《電動(dòng)汽車變速箱》培訓(xùn)課件

《電動(dòng)汽車變速箱》培訓(xùn)課件,電動(dòng)汽車變速箱,電動(dòng)汽車,變速箱,培訓(xùn),課件 新能源汽車概論新能源汽車概論插電式混合動(dòng)力（增程式）電動(dòng)汽車插電式混合動(dòng)力（增程式）電動(dòng)汽車3.13.13.13.1 插電式混合動(dòng)力（增程式）電動(dòng)汽車的概述插電式混合動(dòng)力（增程式）電動(dòng)汽車的概述插電式混合動(dòng)力（增程式）電動(dòng)汽車的概述插電式混合動(dòng)力（增程式）電動(dòng)汽車的概述 3 3 3 3.2 .2 .2 .2 插電式混合動(dòng)力（增程式）電動(dòng)汽車的結(jié)構(gòu)插電式混合動(dòng)力（增程式）電動(dòng)汽車的結(jié)構(gòu)插電式混合動(dòng)力（增程式）電動(dòng)汽車的結(jié)構(gòu)插電式混合動(dòng)力（增程式）電動(dòng)汽車的結(jié)構(gòu)3.3 3.3 3.3 3.3 插電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的典型案例插電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的典型案例插電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的典型案例插電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的典型案例3.4 3.4 3.4 3.4 增程式電動(dòng)汽車系統(tǒng)及典型案例增程式電動(dòng)汽車系統(tǒng)及典型案例增程式電動(dòng)汽車系統(tǒng)及典型案例增程式電動(dòng)汽車系統(tǒng)及典型案例 3.1 插電式混合動(dòng)力（增程式）電動(dòng)汽車的概述插電式混合動(dòng)力（增程式）電動(dòng)汽車?yán)m(xù)駛里程續(xù)駛里程則不受限制，對電池的性能要求不高?；旌蟿?dòng)力系統(tǒng)中，通常采用電機(jī)的輸出功率電機(jī)的輸出功率在整個(gè)系統(tǒng)輸出功整個(gè)系統(tǒng)輸出功率率中占的比重比重來表示不同程度的混合動(dòng)力系。，式中，Pelec 為電機(jī)輸出功率；Ptotal 為動(dòng)力源總功率。3.1 插電式混合動(dòng)力（增程式）電動(dòng)汽車的概述根據(jù)混合度的不同，可分為：弱混合動(dòng)力系統(tǒng)弱混合動(dòng)力系統(tǒng)，也稱微混合動(dòng)力系統(tǒng) H 10%輕度混合動(dòng)力系統(tǒng)輕度混合動(dòng)力系統(tǒng)，H 20%中度混合動(dòng)力系統(tǒng)中度混合動(dòng)力系統(tǒng)，H 30%重度混合動(dòng)力系統(tǒng)重度混合動(dòng)力系統(tǒng)，也稱全混合動(dòng)力系統(tǒng)、強(qiáng)混合動(dòng)力系統(tǒng)，H 一般在 50%插電式混合動(dòng)力系統(tǒng)包括增程式電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)插電式混合動(dòng)力系統(tǒng)包括增程式電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)，H 50%類型類型功能要求功能要求弱混合動(dòng)力 發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)起停輕度混合動(dòng)力 發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)起停+回饋制動(dòng)中度混合動(dòng)力 發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)起停+回饋制動(dòng)+電動(dòng)輔助重度混合動(dòng)力 發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)起停+回饋制動(dòng)+電動(dòng)輔助+純電驅(qū)動(dòng)插電式混合動(dòng)力（包含增程式）發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)起停+回饋制動(dòng)+電動(dòng)輔助+純電驅(qū)動(dòng)+電網(wǎng)充電3.1 插電式混合動(dòng)力（增程式）電動(dòng)汽車的概述不同混合度類型及功能列表3.1 插電式混合動(dòng)力（增程式）電動(dòng)汽車的概述按照混合度分類的車型不同混合度系統(tǒng)對應(yīng)的功能及按混合度分類的車型。3.1 插電式混合動(dòng)力（增程式）電動(dòng)汽車的概述插電式混合動(dòng)插電式混合動(dòng)力（增程式）力（增程式）電動(dòng)汽車電動(dòng)汽車弱混合（弱混）動(dòng)力系統(tǒng)弱混合（弱混）動(dòng)力系統(tǒng)搭載的電機(jī)功率小，僅靠電機(jī)無法使車輛起步，起步過程需要發(fā)動(dòng)機(jī)介入，是一種初級的混合動(dòng)力系統(tǒng)。油率一般為 5%10%。輕度混合動(dòng)力系統(tǒng)采用了起動(dòng)發(fā)電一輕度混合動(dòng)力系統(tǒng)采用了起動(dòng)發(fā)電一體機(jī)（體機(jī)（ISG），除了能夠?qū)崿F(xiàn)用電機(jī)控制發(fā)動(dòng)機(jī)的起停外，還能實(shí)現(xiàn)對部分能量進(jìn)行回收；發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力可以在車輪的驅(qū)動(dòng)需求和發(fā)電機(jī)發(fā)電需求之間進(jìn)行調(diào)節(jié)。插電式混合動(dòng)力系統(tǒng)插電式混合動(dòng)力系統(tǒng)是在以上三種混合動(dòng)力系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種動(dòng)力系統(tǒng)，可以使用家用電源在夜間用電低谷時(shí)為電池充電，有效平穩(wěn)電網(wǎng)波動(dòng)，也可以利用外接充電機(jī)充電，續(xù)駛里程較大。