新能源汽車驅(qū)動電機與控制-第一部分-新能源汽車概述

新能源汽車驅(qū)動電機與控制第一部分

新能源汽車概述情境一，新能源汽車動力系統(tǒng)概述；情境二，混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制工作原理及功能；情境三，純電動汽車動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制工作原理及基本功能；情境四，插電式混合動力汽車系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理；情境一

新能源汽車動力系統(tǒng)概述一、傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車系統(tǒng)

新能源汽車通常是傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車基礎(chǔ)上通過部分改裝或完全切換動力驅(qū)動系統(tǒng)而構(gòu)成的一種新型汽車。它既繼承了傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車的許多功能，同時又具備了新能源汽車的新特征。為了便于理解新能源汽車的分類，本情境將先簡單介紹傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車及新能源汽車動力系統(tǒng)主要零部件，并在此基礎(chǔ)上對新能源汽車進行分類。情境一

新能源汽車動力系統(tǒng)概述傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車主要由兩部分組成；驅(qū)動子系統(tǒng)和輔助子系統(tǒng)，其系統(tǒng)概念框圖見圖1-1。傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車的驅(qū)動子系統(tǒng)由內(nèi)燃機、內(nèi)燃機控制器、傳動裝置和燃油箱組成，其中傳動裝置根據(jù)車輛的配置不同，又可搭載手動變速器、半自動變速器和制動變速器等調(diào)速裝置。輔助子系統(tǒng)主要由車身電子控制系統(tǒng)、底盤控制系統(tǒng)、車用空調(diào)控制系統(tǒng)、發(fā)電機和輔助電源組成，在部分高配汽車上還裝配有電液助力轉(zhuǎn)向（ElectriaclHydraulicpowerSteering，EHPS）或電助力轉(zhuǎn)向（ElectriaclpowerSteering，EHPS）控制系統(tǒng)、電真空制動助力、電加熱等。情境一

新能源汽車動力系統(tǒng)概述在傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車驅(qū)動子系統(tǒng)中，一般而言內(nèi)燃機控制器和變速箱控制器集成了整車控制器的功能，它們根據(jù)加速踏板和制動踏板的輸入對內(nèi)燃機進行噴油、點火及節(jié)氣門開度控制，對變速器進行檔位、離合控制，使整車按照駕駛員意圖行駛。情境一

新能源汽車動力系統(tǒng)概述圖1-1傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車系統(tǒng)框圖情境一

新能源汽車動力系統(tǒng)概述在傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車中，內(nèi)燃機是驅(qū)動車輛的唯一動力源，輔助系統(tǒng)的很多子系統(tǒng)都是基于內(nèi)燃機的工作特性設(shè)計的，所有內(nèi)燃機工作狀態(tài)將直接影響各輔助子系統(tǒng)的工作。情境一

新能源汽車動力系統(tǒng)概述二、新能源汽車系統(tǒng)與傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車系統(tǒng)不同，新能源汽車系統(tǒng)主要由三部分組成：驅(qū)動子系統(tǒng)、電源子系統(tǒng)和輔助子系統(tǒng)，其概念框圖詳見圖1-2.純電動汽車的驅(qū)動子系統(tǒng)由電動機、電動機、電機控制器、整車控制器、傳動裝置和燃油箱組成，其中傳動裝置將根據(jù)車輛動力系統(tǒng)的不同結(jié)構(gòu)配置相應(yīng)的調(diào)速裝置，目前可供選擇的變速裝置有手動變速器、半自動變速器、自動變速器和集成電機的調(diào)速裝置等。情境一

新能源汽車動力系統(tǒng)概述插電式混合動力汽車驅(qū)動子系統(tǒng)與一般混合動力汽車的區(qū)別主要在于插電式混合動力增加了外接充電控制單元。與傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車不同，由于電動機在汽車上的應(yīng)用，新能源汽車增加了一個獨立的電源子系統(tǒng)，該電源子系統(tǒng)由動力電池、電池管理單元和外接充電控制單元組成。新能源汽車的輔助子系統(tǒng)主要由車身電子控制系統(tǒng)、底盤控制系統(tǒng)、車用空調(diào)控制系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)、直流變壓器和低壓電源組成，新能源汽車輔助子系統(tǒng)與傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車的最大的不同是空調(diào)電動壓縮機和EHPS/EPS成為標準配置。情境一

