軸由發(fā)動(dòng)機(jī)和后電動(dòng)機(jī)一起驅(qū)動(dòng)，這時(shí)，共有 三個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置(一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)，兩個(gè)電動(dòng)機(jī))一起驅(qū)動(dòng)車輛; （D）車輛正常行駛時(shí)，僅由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)后軸;,前軸電驅(qū)動(dòng)后軸混合驅(qū)動(dòng)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的功率流控制,44,功率流的控制,(E)車輛減速/制動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)以發(fā)電機(jī)模式工作，四個(gè)車輪同時(shí)再生制動(dòng); (F)車輛行駛給電池組充電時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的功率一部分用于驅(qū)動(dòng)后軸，一部分通過發(fā)電機(jī)給蓄電池充電。,(e)減速/制動(dòng);(f)行駛中給蓄電池充電,前軸電驅(qū)動(dòng)后軸混合驅(qū)動(dòng)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的功率流控制,45,混合動(dòng)力電動(dòng)汽車實(shí)例,46,混合動(dòng)力電動(dòng)汽車實(shí)例,47,混合動(dòng)力電動(dòng)汽車實(shí)例,48,混合動(dòng)力電動(dòng)汽車實(shí)例,混聯(lián)式混合動(dòng)力 利用電動(dòng)機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)車輪，并可用發(fā)電機(jī)來(lái)發(fā)電及自行充電?；炻?lián)式混合動(dòng)力利用電動(dòng)機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)這兩個(gè)動(dòng)力來(lái)驅(qū)動(dòng)車輪，同時(shí)電動(dòng)機(jī)在行駛當(dāng)中還可以發(fā)電。 根據(jù)行駛條件的不同，可以僅靠電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)力來(lái)行駛，或者利用發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)行駛。另外還安裝有發(fā)電機(jī)，所以可以一邊行駛，一邊給HV蓄電池充電。基本結(jié)構(gòu)由電動(dòng)機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)、HV蓄電池、發(fā)電機(jī)、動(dòng)力分離裝置、電子控制單元(變壓器、轉(zhuǎn)換器)組成。利用動(dòng)力分離裝置將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力分成兩份，一部分用來(lái)直接驅(qū)動(dòng)車輪，另一部分用來(lái)發(fā)電，給電動(dòng)機(jī)供應(yīng)電力和HV蓄電池充電。 電動(dòng)機(jī)擅長(zhǎng)從低速帶開始發(fā)揮威力，而發(fā)動(dòng)機(jī)則在高速帶大顯身手。本系統(tǒng)通過理想地控制二者，可在所有條件下提供高效率的行駛。,49,混合動(dòng)力電動(dòng)汽車實(shí)例,HV（鎳氫）蓄電池 擁有世界最高水平的輸入輸出密度，且輕型、耐用 安裝在TOYOTA 油電混合動(dòng)力系統(tǒng)上的高輸出鎳氫蓄電池具有高輸入輸出密度和重量輕、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。無(wú)需利用外界電源進(jìn)行充電，也無(wú)需定期交換。,50,混合動(dòng)力電動(dòng)汽車實(shí)例,高輸出功率電動(dòng)機(jī) 采用交流同步原動(dòng)機(jī)，小型、輕量、高效率。該裝置一直到高旋轉(zhuǎn)帶都可高效地產(chǎn)生高扭矩，同時(shí)可任意控制轉(zhuǎn)數(shù)和產(chǎn)生扭矩。 另外它還擁有小型、輕量、高效等特點(diǎn)，具有優(yōu)秀的動(dòng)力性能，可進(jìn)行順暢的啟動(dòng)、加速等各種操作。,51,混合動(dòng)力電動(dòng)汽車實(shí)例,動(dòng)力控制單元 擁有直流/交流變壓器和可變電壓轉(zhuǎn)換器的動(dòng)力控制單元 使用電動(dòng)機(jī)行駛的TOYOTA 油電混合動(dòng)力系統(tǒng)中安裝有由變 壓器、可變電壓系統(tǒng)、DC/DC轉(zhuǎn)換器組成的動(dòng)力控制單元。,52,混合動(dòng)力電動(dòng)汽車實(shí)例,汽油發(fā)動(dòng)機(jī) 低油耗、高輸出的發(fā)動(dòng)機(jī) TOYOTA 油電混合動(dòng)力系統(tǒng)中安裝的發(fā)動(dòng)機(jī)與以往機(jī)型相比 ，具有低油耗，高輸出的特性。