重度混合動(dòng)力系統(tǒng)重度混合動(dòng)力系統(tǒng)采用了 272 650V 的高壓電機(jī)，動(dòng)力系統(tǒng)以發(fā)動(dòng)機(jī)為基礎(chǔ)動(dòng)力，動(dòng)力電池為輔助動(dòng)力。節(jié)油率可以達(dá)到 30%-50%。中度混合（中混）動(dòng)中度混合（中混）動(dòng)力系統(tǒng)力系統(tǒng)該混合動(dòng)力系統(tǒng)同樣采用了 ISG 系統(tǒng)。與輕度混合動(dòng)力系統(tǒng)的不同之處在采用的是高壓電機(jī)，節(jié)油率可以達(dá)到 20%30%。3.1 插電式混合動(dòng)力（增程式）電動(dòng)汽車的概述3.1.1 插電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的概念和特點(diǎn)插電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的概念和特點(diǎn)插電式混合動(dòng)力汽車插電式混合動(dòng)力汽車（Plugin Hybrid Electric Vehicle，PHEV）是指可使用電力網(wǎng)（包括家用電源插座）對車載可充電動(dòng)力電池進(jìn)行充電的混合動(dòng)力汽車。純電動(dòng)行駛里程更長，也可以以普通的混合動(dòng)力汽車方式工作。1將純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)相結(jié)合，減少有害氣體、溫室氣體的排放，大大降低整車的燃油消耗，提高燃油經(jīng)濟(jì)性。2無須配備大容量的動(dòng)力電池，可以大幅降低制造成本有效延長了電池壽命；降低了成本。3可利用外部公用電網(wǎng)對車載動(dòng)力電池進(jìn)行均衡充電，減少對石油的依賴，同時(shí)又能改善電廠發(fā)電機(jī)組效率、削峰填谷，緩解供電壓力。插插電電式式混混合合動(dòng)動(dòng)力力電電動(dòng)動(dòng)汽汽車車特特點(diǎn)點(diǎn)3.1 插電式混合動(dòng)力（增程式）電動(dòng)汽車的概述3.1.2 增程式電動(dòng)汽車的概念和特點(diǎn)增程式電動(dòng)汽車的概念和特點(diǎn)增程式電動(dòng)汽車增程式電動(dòng)汽車的概念:是以電能為主要驅(qū)動(dòng)能源、發(fā)動(dòng)機(jī)為輔助動(dòng)力源的一種兼有外接電源充電和車載自供電功能的電動(dòng)汽車。增程式電動(dòng)汽車增程式電動(dòng)汽車的特點(diǎn)：1、可以縮小動(dòng)力電池的容量，降低成本，且增大了續(xù)駛里程2、可外接充電，進(jìn)能源利用率高，結(jié)構(gòu)簡單采取電池?cái)U(kuò)容的方式，增加續(xù)駛里程3、電能充足的條件下行駛時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)不參與工作，采用電機(jī)直驅(qū)，結(jié)構(gòu)簡單3.2 插電式混合動(dòng)力（增程式）電動(dòng)汽車的結(jié)構(gòu)3.2.1 串聯(lián)式結(jié)構(gòu)串聯(lián)式結(jié)構(gòu)根據(jù)混合動(dòng)力系統(tǒng)的混合方式，PHEV 的混合動(dòng)力系統(tǒng)主要分為串聯(lián)式串聯(lián)式、并聯(lián)式并聯(lián)式和混聯(lián)式混聯(lián)式三種類型。右圖系統(tǒng)中有兩個(gè)電源，即動(dòng)力電池和發(fā)電機(jī)。這兩個(gè)電源通過逆變器串聯(lián)在回路中，動(dòng)力的流向?yàn)榇?lián)，所以稱為串聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)。串聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)3.2 插電式混合動(dòng)力（增程式）電動(dòng)汽車的結(jié)構(gòu)3.2.1 串聯(lián)式結(jié)構(gòu)串聯(lián)式結(jié)構(gòu)串聯(lián)插電式混合動(dòng)力系統(tǒng)在早期的城市公交車上應(yīng)用，該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)以下工作模式：發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉，車輛驅(qū)動(dòng)能量完全來自動(dòng)力電池1、電池供電模式電池供電模式當(dāng)動(dòng)力電池荷電狀態(tài)小于目標(biāo) SOC 值后，動(dòng)力電池不再向電動(dòng)機(jī)供電。2、發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)供電模式供電模式車輛驅(qū)動(dòng)能量同時(shí)來自發(fā)動(dòng)機(jī)和動(dòng)力電池用于車輛加速和爬坡行駛工況。3、混合供電模式混合供電模式發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能分配給電機(jī)和動(dòng)力電池4、發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)供發(fā)電機(jī)供電并給電池充電模電并給電池充電模式式把來自車輪的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能，給動(dòng)力電池充電。