汽车混合动力技术PPT
混合动力汽车（Hybrid Electric Vehicle，简称HEV）是指同时装备两种动力来源——热动力源（由传统的汽油机或者柴油机产生）与电动力源（...
混合动力汽车（Hybrid Electric Vehicle，简称HEV）是指同时装备两种动力来源——热动力源（由传统的汽油机或者柴油机产生）与电动力源（电池与电动机）的汽车。通过在混合动力汽车上使用电机，使得动力系统可以按照整车的实际运行工况要求灵活调控，而发动机保持在综合性能最佳的区域内工作，从而降低油耗，减少排放。一、混合动力汽车的分类混合动力汽车按其混合动力系统的结构形式主要分为三类：串联混合动力汽车（Series Hybrid）、并联混合动力汽车（Parallel Hybrid）和混联混合动力汽车（Split Hybrid或Hybrid-Split）。串联混合动力系统一般由内燃机直接带动发电机发电，产生的电能通过控制单元传到电池，再由电池传输给电机转化为动能，最后通过变速机构来驱动汽车。在这种联结方式下，电池就象一个水库，只是调节的对象不是水量，而是电能。电池对在负荷低时富余的电能进行充电，以补充电池能量。负荷高时，不足电能由电池补充供给，对负荷的波动起缓冲作用。由于电机和内燃机共同工作，电池又不断地进行充电、放电，所以串联混合动力系统的能量利用率低于并联和混联系统，因此多用于大客车。并联混合动力系统有两套驱动系统：传统的内燃机系统和电机驱动系统，两个系统都可以单独工作并能更好地整合在一起工作。这种结构多用于轿车和SUV。混联式混合动力驱动系统结合了串联式和并联式的结构而组成的电动汽车（HEV）动力驱动系统，主要由发动机、电动-发电机和驱动电机三大动力总成用两个离合器相连接组成，其中电动-发电机既有串联式结构中发电机的功能，又有并联式结构中电动机的功能。当汽车低速行驶或需要大扭矩输出时，离合器1接合，离合器2脱开，由驱动电机独立驱动或驱动电机与发动机一起共同驱动汽车，以实现汽车起步加速时的大扭矩输出。当汽车高速巡航和正常行驶时，离合器1脱开，离合器2接合，由发动机驱动汽车，同时发动机带动电动-发电机发电，向电池组充电。驱动电机可作为发电机运行，对发动机起到辅助制动作用，使制动能量回收，提高了能量利用率。混联式混合动力驱动系统综合了串联式和并联式的优点，既可以实现大功率输出，提高汽车的加速和爬坡能力，又可以使发动机、发电机和电动机工作在最佳工作区，提高燃油经济性，而且控制方便，因此被广泛应用于混合动力汽车上。二、混合动力汽车的关键技术混合动力驱动系统由发动机、变速机构、电动机、发电机和电池组组成。发动机采用燃油直喷技术，具有大功率、高扭矩、低油耗和低排放等特点。变速机构采用先进的电子控制变速系统，使变速换挡更加平滑、快速和准确。电动机采用高效、高功率密度的永磁同步电动机，具有快速响应、高扭矩输出和低噪音等特点。发电机采用交流发电机，能够将发动机的动力转化为电能，为电池组充电。电池组采用高性能的锂离子电池，具有高能量密度、长寿命和低自放电率等特点。能量管理系统是混合动力汽车的核心控制系统之一，它能够监测和管理整个车辆的能源使用情况，确保能源的有效利用。能量管理系统通过采集和分析发动机、电动机、发电机和电池组等各个部件的工作状态信息，对能源进行合理分配和调度，实现最优的能源利用效率。同时，能量管理系统还能够根据驾驶员的驾驶意图和车辆行驶状况，智能地调整发动机、电动机和发电机的工作状态，以满足车辆的动力需求和燃油经济性要求。动力耦合装置是混合动力汽车中发动机、电动机和变速器之间的关键部件，它能够实现发动机、电动机和发电机之间的动力耦合和传递。动力耦合装置一般采用行星齿轮机构或离合器等方式实现，具有结构紧凑、传递效率高和可靠性好等特点。同时，动力耦合装置还能够实现发动机、电动机和发电机之间的无级变速和差速功能，使车辆在不同路况和驾驶模式下都能够获得最佳的动力输出和燃油经济性。电池管理系统是混合动力汽车中对电池组进行管理和保护的重要系统。它能够监测电池组的状态信息，如电压、电流、温度等，并进行智能分析和处理，确保电池组的安全和稳定运行。同时，电池管理系统还能够根据车辆的需求和电池组的状态，智能地调度电池组的充放电过程，实现最优的电池能量利用效率和寿命。三、混合动力汽车的优势混合动力汽车通过发动机和电动机的协同工作，能够在不同路况和驾驶模式下实现最优的能源利用效率。在低速和起步阶段，电动机能够提供大扭矩输出，降低发动机的负荷，从而减少燃油消耗。在高速巡航和加速阶段，发动机和电动机可以共同工作，提供足够的动力输出，同时保持发动机在最佳工作区域内运行，进一步提高燃油经济性。混合动力汽车通过优化发动机的工作点和减少怠速时间，可以显著降低尾气排放。同时，电动机的使用也可以减少发动机在高负荷和高转速下的运行时间，从而减少有害物质的排放。混合动力汽车结合了发动机和电动机的动力输出，能够在不同路况和驾驶模式下提供足够的动力。特别是在起步和加速阶段，电动机能够提供大扭矩输出，使车辆更加迅速和流畅地加速。混合动力汽车通过能量回收系统，在制动和减速过程中将部分动能转化为电能并储存到电池组中，提高了能量利用率。这不仅可以减少制动时的能量损失，还可以为电池组充电，延长了续航里程。在低速和起步阶段，混合动力汽车可以主要依靠电动机驱动，减少了发动机的噪音产生。同时，电动机的运行也相对更加平稳，提高了整车的静音性能。四、混合动力汽车的发展趋势随着电池技术和电机技术的不断进步，混合动力汽车的动力系统将更加高效、紧凑和可靠。未来，混合动力汽车将更加注重动力系统的整体性能优化，提高燃油经济性和排放性能。续航里程是混合动力汽车面临的一个重要挑战。随着电池技术的不断突破，未来混合动力汽车的电池组将具有更高的能量密度和更长的使用寿命，从而提高了整车的续航里程。未来的混合动力汽车将更加注重能量管理的智能化和自动化。通过先进的传感器和算法，能量管理系统将更加精确地监测和管理车辆能源的使用情况，实现最优的能源利用效率。混合动力技术不仅适用于乘用车，还可以应用于商用车、公交车和特种车辆等领域。未来，随着混合动力技术的不断发展和完善，其应用领域将进一步扩大。五、总结混合动力汽车作为一种新兴的汽车技术，在燃油经济性、排放性能、动力性能等方面具有显著优势。随着技术的不断进步和应用领域的不断扩大，混合动力汽车将成为未来汽车工业发展的重要方向之一。同时，混合动力汽车的发展也离不开政府、企业和科研机构的共同努力和支持。通过加强技术研发、推广应用和基础设施建设等措施，混合动力汽车将在未来的汽车市场中发挥更加重要的作用。