新能源汽車動力系統(tǒng)概述由圖1-1和圖1-2兩個系統(tǒng)構(gòu)成圖可以看出，新能源汽車與傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車最大的區(qū)別就在于動力系統(tǒng)的不同：傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車的動力系統(tǒng)主要是利用內(nèi)燃機將化學能轉(zhuǎn)化為機械能，并通過傳動裝置將能量傳遞到車輪從而驅(qū)動車輛行駛；新能源動力汽車系統(tǒng)引入了電能這一新能源，利用電機將電能轉(zhuǎn)化成機械能進而通過傳動裝置（或直接）將能量傳遞到車輪，單獨或配合傳統(tǒng)內(nèi)燃機動力系統(tǒng)驅(qū)動車輪行駛。情境一

新能源汽車動力系統(tǒng)概述圖1-2新能源汽車系統(tǒng)框圖情境一

新能源汽車動力系統(tǒng)概述與傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車相比，新能源汽車有如下幾個新特點：1.引入了一種新的動力源——電動機，電動機將電能轉(zhuǎn)化為機械能驅(qū)動車輛；2.儲存能量的裝置除了傳統(tǒng)車輛的燃油箱外，另外還增加了儲存電能的動力電池；3.純電動汽車和插電式混合動力汽車可用外接充電設(shè)備為電源子系統(tǒng)補電；4.原來由內(nèi)燃機直接帶動的輔助子系統(tǒng)改由獨立的電驅(qū)動輔助裝置實現(xiàn)，如電動空調(diào)壓縮機、電動真空助力、電加熱和EHPS/EPS等；情境一

新能源汽車動力系統(tǒng)概述5.用直流-直流（DC-DC）變壓器替換了傳統(tǒng)12v低壓發(fā)電機；6.增加了整車控制器、電機控制器、電池管理控制器，控制的復雜程度大大增加。情境一

新能源汽車動力系統(tǒng)概述三、新能源汽車動力系統(tǒng)關(guān)鍵零部件與傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車相比，新能源汽車在傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車的驅(qū)動子系統(tǒng)和輔助子系統(tǒng)基礎(chǔ)上增加了電源子系統(tǒng)，而新能源汽車驅(qū)動子系統(tǒng)是在傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車驅(qū)動子系統(tǒng)的基礎(chǔ)上通過增加電驅(qū)動系統(tǒng)，同時對傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車的內(nèi)燃機系統(tǒng)和傳動裝置進行適當性改造，從而形成新的驅(qū)動子系統(tǒng)。為了便于對后續(xù)章節(jié)新能源汽車系統(tǒng)的理解，本情境簡要介紹因新能源汽車而增加的部件以及相應(yīng)的內(nèi)燃機系統(tǒng)適應(yīng)性改變。情境一

新能源汽車動力系統(tǒng)概述（一）驅(qū)動電機驅(qū)動電機對于新能源汽車來說相當于另一個動力心臟，其重要性相當于傳統(tǒng)車的內(nèi)燃機。目前新能源汽車上應(yīng)用的驅(qū)動電機有：直流有刷電動機、交流感應(yīng)電動機、永磁無刷直流電動機和開關(guān)磁阻電動機。下面將對這幾種電動機的主要特征做一個簡單介紹情境一

新能源汽車動力系統(tǒng)概述1．直流有刷電動機早期新能源汽車通常采用直流有刷電動機，該電動機的優(yōu)點是控制簡單、技術(shù)成熟、系統(tǒng)簡單、成本低廉，目前仍有少量新能源汽車使用直流有刷電動機。但是，該電動機在車輛上使用存在明顯的缺點:功率密度低、效率低，由于電刷和機械轉(zhuǎn)向器的存在導致電動機的可靠性低。此外，機械轉(zhuǎn)向器的轉(zhuǎn)向能力限制了直流有刷電動機的容量、電壓和轉(zhuǎn)速。鑒于以上缺陷，新研制的新能源汽車已基本上不在考慮直流有刷電動機。情境一