5、回饋制動(dòng)模式回饋制動(dòng)模式發(fā)電機(jī)把來自發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能給動(dòng)力電池充電 6、電池充電模式電池充電模式3.2 插電式混合動(dòng)力（增程式）電動(dòng)汽車的結(jié)構(gòu)3.2.1 串聯(lián)式結(jié)構(gòu)串聯(lián)式結(jié)構(gòu)串聯(lián)式結(jié)構(gòu)的 PHEV 的優(yōu)缺點(diǎn)是：優(yōu)點(diǎn)可控制發(fā)動(dòng)機(jī)可以工作在其速度 轉(zhuǎn)矩圖的任何點(diǎn)上可控制發(fā)動(dòng)機(jī)總是工作在最低油耗區(qū)在電量充足時(shí)，能夠完全實(shí)現(xiàn)零排放動(dòng)力總成的控制策略簡單缺點(diǎn)為滿足汽車動(dòng)力性需要匹配較大功率的電動(dòng)機(jī)在車輛需求功率較大的工況行駛時(shí)，動(dòng)力電池需要高電流放電，電能損耗大在電量低需要充電時(shí)，能量總體損失比較大，轉(zhuǎn)化效率低3.2 插電式混合動(dòng)力（增程式）電動(dòng)汽車的結(jié)構(gòu)3.2.2 并聯(lián)式結(jié)構(gòu)并聯(lián)式結(jié)構(gòu)并聯(lián)式混合系統(tǒng)并聯(lián)式混合系統(tǒng)節(jié)油率高于串聯(lián)式系統(tǒng)，一般在 25%左右，在一定程度上取代了串聯(lián)式系統(tǒng)，目前在公交車輛上還有一定應(yīng)用。并聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)并聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)并聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)其中電機(jī)既可作為電動(dòng)機(jī)使用，也可作為發(fā)電機(jī)使用。采用并聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)的汽車有兩個(gè)獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，即傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。3.2 插電式混合動(dòng)力（增程式）電動(dòng)汽車的結(jié)構(gòu)3.2.2 并聯(lián)式結(jié)構(gòu)并聯(lián)式結(jié)構(gòu)并聯(lián)式插電式混合動(dòng)力系統(tǒng)主要有以下五種運(yùn)行模式：1、單電機(jī)驅(qū)動(dòng)模式：當(dāng)動(dòng)力電池 SOC 較大且汽車需求功率較小時(shí)，車輛由動(dòng)力電池單獨(dú)提供電能，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)從而驅(qū)動(dòng)汽車2、單發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模式：當(dāng)動(dòng)力電池 SOC 下降到一定目標(biāo)值且車輛需求功率不大時(shí)，車輛由發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)。此時(shí)，電機(jī)處于關(guān)閉狀態(tài)3、混合驅(qū)動(dòng)模式：當(dāng)車輛需求功率較大，發(fā)動(dòng)機(jī)或電機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)無法滿足車輛需求功率時(shí)，車輛由發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)共同牽引驅(qū)動(dòng)4、行車充電模式：當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)提供的功率大于驅(qū)動(dòng)車輛所需的功率時(shí)，一部分功率直接驅(qū)動(dòng)車輛，另一部分供給電機(jī)使其工作在發(fā)電機(jī)狀態(tài)，將多余的功率充入電池5、再生制動(dòng)模式：在汽車制動(dòng)過程中，將一部分制動(dòng)能量轉(zhuǎn)化為電能并存儲(chǔ)在動(dòng)力電池中，此時(shí)電機(jī)充當(dāng)發(fā)電機(jī)使用。并聯(lián)式結(jié)構(gòu)的 PHEV 的優(yōu)缺點(diǎn)是：優(yōu)點(diǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)都可以直接向傳動(dòng)系統(tǒng)提供轉(zhuǎn)矩，不存在多次能量形式的轉(zhuǎn)換，因而能量損失較小并聯(lián)式結(jié)構(gòu)存在兩個(gè)動(dòng)力源，因此可以匹配額定功率較小的電機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)，制造成本較低缺點(diǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)輪間還是機(jī)械連接，因此發(fā)動(dòng)機(jī)的工作點(diǎn)不可能總處于最佳區(qū)域，發(fā)動(dòng)機(jī)效率得不到充分發(fā)揮需要搭載變速器，且適合搭載自動(dòng)變速器3.2 插電式混合動(dòng)力（增程式）電動(dòng)汽車的結(jié)構(gòu)3.2.2 并聯(lián)式結(jié)構(gòu)并聯(lián)式結(jié)構(gòu)3.2 插電式混合動(dòng)力（增程式）電動(dòng)汽車的結(jié)構(gòu)3.2.3 混聯(lián)式結(jié)構(gòu)混聯(lián)式結(jié)構(gòu)混聯(lián)式混合系統(tǒng)混聯(lián)式混合系統(tǒng)節(jié)油率普遍高于串聯(lián)式和并聯(lián)式的系統(tǒng)，一般在 40%左右，在乘用車和城市公交車上都有普遍的應(yīng)用?；炻?lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)混聯(lián)插電式混合動(dòng)力系統(tǒng)混聯(lián)插電式混合動(dòng)力系統(tǒng)無論汽車的運(yùn)行工況多么復(fù)雜、多變，都能使動(dòng)力系統(tǒng)工作在最優(yōu)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)較好的燃油經(jīng)濟(jì)性和排放性，在 NEDC 循環(huán)工況下，采用該方式汽車的節(jié)油率可達(dá) 40%。