混合動力電動汽車1課件

混合動力電動汽車2022/12/20混合動力電動汽車[1]混合動力電動汽車2022/12/18混合動力電動汽車[1]1第一節(jié)概述第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理第三節(jié)混合動力電動汽車的主要系統(tǒng)設計混合動力電動汽車[1]第一節(jié)概述第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理第三節(jié)22022/12/20混合動力電動汽車[1]2022/12/18混合動力電動汽車[1]32022/12/20混合動力電動汽車[1]2022/12/18混合動力電動汽車[1]4

第一節(jié)概述一、混合動力電動汽車分類一般情況下，混合動力電驅(qū)動系含有一個可雙向能量流的動力系，如圖５-１所示?；旌蟿恿﹄妱悠嘯1]第一節(jié)概述一、混合動力電動汽車分類5

第一節(jié)概述混合動力電動汽車按照能量合成的形式主要分為串聯(lián)式(ＳＨＥＶ)、并聯(lián)式(ＰＨＥＶ)和混聯(lián)式三種。根據(jù)在混合動力系統(tǒng)中，電機的輸出功率在整個系統(tǒng)輸出功率中占的比重，混合動力系統(tǒng)還可以分為以下四類:１.微混合動力系統(tǒng)２.輕混合動力系統(tǒng)輕混合動力系統(tǒng)除了能夠?qū)崿F(xiàn)用發(fā)電機控制發(fā)動機的起動和停止，還能夠?qū)崿F(xiàn):(１)在減速和制動工況下，對部分能量進行吸收；(２)在行駛過程中，發(fā)動機等速運轉(zhuǎn)，發(fā)動機產(chǎn)生的能量可以在車輪的驅(qū)動需求和發(fā)電機的充電需求之間進行調(diào)節(jié)。這種混合動力系統(tǒng)在傳統(tǒng)內(nèi)燃機上的起動電機上加裝了皮帶驅(qū)動起動電機，用來控制發(fā)動機的起動和停止，從而取消了發(fā)動機的怠速，降低了油耗和排放。３.中混合動力系統(tǒng)中混合動力系統(tǒng)采用的是高壓電機。另外，中混合動力系統(tǒng)還增加了一個功能:在汽車處于加速或者大負荷工況時，電動機能夠輔助驅(qū)動車輪，從而補充發(fā)動機本身動力輸出的不足，從而更好地提高整車的性能?；旌蟿恿﹄妱悠嘯1]第一節(jié)概述混合動力電動汽車按照能量合6

第一節(jié)概述４.完全混合動力系統(tǒng)該混合動力系統(tǒng)中電機和內(nèi)燃機都可以獨立(或在一起)驅(qū)動車輛。因此在低速、緩加速行駛(如交通堵塞、頻繁起步-停車)、車輛起步行駛和倒車等情況下，車輛可以純電動行駛；急加速時電機和內(nèi)燃機一起驅(qū)動車輛，并有制動能量回收的能力。二、混合動力電動汽車基本結(jié)構(gòu)串聯(lián)式混合動力的結(jié)構(gòu)如圖５-２所示：混合動力電動汽車[1]第一節(jié)概述４.完全混合動力系統(tǒng)二、混合動力電動7

第一節(jié)概述并聯(lián)式混合動力的結(jié)構(gòu)如圖５-３所示：混合動力電動汽車[1]第一節(jié)概述并聯(lián)式混合動力的結(jié)構(gòu)如圖５8

第一節(jié)概述混聯(lián)式混合動力的結(jié)構(gòu)如圖５-４所示：混合動力電動汽車[1]第一節(jié)概述混聯(lián)式混合動力的結(jié)構(gòu)如圖9

第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理一、串聯(lián)式混合動力電動汽車典型的串聯(lián)式混合動力電驅(qū)動系統(tǒng)的構(gòu)造如圖５-５所示：混合動力電動汽車[1]第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理一、串聯(lián)式混合動力10

第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理１.單發(fā)動機電動機模式在該模式下，電動機所需的能源完全由發(fā)動機帶動發(fā)電機產(chǎn)生，即２.單蓄電池組電動機模式在該模式下，電動機所需的能源完全由發(fā)動機帶動發(fā)電機產(chǎn)生，即３.混合牽引模式在突然加速時電動機所需的能源大于由發(fā)動機(運行在最佳工作區(qū)時)帶動發(fā)電機產(chǎn)生的功率，這時將有蓄電池組來提供一部分功率，該運行模式下功率關(guān)系為混合動力電動汽車[1]第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理１.單發(fā)動機電動11

第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理４.發(fā)動機充電模式當電池組的能量小于某個容量時，且電動機所需的能源小于由發(fā)動機(運行在最佳工作區(qū)時)帶動發(fā)電機產(chǎn)生的功率，這時發(fā)電機產(chǎn)生的電能將有一部分用來給蓄電池組充電，該運行模式下功率關(guān)系為５.再生制動模式當車輛制動時，電動機運行在發(fā)電機模式，將車輛的動能轉(zhuǎn)化為一部分電能，通過蓄電池組存儲起來。二、并聯(lián)式混合動力電動汽車１.轉(zhuǎn)矩耦合在轉(zhuǎn)矩耦合中，發(fā)動機和電動機的轉(zhuǎn)矩可以根據(jù)需要分別獨立控制，但是兩者的轉(zhuǎn)速需要互成比例，機械耦合器將發(fā)動機和電動機的轉(zhuǎn)矩按照一定的比例關(guān)系加在一起，然后把合成后的轉(zhuǎn)矩傳遞給驅(qū)動輪。可以用一個三端口的機械配置圖說明，如圖５-６所示?；旌蟿恿﹄妱悠嘯1]第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理４.發(fā)動機充電模12

第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理假設耦合效率為η，端口２工作在驅(qū)動狀況下，則端口３得到的驅(qū)動功率為從而可得轉(zhuǎn)矩耦合器端口３輸出的轉(zhuǎn)矩為式中:ｋ1、ｋ2———轉(zhuǎn)矩耦合參數(shù)，由轉(zhuǎn)動比確定，當該裝置確定后，ｋ1，ｋ2為確定的值。同時從式(５-６)中可以看到角速度ω1、ω2、ω3存在著如下關(guān)系，不能獨立控制。混合動力電動汽車[1]第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理假13

第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理齒輪耦合是通過嚙合齒輪將多個輸入動力合成在一起，如圖５-７所示?；旌蟿恿﹄妱悠嘯1]第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理齒輪14