新能源汽車動力系統(tǒng)概述2．交流感應(yīng)電動機交流感應(yīng)電動機是工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛的電動機，該電動機的主要特點是轉(zhuǎn)子和定子之間沒有相互接觸的滑環(huán)、換向器等部件，結(jié)構(gòu)簡單，運用可靠且耐用。與直流有刷電動機相比，交流感應(yīng)電動機成本更低、維修更方便。交流感應(yīng)電動機的缺點使效率較低、功率密度低、調(diào)速性能也較差，同時對控制要求相對較高。情境一

新能源汽車動力系統(tǒng)概述3．永磁無刷直流電動機永磁無刷直流電動機是一種高性能的電動機，它最大的特點是具有直流電動機的外特征而沒有換向器和電刷組成的機械接觸結(jié)構(gòu)。因此，永磁無刷直流電動機運行可靠、壽命長、維修簡便。永磁無刷電動機與其他電動機相比具有更高的能量密度和更高的效率。永磁無刷直流電動機的永磁材料在溫度過高時性能容易下降或出現(xiàn)退磁現(xiàn)象，這將導致電動機新能下降或電動機的損壞，在使用中必須嚴格控制，此外在恒功率工作時，控制也很復雜，這都導致永磁無刷直流電動機使用成本較高。盡管如此，永磁無刷直流電動機在新能源車上得到廣泛應(yīng)用。情境一

新能源汽車動力系統(tǒng)概述4．開關(guān)磁阻電動機開關(guān)磁阻電動機是一種新型電動機，他有很多明顯特點：所有電動機中開關(guān)磁阻電動機的結(jié)構(gòu)最簡單，在轉(zhuǎn)子上沒有滑環(huán)、繞組和永磁體等，只是有簡單的集中繞組，因而可靠性高、維修方便；該電動機的另一特點是調(diào)速范圍寬、控制靈活、易于實現(xiàn)各種特殊要求的轉(zhuǎn)矩-速度特性，且在很廣的范圍內(nèi)保持高效率，因而更適合新能源汽車的動力性要求。該電動機的缺點是控制復雜且可控性差，功率密度也不夠理想，噪聲大；這些缺點限制的該類電動機的應(yīng)用。情境一

新能源汽車動力系統(tǒng)概述（二）電機控制器電機控制器的作用是在驅(qū)動時把來自動力電池的直流電轉(zhuǎn)換為交流電，根據(jù)駕駛員對加速踏板操作需要調(diào)節(jié)電流與電壓，以控制驅(qū)動電機；而在能量回收時電機成為發(fā)電機發(fā)電，所產(chǎn)生的交流電轉(zhuǎn)換為直流電，向動力電池充電。情境一

新能源汽車動力系統(tǒng)概述電機控制器包括控制器、功率變換器和傳感器等。控制器一般采用數(shù)字信號傳感器（DigitalSignalProcessor，DSP）或單片機作為主控芯片，功率變換器一般采用絕緣柵雙極型晶體管（InsulatedGateBipolarTransistor，IGBT）模塊包括集成的智能功率模塊（IntelligentPowerModulation，PWM）控制技術(shù)。目前混合動力汽車中多采用PWM硬開關(guān)技術(shù)。為了減小諧波，多電平技術(shù)也應(yīng)用于插電式混合動力車（Plug-inHybridElectricVehicle，PHEV）的電機驅(qū)動系統(tǒng)中。傳感器用于采集轉(zhuǎn)子位置，提供同步或者換向信號，一般采用霍爾元件、光電編碼器等。常規(guī)電機控制方法包括：變壓變頻（VVVF）控制、矢量控制、模型參考自適應(yīng)控制（MRAC）、自調(diào)整控制（STC）、變結(jié)構(gòu)控制（VSC）等。情境一

