混合動(dòng)力汽車原理與維修特點(diǎn)

1、 申請(qǐng)吉林交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院論文 混合動(dòng)力汽車原理與維修特點(diǎn)學(xué)生：韓清亮學(xué)號(hào)：28 專業(yè)：汽車檢驗(yàn)與維修 導(dǎo)師: 姜玉波吉林交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院二一年十月 摘要混合動(dòng)力汽車將內(nèi)燃機(jī)、電動(dòng)機(jī)與蓄電池通過(guò)控制系統(tǒng)相組合，電動(dòng)機(jī)可以補(bǔ)充提供車輛起步、加速時(shí)所需轉(zhuǎn)矩，又可以吸收并存儲(chǔ)內(nèi)燃機(jī)富裕的功率和車輛制動(dòng)能量，從而可大幅度降低油耗，減少污染物排放。雖然沒(méi)有實(shí)現(xiàn)零排放，但其動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和排放等綜合指標(biāo)均能夠滿足當(dāng)前各國(guó)苛刻的法規(guī)要求，可緩解汽車需求與環(huán)境污染及石油短缺的矛盾。 混合動(dòng)力汽車與傳統(tǒng)的汽油機(jī)或柴油機(jī)汽車有很大不同，如豐田普銳斯的動(dòng)力系統(tǒng)采用500V的高壓電路，為常規(guī)的變速器或自動(dòng)變速器，沒(méi)有

2、怠速工況、采用電驅(qū)動(dòng)空調(diào)壓縮機(jī)、電動(dòng)水泵等。這些新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)給用戶帶來(lái)全新的感覺(jué)，也給維修和銷售人員帶來(lái)新的挑戰(zhàn)。另外，混合動(dòng)力汽車進(jìn)入我國(guó)僅有一兩年，保有量很少，很多人對(duì)混合動(dòng)力汽車不甚了解。 隨著傳統(tǒng)燃油汽車排放所造成的空氣質(zhì)量日益惡化和石油資源的漸趨匱乏，開發(fā)低排放、低油耗的新能源汽車成為當(dāng)今汽車工業(yè)界的緊迫任務(wù)。由此人們?cè)絹?lái)越關(guān)注其他燃料的汽車和電動(dòng)汽車的開發(fā)，例如燃料電池汽車(FuelCell Vehicle簡(jiǎn)稱FCV)、純電動(dòng)汽車(Electric Vehicle 簡(jiǎn)稱EV)和混合動(dòng)力汽車(Hybrid Electric Vehicle簡(jiǎn)稱HEV)。FCV是利用氫、氧在常溫下通過(guò)

3、電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能來(lái)驅(qū)動(dòng)汽車，可以實(shí)現(xiàn)零排放。但是FCV目前存在著成本、技術(shù)和氫能源基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等問(wèn)題，離產(chǎn)業(yè)化至少需要十至十五年的時(shí)間。EV雖然也是實(shí)現(xiàn)汽車零排放的一大途徑，但是由于目前動(dòng)力電池技術(shù)上并未取得突破性的進(jìn)展，而且電動(dòng)汽車依然存在在續(xù)駛里程短和充電時(shí)間長(zhǎng)等問(wèn)題。H E V雖然不能實(shí)現(xiàn)零排放，但針對(duì)以上FCV、EV所存在的問(wèn)題，HEV在目前環(huán)境更具有更強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)，在世界范圍內(nèi)將成為新型汽車開發(fā)的熱點(diǎn)。 目錄前言 1第一章 概述 1.1 混合動(dòng)力汽車的主要組成 51.2 混合動(dòng)力汽車的分類 61.3 混合動(dòng)力控制系統(tǒng) 9第二章 混合動(dòng)力汽車的結(jié)構(gòu)與原理 2.1 典型的混合動(dòng)力汽車結(jié)構(gòu)

4、102.1.1 串聯(lián)式混合動(dòng)力汽車 102.1.2 并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車 122.1.3 混聯(lián)式混合動(dòng)力汽車 92.2 混合動(dòng)力汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)一項(xiàng)開發(fā)技術(shù) 192.3混合動(dòng)力汽車的電動(dòng)機(jī) 20 2.3.1 混合動(dòng)力汽車電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)特點(diǎn) 20 2.3.2混合動(dòng)力汽車驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)種類 212.4混合動(dòng)力汽車的蓄電池 212.5豐田Prius混合動(dòng)力原理解析 22第三章 混合動(dòng)力汽車的維修特點(diǎn) 3.1混合動(dòng)力控制系統(tǒng)維修特點(diǎn)263.2 發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)維修特點(diǎn) 263.3 混合動(dòng)力電池系統(tǒng)維修特點(diǎn)273.4 保養(yǎng)維修費(fèi)用 28第四章 發(fā)展前景展望 29參考文獻(xiàn) 31第一章概述1.1混合動(dòng)力汽車的主要組成(1)