,53,混合動(dòng)力電動(dòng)汽車實(shí)例,動(dòng)力分離裝置 將發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的動(dòng)力，分配給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和發(fā)電系統(tǒng)使用 TOYOTA 油電混合動(dòng)力系統(tǒng)中安裝有動(dòng)力分離裝置，可將發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的動(dòng)力分配給驅(qū)動(dòng)輪和發(fā)電機(jī)。采用由齒環(huán)、小齒輪、太陽(yáng)齒輪、行星支架組成的行星齒輪，高效率地分配動(dòng)力。 1行星支架的旋轉(zhuǎn)軸與發(fā)動(dòng)機(jī)連接，通過小齒輪帶動(dòng)外圍的齒環(huán)和內(nèi)側(cè)的太陽(yáng)齒輪。 2小齒輪旋轉(zhuǎn)軸直接和電動(dòng)機(jī)連接，將驅(qū)動(dòng)力傳給車輪。 太陽(yáng)齒輪旋轉(zhuǎn)軸直接和發(fā)動(dòng)機(jī)連接，將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力轉(zhuǎn)換為電能。,54,混合動(dòng)力電動(dòng)汽車實(shí)例,發(fā)電機(jī) 通過高旋轉(zhuǎn)化來(lái)提高最大輸出電力 TOYOTA 油電混合動(dòng)力系統(tǒng)采用和電動(dòng)機(jī)相同的交流同步型發(fā)電機(jī)，并且實(shí)現(xiàn)了高旋轉(zhuǎn)化，提高了最大輸出電力。,55,混合動(dòng)力電動(dòng)汽車實(shí)例,再生制動(dòng) 將動(dòng)能再利用到電動(dòng)機(jī)發(fā)電中 TOYOTA 油電混合動(dòng)力系統(tǒng)中采用了“再生制動(dòng)器”，它利用電動(dòng)機(jī)的發(fā)電來(lái)再次利用動(dòng)能。 電動(dòng)機(jī)通常在通電后開始轉(zhuǎn)動(dòng)，但是相反地讓外界力量帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，它又可作為發(fā)電機(jī)來(lái)發(fā)電。因此，利用驅(qū)動(dòng)輪的旋轉(zhuǎn)力帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)發(fā)電，在給HV蓄電池充電的同時(shí)，又可利用發(fā)電時(shí)的電阻來(lái)減速。 該系統(tǒng)在制動(dòng)時(shí)與液壓制動(dòng)器同時(shí)控制再生制動(dòng)器，完美的將原來(lái)在減速中作為摩擦熱散失的動(dòng)能回收為行駛用能量。 城市中行駛時(shí)反復(fù)進(jìn)行的調(diào)速操作具有較高的能量回收效果，所以在低速帶優(yōu)先使用再生制動(dòng)器。,56,混合動(dòng)力電動(dòng)汽車實(shí)例,電子控制系統(tǒng) 汽車智囊?guī)椭鷮?shí)現(xiàn)安全、舒適和最高效率行駛 ECU*是集中控制車輛中各種系統(tǒng)的電子裝置，可稱為汽車的大腦。為了實(shí)現(xiàn)安全、舒適、高效率行駛，TOYOTA 油電混合動(dòng)力系統(tǒng)采用EUC實(shí)時(shí)監(jiān)控汽車各系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況和能量消耗情況，進(jìn)行精密且高速的綜合控制。監(jiān)控混合動(dòng)力組成部分（混合動(dòng)力系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、HV蓄電池）的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。監(jiān)控通過汽車的控制網(wǎng)絡(luò)傳來(lái)的制動(dòng)信息。監(jiān)控從駕駛者發(fā)出的指令(加速踏板開度、變檔位置)。監(jiān)控輔助駕駛設(shè)備（如空調(diào)、加熱器、前照燈、導(dǎo)向系統(tǒng)等）的能量消耗。,57,混合動(dòng)力電動(dòng)汽車實(shí)例,58,混合動(dòng)力電動(dòng)汽車實(shí)例,為了實(shí)現(xiàn)最高水準(zhǔn)的低油耗，TOYOTA油電混合動(dòng)力系統(tǒng)分別發(fā)揮電動(dòng)機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)各自的特長(zhǎng)來(lái)行駛。 1在啟動(dòng)及低速行駛時(shí)，TOYOTA油電混合動(dòng)力系統(tǒng)僅利用電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力來(lái)行駛，因?yàn)檫@時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的效率不高。 2在一般行駛時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)效率很高，發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的動(dòng)力不僅是車輪的驅(qū)動(dòng)力，同時(shí)也用來(lái)發(fā)電帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)，并給HV蓄電池充電。 3在減速或制動(dòng)時(shí)，TOYOTA油電混合動(dòng)力系統(tǒng)以車輪的旋轉(zhuǎn)力驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)發(fā)電，將能量回收到HV蓄電池中。