第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理鏈或帶耦合是通過鏈條或者皮帶將兩個動力源輸出的動力進行合成，鏈或帶耦合結(jié)構(gòu)簡單、沖擊小，但耦合效率較低。其結(jié)構(gòu)如圖５-８所示。混合動力電動汽車[1]第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理鏈或15

第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理磁場耦合是將電動機的轉(zhuǎn)子與發(fā)動機的輸出軸做成一體，通過磁場作用力將電機輸出動力與發(fā)動機輸出的動力直接或者間接的耦合在一起，如圖５-９所示，圖中ｋ1，ｋ2均等于１?；旌蟿恿﹄妱悠嘯1]第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理磁場16

第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理以齒輪耦合為例，一種配置方式是兩個傳動裝置分別位于發(fā)動機于轉(zhuǎn)矩耦合器之間和電動機與轉(zhuǎn)矩耦合器之間，如圖５-１０所示?；旌蟿恿﹄妱悠嘯1]第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理以17

第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理一種配置方式是傳動裝置位于轉(zhuǎn)矩耦合器與驅(qū)動輪之間，如圖５-１１所示?；旌蟿恿﹄妱悠嘯1]第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理一種18

第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理對于電磁耦合，傳動裝置可以放置在發(fā)動機和電動機之間，也可以放在電動機之后，如圖５-１２和圖５-１３所示?；旌蟿恿﹄妱悠嘯1]第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理對于電19

第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理混合動力電動汽車[1]第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理混合動力電動汽車[20

第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理還有一種特殊的轉(zhuǎn)矩耦合方式，稱為牽引力耦合，在這種耦合方式下，發(fā)動機驅(qū)動汽車的前輪(或者后輪)，而電動機驅(qū)動汽車的后輪(或者前輪)，通過前后車輪驅(qū)動力將兩個動力源提供的動力耦合在一起，如圖５-１４所示。混合動力電動汽車[1]第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理還有一21

第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理動力合成的規(guī)則如何２.轉(zhuǎn)速耦合轉(zhuǎn)速耦合是指在動力系統(tǒng)中兩個動力源的輸出動力在耦合過程中，兩個動力源輸出的轉(zhuǎn)速相互獨立，而轉(zhuǎn)矩符合一定的比例關(guān)系，最終合成轉(zhuǎn)速是兩個動力源輸出轉(zhuǎn)速的耦合疊加，合成轉(zhuǎn)矩則不滿足這個疊加關(guān)系。以圖５-１５所示的三端口配置為例:混合動力電動汽車[1]第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理動力合成的規(guī)則如何22

第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理該三端口網(wǎng)絡符合能量守恒轉(zhuǎn)速耦合可以表示為由上式可以看出，轉(zhuǎn)矩之間應該滿足以下關(guān)系混合動力電動汽車[1]第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理該三端口網(wǎng)絡符合能23

第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理依據(jù)驅(qū)動結(jié)構(gòu)的不同，轉(zhuǎn)速耦合又可以分為行星齒輪式(圖５-１６)和差速器式(圖５-１７)兩種?；旌蟿恿﹄妱悠嘯1]第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理依24

第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理三、混聯(lián)式混合動力電動汽車串聯(lián)式混合動力、并聯(lián)式混合動力、混聯(lián)式混合動力三種混合動力驅(qū)動系統(tǒng)中發(fā)動機和電動機使用的比例如圖５-１８所示?；旌蟿恿﹄妱悠嘯1]第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理三、混聯(lián)式混合動力25

第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理混聯(lián)式混合動力電動汽車與串聯(lián)式和并聯(lián)式混合動力電動汽車比較，混聯(lián)式混合動力電動汽車的結(jié)構(gòu)特點如下:(１)將串聯(lián)式混合動力電動汽車和并聯(lián)式混合動力電動汽車相結(jié)合，具有兩者的優(yōu)點；(２)與串聯(lián)式混合動力電動汽車相比，增加了機械動力的傳遞路線；(３)與并聯(lián)式混合動力電動汽車相比，增加了電能的傳輸路線?；炻?lián)式混合動力電動汽車具有以下優(yōu)點:(１)三個動力總成比串聯(lián)式混合動力電動汽車三個動力總成的功率、質(zhì)量和體積??；(２)有多種工作模式，節(jié)能最佳，有害氣體排放達到“超低污染”；(３)發(fā)動機可直接驅(qū)動車輛，沒有機械能￣電能￣機械能的轉(zhuǎn)換過程，能量轉(zhuǎn)換的綜合效率比內(nèi)燃機汽車高；(４)電動機可獨立驅(qū)動車輛行駛。電動機利用低速大轉(zhuǎn)矩特性，帶動車輛起步，可在城市中實現(xiàn)“零污染”行駛。當車輛需最大輸出功率時，電動機可給發(fā)動機提供輔助動力，因此發(fā)動機功率可選擇較小，燃料經(jīng)濟性比串聯(lián)式混合動力電動汽車好?；旌蟿恿﹄妱悠嘯1]第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理混聯(lián)26

第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理因為以上原因，混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)在電動汽車中使用的更為廣泛，下面以普銳斯(prius)的混合動力系統(tǒng)(圖５-１９)的結(jié)構(gòu)為例進行分析?；旌蟿恿﹄妱悠嘯1]第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理因為以27

第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理從圖５-１９可以看出混合傳動系統(tǒng)由動力分配裝置、發(fā)電機、電動機和減速齒輪等裝置組成。其中動力分配裝置的結(jié)構(gòu)如下圖５-２０所示。混合動力電動汽車[1]第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理從28

第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理下面以普銳斯為例進行說明。１.起動和中低速運行當車輛起動出發(fā)，或者以低速運行時候，主要牽引電動機提供原動力，若蓄電池處于低荷電狀態(tài)時候，則發(fā)動機立即起動(圖５-２１)。混合動力電動汽車[1]第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理下面以普銳斯29

第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理２.正常工況運行在正常工況下行駛的時候，發(fā)動機功率經(jīng)過動力分配裝置分配為兩個功率流通路:一部分直接驅(qū)動車輪，另一部分通過發(fā)電機產(chǎn)生電能再驅(qū)動電動機，通過電動機來驅(qū)動車輪。通過控制兩個能量通道分配的比例，可以獲得最大的運行效率，見圖５-２２?；旌蟿恿﹄妱悠嘯1]第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理２.正常工況運行30