5、 發(fā)電機(jī)混合動(dòng)力汽車可以廣泛地采用四沖程發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)、二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)、轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)等。一般轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)和氣輪機(jī)的燃燒效率比較高，排放也比較潔凈。（2）電動(dòng)機(jī) 混合動(dòng)力汽車可以采用直流電動(dòng)機(jī)、交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)、永磁電動(dòng)機(jī)、開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)。隨著混合動(dòng)力汽車的發(fā)展，直流電動(dòng)機(jī)已經(jīng)很少采用，多數(shù)采用感應(yīng)電動(dòng)機(jī)和永磁電動(dòng)機(jī)，開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)應(yīng)用也得到重視， (2) 電池混合動(dòng)力汽車可以采用不同的蓄電池、燃料電池、儲(chǔ)能器和超級(jí)電容器等作為電池。 蓄電池是混合動(dòng)力電動(dòng)汽車發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，也是提高整車性能和降低成本的重要發(fā)展方向。混合動(dòng)力汽車蓄電池系統(tǒng)的主要作用是通過(guò)蓄電池ECU的使用監(jiān)控HV蓄電池總成的狀態(tài)，并將此信息傳

6、送給HV控制ECU，而且該系統(tǒng)控制蓄電池鼓風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)控制器，以此保持HV的適當(dāng)溫度。1.2混合動(dòng)力汽車的分類（1）按動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)布置分類 串聯(lián)式串聯(lián)式混合動(dòng)力汽車動(dòng)力流向如圖1所示：蓄電池逆變器電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)軸發(fā)電機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī) 圖1 串聯(lián)式簡(jiǎn)圖 圖2 串聯(lián)式混合動(dòng)力汽車傳動(dòng)系統(tǒng) 由圖1可以看出，串聯(lián)式混合動(dòng)力汽車動(dòng)力由發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)三部分動(dòng)力總成組成，它們之間用串聯(lián)的方式組成的動(dòng)力單元系統(tǒng)，發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，電能通過(guò)控制器輸送到電池或電動(dòng)機(jī)，由電動(dòng)機(jī)通過(guò)變速機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)汽車。小負(fù)荷時(shí)僅由電池驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪，實(shí)現(xiàn)零排放；大負(fù)荷時(shí)由發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。當(dāng)車輛處啟動(dòng)、加速、爬坡工況時(shí)

7、，發(fā)動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)組和電池組共同向電動(dòng)機(jī)提供電能；當(dāng)電動(dòng)車處于低速、滑行、怠速的工況時(shí)，則由電池組驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，當(dāng)電池組缺電時(shí)則由發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)組向電池組充電。串聯(lián)式混合動(dòng)力汽車傳動(dòng)系統(tǒng)布局如圖2所示。串聯(lián)式結(jié)構(gòu)適用于城市內(nèi)頻繁起步和低速運(yùn)行工況，可以將發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)整在最佳工況點(diǎn)附近穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，通過(guò)調(diào)整電池和電動(dòng)機(jī)的輸出來(lái)達(dá)到調(diào)整車速的目的。使發(fā)動(dòng)機(jī)避免了怠速和低速運(yùn)轉(zhuǎn)的工況，從而提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的效率，減少了廢氣排放。但是它的缺點(diǎn)是能量幾經(jīng)轉(zhuǎn)換，機(jī)械效率較低。 并聯(lián)式并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車動(dòng)力流向如圖3所示：蓄電池逆變器電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)軸發(fā)動(dòng)機(jī)耦合器 圖3 并聯(lián)式簡(jiǎn)圖 圖4 并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車傳動(dòng)系統(tǒng) 并聯(lián)式裝置的發(fā)動(dòng)