新能源汽車動力系統(tǒng)概述（三）儲能系統(tǒng)能量儲能系統(tǒng)（EnergyStorageSystem，ESS）是新能源汽車的能量載體，是用來儲存能量，向外輸出能量(放電)和從外部接受能量（充電）的裝置，也稱為動力電池或高壓蓄電池。評價儲能系統(tǒng)的技術(shù)條件主要有比能量、比功率、效率、充電時間、維護要求、管理、壽命、成本、安全性、可靠性、對環(huán)境適應(yīng)性及友好性等。對純電動汽車而言，為了盡可能地提高車輛續(xù)駛里程，比能量成為首要考慮對象，而對于混合動力汽車，首要考慮的是燃油經(jīng)濟性及整車的加速、爬坡和能量回收等性能，故比功率成為首要考慮因素。情境一

新能源汽車動力系統(tǒng)概述儲能系統(tǒng)主要由化學蓄電池組和電池管理單元兩部分構(gòu)成，儲能系統(tǒng)的能量主要都儲存在化學蓄電池組中，而電磁管理單元主要是控制化學蓄電池組的充放電過程并監(jiān)控化學蓄電池組的健康狀態(tài)，使得儲能系統(tǒng)健康、安全、可靠的運行。下面簡要介紹幾種新能源汽車常用化學蓄電池組及電池管理單元。情境一

新能源汽車動力系統(tǒng)概述1．化學蓄電池組①鉛酸電池鉛酸電池是新能源汽車成熟應(yīng)用的動力電池，它原材料來源豐富、可靠性好、價格便宜、制造工藝簡單、在二次化學電源中起著非常重要的作用，比功率也能滿足電動汽車的動力性要求；特別是閥控電池的出現(xiàn)使傳統(tǒng)的蓄電池得到了進一步的利用。但是，鉛酸電池有兩大缺點：一是比能量低，質(zhì)量和體積太大，而且一次充電續(xù)駛里程較短；二是充電速度慢，使用壽命短，使用成本比較高。鉛酸電池廢電池酸液中含有大量的鉛，隨意排放會造成嚴重污染。因此，隨著動力電池技術(shù)的發(fā)展和保護環(huán)境的需要，鉛酸電池必將被其它電池所替代。情境一

新能源汽車動力系統(tǒng)概述②鎳氫電池鎳氫電池（NiMH）與鉛酸電池相比更合適新能源汽車的要求，其主要優(yōu)點是能量密度及功率密度均高于鉛酸電池和鎳鎘電池，循環(huán)使用壽命長；其快速充電和深度放電性能好，充電效率高；無重金屬污染，全密封，免維護。缺點是成本高，自放電損耗大；單體電池之間一致性差；對環(huán)境溫度敏感，電池組熱管理要求高。由于熱管理要求高，能量密度和功率密度相對不高，導致鎳氫電池體積大、質(zhì)量大、在混合動力車（HybridElectricVehicle，HEV）上安裝困難。情境一

新能源汽車動力系統(tǒng)概述③鋰電池鋰電池主要優(yōu)點是體積小、比能量和比功率高、安全性高、環(huán)保性好。鋰電池的能量密度大約是鎳氫電池的1．5～3倍。單元電池的平均電壓相當于3個鎳鎘或鎳氫電池串接起來的電壓值，這樣能減少電池組合體的數(shù)量，從而使因單元電池電壓差所造成的電池故障的概率減小許多，大大延長了電池組合體的壽命。鋰電池是所有可充電電池中綜合性能最優(yōu)的一種電池；與其他電池相比，鋰電池應(yīng)用于新能源汽車，在容量、功率方面均具有較大的優(yōu)勢口當前，鋰電池存在的主要問題是：快充放電性能差、價格高和安全保護困難等；在過充過熱或碰撞的狀態(tài)下，鋰電池可能存在因熱失效或短路等原因?qū)е缕鸹鸬碾[患。為減小此類隱患，必須使用復雜的電池管理系統(tǒng)，從而增大了電池的成本和體積。情境一

