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虚拟培训 混合动力电动汽车分类

发布时间:2020-03-18 14:18人气:

根据混合动力电动汽车零部件的种类、数量和连接关系,可以将其分为三类:

串联式混合动力电动汽车

串联式混合动力电动汽车:series hybrid electric vehicle, 俗称:SHEV

串联式混合动力驱动系统其工作原理是:发动机带动发电机发电,发出的电能通过电动机控制器输送给电动机,由电动机将电能转化为机械能驱动汽车行驶。

串联式混合动力电动汽车的发动机能够经常保持在稳定、搞笑、低污染的运转状态,使有害排放气体控制在最低范围。串联式混合动力电动汽车从总体结构上看,比较简单,易于控制,其特点更加趋近于纯电动汽车。

发动机、发电机、驱动电机三大部件总成在电动汽车上布置起来,有较大的自由度,但各自的功率较大,外形较大,重量也较大,在中小型电动汽车上布置有一定的困难,另外在发动机-发电机-电机驱动系统中的热能-电能-机械能的能量转换过程中,能量损失较大。串联式混合动力电动汽车适用于大型汽车上,但小型汽车上也有应用。

串联式混合动力汽车的典型工作模式:

纯电驱动。发动机关闭,车辆从车载电池组中获得电能,驱动车辆前进:纯发动机驱动。车辆驱动功率来源于发动机-发电机组成的发电单元,这时车载电池组既不供电也不从发电单元获取电能;混合驱动。驱动电动机同时从电池组和发动机-发电机发点单元获取电能,驱动车辆;行车充电。发动机-发电机除向车辆提供行驶所需功率外,还向电池组充电;制动能量回收。即再生制动能量回收,由牵引电动机作为发电机回收减速或制动过程的能量并向电池组充电;停车充电。牵引电动机不接收功率,车辆停驶,发动机-发电机组仅向蓄电池组充电。

并联式混合动力电动汽车

并联式混合动力电动汽车: Parallel hybrid electric vehicle ,俗称:PHEV

并联式装置的发动机和电动机共同驱动汽车,发动机与电动机分属两套系统,可以分别独立地向汽车传动系提供扭矩,在不同的路面上既可以共同驱动又可以单独驱动。当汽车加速爬坡时,电动机和发动机能够同时向传动机构提供动力,一旦汽车车速达到巡航速度,汽车将仅仅依靠发动机维持该速度。电动机既可以作电动机又可以作发电机使用,又称为电动-发电机组。由于没有单独的发电机,发动机可以直接通过传动机构驱动车轮,这种装置更接近传统的汽车驱动系统,机械效率损耗与普通汽车差不多,得到比较广泛的应用。

本田IMA系统是非常经典的并联式混合动力系统,他是由4个主要部件构成,即发动机、驱动电机、CVT变速器以及IPU智能动力单元组成,如下图,驱动电机取代了传统的飞轮用于保持曲轴的运转惯性。整套系统的结构非常紧凑,与传统汽车相比仅是IPU模块占用了额外的空间。

本田IMA并联式混合动力系统

本田IMA并联式混合动力系统

与串联式相对比,并联式混合动力驱动系统具有以下优点:

由于发动机保持了与机械驱动系统的机械连接,与串联驱动系统相比,并联式驱动系统的发动机通过机械传动机构直接驱动汽车,没有SHEV在热能一电能一机械能的转换过程中的能量损耗。其能量的利用率相对较高,这使得并联式的燃油经济性一般比串联的要高。发动机与驱动电机两个动力总成的功率可以互相叠加起来满足汽车行驶的最大功率需求电动汽车动力系统,系统可采用较小功率的发动机与电动机,电池总容量可以比SHEV小,使得整车动力总成尺寸小,质量也较轻。以发动机驱动模式为主要驱动模式,其动力特性更加趋近于内燃机汽车;可利用现有技术,通用性非常好。

与串联式相对比,并联式混合动力驱动系统具有如下缺点。

发动机与驱动系统之间的机械连接,使得发动机的运行工况要受到汽车行驶工况的影响,当汽车行驶工况复杂时,发动机可能较多地在不良工况下运行,因此,并联驱动的排放比串联驱动的要差。PHEV增加了变速装置及动力复合装置,使机械传动装置变复杂,增加了整车布置的难度。内燃机工作范围大,效率较低,环境污染较大,噪声大。PHEV的发动机与电力驱动系统两套系统协调工作需要较为复杂的控制系统。

混联式混合动力电动汽车

混联式混合动力电动汽: Power-Split Hybrid Electric Vehicle 俗称:PSHEV

混联式驱动系统是串联式和并联式的综合,其结构示意图如图所示,它主要由发动机、发电机、功率转换器、电机控制器、驱动电机、动力耦合器、动力电磁系统等部件组成。发动机发出的功率一部分通过机械传动系统输送给驱动桥电动汽车动力系统,另一部分则驱动发电机发电。发电机发出的电能输送给电机或者动力电池,驱动电机产生的驱动力矩通过动力耦合器传送给驱动桥。

丰田的THS系统就是典型的混联式混合电脑动力系统

混联式驱动系统的控制策略式,行驶时优先使用纯电动模式,再动力电池的荷电状态(SOC)降到一定限值时,切换到混合动力模式下行驶,在混合动力模式下,启动和低速时使用串联式系统的发电机发电,驱动电机驱动汽车行驶;加速、爬坡、高速时使用并联式系统,主要由发动机驱动汽车行驶,打洞机的多余能量可带动发电机发电,给动力电池充电。

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