8、機(jī)和電動(dòng)機(jī)共同驅(qū)動(dòng)汽車，發(fā)動(dòng)機(jī)與電動(dòng)機(jī)分屬兩套系統(tǒng)，可以分別獨(dú)立地向汽車傳動(dòng)系統(tǒng)提供扭矩，在不同的路面上既可以共同驅(qū)動(dòng)又可以單獨(dú)驅(qū)動(dòng)。當(dāng)汽車加速爬坡時(shí)，電動(dòng)機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)能夠同時(shí)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)提供動(dòng)力，一旦汽車車速達(dá)到巡航速度，汽車將僅僅依靠發(fā)動(dòng)機(jī)維持該速度。電動(dòng)機(jī)既可以作電動(dòng)機(jī)又可以作發(fā)電機(jī)使用，又稱為電動(dòng)發(fā)電機(jī)組。由于沒(méi)有單獨(dú)的發(fā)電機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)可以直接通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)車輪，這種裝置更接近傳統(tǒng)的汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，機(jī)械效率損耗與普通汽車差不多，得到比較廣泛的應(yīng)用。并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車傳動(dòng)系統(tǒng)布局如圖4所示。 混聯(lián)式混聯(lián)式混合動(dòng)力汽車動(dòng)力流向如圖5所示：蓄電池逆變器電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)軸發(fā)動(dòng)機(jī)行星齒輪機(jī)構(gòu)發(fā)電機(jī)圖5 混聯(lián)

9、式簡(jiǎn)圖 圖6 混聯(lián)式混合動(dòng)力汽車傳動(dòng)系統(tǒng)混聯(lián)式裝置包含了串聯(lián)式和并聯(lián)式的特點(diǎn)。動(dòng)力系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)，根據(jù)助力裝置不同，它又分為發(fā)動(dòng)機(jī)為主和電機(jī)為主兩種。以發(fā)動(dòng)機(jī)為主的形式中，發(fā)動(dòng)機(jī)作為主動(dòng)力源，電機(jī)為輔助動(dòng)力源；以電機(jī)為主的形式中，發(fā)動(dòng)機(jī)作為輔助動(dòng)力源，電機(jī)為主動(dòng)力源。該結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是控制方便，缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車傳動(dòng)系統(tǒng)布局如圖6所示。（2）按使用用途分類續(xù)駛里程延長(zhǎng)型混合動(dòng)力汽車 功能輔助型混合動(dòng)力汽車1.3混合動(dòng)力汽車控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)的功能使混合動(dòng)力汽車的動(dòng)力性能能夠達(dá)到或接近現(xiàn)在內(nèi)燃機(jī)汽車的水平。最大限度的發(fā)揮電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的輔助作用，使混合動(dòng)力汽車的燃油消耗

10、量盡量降低，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的節(jié)能化。實(shí)現(xiàn)多能源控制，混合動(dòng)力汽車關(guān)鍵的控制技術(shù)，是對(duì)內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和對(duì)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)雙重控制。發(fā)動(dòng)機(jī)與電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的動(dòng)力系統(tǒng)應(yīng)進(jìn)行最有效的組合和實(shí)現(xiàn)最佳的匹配。在環(huán)保方面，達(dá)到“超低污染”的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。在操作裝置和操縱方法上繼承或沿用內(nèi)燃機(jī)汽車主要操作裝置和操縱方法。 混合動(dòng)力汽車控制系統(tǒng)的基本組成 控制系統(tǒng)，由操縱裝置、中央控制器和各種控制模塊共用組成。發(fā)動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制系統(tǒng)。電動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，電動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制系統(tǒng)。信號(hào)反饋及檢測(cè)裝置第二章混合動(dòng)力汽車的結(jié)構(gòu)與原理2.1典型的混合動(dòng)力汽車結(jié)構(gòu) 2.1.1串聯(lián)式混合動(dòng)力汽車（S

11、HEV）SHEV的基本特點(diǎn)這種車的電能可以有電池提供，也可以有發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)來(lái)提供。發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械能首先通過(guò)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)換為電能該電能可通過(guò)功率轉(zhuǎn)換器為電池充電，或經(jīng)由電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)汽車。SHWV以電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)裝置，發(fā)動(dòng)機(jī)作為輔助動(dòng)力裝置，以提高行駛里程。典型的有豐田公司的Coaster、日產(chǎn)的SHEV及法國(guó)雷諾的Espace。SHEV傳動(dòng)系統(tǒng)能量流分析 有四種工作方式： 在市區(qū)行駛時(shí)，如果電池完全充滿，則選用純電池驅(qū)動(dòng)方式。傳動(dòng)系統(tǒng)能量流如圖1所示。 電池逆變器電動(dòng)機(jī)變速器車輛發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)圖1 電池驅(qū)動(dòng)串聯(lián)式傳動(dòng)系統(tǒng)能量流 當(dāng)電池電量較低時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)被啟動(dòng)，并將其設(shè)置在最大功率工作點(diǎn)上

