《新能源汽车构造与维修》课件 能力模板三 新能源汽车高压系统组成的认知

能力模块三混合动力汽车结构与原理的认知序言混合动力汽车（HybridVehicle）是指车辆驱动系统由两个或多个能同时运转的单个驱动系统联合组成的车辆，车辆的行驶功率依据实际的车辆行驶状态由单个驱动系统单独或共同提供。通常所说的混合动力汽车，一般是指油电混合动力汽车（HybridElectricVehicle,HEV），即采用传统的内燃机（柴油机或汽油机）和电机作为动力源，也有的发动机经过改造使用其他替代燃料，例如压缩天然气、丙烷和乙醇燃料等。01知识准备知识准备一、混合动力汽车的分类根据混合动力驱动模式，混合动力系统主要分为以下3类1.串联式混合动力汽车2.并联式混合动力汽车3.混联式混合动力汽车知识准备1.串联式混合动力汽车

串联式混合动力汽车由发动机、发电机和电机三部分组成，它们之间用串联方式组成串联式混合动力汽车动力单元系统，发动机驱动发电机发电，电能通过控制器输送到动力蓄电池组或电动机，由电动机通过变速机构驱动汽车。串联式混合动力系统一般由发动机直接带动发电机发电，电能通过控制器输送到电池或电动机，由电动机通过变速机构驱动汽车。小负荷时由动力蓄电池组驱动电动机驱动车轮，大负荷时由发动机带动发电机发电驱动电动机，当车辆处于启动、加速、爬坡工况时，则由动力蓄电池组驱动电动机；当电池组缺电时，则由发动机、发电机组向动力蓄电池组充电。知识准备2.并联式混合动力汽车并联式混合动力汽车的驱动系统由发动机与电机两大动力总成组成，可采用“并联”的方式驱动车辆。驱动电机的动力要与车辆驱动系统相结合。并联式混合动力汽车由发动机和电机共同驱动汽车，发动机与电机分属两套系统，可以分别独立地向汽车传动系统提供转矩，在不同的工况下既可以共同驱动又可以单独驱动。当汽车加速爬坡时，电机和发动机能够同时向传动机构提供动力，一旦车速达到巡航速度，汽车将仅仅依靠发动机维持该速度。电机既可以作电动机，又可以作发电机使用，由于没有单独的发电机，发动机可以直接通过传动机构直接驱动车轮，这种装置更接近传统汽车的驱动系统，机械效率损耗与普通汽车差不多﹐得到比较广泛的应用。知识准备3.混联式混合动力汽车

混联式混合动力汽车的结构如图3-3所示，即在并联的基础上加入一台发电机，即燃油汽车+电动机+发电机=混联。但它不具备普通燃油汽车上配置的变速器，通常是一种所谓“ECVT”行星齿轮结构的耦合单元替代了变速器，起到连接、切换两种动力以及减速增矩的作用。也有一些厂家在混联结构中使用普通的变速器，如双离合变速器、无级变速器等，但是效果远不及这种ECVT变速结构。与并联式工作模式相比，有些混联式增加了充电模式，即在电动机驱动车辆的时候发动机起动，带动发电机为动力蓄电池充电。知识准备根据在混合动力系统中，电机的输出功率在整个系统输出功率中占的比例（即常说的混合度），混合动力系统还可以分为以下四类：（1）微混合动力系统（2）轻混合动力系统（3）中混合动力系统（4）完全混合动力系统知识准备4.串联、并联、混联式混合动力汽车的对比串联、并联、混联式混合动力汽车在燃油经济性、尾气排放等方面的比较知识准备知识准备二、混合动力电动汽车的特点1.优点（1）混合动力电动汽车对比纯电动汽车的优点1）由于发动机作为辅助动力，动力蓄电池的数量和质量可减少，因此汽车总质量可以减少。2）汽车的续驶里程和动力性可达到燃油汽车的水平。3）借助发动机的动力，可带动空调、真空助力、转向助力及其他辅助电器，无需消耗动力蓄电池有限的电能，从而保证了驾车和乘坐的舒适性。（2）混合动力电动汽车对比燃油汽车的优点1）可使发动机在最佳的工况区域稳定运行，避免或减少了发动机变工况下的运行，使得发动机的排污和油耗大为降低。2）在人口密集的商业区、居民区等地，可关停内燃机，可用纯电动方式驱动，实现零排放。3）可通过电机提供动力，因此可配备功率较小的发动机，并可通过电机回收汽车减速和制动时的能量，进一步降低汽车的能源消耗和排污。显然，混合动力电动汽车研发对于减少石油能源的消耗，减少汽车排气中的有害气体量能够起到积极有效的作用。知识准备2.缺点与纯电动汽车相比，混合动力电动汽车未能完全摆脱对传统能源的依赖，在纯油或混动模式下依然有污染物的排放。与传统燃油汽车相比，混合动力电动汽车的控制和结构复杂，车身较重，纯油工况下油耗较高。知识准备三、插电式混合动力汽车