3.3 插電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的典型案例3.3.1 豐田插電式普銳斯混合動(dòng)力轎車豐田插電式普銳斯混合動(dòng)力轎車PHEV 在乘用車和商用車領(lǐng)域都有商業(yè)化的示范：在乘用車領(lǐng)域在乘用車領(lǐng)域 以豐田的插電式普銳斯為代表采用并聯(lián)式采用并聯(lián)式 以比亞迪 F3DM 為代表在客車領(lǐng)域在客車領(lǐng)域 以宇通新能源客車為代表普銳斯 PHEV 透視圖豐田普銳斯汽車插電式車豐田普銳斯汽車插電式車由動(dòng)力電池、發(fā)動(dòng)機(jī)、混合動(dòng)力總成（電機(jī) MG1、電機(jī) MG2、動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)及電機(jī)減速機(jī)構(gòu)）、車載充電器、充電用電線、燃油箱等組成。普銳斯車載電源系統(tǒng)普銳斯車載電源系統(tǒng)采用額定電壓為 345.6V、電量為 5.2kW h 的錳酸鋰電池。通過逆變器供電時(shí)，直流電壓為 345.6V 升壓到 650V，充電式從 650V 的交流電降壓為345.6V 的直流電。普銳斯混合動(dòng)力系統(tǒng)普銳斯混合動(dòng)力系統(tǒng)采用的混聯(lián)結(jié)構(gòu)，在此動(dòng)力系統(tǒng)中，可以同時(shí)使用雙擎動(dòng)力驅(qū)動(dòng)汽車行駛，同時(shí)產(chǎn)生剩余電力還可以再回收。普銳斯插電式構(gòu)型3.3 插電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的典型案例3.3.1 豐田插電式普銳斯混合動(dòng)力轎車豐田插電式普銳斯混合動(dòng)力轎車3.3 插電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的典型案例3.3.1 豐田插電式普銳斯混合動(dòng)力轎車豐田插電式普銳斯混合動(dòng)力轎車普銳斯動(dòng)力總成和傳遞機(jī)構(gòu)主要由電機(jī) MGI、電機(jī) MG2、動(dòng)力分配行星排、減速行星排、過渡齒輪、主減速器和差速器（未畫出）等組成。普銳斯插電式混合動(dòng)力總成機(jī)構(gòu)組件在減速行星排中，行星架固定，太陽輪與 MG2 相連，齒圈與動(dòng)力分配行星排的齒圈相連。MG2 的動(dòng)力經(jīng)過減速行星排減速增矩后，也通過過渡齒輪向主減速器輸出。3.3 插電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的典型案例3.3.1 豐田插電式普銳斯混合動(dòng)力轎車豐田插電式普銳斯混合動(dòng)力轎車發(fā)動(dòng)機(jī)停車起動(dòng)模式下總成組件工作情況和行星排轉(zhuǎn)速杠桿模擬圖停車狀態(tài)下，驅(qū)動(dòng)輪停止轉(zhuǎn)動(dòng)，動(dòng)力分配行星排的齒圈也停止轉(zhuǎn)動(dòng)。MG1 以電動(dòng)方式工作，帶動(dòng)太陽輪旋轉(zhuǎn)，并通過行星架起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)停車起動(dòng)模式發(fā)動(dòng)機(jī)停車起動(dòng)模式3.3 插電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的典型案例3.3.1 豐田插電式普銳斯混合動(dòng)力轎車豐田插電式普銳斯混合動(dòng)力轎車停車充電模式下總成組件工作情況和行星排轉(zhuǎn)速杠桿模擬圖車輛在停車狀態(tài)下，如果電池 SOC 處于正常值范圍內(nèi)，則發(fā)動(dòng)機(jī)、MG1 和 MG2 都停止工作。如果 SOC 下降到設(shè)定值，則控制系統(tǒng)起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，通過動(dòng)力分配行星排把發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力傳遞給 MG1 發(fā)電，為電池充電。停車充電模式停車充電模式3.3 插電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的典型案例3.3.1 豐田插電式普銳斯混合動(dòng)力轎車豐田插電式普銳斯混合動(dòng)力轎車起步和低負(fù)荷模式 1 下總成組件工作情況和行星排轉(zhuǎn)速杠桿模擬圖在電池 SOC 處于正常范圍時(shí)，系統(tǒng)只靠 MG2 輸出驅(qū)動(dòng)力使車輛起步和低負(fù)荷行駛。此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)停止工作，MG1 空轉(zhuǎn)不發(fā)電。起步和低負(fù)荷模式起步和低負(fù)荷模式 1（SOC 正常）正常）3.3 插電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的典型案例3.3.1 豐田插電式普銳斯混合動(dòng)力轎車豐田插電式普銳斯混合動(dòng)力轎車起步和低負(fù)荷模式 2 下總成組件工作情況和行星排轉(zhuǎn)速杠桿模擬圖在 SOC 下降到設(shè)定值時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)，其輸出動(dòng)力被分成兩部分：一部分直接流向主減速器驅(qū)動(dòng)車輛；另一部分驅(qū)動(dòng) MG1 發(fā)電。MG1 發(fā)出的電能又被分成兩部分：一部分供給 MG2 驅(qū)動(dòng)車輛；另一部分為電池充電。