12、，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的功率與汽車所需功率的差值將通過(guò)發(fā)電機(jī)為電池充電，如圖2所示。電池逆變器電動(dòng)機(jī)變速器車輛發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)圖2 電池充電時(shí)串聯(lián)式傳動(dòng)系統(tǒng)能量流當(dāng)汽車的最大功率低于汽車所需的功率時(shí)，電池將提供這部分差額功率。如圖3所示。電池逆變器電動(dòng)機(jī)變速器車輛發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)圖3 混合動(dòng)力時(shí)串聯(lián)式傳動(dòng)系統(tǒng)能量流在剎車或減速時(shí)，電動(dòng)機(jī)起到發(fā)電機(jī)的作用，使部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能存儲(chǔ)在電池里、如圖4. 電池逆變器電動(dòng)機(jī)變速器車輛發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)圖4 制動(dòng)時(shí)時(shí)串聯(lián)式傳動(dòng)系統(tǒng)能量流2.1.2并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車（PHEV）PHEV的特點(diǎn)PHEV采用發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)兩套驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)?？刹捎脝为?dú)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)或發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)聯(lián)合驅(qū)動(dòng)

13、3種工作模式。與串聯(lián)相比，PHEV的優(yōu)點(diǎn)是并聯(lián)僅有到電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)，并且發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)的最大功率較小，而缺點(diǎn)是由于發(fā)動(dòng)機(jī)與推進(jìn)系統(tǒng)是共軸連接的，所以并聯(lián)需要是離合器，這使得并聯(lián)結(jié)構(gòu)復(fù)雜控制難度大。PHEV的傳動(dòng)系統(tǒng)能量 在起步或加速階段，發(fā)動(dòng)機(jī)只為耦合器提供總功率的一部分，剩下的功率要由電機(jī)來(lái)提供，實(shí)現(xiàn)“功率輔助”是目的，傳動(dòng)傳統(tǒng)能量流如圖5電池逆變器電動(dòng)機(jī)變速器車輛發(fā)動(dòng)機(jī)圖5 功率輔助時(shí)并聯(lián)式傳動(dòng)傳統(tǒng)能量流 在剎車或減速時(shí)，電動(dòng)機(jī)起到發(fā)動(dòng)機(jī)的作用，將部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能存儲(chǔ)到電池里，如圖6所示。電池逆變器電動(dòng)機(jī)變速器車輛發(fā)動(dòng)機(jī)圖6 能量回收時(shí)并聯(lián)式傳動(dòng)傳統(tǒng)能量流 當(dāng)電池電量較低時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)被啟動(dòng)

14、，并將其設(shè)置在最大功率工作點(diǎn)上，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的功率與汽車所需功率的差值將通過(guò)發(fā)電機(jī)為電池充電，如圖7所示電池逆變器電動(dòng)機(jī)變速器車輛發(fā)動(dòng)機(jī)圖7 電池充電時(shí)并聯(lián)式傳動(dòng)傳統(tǒng)能量流在市區(qū)行駛時(shí)，如果電池完全充滿，則選用純電池驅(qū)動(dòng)方式。傳動(dòng)系統(tǒng)能量流如圖8所示。電池逆變器電動(dòng)機(jī)變速器車輛發(fā)動(dòng)機(jī)圖8電池驅(qū)動(dòng)時(shí)并聯(lián)式傳動(dòng)傳統(tǒng)能量流在高速巡航時(shí)，由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，此時(shí)相當(dāng)于傳統(tǒng)燃油汽車運(yùn)行。如圖9所示.電池逆變器電動(dòng)機(jī)變速器車輛發(fā)動(dòng)機(jī)圖9發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)并聯(lián)式傳動(dòng)傳統(tǒng)能量流2.1.3混聯(lián)式混合動(dòng)力汽車混聯(lián)式混合動(dòng)力汽車的特點(diǎn) 混聯(lián)HEV在結(jié)構(gòu)上綜合了SHEV和PHEV的特點(diǎn)。它主要偏向于并聯(lián)結(jié)構(gòu)，但又包含一些串聯(lián)結(jié)構(gòu)的