插电式混合动力汽车是一种新型的混合动力电动汽车。区别于传统汽油动力与电驱动结合的混合动力，插电式混合动力的驱动原理、驱动单元都与纯电动汽车无异，之所以称其为混合动力，是这类车上装备有一台发动机，且动力蓄电池能够外接充电，故名插电式混合动力汽车知识准备1.比亚迪·秦混合动力汽车外观认知1）车身上标有DM双模电动车（有两种模式：EV模式和HEV模式；两种动力源：内燃机和电机）字样，一般标注在汽车尾部知识准备2）查看汽车尾部是否有充电装置。比亚迪·秦可充电也可放电。车不仅可以接受外部电量，还可以反向放电，给外部充电知识准备3）查看车身侧面是否有加油口。比亚迪·秦有纯电、纯油和混动三种工作模式知识准备2.比亚迪·秦混合动力汽车前机舱认知查看前机舱内是否同时拥有内燃机和驱动电机控制器；若两者皆有，则为混合动力汽车知识准备3.比亚迪·秦混合动力汽车动力蓄电池认知1）打开行李舱，取出隔板知识准备2）查看动力蓄电池知识准备4.比亚迪·秦混合动力汽车车内配置认知模式调节开关可切换EV-ECO（纯电动-节能模式）、EV-SPORT（纯电动-运动模式）、HEV-ECO（混合动力-节能模式）、HEV-SPORT（混合动力-运动模式）四种工作模式，如图3-11所示。按下EV按钮并逆时针旋转MODE旋钮，车辆进入EV-ECO（纯电动-节能模式），按下EV按钮并顺时针旋转MODE旋钮，车辆进入EV-SPORT（混合动力-节能模式），按下HEV按钮并逆时针旋转MODE旋钮，车辆进入HEV-ECO（混合动力-节能模式），按下HEV按钮并顺时针旋转MODE旋钮，车辆进入HEV-SPORT（混合动力-运动模式）。知识准备四、增程式混合动力汽车由整车控制器完成运行控制策略，动力蓄电池组可由地面充电桩或车载充电机充电，发动机可采用燃油型或燃气型。整车运行模式可根据需要工作于纯电动模式、增程模式或混合动力模式（HEV）。当工作于增程模式时，节油率随动力蓄电池组容量增大无限接近纯电动汽车，是纯电动汽车的平稳过渡车型。低速转矩大，高速运行平稳，制动能量回收效率高，结构简单，易维修，实用性强。知识准备当电池电量充足时﹐动力蓄电池驱动电机，提供整车驱动功率需求，此时发动机不参与工作。当电池电量消耗到一定程度时，发动机起动，发动机为动力蓄电池提供能量，对动力蓄电池进行充电。当电池电量充足时，发动机停止工作，由动力蓄电池驱动电机进而驱动整车。典型车型代表为理想L9知识准备五、混合动力汽车的运行模式与原理（一）串联式混合动力汽车1.基本结构串联式混合动力系统知识准备2.串联式混合动力驱动系统的三种基本控制模式1）主要利用动力蓄电池来驱动车辆，仅当SOC降低到最小限值时，发动机才起动。发动机在最高效率区以输出恒定功率的方式工作，当SOC回升到最大限值时发动机关机。2）“负荷跟随”控制模式。3）上述两种控制模式的一个折中方案。知识准备3.串联式混合动力驱动系统的优点与缺点（1）串联式混合动力驱动系统的优点1）能运行在其转矩-转速特性图上的任何工作点，而且能始终在最佳的工作区域内稳定运行。因此，发动机具有良好的经济性和低的排放性能。此外，发动机从驱动轮上的机械解耦，使高转速发动机能够得到应用。2）整车结构布置的自由度较大，各种驱动系统元件可以放在它最适合的位置。3）由于电动机的功率大，制动能量回收的潜力大，可以提高能量利用效率。知识准备（2）串联式混合动力驱动系统的缺点1）发动机输出的能量利用率比较低。串联混合动力系统的发动机能保持在最佳工作区域内稳定运行，这一特点的优越性主要表现在低速、加速等工况，而在汽车中、高速行驶时，由于其电传动效率较低，抵消了发动机效率高的优点。2）电动机的功率要足够大。3）电动机和动力蓄电池的体积和重量都较大，使得整车较重。4）串联式混合动力汽车更适用于经常在市内低速运行的工况，而不适合高速公路行驶工况。知识准备（二）并联式混合动力汽车1.