,59,混合動(dòng)力電動(dòng)汽車實(shí)例,啟動(dòng)時(shí)，充分利用電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)的低速扭矩 （1）當(dāng)汽車啟動(dòng)時(shí)，TOYOTA油電混合動(dòng)力系統(tǒng)僅使用由HV蓄電池提供能量的電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力啟動(dòng)，這時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)并不運(yùn)轉(zhuǎn)。 （2）因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)不能在低旋轉(zhuǎn)帶輸出大扭矩，而電動(dòng)機(jī)可以靈敏、順暢、高效地進(jìn)行啟動(dòng)。,60,混合動(dòng)力電動(dòng)汽車實(shí)例,低速中速行駛時(shí)，由高效利用能量的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)行駛 對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)而言，在低速中速帶的效率并不理想，而另一面，電動(dòng)機(jī)在低速-中速帶性能優(yōu)越。因此，在用低速-中速行駛時(shí)，油電混合動(dòng)力系統(tǒng)使用HV蓄電池的電力，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)行駛。,61,混合動(dòng)力電動(dòng)汽車實(shí)例,一般行駛時(shí)，低油耗的駕駛，使用發(fā)動(dòng)機(jī)作為主要?jiǎng)恿υ?（1）TOYOTA油電混合動(dòng)力系統(tǒng)采用發(fā)動(dòng)機(jī)，使它在能產(chǎn)生最高效功率的速度帶驅(qū)動(dòng)。由發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的動(dòng)力直接驅(qū)動(dòng)車輪，依照駕駛狀況部分動(dòng)力被分配給發(fā)電機(jī)。 由發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的動(dòng)力用來(lái)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)和輔助發(fā)動(dòng)機(jī)。利用發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)這一雙重傳動(dòng)系統(tǒng)，發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的動(dòng)力以最小消耗被傳向地面。,62,混合動(dòng)力電動(dòng)汽車實(shí)例,一般行駛時(shí)/剩余能量充電 ，將剩余能量用于HV蓄電池充電 因?yàn)門OYOTA油電混合動(dòng)力系統(tǒng)在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)是采用發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)，而發(fā)動(dòng)機(jī)有時(shí)會(huì)產(chǎn)生多余的能量。這時(shí)多余的能量由發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)換成電力，用于儲(chǔ)存在HV蓄電池中。,63,混合動(dòng)力電動(dòng)汽車實(shí)例,全速開進(jìn)（行駛）時(shí)，利用雙動(dòng)力來(lái)獲得更高一級(jí)的加速 在需要強(qiáng)勁加速力（如爬陡坡及超車）時(shí)，HV蓄電池也提供電力，來(lái)加大電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力。通過發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)雙動(dòng)力的結(jié)合使用，TOYOTA油電混合動(dòng)力系統(tǒng)得以實(shí)現(xiàn)與高一級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)同等水平的強(qiáng)勁而流暢的加速性能。,64,混合動(dòng)力電動(dòng)汽車實(shí)例,減速/能量再生時(shí)，將能量回收到HV蓄電池中用于再利用 在踩制動(dòng)器和松油門時(shí)，TOYOTA油電混合動(dòng)力系統(tǒng)使車輪的旋轉(zhuǎn)力帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，將其作為發(fā)電機(jī)使用。減速時(shí)通常作為摩擦熱散失掉的能量，在此被轉(zhuǎn)換成電能，回收到HV蓄電池中進(jìn)行再利用。,65,混合動(dòng)力電動(dòng)汽車實(shí)例,停車時(shí)，停車時(shí)動(dòng)力系統(tǒng)全部停止 在停車時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)全部自動(dòng)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。不會(huì)因怠速而浪費(fèi)能量。,