15、特點(diǎn)。與SHEV相比，它增加了機(jī)械動(dòng)力傳輸路線;與PHEV相比，它增加了電能的傳輸路線。今年來(lái)，出現(xiàn)了2種不同的結(jié)構(gòu)：不包含行星齒輪組合包含了1組行星齒輪組的混聯(lián)式結(jié)構(gòu)。帶有行星齒輪組的混聯(lián)式HEV的傳動(dòng)系統(tǒng)能量流 在高速巡航時(shí)，由發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)。此時(shí)相當(dāng)于傳統(tǒng)燃油汽車運(yùn)行。傳動(dòng)系統(tǒng)能量流如圖10所示。車輛變速器行星齒輪組發(fā)電機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)變速器電機(jī)電池圖10 發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)混聯(lián)式傳動(dòng)系統(tǒng)能量流在市區(qū)行駛時(shí)，如果電池完全充滿，則選用純電池驅(qū)動(dòng)方式。傳動(dòng)系統(tǒng)能量流如圖11所示。車輛變速器行星齒輪組發(fā)電機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)變速器電機(jī)電池圖11 電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)混聯(lián)式傳動(dòng)系統(tǒng)能量流在剎車或減速時(shí)，電動(dòng)機(jī)起到發(fā)動(dòng)機(jī)的作用，將

16、部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能存儲(chǔ)到電池里，如圖12所示。車輛變速器行星齒輪組發(fā)電機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)變速器電機(jī)電池圖12 能量回收時(shí)混聯(lián)式傳動(dòng)系統(tǒng)能量流在起步或加速階段，發(fā)動(dòng)機(jī)只為耦合器提供總功率的一部分，剩下的功率要由電機(jī)來(lái)提供，實(shí)現(xiàn)“功率輔助”是目的，傳動(dòng)傳統(tǒng)能量流如圖13車輛變速器行星齒輪組發(fā)電機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)變速器電機(jī)電池圖13 功能輔助時(shí)混聯(lián)式傳動(dòng)系統(tǒng)能量流 當(dāng)電池電量較低時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)被啟動(dòng)，并將其設(shè)置在最大功率工作點(diǎn)上，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的功率與汽車所需功率的差值將通過(guò)發(fā)電機(jī)為電池充電，如圖14所示車輛變速器行星齒輪組發(fā)電機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)變速器電機(jī)電池圖14電池充電時(shí)混聯(lián)式傳動(dòng)系統(tǒng)能量流2.2混合動(dòng)力汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)本身就

17、是壓氣機(jī)和氣動(dòng)機(jī)的混合體,當(dāng)動(dòng)力多余時(shí)把其中的1-N個(gè)汽缸做壓氣工作,利用壓縮空氣儲(chǔ)存能量;當(dāng)起步時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)做氣動(dòng)機(jī)用,高壓空氣充入汽缸做功,此時(shí)甚至可以同時(shí)噴油點(diǎn)火;提速.超車等需要超大馬力時(shí),干脆就把四行程發(fā)動(dòng)機(jī)變成二行程發(fā)動(dòng)機(jī),利用壓縮空氣在排氣行程結(jié)束時(shí)直接充入高壓空氣,噴油點(diǎn)火,此時(shí)功率增加一倍,由于此時(shí)沒(méi)有了進(jìn)氣行程和壓縮行程的功耗,功率增加0.5倍;又可以方便地做成高增壓發(fā)動(dòng)機(jī),功率再增加0.5倍;此時(shí),原50KW發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為:  50*2*1.5*1.5=225KW.本技術(shù)與上面幾種技術(shù)相比,1.具有明顯的低成本優(yōu)勢(shì)-只多一個(gè)氣瓶,最大馬力相同時(shí),本發(fā)動(dòng)機(jī)

18、由于排氣量理論值只有普通發(fā)動(dòng)機(jī)的1/4,再者由于啟動(dòng)時(shí)可以做為氣動(dòng)機(jī)啟動(dòng)點(diǎn)火,省去了電動(dòng)啟動(dòng)機(jī),成本甚至低于現(xiàn)有普通發(fā)動(dòng)機(jī).2.污染少-本技術(shù)不會(huì)增加電池造成的污染-誰(shuí)知道當(dāng)滿世界都是混合動(dòng)力汽車和電動(dòng)汽車時(shí),要制造多少電池,又要處理多少報(bào)廢電池呢;另外,本技術(shù)的空氣污染也少,這是因?yàn)樾∨帕勘旧砼懦龅膹U氣就少;起步時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)作為氣動(dòng)機(jī)具有足夠的馬力驅(qū)動(dòng)汽車,使之達(dá)到一定速度時(shí)再加油點(diǎn)火,避開了發(fā)動(dòng)機(jī)排氣污染最嚴(yán)重的低速區(qū);再者,本技術(shù)使發(fā)動(dòng)機(jī)不用工作在燃燒不充分的高速區(qū)就可以輸出大馬力;還有,當(dāng)其工作于二行程時(shí),由 于采用高壓空氣進(jìn)氣方式,具有完整的排氣行程,使換氣充分,并且工作于高增壓狀態(tài),燃