第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理３.全加速工況在全加速工況下，功率除了由發(fā)動機提供外，蓄電池組還提供額外的功率，通過發(fā)動機和牽引電動機的轉(zhuǎn)矩耦合，來提供加速所需要的功率，見圖５-２３?；旌蟿恿﹄妱悠嘯1]第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理３.全加速工況混31

第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理４.減速或制動這時牽引電動機工作在發(fā)電狀態(tài)下，用于回收再生制動能量，并把回收的能量存儲到蓄電池組內(nèi)，提高能量的利用率，見圖５-２４。混合動力電動汽車[1]第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理４.減速或制動混32

第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理５.電池組充電若蓄電池處于低荷電狀態(tài)時候，則發(fā)動機立即起動，見圖５-２５?；旌蟿恿﹄妱悠嘯1]第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理５.電池組充電混33

第三節(jié)混合動力電動汽車的主要系統(tǒng)設計一、驅(qū)動電機及其控制技術(shù)目前在交流伺服系統(tǒng)中應用的各種控制策略大致可以分為如下三類:(１)針對交流電動機數(shù)學模型的控制策略(２)基于現(xiàn)代控制理論的控制策略(３)基于智能控制思想的控制策略常規(guī)的模擬ＰＩＤ控制系統(tǒng)原理框圖如圖５-２６所示?；旌蟿恿﹄妱悠嘯1]第三節(jié)混合動力電動汽車的主要系統(tǒng)設計一、驅(qū)動電機及34

第三節(jié)混合動力電動汽車的主要系統(tǒng)設計圖中，ｒ(ｔ)是給定值，ｙ(ｔ)是系統(tǒng)的實際輸出值，給定值與實際輸出值構(gòu)成控制偏差ｅ(ｔ)為ｅ(ｔ)作為ＰＩＤ控制器的輸入，ｕ(ｔ)為ＰＩＤ控制器的輸出和被控對象的輸入。可得模擬ＰＩＤ控制器的控制規(guī)律為:其中，Ｋｐ為控制器的比例系數(shù)；Ｋｉ為控制器的積分系數(shù)；Ｋｄ為控制器的微分系數(shù)?；旌蟿恿﹄妱悠嘯1]第三節(jié)混合動力電動汽車的主要系統(tǒng)設計35

第三節(jié)混合動力電動汽車的主要系統(tǒng)設計二、動力電池及其管理系統(tǒng)１.充電方法１)恒壓充電法恒定電壓充電法是指在充電過程中以恒定電壓對電池進行充電。在這個過程中，充電電流滿足公式:２)恒定電流充電法恒定電流充電法是指在充電過程中電壓在變化，從而保證全程以恒定不變電流進行充電?；旌蟿恿﹄妱悠嘯1]第三節(jié)混合動力電動汽車的主要系統(tǒng)設計二、動力電池及36

第三節(jié)混合動力電動汽車的主要系統(tǒng)設計３)恒流/恒壓充電法這種充電方法將充電過程分為三個階段。(１)預充電階段(２)恒流充電階段(３)恒壓充電階段４)變流充電法鋰離子電池可接受的充電電流隨充電時間呈指數(shù)規(guī)律下降，若充電電流曲線在電池可接受充電電流曲線(圖５-２７中曲線１)以上會導致電池電解液發(fā)生析氣反應，影響電池壽命。混合動力電動汽車[1]第三節(jié)混合動力電動汽車的主要系統(tǒng)設計３)恒流/恒37

第三節(jié)混合動力電動汽車的主要系統(tǒng)設計５)間歇充電法間歇充電法是指在充電一段時間后增加一段間歇時間，減少極化現(xiàn)象。６)脈沖充電法在脈沖充電過程中，在充電電流大小逼近電池充電可接受電流的基礎上，用脈沖電流對電池充電，充電電流時有時無，充電狀態(tài)和暫停狀態(tài)相互交替。２.停止充電時機１)慢充停止判斷(１)半定電流法:半定電流法是當充電電流達到起始充電電流一半的時候停止充電，如圖５-２８所示混合動力電動汽車[1]第三節(jié)混合動力電動汽車的主要系統(tǒng)設計５)間歇充電法38

第三節(jié)混合動力電動汽車的主要系統(tǒng)設計(２)定時器控制充電法:定時器控制充電法是由時間來確定，當連續(xù)充電達到一定時間后停止充電，如圖５-２９所示混合動力電動汽車[1]第三節(jié)混合動力電動汽車的主要系統(tǒng)設計(２)定時器控39

第三節(jié)混合動力電動汽車的主要系統(tǒng)設計２)快充停止判斷(１)－ΔＶ終止充電方式:該方法是鎳鎘電池最常用的快充方法，電池以恒定的電流進行充電，在電池未充滿前，電池的電壓持續(xù)的上升，當電池充滿時，電池的電壓達到頂峰，繼續(xù)持續(xù)充電，電池的電壓將會下降，如圖５-３０所示?；旌蟿恿﹄妱悠嘯1]第三節(jié)混合動力電動汽車的主要系統(tǒng)設計２)快充停止判40

第三節(jié)混合動力電動汽車的主要系統(tǒng)設計(２)ｄＴ/ｄｔ終止充電方式:對于鎳氫電池，在達到充電周期結(jié)束的時候，并沒有明顯的－ΔＶ現(xiàn)象，所以上述的－ΔＶ終止充電方式對于鎳氫電池來說不是一種可靠的充電停止方法。當鎳氫電池即將充滿的時候，電池的溫度會迅速的上升，如圖５-３１所示。混合動力電動汽車[1]第三節(jié)混合動力電動汽車的主要系統(tǒng)設計(２)ｄＴ/41

第三節(jié)混合動力電動汽車的主要系統(tǒng)設計(３)恒流充電:鋰電池和其他一些電池當充電電壓過高的很容易損壞，此時采取在充電開始時候，采用電池可以容忍的最大充電電流進行恒流充電，這個過程中充電電壓不斷升高克服電池的反電動勢，當電壓升高到電池可以承受的極限電壓時候保持不變，進行恒壓充電，這時充電電流將逐漸減少，當充電電流小于預先設定值的時候，表明電池已經(jīng)充滿，停止充電(圖５-３２)。混合動力電動汽車[1]第三節(jié)混合動力電動汽車的主要系統(tǒng)設計(３)恒流充電42