起步和低負(fù)荷模式起步和低負(fù)荷模式 2（SOC 低）低）3.3 插電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的典型案例3.3.1 豐田插電式普銳斯混合動(dòng)力轎車豐田插電式普銳斯混合動(dòng)力轎車巡航模式下總成組件的工作情況和行星排轉(zhuǎn)速杠桿模擬圖車輛在巡航模式下，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)在高效區(qū)域，主要以發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)車輛，發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力被動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)分為兩路：一路作為驅(qū)動(dòng)力傳遞給驅(qū)動(dòng)輪；另一路驅(qū)動(dòng) MG1 發(fā)電，并用該電力驅(qū)動(dòng) MG2，輔助驅(qū)動(dòng)車輛。巡航模式巡航模式3.3 插電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的典型案例3.3.1 豐田插電式普銳斯混合動(dòng)力轎車豐田插電式普銳斯混合動(dòng)力轎車加速模式下總成組件的工作情況和行星排轉(zhuǎn)速杠桿模擬圖車輛從定速行駛開始實(shí)施加速，在提高發(fā)動(dòng)機(jī)功率和 MG1 發(fā)電量的同時(shí)，電池也向 MG2提供電能，增大驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，提升整車驅(qū)動(dòng)能力。加速模式加速模式3.3 插電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的典型案例3.3.1 豐田插電式普銳斯混合動(dòng)力轎車豐田插電式普銳斯混合動(dòng)力轎車制動(dòng)能量回饋模式下總成組件的工作情況和行星排轉(zhuǎn)速杠桿模擬圖車輛減速或制動(dòng)時(shí)，在電池的 SOC 允許的情況下，車輛動(dòng)能通過驅(qū)動(dòng)輪驅(qū)動(dòng) MG2 以發(fā)電機(jī)方式工作，將動(dòng)能轉(zhuǎn)換為電能，給電池充電。制動(dòng)能量回饋模式制動(dòng)能量回饋模式3.3 插電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的典型案例3.3.1 豐田插電式普銳斯混合動(dòng)力轎車豐田插電式普銳斯混合動(dòng)力轎車倒車模式下總成組件的工作情況和行星排轉(zhuǎn)速杠桿模擬圖在電池 SOC 處于正常值范圍內(nèi)時(shí)，MG2 作為電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)工作，驅(qū)動(dòng)車輛倒車；當(dāng) SOC下降到設(shè)定值時(shí)，起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，帶動(dòng) MG1 發(fā)電，產(chǎn)生的電力驅(qū)動(dòng) MG2 反轉(zhuǎn)工作來驅(qū)動(dòng)車輛。倒車模式倒車模式3.3 插電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的典型案例3.3.1 豐田插電式普銳斯混合動(dòng)力轎車豐田插電式普銳斯混合動(dòng)力轎車基于第三代普銳斯的插電式混合動(dòng)力汽車普銳斯技術(shù)參數(shù):動(dòng)力源動(dòng)力源 類型類型排量排量/電電壓壓/容量容量 最大功率最大功率/kW最大轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩/Nm發(fā)動(dòng)機(jī) 直列 4 缸汽油內(nèi)燃機(jī)排量為 1.8L 73 142電機(jī) 永磁同步交流型 電壓為 600V 60 207動(dòng)力電池 鋰離子動(dòng)力電池串聯(lián) 容量為 6.5Ah 關(guān)鍵零部件參數(shù)百公里油耗百公里油耗/（L/100km）4.3（綜合工況法）（綜合工況法）最高車速/（km/h）180基于第三代普銳斯的插電式混合動(dòng)力汽車3.3 插電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的典型案例3.3.2 比亞迪比亞迪 F3DM 插電式混合動(dòng)力汽車插電式混合動(dòng)力汽車比亞迪比亞迪 F3DM 插電式混合動(dòng)插電式混合動(dòng)力汽車力汽車采用采用比亞迪生產(chǎn)的磷酸鐵鈷鋰電池，電壓為 330V，容量為 45A h。F3DM 標(biāo)稱的 100km 耗電是 16kW h，在充電站只需10min 可以充滿 50%，220V 慢充需要 9h。比亞迪 F3DM 中的 DM 是雙模式的意思，意味著該車有兩種主要工作模式：純電動(dòng)模式（EV）和混合動(dòng)力模式（HEV）。F3DM 模式切換按鈕3.3 插電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的典型案例3.3.2 比亞迪比亞迪 F3DM 插電式混合動(dòng)力汽車插電式混合動(dòng)力汽車 比亞迪比亞迪 F3DM 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu):比亞迪F3DM 整車結(jié)構(gòu)發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)元件分布3.3 插電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的典型案例3.3.2 比亞迪比亞迪 F3DM 插電式混合動(dòng)力汽車插電式混合動(dòng)力汽車 比亞迪比亞迪 DM 系統(tǒng)工作模式系統(tǒng)工作模式EV 工作模式HEV 工作模式 A動(dòng)力電池提供電能，由電動(dòng)機(jī) M2 驅(qū)動(dòng)車輛行駛。發(fā)動(dòng)機(jī)工作在最佳狀態(tài)，直接驅(qū)動(dòng)車輛，電動(dòng)機(jī)隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，用于發(fā)電，為動(dòng)力電池充電。