19、燒充分.3.最大馬力大-混合動(dòng)力汽車中的發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)功率相加一般只能達(dá)到其發(fā)動(dòng)機(jī)的1.5倍,本技術(shù)可以輕松達(dá)到發(fā)動(dòng)機(jī)的4倍以上.4.耗油少-因?yàn)樾∨帕堪l(fā)動(dòng)機(jī)本身耗油就少,其經(jīng)常工作于中速區(qū),又儲(chǔ)存了多余能量加以利用,使其耗油少.5,由于利用的都是成熟技術(shù),因此容易實(shí)現(xiàn),幾乎適用于所有如汽車.火車.船舶.飛機(jī)用發(fā)動(dòng)機(jī),特別是應(yīng)用于頻繁停止.起步的城市公交車及其他市內(nèi)車輛,可以大量減少市區(qū)廢氣污染.     實(shí)現(xiàn)本技術(shù)的幾個(gè)要點(diǎn):1.發(fā)動(dòng)機(jī)要做成L3.L5.L6.V6型,這樣不論曲軸 在任何角度,總會(huì)有一個(gè)或二個(gè)汽缸處于動(dòng)力行程,可以做氣動(dòng)機(jī)啟動(dòng).2.汽車

20、的加速時(shí)間一般在10秒左右,氣瓶的容積應(yīng)為排氣量*10秒內(nèi)的轉(zhuǎn)速*壓縮比,比如1L發(fā)動(dòng)機(jī),一般轉(zhuǎn)速在4000/分鐘,10秒的轉(zhuǎn)速在666轉(zhuǎn),壓縮比1:10,氣瓶容積應(yīng)該是1*666*1/10=66L.3.發(fā)動(dòng)機(jī)可以只用1-2個(gè)汽缸做壓氣機(jī)-二行程轉(zhuǎn)換.4.壓縮空氣也可以用于轉(zhuǎn)向助力.2.3混合動(dòng)力汽車的電動(dòng)機(jī)2.3.1 混合動(dòng)力汽車電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)特點(diǎn) 混合動(dòng)力汽車上所使用的電動(dòng)機(jī)往往要求頻率啟動(dòng)，頻率加減速以及工作模式的頻繁切換，這對(duì)電動(dòng)機(jī)的響應(yīng)性提出了更高的要求。 由于汽車內(nèi)部空間緊張，往往要求電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)體積小，重量輕，以及具有較高的功率密度和工作效率等性能要求。 相對(duì)于傳統(tǒng)電動(dòng)機(jī)相比，混合動(dòng)力

21、汽車所使用的電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的工作環(huán)境更加惡劣，干擾更大，從而要求它具有更高的可靠性，抗震性和抗干擾性。 傳統(tǒng)電動(dòng)機(jī)一般工作在額定工作點(diǎn)附近，而混合動(dòng)力汽車電動(dòng)機(jī)的工作范圍相對(duì)較寬，卻由于混合動(dòng)力電動(dòng)機(jī)工作模式的特殊性，額定功率這個(gè)參數(shù)對(duì)于混合動(dòng)力電動(dòng)機(jī)而言，沒(méi)有特大意義。 在供電方面，傳統(tǒng)電動(dòng)機(jī)由常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)電源供電，而混合動(dòng)力電動(dòng)機(jī)所使用的電源來(lái)自于蓄電池，卻有功率轉(zhuǎn)換器直接供給，一般傾向于使用較高電壓。2.3.2混合動(dòng)力汽車驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)種類 混合動(dòng)力汽車的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的主要參數(shù)為：電動(dòng)機(jī)類型、額定電壓、機(jī)械特性、效率、尺寸參數(shù)、質(zhì)量參數(shù)、可靠性和成本等。圖15為現(xiàn)代混合動(dòng)力汽車所采用的各種電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)

22、機(jī)機(jī)有轉(zhuǎn)換器無(wú)轉(zhuǎn)換器特種電動(dòng)機(jī)交流電動(dòng)機(jī)正弦波電動(dòng)機(jī)方波電動(dòng)機(jī)同步磁阻電動(dòng)機(jī)圖 15直流電動(dòng)機(jī)2.4混合動(dòng)力汽車的蓄電池蓄電池是混合動(dòng)力電動(dòng)汽車發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，也是提高整車性能和降低成本的重要發(fā)展方向。自上世紀(jì)90年代以來(lái)，蓄電池的比能量、比功率、循環(huán)壽命等方面的問(wèn)題就一直成為電動(dòng)汽車發(fā)展的主要障礙；對(duì)于混合動(dòng)力電動(dòng)汽車來(lái)說(shuō)，由于電動(dòng)比例較高，因此同樣面臨著蓄電池技術(shù)改進(jìn)的問(wèn)題：第一，比能量相對(duì)不足，因而成本較高，比能量值越高，汽車經(jīng)濟(jì)性越好；第二，蓄電池的壽命相對(duì)較短，蓄電池壽命一般為充放電1000次左右，比整車壽命低得多，若在汽車十幾年的生命周期頻繁更換蓄電池的話，混合動(dòng)力汽車的運(yùn)營(yíng)成本將