第三節(jié)混合動力電動汽車的主要系統(tǒng)設計３.動力電池管理系統(tǒng)在TeslaRoadster中選擇的是日本Sanyo電池，共使用了6831節(jié)，采用分層次管理的辦法:(１)69節(jié)電池構(gòu)成一個Brick，每個Brick中的電池全部并聯(lián)；(２)9個Brick構(gòu)成一個Sheet，每個Sheet中的9個Brick串聯(lián)；(３)11個Sheet再串聯(lián)，構(gòu)成整個電池包，如圖５-３３所示?；旌蟿恿﹄妱悠嘯1]第三節(jié)混合動力電動汽車的主要系統(tǒng)設計３.動力電池43

第三節(jié)混合動力電動汽車的主要系統(tǒng)設計三、動力傳動系統(tǒng)匹配各參數(shù)匹配的基本步驟是:(１)發(fā)動機功率；(２)電動機各參數(shù)(包括電動機額定功率、額定轉(zhuǎn)速、最高轉(zhuǎn)速)；(３)電池參數(shù)選擇(功率及容量)；(４)傳動系的傳動比。１.發(fā)動機功率滿足最大車速:滿足最大爬坡度:取(５-１４)和(５-１５)中較大值作為發(fā)動機功率?；旌蟿恿﹄妱悠嘯1]第三節(jié)混合動力電動汽車的主要系統(tǒng)設計三、動力傳動系44

第三節(jié)混合動力電動汽車的主要系統(tǒng)設計２.電動機的選擇在混合動力汽車中，電動機選用的原則是高功率密度、寬調(diào)速范圍、維護方便、可靠性高，并且實現(xiàn)雙向控制容易，可以對制動能量進行回收，目前普遍選擇的是永磁同步電動機。電動機額定功率Ｐｍ要綜合已定的發(fā)動機功率來考慮，主要以滿足混合動力汽車混合最高車速的要求來確定，即發(fā)動機最大功率Ｐｅｍａｘ與電動機最大功率Ｐｍｍａｘ之和至少等于混合最高車速時汽車所需功率Ｐｕｍａｘ，表達式為:３.電池的選擇電池在不同的荷電狀態(tài)下對應不同的內(nèi)阻和峰值功率，在ＳＯＣ工作區(qū)內(nèi)峰值放電功率必須大于電動機的最大功率。另外，電池總電量也要滿足汽車連續(xù)加速和爬坡時電動機做功的需求，即電池在ＳＯＣ工作區(qū)內(nèi)所能提供的電量必須大于電動機持續(xù)做的總功?；旌蟿恿﹄妱悠嘯1]第三節(jié)混合動力電動汽車的主要系統(tǒng)設計２.電動機的45

第三節(jié)混合動力電動汽車的主要系統(tǒng)設計４.傳動比的選擇主減速器速比就為車輛傳動系統(tǒng)最小傳動比。ＰＨＥＶ的最小傳動比應從滿足車輛最高車速的要求來選擇。首先應滿足最高車速要求另外，發(fā)動機在最高車速時還應能發(fā)揮其最大功率，所以還應滿足:混合動力電動汽車[1]第三節(jié)混合動力電動汽車的主要系統(tǒng)設計４.傳動比的46

第三節(jié)混合動力電動汽車的主要系統(tǒng)設計最小傳動比可以依據(jù)發(fā)動機單獨驅(qū)動車輛時，最高車速的功率平衡點來進行計算。即即最大傳動比應滿足最大爬坡度的要求:混合動力電動汽車[1]第三節(jié)混合動力電動汽車的主要系統(tǒng)設計最47

第三節(jié)混合動力電動汽車的主要系統(tǒng)設計同時汽車的最大驅(qū)動力應小于或等于其在地面的附著力:所以，設計變速器擋的各擋比以等比級數(shù)分配?；旌蟿恿﹄妱悠嘯1]第三節(jié)混合動力電動汽車的主要系統(tǒng)設計48

第三節(jié)混合動力電動汽車的主要系統(tǒng)設計四、整車能量管理控制系統(tǒng)１.串聯(lián)式混合動力汽車的能量管理策略１)恒溫器策略２)功率跟蹤式策略３)基本規(guī)則型策略２.并聯(lián)式混合動力汽車的能量管理策略１)靜態(tài)邏輯門限策略２)瞬時優(yōu)化能量管理策略３)全局最優(yōu)能量管理策略４)模糊能量管理策略３.混聯(lián)式混合動力汽車的能量管理策略１)發(fā)動機恒定工作點策略２)發(fā)動機最優(yōu)工作曲線策略混合動力電動汽車[1]第三節(jié)混合動力電動汽車的主要系統(tǒng)設計四、整車能量管49

第三節(jié)混合動力電動汽車的主要系統(tǒng)設計五、能量再生制動回收系統(tǒng)汽車的制動性能主要由下列三個方面來評價:(１)制動效能，即制動距離與制動減速度。(２)制動效能的恒定性，即抗熱衰退性能。(３)制動時汽車方向的穩(wěn)定性，即制動時汽車不發(fā)生跑偏、側(cè)滑以及失去轉(zhuǎn)向能力的性能。１.影響再生制動的因素１)驅(qū)動類型２)變速器類型與擋位３)電機類型及其控制策略４)蓄能器類型混合動力電動汽車[1]第三節(jié)混合動力電動汽車的主要系統(tǒng)設計五、能量再生制50

第三節(jié)混合動力電動汽車的主要系統(tǒng)設計２.制動力的分配１)前后軸上分配制動力對于一般汽車而言，根據(jù)其前后軸制動器制動力的分配，制動過程可能出現(xiàn)如下三種情況:(１)前輪先抱死拖滑，然后后輪抱死拖滑。該情況下屬于穩(wěn)定工況，但在制動過程中汽車喪失轉(zhuǎn)向能力，附著條件沒有充分利用。(２)后輪先抱死拖滑，然后前輪抱死拖滑。此時后軸可能出現(xiàn)側(cè)滑，屬于不穩(wěn)定工況，附著利用率低。(３)前后輪同時抱死拖滑。該情況較前兩種情況下的附著利用率高，可以避免后軸側(cè)滑，是“理想”的情況?；旌蟿恿﹄妱悠嘯1]第三節(jié)混合動力電動汽車的主要系統(tǒng)設計２.制動力的51

第三節(jié)混合動力電動汽車的主要系統(tǒng)設計圖５-３４是汽車在水平路面上制動時的受力情形。假設附著系數(shù)是一個定值φ0，對后輪接地點取力矩得混合動力電動汽車[1]第三節(jié)混合動力電動汽車的主要系統(tǒng)設計52