3.3 插電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的典型案例3.3.2 比亞迪比亞迪 F3DM 插電式混合動(dòng)力汽車插電式混合動(dòng)力汽車 比亞迪比亞迪 DM 系統(tǒng)工作模式系統(tǒng)工作模式HEV 工作模式 B HEV 工作模式 C需要較高動(dòng)力輸出的模式下，發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī) M2 一起驅(qū)動(dòng)車輛，提供更高的輸出功率。在電量比較低而動(dòng)力輸出也較低的模式下，發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)電機(jī) M1（此時(shí)作為發(fā)電機(jī)）發(fā)電，電機(jī) M2 利用電機(jī) M1 發(fā)電驅(qū)動(dòng)車輛，多余電能將存儲(chǔ)在動(dòng)力電池內(nèi)。3.3 插電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的典型案例3.3.2 比亞迪比亞迪 F3DM 插電式混合動(dòng)力汽車插電式混合動(dòng)力汽車 F3DM 技術(shù)參數(shù)技術(shù)參數(shù)主要部件性能參數(shù)整車性能參數(shù)3.3 插電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的典型案例3.3.3 宇通插電式混合動(dòng)力客車宇通插電式混合動(dòng)力客車客車車載電源系統(tǒng)客車車載電源系統(tǒng)宇通客車投入大量精力研制新型能源汽車，其中ZK6125CHEVPG1、ZK6125CHEVPG2 等型號(hào)汽車為插電式混合動(dòng)力客車，節(jié)油率達(dá) 50%以上，節(jié)能減排效果達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平。動(dòng)力電池普遍采用的是磷酸鐵鋰電池，能量密度112W h/kg，超級電容的功率密度3500W/kg，效率為 95%。宇通新能源客車3.3 插電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的典型案例3.3.3 宇通插電式混合動(dòng)力客車宇通插電式混合動(dòng)力客車客車混合動(dòng)力系統(tǒng)客車混合動(dòng)力系統(tǒng)宇通插電式客車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)該混聯(lián)式混合動(dòng)力客車兼 并串聯(lián)式和并聯(lián)式結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)低速純電動(dòng)起步和大功率制動(dòng)能量回收，避免了發(fā)動(dòng)機(jī)低速、低負(fù)荷工況的低效率運(yùn)行及頻繁制動(dòng)的能量損失，更適合于城市工況運(yùn)行的動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)類型。3.3 插電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的典型案例3.3.3 宇通插電式混合動(dòng)力客車宇通插電式混合動(dòng)力客車基于新型混聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以能量流的路徑對該系統(tǒng)的工作模式進(jìn)行劃分：純電動(dòng)模式純電動(dòng)模式：車輛處于低速工況或者低排放區(qū)域，且電池電量處于較高水平，離合器分離，由電機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)。串聯(lián)式聯(lián)合驅(qū)動(dòng)模式串聯(lián)式聯(lián)合驅(qū)動(dòng)模式：車輛處于低速且高負(fù)荷工況，電池電量處于中等水平，離合器分離，APU 與電池聯(lián)合給電機(jī)供電。串聯(lián)式行車充電模式串聯(lián)式行車充電模式：車輛處于低速工況，且電池電量處于較低水平，離合器分離，APU 提高驅(qū)動(dòng)功率而且給電池充電。發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)模式發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)模式：車輛處于發(fā)動(dòng)機(jī)最佳轉(zhuǎn)速區(qū)域，離合器接合，發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)。3.3 插電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的典型案例3.3.3 宇通插電式混合動(dòng)力客車宇通插電式混合動(dòng)力客車 并聯(lián)式聯(lián)合驅(qū)動(dòng)模式并聯(lián)式聯(lián)合驅(qū)動(dòng)模式：車輛處于較高車速且負(fù)荷不斷增加，發(fā)動(dòng)機(jī)與電機(jī)聯(lián)合進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。并聯(lián)式行車充電模式并聯(lián)式行車充電模式：車輛處于較高車速，負(fù)荷較低，電池電量低于中低水平，發(fā)動(dòng)機(jī)除了進(jìn)行驅(qū)動(dòng)外還給電池充電。再生制動(dòng)模式再生制動(dòng)模式：當(dāng)車輛處于制動(dòng)或減速滑行時(shí)，利用電機(jī)進(jìn)行能量回收?？