23、大大提高。另外，蓄電池的應(yīng)用還涉及到充電時(shí)間較長(zhǎng)、電池荷電狀態(tài)（SOC）判別等問(wèn)題這些都不同程度影響整車性能。目前，在混合動(dòng)力電動(dòng)汽車上使用的蓄電池主要是鉛酸電池、鎳氫電池（MH-Ni）和鋰離子電池，如克萊斯勒ESX2采用鉛酸電池，豐田Prius和本田Insight用鎳氫電池日產(chǎn)Tino用鋰離子電池。2.5豐田Prius混合動(dòng)力原理解析豐田的Prius屬于以電機(jī)為主的形式。它的混合動(dòng)力總成包括兩個(gè)動(dòng)力源，發(fā)動(dòng)機(jī)與電動(dòng)機(jī)。還有包含了發(fā)電機(jī)、內(nèi)置動(dòng)力分離裝置的混合動(dòng)力專用變速器、鎳氫電池組和動(dòng)力控制總成。豐田Pruis混合動(dòng)力系統(tǒng)有一個(gè)特點(diǎn)，就是采用行星齒輪變速結(jié)構(gòu)，變速器內(nèi)置動(dòng)力分離裝置，行星齒

24、輪機(jī)構(gòu)巧妙地將減速器、發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)等動(dòng)力部件偶合在一起，同時(shí)行星齒輪又起到無(wú)級(jí)變速器的功能，結(jié)構(gòu)十分緊湊，形成一個(gè)集成化混合動(dòng)力總成系統(tǒng)如圖13所示。 圖16 Prius混合動(dòng)力總成系統(tǒng) 圖17 低速行駛動(dòng)力源啟動(dòng)以及中速以下行駛，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)效率低下，因此Prius的發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉，僅由大功率電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛，如圖17中箭頭A所示。在常規(guī)行駛時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)做主動(dòng)力源，由動(dòng)力分離裝置將動(dòng)力分成兩路，一路驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電，產(chǎn)生的電力驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，如圖18中箭頭B所示，另一路則直接驅(qū)動(dòng)車輪，如圖18中箭頭C所示。系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)對(duì)兩條路徑的動(dòng)力進(jìn)行最佳分配，以達(dá)到效率的最大化。 圖18 正常行駛動(dòng)力源 圖10

25、 加速行駛動(dòng)力源當(dāng)要加速時(shí)，電池組會(huì)加進(jìn)來(lái)為電動(dòng)機(jī)供電，增強(qiáng)電動(dòng)機(jī)輸出功率，如圖10中箭頭A所示。    當(dāng)減速或制動(dòng)時(shí)，則由車輪的慣性力驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。這時(shí)電動(dòng)機(jī)變成了發(fā)電機(jī)，車輛制動(dòng)能量轉(zhuǎn)換成了電能，如圖21中箭頭D所示。 圖21 減速行駛充電 圖22 自動(dòng)充電 電池組電量保持在一個(gè)恒定水平。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)電池組電量下降會(huì)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，向電池組充電，如圖22中箭頭E所示。Prius的混合動(dòng)力技術(shù)，在帶來(lái)燃油經(jīng)濟(jì)性的同時(shí)還保證了其出眾的動(dòng)力性能。在正常駕駛環(huán)境下，由于擁有發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)的雙重動(dòng)力，普銳斯的加速性能絕對(duì)毋庸置疑，其雖然是1.5L排量的

