第三部分混合动力汽车技术.docx
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第三部分混合动力汽车技术
第三部分混合动力汽车技术
（章节）
教学目的
和要求
1、丰田普锐斯混合动力汽车技术
2、其他混合动力汽车车型介绍
教学重点
1、丰田普锐斯混合动力汽车动力系统
及难点
2、丰田普锐斯混合动力系统的特点与工作原理
教学方法
教授法
教
学
基
本
内
容
PPT
课时数
导入：
新能源汽车，是进入二十一世纪以来，汽车技术发展的重要方向。
那么，为什么要推广新能源汽车？
新能源汽车指的是什么？
哪些又能够被称为汽车新能源？
新能源汽车有哪些类型？
新课教学：
混合动力汽车是汽车、电力拖动、化学电源、自动控制等工程技术中最新成果的及集成产物，混合动力汽车的开发和产业化需解决诸多关键技术。
混合动力汽车的关键技术由：
电池及电池管理系统、电机及电机控制系统、驱动系统控制、动力总成关键零部件技术、测试技术及系统优化等。
一、丰田普锐斯混合动力汽车简介
普锐斯Prius于1997年10月底问世，是世界上最早实现批量生产的混合动力汽车。
在人们日益关注环保的今天，普锐斯Prius因革命性地降低了车辆
燃耗和尾气排放，其划时代之意义与先进性得到了全世界的高度评价。
1997到2001这段时间里，第一代prius在日本已经卖出了37,000辆，现在这辆车的销售在全球已经过10万辆，是世界上第一辆产业化的混合动力汽车（HybridElectricVehicle）。
二、丰田普锐斯混合动力汽车技术
1、丰田普锐斯混合动力汽车动力系统
Prius是第一辆混联型的HEV它的动力系统叫做ToyotaHybridSystem（THS），结合了串连和并联两种方式的特点。
ToyotaHybridSystem（THS）由发动机（ICE），发电机（Generator），电动机
（Motor），行星齿轮，逆变器（Inverter/Con-verter）和动力蓄电池组组成。
其中,
发电机和电动机都可以做电动机，也可以做发电机，叫做MG1MG2行星齿轮将
两个电机，发动机有机的联系起来
THS分为发动机、带转换器的变频器、带马达的压缩机、动力管理控制单元总成、动力电池总成、传动桥、电机、发电机等功能总成。
左图为Prius动力系统结构
原理图。
结构上，在电动机和发电机之间采用AC500V高压电路传输，可以极大
地降低动力传输中电能损耗，高效地传输动力。
采用大功率电机输出，提高电机的利用率。
当发动机工作效率低时，此系统可以将发动机停机，车辆依靠电机动力行驶。
极大地增加了减速和制动过程中的能量回收，提高能量的利用率。
2、丰田普锐斯混合动力系统结构
（1）普锐斯混联式混合动力由HV蓄电池、INZ-FXF发动机、1号电动发电机、2号电动发电机、变频器总成、行星齿轮组等组成。
普锐斯混合动力系统的元件在车上的布置图
（2）NiMH电池系统
安装在普锐斯油电混合动力系统上的高输出镍氢蓄电池，无需利用外界电源
进行充电，也无需定期交换。
安装在Prius普锐斯上的电池单元实现了约540W/kg的输入输出密度，居世界最高水平。
使用车辆加速时的放电、减速时的再生制动器、以及用发动机行驶时产生的剩余能量来进行充电，从而累积充电放电电流，使充电状态保持稳定。
不会出现放电过多或多余充电等现象，使用寿命非常长。
电池系统的组成
电池系统由电流传感器、保险丝、服务插销（serviceplug）、系统主继电器、电池控制模块ECU电池通风温控系统构成
（3）12V蓄电池
12V蓄电池提供给
ECI和辅助设备的电源，如音响等。
蓄电池安装位置如图所示
（4）混合动力传动桥
要由组合齿轮单元、主减速器、差速器、两个电机（MG1MG2、动力分配行星齿轮、驻车机构等组成。
1、高输出功率电动机
Prius普锐斯油电混合动力系统的电动机中采用了交流同步原动机。
该装置一
直到高旋转带都可高效地产生高扭矩，同时可任意控制转数和产生的扭矩。
另外它还拥有小型、轻量、高效等特点，具有优秀的动力性能，可进行顺畅的启动、加速等各种操作。
Prius普锐斯油电混合动力系统的电动机MG1、MG2的结构如图所示
MG1的作用：
通过调节MG1的转速来实现发动机在某个高效功率点运行；发动机运行在高效率点时，随车速的变化，调节MG1的转速，实现行星齿轮无级变速的功能；
作为电动机，起动发动机，把发动机从静止拖动到1000转左右，然后发动机喷油点火；
在发动机有轴功输出时，MG1正转，作发电机，对电池充电和对MG2供电；MG反转时，贝M乍为电动机，消耗电能。
若SOC低时，MG2则为发电机，对电池充电和对MG1供电，这种模式一般发生在等速巡航时；