蛙嚰夹g(shù)參數(shù)客車技術(shù)參數(shù)車輛型號(hào)車輛型號(hào) ZK6125CHEVPG1發(fā)動(dòng)機(jī)功率/kW162外形尺寸/（mmmmmm）12 00025502950總質(zhì)量/kg 18000宇通ZK6125CHEVPG1 客車參數(shù)3.4 增程式電動(dòng)汽車系統(tǒng)及典型案例3.4.1 增程式電動(dòng)汽車系統(tǒng)及典型案例增程式電動(dòng)汽車系統(tǒng)及典型案例增程器增程器是 EREV 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的關(guān)鍵組件，可以提供電能，增加電動(dòng)汽車的行駛里程。增程器是 EREV 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的關(guān)鍵組件，它只提供電能，用來驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)或者為動(dòng)力電池充電。增程式電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)由電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)系統(tǒng)、功率分配裝置、動(dòng)力電池等組成。增程式電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)注：粗線表示機(jī)械連接，細(xì)線表示電氣連接，虛線表示 CAN 總線連接1、需求功率比較大2、在增程模式下3、停車時(shí)功率分配裝置會(huì)直接將電能傳遞給驅(qū)動(dòng)控制裝置，驅(qū)動(dòng)車輛行駛，不經(jīng)過電池管理系統(tǒng)。根據(jù)車輛功率需求，驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)中的逆變器將直流電轉(zhuǎn)化成三相交流電，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。如果增程模塊提供的電能有剩余，則多余的電能將為動(dòng)力電池充電，動(dòng)力電池在增程模式下起到平衡系統(tǒng)充電和放電的作用，穩(wěn)定系統(tǒng)電壓。停車時(shí)，可以通過外接充電裝置為動(dòng)力電池充電。此外，動(dòng)力系統(tǒng)提供的電能要滿足附件功率的需求，如散熱器、風(fēng)扇、空調(diào)壓縮機(jī)等。3.4 增程式電動(dòng)汽車系統(tǒng)及典型案例3.4.1 增程式電動(dòng)汽車的增程器增程式電動(dòng)汽車的增程器不同工況牽引力驅(qū)動(dòng)控制的功率分配:3.4 增程式電動(dòng)汽車系統(tǒng)及典型案例3.4.1.1 增程器的分類增程器的分類 增程器增程器（Range Extender，RE）是增程式電動(dòng)汽車最重要的組件之一，它與車輛的性能、油耗、燃油替代、原始成本和運(yùn)行成本密切相關(guān)，增程器分類方法如下：(1)按結(jié)構(gòu)分類：1）大容量動(dòng)力電池增程器 優(yōu)點(diǎn)：便于統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)格便于統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)格 缺點(diǎn)：能量密度較低能量密度較低 研發(fā)周期短研發(fā)周期短 體積偏大體積偏大 成本低成本低 短距離行駛時(shí)的優(yōu)勢明顯不足短距離行駛時(shí)的優(yōu)勢明顯不足 容易實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)容易實(shí)現(xiàn)量產(chǎn) 3.4 增程式電動(dòng)汽車系統(tǒng)及典型案例3.4.1.1 增程器的分類增程器的分類 2）燃料電池增程器為了達(dá)到盡量避免使用燃油、實(shí)現(xiàn)零排放的目標(biāo)，燃料電池增程器燃料電池增程器成為一種新的選擇。氫燃料電池增程器系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)燃料電池增程器的動(dòng)力結(jié)構(gòu)目前燃料電池增程器需要克服的技術(shù)問題：、要求空壓機(jī)體積小、重量輕，并需要良好的散熱裝置；、要求壓縮機(jī)具有較大的空氣壓縮比，同時(shí)保證輸出的空氣流量相對較小3）發(fā)動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)組增程器發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)組增程器發(fā)電機(jī)組增程器可以采用多種發(fā)動(dòng)機(jī)與發(fā)電機(jī)組合成為增程式系統(tǒng)，是目前應(yīng)用最應(yīng)用最多和技術(shù)最成熟的增程系統(tǒng)多和技術(shù)最成熟的增程系統(tǒng)3.4 增程式電動(dòng)汽車系統(tǒng)及典型案例3.4.1.1 增程器的分類增程器的分類(1)按布置位置分類：1掛車式增程器掛車式增程器優(yōu)點(diǎn)：輸出功率能夠根據(jù)需要設(shè)計(jì)，增程器可以使用多種輔助燃料。缺點(diǎn)：缺乏使用的靈活性，拖車質(zhì)量和體積都比較大，不易倒車2插拔式增程器插拔式增程器優(yōu)點(diǎn)：短途行駛時(shí)，能量利用率高，長途行駛時(shí)增加續(xù)駛里程缺點(diǎn)：設(shè)計(jì)要求較高，控制策略非常復(fù)雜還要解決振動(dòng)噪聲等附加問題3車載式增程器車載式增程器空間利用率，結(jié)構(gòu)簡單，不需要在出行前對出行距離進(jìn)行預(yù)估，也不需要頻繁地對增程器進(jìn)行拆卸和安裝，是目前應(yīng)用最多的增程器系統(tǒng)3.4 增程式電動(dòng)汽車系統(tǒng)及典型案例3.4.1.2 EREV 的能量管理系統(tǒng)的能量管理系統(tǒng) EREV 的控制策略可以分為兩部分：一部分與純電動(dòng)汽車一樣為純電動(dòng)行駛時(shí)候的控制策略；另一部分是增程模式下的控制策略，此時(shí)的控制策略要最大限度地降低能量轉(zhuǎn)化帶來的能量損耗。為了使兩種能源得到最佳的組合和協(xié)調(diào)運(yùn)行，對 EREV 控制策略的要求如下：純電動(dòng)模式和增程模式的切換控制要合理，充分利用動(dòng)力電池驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)零排放。