26、小車，但它的加速能力絕對(duì)可以媲美普通2.0L的車輛。第三章混合動(dòng)力汽車維修特點(diǎn)3.1混合動(dòng)力控制系統(tǒng)維修特點(diǎn)混合動(dòng)力傳統(tǒng)使用高壓電路，因此不正確的操作可能導(dǎo)致電擊或漏電。在檢修過(guò)程中，必須遵循下列步驟。對(duì)高壓系統(tǒng)進(jìn)行操作時(shí)斷開電源 確保電源開關(guān)關(guān)閉 從輔助蓄電池上斷開負(fù)極端子電纜 一定要帶絕緣手套線束和連接器的注意事項(xiàng) 高壓電路的線束和連接器都是橙色。另外，HV蓄電池等的高壓零件都貼有“高壓”警示。進(jìn)行維修或檢查時(shí)的注意事項(xiàng) 開始各種前，一定要斷開電源。 檢查、維修任何的高壓配線盒零件時(shí)，必須戴絕緣手套。 在對(duì)高壓系統(tǒng)進(jìn)行操作時(shí)，用類似“高壓工作，輕忽靠近！”的警告牌警示其他技師。 不要攜帶任

27、何類似卡尺或測(cè)量卷尺等的金屬物體，因?yàn)檫@些物體可能掉落從而引起短路。3.2 發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)維修特點(diǎn)檢查或維護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)室時(shí)應(yīng)遵守的注意事項(xiàng) 電源開關(guān)ON位置時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)ON或OFF。維護(hù)發(fā)放及室前，將HV主系統(tǒng)OFF。 在檢查模式下，在警告燈點(diǎn)亮?xí)r，解除檢查模式來(lái)檢查診斷區(qū)域。 解除檢查模式前行駛可能損壞變速驅(qū)動(dòng)橋。初始化 斷開蓄電池負(fù)極電纜后，當(dāng)重新連接端子時(shí)。以下系統(tǒng)將被初始化，僅拆下蓄電池不能完成初始化。激活混合動(dòng)力系統(tǒng)時(shí)應(yīng)注意 警告燈亮起或蓄電池 斷開又重新連接，則初次按下電源開關(guān)可能無(wú)法啟動(dòng)該系統(tǒng)，如果這樣，則再次按下電源開關(guān)。 將電源開關(guān)切合為ON，斷開蓄電池。如果重新連接時(shí)鑰匙不在

28、鑰匙孔里，則可能輸出DTC B2799.3.3 混合動(dòng)力電池系統(tǒng)維修特點(diǎn)蓄電池是混合動(dòng)力電動(dòng)汽車發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，也是提高整車性能和降低成本的重要發(fā)展方向?；旌蟿?dòng)力汽車蓄電池系統(tǒng)的主要作用是通過(guò)蓄電池ECU的使用監(jiān)控HV蓄電池總成的狀態(tài)，并將此信息傳送給HV控制ECU，而且該系統(tǒng)控制蓄電池鼓風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)控制器，以此保持HV的適當(dāng)溫度。檢查注意事項(xiàng)： 檢查蓄電池加液口塞導(dǎo)通性：用歐姆表測(cè)量端子間的電阻。 標(biāo)準(zhǔn)：10或更大。如果不符合標(biāo)準(zhǔn)，則更換蓄電池加液口塞。 將塞安裝到固定座上。 用歐姆表測(cè)量端子間的電阻。標(biāo)準(zhǔn);小于1K。如果不符合標(biāo)準(zhǔn)值，則更換蓄電池加液口塞。 檢查系統(tǒng)主繼電器：檢查導(dǎo)通性；檢查

29、電阻;3.4 保養(yǎng)維修費(fèi)用由于混合動(dòng)力車是新推出的車型, 其售后、維修體系尚未成熟, 而且混合動(dòng) 力車的部分零部件依靠進(jìn)口, 這樣維修、保養(yǎng)成本會(huì)較高。例如混合動(dòng)力車的蓄電池對(duì)性能要求很高, 價(jià)格自然不菲。所以要盡快發(fā)展和形成混合動(dòng)力產(chǎn)業(yè)鏈, 降低混合動(dòng)力車保養(yǎng)維修費(fèi)用。第四章發(fā)展前景展望混合動(dòng)力汽車在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上達(dá)到了提高燃料經(jīng)濟(jì)性和減少排放的目的, 因而極具發(fā)展前景。從目前的發(fā)展來(lái)看, 汽車的排放法規(guī)日趨嚴(yán)格化, 同時(shí)電子技術(shù)的迅猛發(fā)展都會(huì)進(jìn)一步促進(jìn)混合動(dòng)力汽車的發(fā)展。混合動(dòng)力汽車充分吸取了電力/ 熱力系統(tǒng)中最大的優(yōu)勢(shì): 在遠(yuǎn)途時(shí)使用熱力發(fā)動(dòng)機(jī), 在城市和過(guò)渡階段時(shí)使用電動(dòng)機(jī)。如果調(diào)配合理的話, 電力和熱力的配合使用, 將很大程度地降低汽車