第三節(jié)混合動力電動汽車的主要系統(tǒng)設計對后輪接地點取力矩得令稱為制動強度。則可以求的店面法向反作用力為混合動力電動汽車[1]第三節(jié)混合動力電動汽車的主要系統(tǒng)設計53

第三節(jié)混合動力電動汽車的主要系統(tǒng)設計若在不同附著系數(shù)的路面上制動，前后輪都抱死時，或。地面作用于前后輪的法向反作用力為當需要達到前后輪同時抱死效果，前后車輪制動力應滿足:前后輪制動器制動力之和等于附著力，且前后輪制動力分別等于各自的附著力，即混合動力電動汽車[1]第三節(jié)混合動力電動汽車的主要系統(tǒng)設計54

第三節(jié)混合動力電動汽車的主要系統(tǒng)設計將式(５-２８)代入式(５-３１)可得聯(lián)合式(５-３０)和式(５-３２)，消去φ可得混合動力電動汽車[1]第三節(jié)混合動力電動汽車的主要系統(tǒng)設計將式(５-２８55根據(jù)式(５-３３)畫出前后輪同時抱死時的前后輪制動力關(guān)系曲線即為理想的前后輪制動器制動力分配曲線，稱為Ｉ曲線，如圖５-３５所示。第三節(jié)混合動力電動汽車的主要系統(tǒng)設計混合動力電動汽車[1]根據(jù)式(５-３３)畫出前后輪同時抱死時的前后56

第三節(jié)混合動力電動汽車的主要系統(tǒng)設計在實際應用中，多數(shù)車輛前后制動器動力之比為常數(shù)，即β為常數(shù)，稱為制動器制動力分配系數(shù)。另外由式(５-３４)和式(５-３５)可以得到β線的斜率?；旌蟿恿﹄妱悠嘯1]第三節(jié)混合動力電動汽車的主要系統(tǒng)設計57

第三節(jié)混合動力電動汽車的主要系統(tǒng)設計２)可全控的混合制動系統(tǒng)進行再生制動時，當前輪上要求的總制動力小于電動機可以產(chǎn)生的制動力時，電動機將產(chǎn)生所需的總制動力，而不施加機械制動力，此時機械制動將遵循理想制動力分布曲線對后輪施加制動力，圖５-３６圖中ａ點。當前輪上要求的總制動力大于電動機可以產(chǎn)生的最大制動力時，電制動和機械制動必須同時施加，此時應控制電動機產(chǎn)生其最大的制動力以回收更多的制動能量，制動力不足部分由機械制動補充，圖５-３６圖中ｂ點。

混合動力電動汽車[1]第三節(jié)混合動力電動汽車的主要系統(tǒng)設計２)可全控的混58演講完畢，謝謝聽講!再見，seeyouagain3rew2022/12/20混合動力電動汽車[1]演講完畢，謝謝聽講!再見，seeyouagain3rew59混合動力電動汽車2022/12/20混合動力電動汽車[1]混合動力電動汽車2022/12/18混合動力電動汽車[1]60第一節(jié)概述第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理第三節(jié)混合動力電動汽車的主要系統(tǒng)設計混合動力電動汽車[1]第一節(jié)概述第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理第三節(jié)612022/12/20混合動力電動汽車[1]2022/12/18混合動力電動汽車[1]622022/12/20混合動力電動汽車[1]2022/12/18混合動力電動汽車[1]63

第一節(jié)概述一、混合動力電動汽車分類一般情況下，混合動力電驅(qū)動系含有一個可雙向能量流的動力系，如圖５-１所示。混合動力電動汽車[1]第一節(jié)概述一、混合動力電動汽車分類64

第一節(jié)概述混合動力電動汽車按照能量合成的形式主要分為串聯(lián)式(ＳＨＥＶ)、并聯(lián)式(ＰＨＥＶ)和混聯(lián)式三種。根據(jù)在混合動力系統(tǒng)中，電機的輸出功率在整個系統(tǒng)輸出功率中占的比重，混合動力系統(tǒng)還可以分為以下四類:１.微混合動力系統(tǒng)２.輕混合動力系統(tǒng)輕混合動力系統(tǒng)除了能夠?qū)崿F(xiàn)用發(fā)電機控制發(fā)動機的起動和停止，還能夠?qū)崿F(xiàn):(１)在減速和制動工況下，對部分能量進行吸收；(２)在行駛過程中，發(fā)動機等速運轉(zhuǎn)，發(fā)動機產(chǎn)生的能量可以在車輪的驅(qū)動需求和發(fā)電機的充電需求之間進行調(diào)節(jié)。這種混合動力系統(tǒng)在傳統(tǒng)內(nèi)燃機上的起動電機上加裝了皮帶驅(qū)動起動電機，用來控制發(fā)動機的起動和停止，從而取消了發(fā)動機的怠速，降低了油耗和排放。３.中混合動力系統(tǒng)中混合動力系統(tǒng)采用的是高壓電機。另外，中混合動力系統(tǒng)還增加了一個功能:在汽車處于加速或者大負荷工況時，電動機能夠輔助驅(qū)動車輪，從而補充發(fā)動機本身動力輸出的不足，從而更好地提高整車的性能。混合動力電動汽車[1]第一節(jié)概述混合動力電動汽車按照能量合65

第一節(jié)概述４.完全混合動力系統(tǒng)該混合動力系統(tǒng)中電機和內(nèi)燃機都可以獨立(或在一起)驅(qū)動車輛。因此在低速、緩加速行駛(如交通堵塞、頻繁起步-停車)、車輛起步行駛和倒車等情況下，車輛可以純電動行駛；急加速時電機和內(nèi)燃機一起驅(qū)動車輛，并有制動能量回收的能力。二、混合動力電動汽車基本結(jié)構(gòu)串聯(lián)式混合動力的結(jié)構(gòu)如圖５-２所示：混合動力電動汽車[1]第一節(jié)概述４.完全混合動力系統(tǒng)二、混合動力電動66

第一節(jié)概述并聯(lián)式混合動力的結(jié)構(gòu)如圖５-３所示：混合動力電動汽車[1]第一節(jié)概述并聯(lián)式混合動力的結(jié)構(gòu)如圖５67

第一節(jié)概述混聯(lián)式混合動力的結(jié)構(gòu)如圖５-４所示：混合動力電動汽車[1]第一節(jié)概述混聯(lián)式混合動力的結(jié)構(gòu)如圖68