新能源汽車動力系統(tǒng)概述2．電池管理單元電池管理單元(BatteryManagementUnit，BMU)由電池模塊檢測／控制器、主控制器、電流傳感器等構(gòu)成，對單體電池電壓、溫度進行實時監(jiān)測，對高電壓系統(tǒng)與車身之間有無漏電或絕緣性能進行實時監(jiān)測，對使用過程中出現(xiàn)的單元不一致進行平衡維護'對工作中出現(xiàn)的異常情況進行必要的保護?！畠δ芟到y(tǒng)中一個非常重要的功能是高壓安全控制系統(tǒng)，當BMU監(jiān)測到車輛碰撞、漏電或發(fā)生故障時，設(shè)置于化學蓄電池組與高壓用電裝置之間的高壓繼電器電路被切斷’以使高電壓系統(tǒng)的電路與動力電池電路斷開，從而防止短路或觸電事故發(fā)生，確保人員的安全。情境一

新能源汽車動力系統(tǒng)概述車輛碰撞檢測可以依靠安全氣囊系統(tǒng)的加速度傳感器(GSensor)或慣性開關(guān)進行。而當電動汽車組成部件發(fā)生碰撞故障時，BMU以來自各相關(guān)部件的自診斷信息為基礎(chǔ)判斷車輛不可行駛或安全受到影響時，切斷高電壓電路。情境一

新能源汽車動力系統(tǒng)概述（四）內(nèi)燃機內(nèi)燃機是混合動力汽車的重要驅(qū)動源：對于輕度和中度混合動力汽車而言，內(nèi)燃機是主要驅(qū)動源多，對于多模式強混合動力汽車而言，在充電保持模式下，內(nèi)燃機是主要驅(qū)動源；情境一

新能源汽車動力系統(tǒng)概述一般說來，所有傳統(tǒng)車的內(nèi)燃機經(jīng)過相應(yīng)改動，都可以應(yīng)用于混合動力汽車。所需的所需改動主要包括機械連接方式和內(nèi)燃機控制兩方面。．在機械連接方面，由于在混合動力汽車上大量使用電子附件，例如電子水泵、電子空調(diào)等，因此可以大大減省通過內(nèi)燃機帶動的附件。對于有電動／發(fā)電一體機(Integrated-Starter-Generator，ISG)的混合動力系統(tǒng)，若ISG電機是和內(nèi)燃機直接連接，則由于電機轉(zhuǎn)動慣量的影響，內(nèi)燃機的飛輪通常會有變化。情境一

新能源汽車動力系統(tǒng)概述在內(nèi)燃機控制方面，由于電能及電驅(qū)動系統(tǒng)的引入，內(nèi)燃機不再是整車的唯一動力源，同時動力系統(tǒng)主控制器整車控制單元(VehicleControlUnit，vcu)的出現(xiàn)，使得內(nèi)燃機的工作方式比傳統(tǒng)車有明顯變化，主要體現(xiàn)在：①燃機需要較頻繁地停止和起動；②在純電動爬行工況下可能處于空轉(zhuǎn)而不工作(沒有噴油點火)的狀態(tài);③在低速高負荷的情況下，出于對經(jīng)濟性和降低排放的考慮，可以取消噴油加濃，動力性的損失由電機助力來補償。情境一

新能源汽車動力系統(tǒng)概述基于混合動力汽車對內(nèi)燃機提出的新工作方式的需求，需選擇適合混合動力汽車的內(nèi)燃機。如豐田普銳斯(Prius)采用的阿特金森循環(huán)內(nèi)燃機就是一個典型范例。與傳統(tǒng)奧托循環(huán)內(nèi)燃機相比，阿特金森循環(huán)內(nèi)燃機通過推遲進氣閥門的關(guān)閉以及推遲排氣閥門的開啟，減少了泵氣損失，并提高了壓縮比，從而提高了內(nèi)燃機的熱效率和燃油經(jīng)濟性。該內(nèi)燃機的缺點是在高轉(zhuǎn)速區(qū)域和低轉(zhuǎn)速區(qū)域工作時效率較差。情境一