基本结构并联式混合动力系统知识准备2.并联式混合动力驱动系统典型工作模式的功率流1）车辆起动、低速及轻载行驶时，发动机关闭，车辆由电机驱动，为纯电动工作模式知识准备2）车辆超车、高速及重载行驶时，发动机运转，车辆由电机和发动机共同驱动，为混合动力工作模式知识准备（3）在车辆行驶过程中，当车载动力蓄电池组电量过低时，发动机在驱动车辆行驶的同时向动力蓄电池充电知识准备4）车辆减速及制动时，电机以发电机模式工作，回收制动能量向动力蓄电池充电知识准备3.并联式混合动力驱动系统两种基本控制模式（1）发动机辅助混合动力模式这种模式主要利用电池-电机系统来驱动车辆，仅当车辆以较高的巡航速度行驶、爬坡和急加速时才使发动机起动。这种控制模式的优点是大多数情况下车辆都是用动力蓄电池的电能来工作，车辆的排放和燃油消耗较少，同时发动机的起动机可以取消而利用车辆运动的惯性力起动发动机。这种控制模式的缺点是，由于发动机每次关机期间，发动机和催化转化装置的温度降低而导致它们的效率降低，尾气排放增加。知识准备（2）电机辅助混合动力模式这种模式主要利用发动机来驱动车辆，电机只在两种状态下使用：一是用于瞬间加速和爬坡需要峰值功率时，可使发动机工作在最高效率区间，以降低排放和减少燃油消耗；二是在车辆减速制动时电机被用来回收车辆的制动动能对动力蓄电池进行充电。这种模式的主要缺点是车辆不具备纯电动模式，在行驶过程中若经常加速，电池的电能消耗到最低限度，则会失去电机辅助能力，驾驶人会感到车辆动力性能有所降低。知识准备4.并联式混合动力驱动系统的特点1）发动机通过机械传动机构直接驱动汽车，无机械能-电能的转换损失，因此发动机输出能量的利用率相对较高。2）当电机仅起功率调峰作用时，电机和发动机功率可适当减小，电池容量也可以减小。3）在繁华的市区低速行驶时，可通过关停发动机以纯电动方式运行，以实现零排放。4）发动机与电机并联驱动时，还需要动力复合装置，因此，并联式混合动力驱动系统的传动机构较为复杂。5）并联式混合动力驱动系统与车轮之间直接机械连接，发动机的运行工况会受车辆行驶工况的影响，因此车辆在行驶工况频繁变化的情况下运行时，发动机有可能不在其最佳工作区域内运行，其油耗和排放指标可能不如串联式混合动力系统。知识准备（三）混联式混合动力汽车混联式混合动力汽车在发动机和电动机协同驱动汽车行驶的同时，发动机还带动发电机为电池充电，而不是像并联结构中单一电机需身兼二职。混合式动力汽车具有纯电、纯油、混合以及充电四种工作模式知识准备纯电模式：发动机关闭，动力蓄电池为电动机供电，驱动车辆行驶该模式多用于中低车速，也有部分车型可实现高速巡航纯油模式：发动机开启，驱动车辆行驶，并带动发动机发电，为动力蓄电池充电混合模式：发动机、电动机和发电机同时开启，一边驱动车辆一边充电该模式多用于爬坡、急加速及其他高负荷工况下充电模式：发动机不驱动车辆行驶，仅仅带动发电机发电，此时车辆依靠电动机驱动，相当于串联结构的车辆。当车速提高后，发动机开始介入，即混合模式知识准备（四）电机位置介绍P加上阿拉伯数字组合（P就是Position的意思）用来描述电动机的具体位置，一共有P0、P1、P2、P2.5、P3、P4六种结构混联式混合动力系统。注：P指的是电机位置，P2.5是介于P2和P3之间。P2.5电机架构一般是基于双离合变速器（DCT）出现，由于双离合变速器是需要在两根输入轴之间进行切换，于是就可以将电机集成在其中一根轴上，一般选择偶数档位的轴02典型工作任务典型工作任务一、任务导入1.任务描述随着人们环保意识的日益提高，新能源汽车逐渐成为消费者购买的首选。比亚迪·秦PLUSDM-i作为一款超级混动车型，其优异的动力表现、宽敞的空间、精细的内饰做工和优质的材料选择赢得了市场广泛的好评。比亚迪·秦PLUSDM-i采用了一种名为“超级混动”的技术，该技术可以将电动汽车的节能优势与混合动力车型的动力优势相结合，从而实现更高效的能源利用。在纯电动模式下，比亚迪·秦PLUSDM-i可以行驶100km以上，而在混合动力模式下，其综合续驶里程达到了1300km。现需要对该车型进行车辆基本信息及安全检查作业。典型工作任务2.任务分析私家车