第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理一、串聯(lián)式混合動力電動汽車典型的串聯(lián)式混合動力電驅(qū)動系統(tǒng)的構(gòu)造如圖５-５所示：混合動力電動汽車[1]第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理一、串聯(lián)式混合動力69

第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理１.單發(fā)動機電動機模式在該模式下，電動機所需的能源完全由發(fā)動機帶動發(fā)電機產(chǎn)生，即２.單蓄電池組電動機模式在該模式下，電動機所需的能源完全由發(fā)動機帶動發(fā)電機產(chǎn)生，即３.混合牽引模式在突然加速時電動機所需的能源大于由發(fā)動機(運行在最佳工作區(qū)時)帶動發(fā)電機產(chǎn)生的功率，這時將有蓄電池組來提供一部分功率，該運行模式下功率關(guān)系為混合動力電動汽車[1]第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理１.單發(fā)動機電動70

第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理４.發(fā)動機充電模式當電池組的能量小于某個容量時，且電動機所需的能源小于由發(fā)動機(運行在最佳工作區(qū)時)帶動發(fā)電機產(chǎn)生的功率，這時發(fā)電機產(chǎn)生的電能將有一部分用來給蓄電池組充電，該運行模式下功率關(guān)系為５.再生制動模式當車輛制動時，電動機運行在發(fā)電機模式，將車輛的動能轉(zhuǎn)化為一部分電能，通過蓄電池組存儲起來。二、并聯(lián)式混合動力電動汽車１.轉(zhuǎn)矩耦合在轉(zhuǎn)矩耦合中，發(fā)動機和電動機的轉(zhuǎn)矩可以根據(jù)需要分別獨立控制，但是兩者的轉(zhuǎn)速需要互成比例，機械耦合器將發(fā)動機和電動機的轉(zhuǎn)矩按照一定的比例關(guān)系加在一起，然后把合成后的轉(zhuǎn)矩傳遞給驅(qū)動輪。可以用一個三端口的機械配置圖說明，如圖５-６所示?；旌蟿恿﹄妱悠嘯1]第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理４.發(fā)動機充電模71

第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理假設耦合效率為η，端口２工作在驅(qū)動狀況下，則端口３得到的驅(qū)動功率為從而可得轉(zhuǎn)矩耦合器端口３輸出的轉(zhuǎn)矩為式中:ｋ1、ｋ2———轉(zhuǎn)矩耦合參數(shù)，由轉(zhuǎn)動比確定，當該裝置確定后，ｋ1，ｋ2為確定的值。同時從式(５-６)中可以看到角速度ω1、ω2、ω3存在著如下關(guān)系，不能獨立控制?；旌蟿恿﹄妱悠嘯1]第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理假72

第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理齒輪耦合是通過嚙合齒輪將多個輸入動力合成在一起，如圖５-７所示?；旌蟿恿﹄妱悠嘯1]第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理齒輪73

第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理鏈或帶耦合是通過鏈條或者皮帶將兩個動力源輸出的動力進行合成，鏈或帶耦合結(jié)構(gòu)簡單、沖擊小，但耦合效率較低。其結(jié)構(gòu)如圖５-８所示?；旌蟿恿﹄妱悠嘯1]第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理鏈或74

第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理磁場耦合是將電動機的轉(zhuǎn)子與發(fā)動機的輸出軸做成一體，通過磁場作用力將電機輸出動力與發(fā)動機輸出的動力直接或者間接的耦合在一起，如圖５-９所示，圖中ｋ1，ｋ2均等于１。混合動力電動汽車[1]第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理磁場75

第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理以齒輪耦合為例，一種配置方式是兩個傳動裝置分別位于發(fā)動機于轉(zhuǎn)矩耦合器之間和電動機與轉(zhuǎn)矩耦合器之間，如圖５-１０所示?；旌蟿恿﹄妱悠嘯1]第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理以76

第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理一種配置方式是傳動裝置位于轉(zhuǎn)矩耦合器與驅(qū)動輪之間，如圖５-１１所示?；旌蟿恿﹄妱悠嘯1]第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理一種77

第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理對于電磁耦合，傳動裝置可以放置在發(fā)動機和電動機之間，也可以放在電動機之后，如圖５-１２和圖５-１３所示。混合動力電動汽車[1]第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理對于電78

第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理混合動力電動汽車[1]第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理混合動力電動汽車[79

第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理還有一種特殊的轉(zhuǎn)矩耦合方式，稱為牽引力耦合，在這種耦合方式下，發(fā)動機驅(qū)動汽車的前輪(或者后輪)，而電動機驅(qū)動汽車的后輪(或者前輪)，通過前后車輪驅(qū)動力將兩個動力源提供的動力耦合在一起，如圖５-１４所示?；旌蟿恿﹄妱悠嘯1]第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理還有一80

第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理動力合成的規(guī)則如何２.轉(zhuǎn)速耦合轉(zhuǎn)速耦合是指在動力系統(tǒng)中兩個動力源的輸出動力在耦合過程中，兩個動力源輸出的轉(zhuǎn)速相互獨立，而轉(zhuǎn)矩符合一定的比例關(guān)系，最終合成轉(zhuǎn)速是兩個動力源輸出轉(zhuǎn)速的耦合疊加，合成轉(zhuǎn)矩則不滿足這個疊加關(guān)系。以圖５-１５所示的三端口配置為例:混合動力電動汽車[1]第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理動力合成的規(guī)則如何81

第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理該三端口網(wǎng)絡符合能量守恒轉(zhuǎn)速耦合可以表示為由上式可以看出，轉(zhuǎn)矩之間應該滿足以下關(guān)系混合動力電動汽車[1]第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理該三端口網(wǎng)絡符合能82

第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理依據(jù)驅(qū)動結(jié)構(gòu)的不同，轉(zhuǎn)速耦合又可以分為行星齒輪式(圖５-１６)和差速器式(圖５-１７)兩種?；旌蟿恿﹄妱悠嘯1]第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理依83

第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理三、混聯(lián)式混合動力電動汽車串聯(lián)式混合動力、并聯(lián)式混合動力、混聯(lián)式混合動力三種混合動力驅(qū)動系統(tǒng)中發(fā)動機和電動機使用的比例如圖５-１８所示?；旌蟿恿﹄妱悠嘯1]第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理三、混聯(lián)式混合動力84