防止對動(dòng)力電池的過充電和過放電，避免頻繁充放電，延長動(dòng)力電池的使用壽命。在啟動(dòng)增程模式下運(yùn)行后，發(fā)動(dòng)機(jī)的起?？刂埔侠?。發(fā)動(dòng)機(jī)長期不用的時(shí)候，要設(shè)置成動(dòng)力電池在 SOC 值最低的時(shí)候也能運(yùn)行的特殊控制模式，以使長期不用的發(fā)動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)組得到維護(hù)保養(yǎng)。3.4 增程式電動(dòng)汽車系統(tǒng)及典型案例3.4.2 增程式電動(dòng)汽車的典型案例增程式電動(dòng)汽車的典型案例 通用通用 Volt 增程式電動(dòng)汽車增程式電動(dòng)汽車在現(xiàn)有的 EREV 內(nèi)，最具有代表性的車型是雪佛蘭的 Volt。寶馬 i3 增程式電動(dòng)汽車也備受關(guān)注。Volt 車載電源系統(tǒng)車載電源系統(tǒng):采用容量16kWh 的鋰電子動(dòng)力電池，充滿電就能夠滿足 64km 的續(xù)駛要求，同時(shí)保證其 SOC 不會(huì)降到 30%。Volt 混合動(dòng)力系統(tǒng)混合動(dòng)力系統(tǒng)在純電動(dòng)模式下，Volt 不燃燒汽油，也不會(huì)產(chǎn)生尾氣排放；當(dāng)電池電量下降后，增程型汽油發(fā)電機(jī)開始無縫介入。Volt 的主要結(jié)構(gòu)3.4 增程式電動(dòng)汽車系統(tǒng)及典型案例3.4.2 增程式電動(dòng)汽車的典型案例增程式電動(dòng)汽車的典型案例 通用通用 Volt 增程式電動(dòng)汽車增程式電動(dòng)汽車Volt 具有以下明顯的特點(diǎn)：1、增程增程：Volt 在動(dòng)力電池完全充滿（100%的 SOC）的前提下純電動(dòng)續(xù)駛里程在 4080km50之間，Volt 在裝滿 35L 油箱和動(dòng)力電池充滿電的情況下，總的續(xù)駛里程可達(dá)到 610km。2、節(jié)能節(jié)能：在純電動(dòng)模式下的城市/高速公路綜合燃油消耗2.5L/100km：在全汽油模式下 Volt 的燃油消耗量是 6.4L/100km；總的城市/高速公路燃油電力綜合燃油消耗量為 3.9L/100km。3 3、減排減排：EPA 認(rèn)定 Volt 的排氣管 CO 2 排放為 52.5g/km，就降低從排氣管排放的溫室氣體而言，這個(gè)數(shù)據(jù)使得 Volt 優(yōu)于豐田普銳斯。3.4 增程式電動(dòng)汽車系統(tǒng)及典型案例3.4.2 增程式電動(dòng)汽車的典型案例增程式電動(dòng)汽車的典型案例 Volt 技術(shù)參數(shù)技術(shù)參數(shù)Volt 性能參數(shù)Volt 基本參數(shù)3.4 增程式電動(dòng)汽車系統(tǒng)及典型案例3.4.2 增程式電動(dòng)汽車的典型案例增程式電動(dòng)汽車的典型案例 Volt 動(dòng)力總成參數(shù)3.4 增程式電動(dòng)汽車系統(tǒng)及典型案例3.4.2 增程式電動(dòng)汽車的典型案例增程式電動(dòng)汽車的典型案例 寶馬寶馬 i3 增程式電動(dòng)汽車增程式電動(dòng)汽車寶馬高效動(dòng)力策略（BMWEfficient Dynamics）技術(shù)范疇內(nèi)開發(fā)的寶馬 eDrive 電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，不僅降低排放，而且能提供幾乎沒有噪聲、無與倫比的駕駛體驗(yàn)。i3 車載電源系統(tǒng)車載電源系統(tǒng):寶馬采用的是高壓鋰離子動(dòng)力電池，電池容量19kWh保用期為 8 年或者 100 000km，在 8h 之內(nèi)即可完全充滿電。寶馬 i3 的結(jié)構(gòu)寶馬 i3 插電式混合動(dòng)力轎車3.4 增程式電動(dòng)汽車系統(tǒng)及典型案例3.4.2 增程式電動(dòng)汽車的典型案例增程式電動(dòng)汽車的典型案例 寶馬寶馬 i3 增程式電動(dòng)汽車增程式電動(dòng)汽車i3 混合動(dòng)力系統(tǒng)混合動(dòng)力系統(tǒng)創(chuàng)新的寶馬 eDrive 電力驅(qū)動(dòng)技術(shù)是寶馬高效動(dòng)力策略多年來研發(fā)的成果。它有三個(gè)重要的特征給駕駛?cè)藥砹霜?dú)一無二的零排放駕駛樂趣。反應(yīng)靈敏的電機(jī)，起步便可提供最大轉(zhuǎn)矩，并可以不間斷加速至最高車反應(yīng)靈敏的電機(jī)，起步便可提供最大轉(zhuǎn)矩，并可以不間斷加速至最高車速。速。冷卻系統(tǒng)和強(qiáng)勁的高壓鋰電池組成了創(chuàng)新的動(dòng)力電池，冷卻系統(tǒng)讓高壓冷卻系統(tǒng)和強(qiáng)勁的高壓鋰電池組成了創(chuàng)新的動(dòng)力電池，冷卻系統(tǒng)讓高壓鋰電池始終保持在最佳的工作溫度上，從而提升性能和延長使用壽命。鋰電池始終保持在最佳的工作溫度上，從而提升性能和延長使用壽命。智能的能源管理系統(tǒng)讓電機(jī)、高壓鋰電池優(yōu)化協(xié)作，始終以盡可能最低智能的能源管理系統(tǒng)讓電機(jī)、高壓鋰電池優(yōu)化協(xié)作，始終以盡可能最低的消耗產(chǎn)生最高性能。的消耗產(chǎn)生最高性能。1、1、1、3.4 增程式電動(dòng)汽車系統(tǒng)及典型案例3.4.2 增程式電動(dòng)汽車的典型案例增程式電動(dòng)汽車的典型案例 寶馬寶馬 i3 增程式電動(dòng)汽車增程式電動(dòng)汽車i3 技術(shù)參數(shù)技術(shù)參數(shù)性能參數(shù)3.4 增程式電動(dòng)汽車系統(tǒng)及典型案例3.4.2 增程式電動(dòng)汽車的典型案例增程式電動(dòng)汽車的典型案例 寶馬寶馬 i3 增程式電動(dòng)汽車增程式電動(dòng)汽車i3 技術(shù)參數(shù)技術(shù)參數(shù)關(guān)鍵零部件參數(shù)