新能源汽車動力系統(tǒng)概述在強混和插電式混合動力系統(tǒng)中，當車輛低速行進時，通過離合器或行星齒輪機構(gòu)的操作可以避免內(nèi)燃機工作在低轉(zhuǎn)速區(qū)域，而在高轉(zhuǎn)速區(qū)域則是通過電機的介入盡可能少地使內(nèi)燃機直接驅(qū)動車輛，因而可以極大地提高系統(tǒng)的燃油經(jīng)濟性；而在中混合系統(tǒng)中，由于內(nèi)燃機還需要適應(yīng)較大的工況變化范圍，因此阿特金森循環(huán)技術(shù)的應(yīng)用不能像在強混合動力系統(tǒng)中一樣有利。此外，汽油均質(zhì)混合氣壓燃(HomogeneousChargeCompressionIgnition，HCCI)內(nèi)燃機是另一種適合強混和插電式混合動力系統(tǒng)的內(nèi)燃機。情境一

新能源汽車動力系統(tǒng)概述除了以上提到的兩種內(nèi)燃機技術(shù)之外，缸內(nèi)直噴技術(shù)u、停缸技術(shù)等內(nèi)燃機新技術(shù)也可以應(yīng)用在混合動力汽車上。通過對多種內(nèi)燃機技術(shù)的合理選擇與組合，再應(yīng)用在新能源汽車上可以帶來更大的收益。同時，由于在混合動力汽車上，電機能夠承擔部分車輛扭矩需求，因此在實現(xiàn)同等加速、爬坡等動力性能要求的條件下，混合動力汽車可以選擇排量相對較小的內(nèi)燃機，實現(xiàn)發(fā)動機小型化(EngineDownsizing)，從而進一步降低燃油消耗與減少污染物排放。情境一

新能源汽車動力系統(tǒng)概述5．傳動裝置傳動裝置用于改變從動力源到驅(qū)動輪之間的傳動比，將動力源的動力經(jīng)濟而方便地傳至驅(qū)動輪，以便能夠適應(yīng)外界負載與道路條件變化的需要。在新能源汽車上，為了將電機引入系統(tǒng)，通常車輛傳動裝置都要做適應(yīng)性更改，尤其在純電動汽車、強混合動力汽車上，由于電機較大，可以自由地實現(xiàn)正向驅(qū)動和反向驅(qū)動，所以可以簡化傳動裝置，取消傳動裝置中的倒車機構(gòu)。下面介紹幾種適用新能源汽車的變速箱。情境一

新能源汽車動力系統(tǒng)概述①機械式自動變速箱機械式自動變速箱(AutomatedMechanicalAMT)是在手動變速箱(ManualTransmission，MT)基礎(chǔ)上加裝控制系統(tǒng)實現(xiàn)自動換擋的傳動裝置，結(jié)構(gòu)簡單、成本低、生產(chǎn)難度小。早期AMT的最大缺點是舒適性差，換擋動力中斷明顯?，F(xiàn)在隨著技術(shù)的進步，AMT性能大大提高，尤其是相比其他自動變速器AMT的節(jié)油性能明顯。情境一

新能源汽車動力系統(tǒng)概述AMI的另一大優(yōu)點是傳遞大扭矩特性及傳遞效率高。從性價比考慮，AMI是新能源汽車，尤其是混合動力汽車的理想選擇。目前多家汽車原始設(shè)備制造商(OriginalEquipmentManufacturer，OEM)都在自主研發(fā)基于AMT變速機構(gòu)的電驅(qū)變速箱，該電驅(qū)變速箱的最大特點是將新能源汽車用的電機與AMI變速器耦合，通過高強度靜音鏈傳動，將電機和變速器輸出軸耦合在一起，解決了換擋過程中的動力中斷問題，這種新型的電驅(qū)變速箱充分結(jié)合了電機和AMT變速箱的優(yōu)點，可以進一步降低油耗。情境一