第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理混聯(lián)式混合動力電動汽車與串聯(lián)式和并聯(lián)式混合動力電動汽車比較，混聯(lián)式混合動力電動汽車的結(jié)構(gòu)特點如下:(１)將串聯(lián)式混合動力電動汽車和并聯(lián)式混合動力電動汽車相結(jié)合，具有兩者的優(yōu)點；(２)與串聯(lián)式混合動力電動汽車相比，增加了機械動力的傳遞路線；(３)與并聯(lián)式混合動力電動汽車相比，增加了電能的傳輸路線?；炻?lián)式混合動力電動汽車具有以下優(yōu)點:(１)三個動力總成比串聯(lián)式混合動力電動汽車三個動力總成的功率、質(zhì)量和體積??；(２)有多種工作模式，節(jié)能最佳，有害氣體排放達到“超低污染”；(３)發(fā)動機可直接驅(qū)動車輛，沒有機械能￣電能￣機械能的轉(zhuǎn)換過程，能量轉(zhuǎn)換的綜合效率比內(nèi)燃機汽車高；(４)電動機可獨立驅(qū)動車輛行駛。電動機利用低速大轉(zhuǎn)矩特性，帶動車輛起步，可在城市中實現(xiàn)“零污染”行駛。當車輛需最大輸出功率時，電動機可給發(fā)動機提供輔助動力，因此發(fā)動機功率可選擇較小，燃料經(jīng)濟性比串聯(lián)式混合動力電動汽車好?；旌蟿恿﹄妱悠嘯1]第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理混聯(lián)85

第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理因為以上原因，混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)在電動汽車中使用的更為廣泛，下面以普銳斯(prius)的混合動力系統(tǒng)(圖５-１９)的結(jié)構(gòu)為例進行分析?；旌蟿恿﹄妱悠嘯1]第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理因為以86

第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理從圖５-１９可以看出混合傳動系統(tǒng)由動力分配裝置、發(fā)電機、電動機和減速齒輪等裝置組成。其中動力分配裝置的結(jié)構(gòu)如下圖５-２０所示?；旌蟿恿﹄妱悠嘯1]第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理從87

第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理下面以普銳斯為例進行說明。１.起動和中低速運行當車輛起動出發(fā)，或者以低速運行時候，主要牽引電動機提供原動力，若蓄電池處于低荷電狀態(tài)時候，則發(fā)動機立即起動(圖５-２１)?；旌蟿恿﹄妱悠嘯1]第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理下面以普銳斯88

第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理２.正常工況運行在正常工況下行駛的時候，發(fā)動機功率經(jīng)過動力分配裝置分配為兩個功率流通路:一部分直接驅(qū)動車輪，另一部分通過發(fā)電機產(chǎn)生電能再驅(qū)動電動機，通過電動機來驅(qū)動車輪。通過控制兩個能量通道分配的比例，可以獲得最大的運行效率，見圖５-２２?；旌蟿恿﹄妱悠嘯1]第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理２.正常工況運行89

第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理３.全加速工況在全加速工況下，功率除了由發(fā)動機提供外，蓄電池組還提供額外的功率，通過發(fā)動機和牽引電動機的轉(zhuǎn)矩耦合，來提供加速所需要的功率，見圖５-２３?；旌蟿恿﹄妱悠嘯1]第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理３.全加速工況混90

第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理４.減速或制動這時牽引電動機工作在發(fā)電狀態(tài)下，用于回收再生制動能量，并把回收的能量存儲到蓄電池組內(nèi)，提高能量的利用率，見圖５-２４。混合動力電動汽車[1]第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理４.減速或制動混91

第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理５.電池組充電若蓄電池處于低荷電狀態(tài)時候，則發(fā)動機立即起動，見圖５-２５?；旌蟿恿﹄妱悠嘯1]第二節(jié)混合動力電動汽車組成與原理５.電池組充電混92

第三節(jié)混合動力電動汽車的主要系統(tǒng)設計一、驅(qū)動電機及其控制技術(shù)目前在交流伺服系統(tǒng)中應用的各種控制策略大致可以分為如下三類:(１)針對交流電動機數(shù)學模型的控制策略(２)基于現(xiàn)代控制理論的控制策略(３)基于智能控制思想的控制策略常規(guī)的模擬ＰＩＤ控制系統(tǒng)原理框圖如圖５-２６所示?；旌蟿恿﹄妱悠嘯1]第三節(jié)混合動力電動汽車的主要系統(tǒng)設計一、驅(qū)動電機及93

第三節(jié)混合動力電動汽車的主要系統(tǒng)設計圖中，ｒ(ｔ)是給定值，ｙ(ｔ)是系統(tǒng)的實際輸出值，給定值與實際輸出值構(gòu)成控制偏差ｅ(ｔ)為ｅ(ｔ)作為ＰＩＤ控制器的輸入，ｕ(ｔ)為ＰＩＤ控制器的輸出和被控對象的輸入?？傻媚MＰＩＤ控制器的控制規(guī)律為:其中，Ｋｐ為控制器的比例系數(shù)；Ｋｉ為控制器的積分系數(shù)；Ｋｄ為控制器的微分系數(shù)?；旌蟿恿﹄妱悠嘯1]第三節(jié)混合動力電動汽車的主要系統(tǒng)設計94

第三節(jié)混合動力電動汽車的主要系統(tǒng)設計二、動力電池及其管理系統(tǒng)１.充電方法１)恒壓充電法恒定電壓充電法是指在充電過程中以恒定電壓對電池進行充電。在這個過程中，充電電流滿足公式:２)恒定電流充電法恒定電流充電法是指在充電過程中電壓在變化，從而保證全程以恒定不變電流進行充電?；旌蟿恿﹄妱悠嘯1]第三節(jié)混合動力電動汽車的主要系統(tǒng)設計二、動力電池及95

第三節(jié)混合動力電動汽車的主要系統(tǒng)設計３)恒流/恒壓充電法這種充電方法將充電過程分為三個階段。(１)預充電階段(２)恒流充電階段(３)恒壓充電階段４)變流充電法鋰離子電池可接受的充電電流隨充電時間呈指數(shù)規(guī)律下降，若充電電流曲線在電池可接受充電電流曲線(圖５-２７中曲線１)以上會導致電池電解液發(fā)生析氣反應，影響電池壽命?；旌蟿恿﹄妱悠嘯1]第三節(jié)混合動力電動汽車的主要系統(tǒng)設計３)恒流/恒96

