丰田Prius混合动力汽车原理

丰田Prius混合动力汽车原理第一页，共38页。在电动汽车的能源系统中，如蓄电池、超大电容器及储能高速飞轮等，目前还没有一种能源能够使电动汽车的性能完全与燃油汽车相匹敌，其主要原因在于这些能源系统不能提供足够高的比能量和比功率。为了解决这个问题，人们在电动汽车上加入辅助动力单元。这个辅助动力单元实际上是一个动力发电机组或某种原动机。原动机可以是内燃机、燃气轮机等热机。这就构成了目前所说的混合动力电动汽车。混合动力电动汽车按其能量耦合方式的不同可分为：串联、并联和混联三种方式。

第二页，共38页。

混合动力车发展背景

经济与社会的发展对汽车工业提出了高标准的要求。这些要求中最重要的部分可以分为三类，见下表。第三页，共38页。美国政府在1993年提出“新一代汽车合作计划”，其中的目标之一是“开发一种燃油经济性三倍于现有车辆的中型轿车，即每加仑燃油行驶80英里（折合3L/100km）。”从目前的研究来看，混合动力汽车是实现上述指标的主要途径。最近几年，美、日、欧等国家和地区的政府部门、研究机构纷纷将其研究重点转到更具实用性与发展前途的混合动力电动汽车上来。混合动力电动汽车（HybridElectricVehicle，简称HEV）是将电力驱动与辅助动力驱动结合起来，充分发挥二者各自的优势及二者相结合产生的优势的车辆。辅助动力可以采用燃烧某种燃料的原动机或动力发电机组。第四页，共38页。混合动力汽车工作原理

混合动力电动汽车的动力系统主要由控制系统、驱动系统、辅助动力系统和电池组等部分构成。

第五页，共38页。以串联混合动力电动汽车为例，介绍一下混合动力电动汽车的工作原理。

在车辆行驶之初，蓄电池处于电量饱满状态，其能量输出可以满足车辆要求，辅助动力系统不需要工作；

电池电量低于60％时，辅助动力系统起动：

当车辆能量需求较大时，辅助动力系统与蓄电池组同时为驱动系统提供能量；

当车辆能量需求较小时，辅助动力系统为驱动系统提供能量的同时，还给蓄电池组进行充电。

由于蓄电池组的存在，使发动机工作在一个相对稳定的工况，使其排放得到改善第六页，共38页。混合动力汽车工作原理

整车能量控制系统

能量管理系统采取层级式控制：最上层为整车能量管理系统，统一协调和控制各个低端控制器；中间一层包括五个低端控制器，即发动机控制器、发电机控制器、电动机控制器、离合器及制动器控制器和电池能量管理系统（BMS）等；最下层为各个执行器，即发动机、电机、离合器等部件。第七页，共38页。第八页，共38页。第九页，共38页。第十页，共38页。第十一页，共38页。第十二页，共38页。第十三页，共38页。第十四页，共38页。第十五页，共38页。第十六页，共38页。第十七页，共38页。第十八页，共38页。第十九页，共38页。第二十页，共38页。第二十一页，共38页。第二十二页，共38页。第二十三页，共38页。第二十四页，共38页。第二十五页，共38页。第二十六页，共38页。第二十七页，共38页。第二十八页，共38页。第二十九页，共38页。第三十页，共38页。第三十一页，共38页。第三十二页，共38页。第三十三页，共3