MG2勺作用：
EV模式运行时，作电动机，独立驱动汽车；汽车加速和需要辅助功率时，作电动机；汽车中等速度巡航时，发动机输出功率较低，MG1反转，MG2乍发电机，对电
池充电和对MG1供电；
制动时发电；
倒车时，反转驱动汽车。
2）组合齿轮单元结构：
作用：
在动力分配行星排中，行星架与发动机相连，太阳轮与MG相连，齿圈通过过渡齿轮与主减速器相连。
发动机输出的动力被分成用于驱动MG发电的动力（电动力）和用于直接驱动车轮的动力（机械动力）两个部分。
组合齿轮单元结构
组合齿轮单元的工作原理:
（5）动力控制单元
变压器：
变压器的作用：
变压器将HV蓄电池的直流电流转换成电动机和发电机使用的交流电流。
另外
也将发电机和电动机发出的交流电流转换成可供HV蓄电池充电的直流电流。
可变电压系统：
可变电压系统根据需要将电动机和发电机的电源电压进行无级升压，由一般
情况下的DC201.6V最大升至DC650V
DC/DC转换器
DC/DC专换器将HV蓄电池和发电机发出的244.8/201.6V直流电流减压至12V,以供车辆的辅助设备、电子部件ECU乍为电源使用。
幻灯片26
MGECU
作用：
根据从动力管理控制ECU（HVCPU的信号控制变频器和增压转换器
甜轼换器的娈恢器检成
电子控制系统
电子控制系统是集中控制车辆中各种系统的电子装置，可称为汽车的大脑。
为了实现安全、舒适、高效率行驶，油电混合动力系统采用EUC实时监控汽
车各系统的运转情况和能量消耗情况，进行精密且高速的综合控制。
电子控制系统控制原理：
5.汽油发动机
Pruis普锐斯中配备的INZ-FXE具有以下特点：
高膨胀比循环高悬转化
采用VVT-i
丰田普锐斯混合动力系统的特点与工作原理
1•工作特点：
丰田Prius普锐斯特点是低油耗、低尾气排放量、良好的加速、运行安静的传动系统。
TOYOT油电混合动力系统是综合了电动机和发动机两大动力
优点的新一代动力系统。
它高水平地满足了现代汽车对低油耗、低尾气排放量的要求，加速良好，运行安静。
1）低油耗的工作原理启动时一充分利用电动机启动时的低速扭矩
1）低油耗的工作原理
低速、中速行驶时一由高效利用能量的电动机驱动行驶
1）低油耗的工作原理
一般行驶时一低油耗的驾驶、使用发动机作为主要动力源
1）低油耗的工作原理
一般行驶时/剩余能量充电
1）低油耗的工作原理
全速行驶时一利用双动力来获得更高一级的加速
1）低油耗的工作原理
减速/能量再生时一将减速时的能量回收到HV蓄电池中
1）低油耗的工作原理
停车时一动力系统全部停止
2）低尾气排放工作原理
降低油耗，控制尾气排放。
采用了三元催化剂和VVT-i，并改良了空燃比补偿装置、点火时间控制装置、燃料蒸发排放物控制装置及其它各种设备，从而有效地控制了有害气体的产
生，并增强了尾气净化性能。
油电混合动力系统在以卓越的低油耗来减少燃料消耗，控制尾气排放的同时,
利用高效燃烧来抑制其它物质的产生，同时还安装各种尾气净化装置，实现了低尾气净化排放。
3）驾驶方便、动力强劲的工作原理
驾驶方便：
动力强劲：
（1）灵活控制电动机和发动机
（1）理想的动力系统控制
（2）驱动辅助
（3）电动机TRC
（4）爬坡动力辅助
（5）坡道启动控制
4）超群的静谧性工作原理：
（2）扭矩分配系统控制
EV驱动模式：
仅利用电动机来进行低、中速行驶，并且彻底采取了各种吸音、隔音措施。
油电混合动力系统使驾驶者在低速至中速段行驶时仅利用电动机的驱动力，利用电力带动的电动机是非常安静的驱动力，其行驶时的静谧性远远超过发动机。
Prius的静谧性技术：
Prius普锐斯在“EV驾驶模式”功能的基础上，还采用了各种技术来降低发动机噪音以及从发动机、车胎发出的透射声，以保证车内和车外超群的静谧性。
三、其他混合动力汽车车型介绍
1、别克君越eAssist混合动力车
混动车的电池及能量管理系统
属于弱混系统，电机不但要负责发动机的启动，同时还要完成自动启停、能量回收、加速和起步助力等功能。
奥迪Q5hybrid
2、奥迪Q5Hybrid采用2.0TFSI发动机，为车辆提供了211马力（155千瓦）的动力，电动机也能为车辆提供54马力（40千瓦）的动力。
在需要时，它们最大功率可达到245马力（180千瓦），最大扭矩480牛?
米，比汽油版2.0T车型提升
了不少；油耗方面，7.4L/100km也较汽油版2.0T车型的9.6L/100km节省了很多。
奥迪Q5Hybrid混合动力系统的组成
SBiffiQStiybridquattro
主要
参考资料
作业及
思考题
教学后记
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