第三節(jié)混合動力電動汽車的主要系統(tǒng)設計５)間歇充電法間歇充電法是指在充電一段時間后增加一段間歇時間，減少極化現(xiàn)象。６)脈沖充電法在脈沖充電過程中，在充電電流大小逼近電池充電可接受電流的基礎上，用脈沖電流對電池充電，充電電流時有時無，充電狀態(tài)和暫停狀態(tài)相互交替。２.停止充電時機１)慢充停止判斷(１)半定電流法:半定電流法是當充電電流達到起始充電電流一半的時候停止充電，如圖５-２８所示混合動力電動汽車[1]第三節(jié)混合動力電動汽車的主要系統(tǒng)設計５)間歇充電法97

第三節(jié)混合動力電動汽車的主要系統(tǒng)設計(２)定時器控制充電法:定時器控制充電法是由時間來確定，當連續(xù)充電達到一定時間后停止充電，如圖５-２９所示混合動力電動汽車[1]第三節(jié)混合動力電動汽車的主要系統(tǒng)設計(２)定時器控98

第三節(jié)混合動力電動汽車的主要系統(tǒng)設計２)快充停止判斷(１)－ΔＶ終止充電方式:該方法是鎳鎘電池最常用的快充方法，電池以恒定的電流進行充電，在電池未充滿前，電池的電壓持續(xù)的上升，當電池充滿時，電池的電壓達到頂峰，繼續(xù)持續(xù)充電，電池的電壓將會下降，如圖５-３０所示?；旌蟿恿﹄妱悠嘯1]第三節(jié)混合動力電動汽車的主要系統(tǒng)設計２)快充停止判99

第三節(jié)混合動力電動汽車的主要系統(tǒng)設計(２)ｄＴ/ｄｔ終止充電方式:對于鎳氫電池，在達到充電周期結(jié)束的時候，并沒有明顯的－ΔＶ現(xiàn)象，所以上述的－ΔＶ終止充電方式對于鎳氫電池來說不是一種可靠的充電停止方法。當鎳氫電池即將充滿的時候，電池的溫度會迅速的上升，如圖５-３１所示。混合動力電動汽車[1]第三節(jié)混合動力電動汽車的主要系統(tǒng)設計(２)ｄＴ/100

第三節(jié)混合動力電動汽車的主要系統(tǒng)設計(３)恒流充電:鋰電池和其他一些電池當充電電壓過高的很容易損壞，此時采取在充電開始時候，采用電池可以容忍的最大充電電流進行恒流充電，這個過程中充電電壓不斷升高克服電池的反電動勢，當電壓升高到電池可以承受的極限電壓時候保持不變，進行恒壓充電，這時充電電流將逐漸減少，當充電電流小于預先設定值的時候，表明電池已經(jīng)充滿，停止充電(圖５-３２)?；旌蟿恿﹄妱悠嘯1]第三節(jié)混合動力電動汽車的主要系統(tǒng)設計(３)恒流充電101

第三節(jié)混合動力電動汽車的主要系統(tǒng)設計３.動力電池管理系統(tǒng)在TeslaRoadster中選擇的是日本Sanyo電池，共使用了6831節(jié)，采用分層次管理的辦法:(１)69節(jié)電池構(gòu)成一個Brick，每個Brick中的電池全部并聯(lián)；(２)9個Brick構(gòu)成一個Sheet，每個Sheet中的9個Brick串聯(lián)；(３)11個Sheet再串聯(lián)，構(gòu)成整個電池包，如圖５-３３所示。混合動力電動汽車[1]第三節(jié)混合動力電動汽車的主要系統(tǒng)設計３.動力電池102

第三節(jié)混合動力電動汽車的主要系統(tǒng)設計三、動力傳動系統(tǒng)匹配各參數(shù)匹配的基本步驟是:(１)發(fā)動機功率；(２)電動機各參數(shù)(包括電動機額定功率、額定轉(zhuǎn)速、最高轉(zhuǎn)速)；(３)電池參數(shù)選擇(功率及容量)；(４)傳動系的傳動比。１.發(fā)動機功率滿足最大車速:滿足最大爬坡度:取(５-１４)和(５-１５)中較大值作為發(fā)動機功率。混合動力電動汽車[1]第三節(jié)混合動力電動汽車的主要系統(tǒng)設計三、動力傳動系103

第三節(jié)混合動力電動汽車的主要系統(tǒng)設計２.電動機的選擇在混合動力汽車中，電動機選用的原則是高功率密度、寬調(diào)速范圍、維護方便、可靠性高，并且實現(xiàn)雙向控制容易，可以對制動能量進行回收，目前普遍選擇的是永磁同步電動機。電動機額定功率Ｐｍ要綜合已定的發(fā)動機功率來考慮，主要以滿足混合動力汽車混合最高車速的要求來確定，即發(fā)動機最大功率Ｐｅｍａｘ與電動機最大功率Ｐｍｍａｘ之和至少等于混合最高車速時汽車所需功率Ｐｕｍａｘ，表達式為:３.電池的選擇電池在不同的荷電狀態(tài)下對應不同的內(nèi)阻和峰值功率，在ＳＯＣ工作區(qū)內(nèi)峰值放電功率必須大于電動機的最大功率。另外，電池總電量也要滿足汽車連續(xù)加速和爬坡時電動機做功的需求，即電池在ＳＯＣ工作區(qū)內(nèi)所能提供的電量必須大于電動機持續(xù)做的總功?；旌蟿恿﹄妱悠嘯1]第三節(jié)混合動力電動汽車的主要系統(tǒng)設計２.電動機的104

第三節(jié)混合動力電動汽車的主要系統(tǒng)設計４.傳動比的選擇主減速器速比就為車輛傳動系統(tǒng)最小傳動比。ＰＨＥＶ的最小傳動比應從滿足車輛最高車速的要求來選擇。首先應滿足最高車速要求另外，發(fā)動機在最高車速時還應能發(fā)揮其最大功率，所以還應滿足:混合動力電動汽車[1]第三節(jié)混合動力電動汽車的主要系統(tǒng)設計４.傳動比的105

第三節(jié)混合動力電動汽車的主要系統(tǒng)設計最小傳動比可以依據(jù)發(fā)動機單獨驅(qū)動車輛時，最高車速的功率平衡點來進行計算。即即最大傳動比應滿足最大爬坡度的要求:混合動力電動汽車[1]第三節(jié)混合動力電動汽車的主要系統(tǒng)設計最106

第三節(jié)混合動力電動汽車的主要系統(tǒng)設計同時汽車的最大驅(qū)動力應小于或等于其在地面的附著力:所以，設計變速器擋的各擋比以等比級數(shù)分配