新能源汽車動力系統(tǒng)概述②自動變速箱自動變速箱(AutomaticTransmission，AT)是由液力變扭器、行星齒輪和液壓操縱系統(tǒng)組成，通過液力傳遞和齒輪組合的方式來達到變速變矩。液力變扭器是利用內(nèi)燃機輸出軸驅(qū)動一組泵輪，而泵輪攪動液力變扭器內(nèi)的密封油，通過油介質(zhì)帶動另一側(cè)連接輸出軸的渦輪，從而實現(xiàn)變速和變扭。情境一

新能源汽車動力系統(tǒng)概述但只靠液力變扭器顯然是不行的，因此自動變速箱在液力變扭器后都連接了幾組行星齒輪，每組行星齒輪就相當于自動變速箱的一個擋位9通過鎖止和解鎖行星齒輪與變速箱輸出軸的連接就可以實現(xiàn)換擋動作。其優(yōu)點是技術(shù)成熟可靠，應(yīng)用范圍廣，可承載大扭力輸出。AT的不足是換擋品質(zhì)不如無極變速箱(ContinuouslyVariableTransmission，CVT)雙離合器變速箱(DualClutchTransmission，DCT)，相對于MT和AMT則動力傳遞效率低。AT適用于以內(nèi)燃機作為主要動力源的混合動力汽車。情境一

新能源汽車動力系統(tǒng)概述③無級變速箱目前在新能源汽車上也有搭載無級變速箱(ContinuouslyVariableTransmission，CVT無極變速器。與傳統(tǒng)的變速傳動方式相比，CVT能提供無限數(shù)目的齒輪齒數(shù)比，內(nèi)燃機可以盡量工作在高效區(qū)，從而在絕大多數(shù)情況下實現(xiàn)節(jié)油。另外，CVT的無級變速特性使得整車的換擋品質(zhì)較好，無動力中斷問題。CVT的缺點是控制復雜、成本高、鋼帶摩擦損失較大，在一定程度上限制了CVT在新能源車上的應(yīng)用。另外受傳動鋼帶強度限制，CVT無法承載大功率輸出，所以較大車型上很少應(yīng)用CVT。情境一

新能源汽車動力系統(tǒng)概述④雙離合器變速箱雙離合器變速箱(DualClutchTransmission，DCT)是基于雙軸式常嚙齒輪和MT演變而成，它通過扭轉(zhuǎn)減振盤連接飛輪，其輸出端分別驅(qū)動齒輪組的奇數(shù)擋和偶數(shù)擋口一用離合器C1和C2的分離與接合，交替轉(zhuǎn)換傳力擋位，滿足自動換擋的需求。與AT和AMT相比，DCT有良好的燃油經(jīng)濟性，換擋中無動力中斷，動力性好，且具有良好的換擋品質(zhì)，乘坐舒適；元液力變矩器，但可實現(xiàn)與使用AT相匹配的功能；結(jié)構(gòu)簡單，體積小，重量輕，功率密度高；成本較低。由于它優(yōu)勢明顯，雖然成熟的DCT并不多，但在某些混合動力汽車上也開始逐漸應(yīng)用。情境一

新能源汽車動力系統(tǒng)概述4．新能源汽車分類根據(jù)電能在驅(qū)動車輛過程中貢獻的大小，新能源汽車可分為一般混合動力汽車、插電式混合動力汽車和純電動汽車。一般混合動力汽車是指同時裝備兩種動力源——熱動力源(由傳統(tǒng)內(nèi)燃機產(chǎn)生)與電動力源(電池與電動機產(chǎn)生)的汽車；根據(jù)熱動力源和電動力源在車輛驅(qū)動中貢獻大小及功能復雜度，混合動力汽車又分為弱混、中混和強混三種混合動力汽車。插電式混合動力汽車是一種新型的強混合動力汽車，其與普通強混合動力汽車最大的區(qū)別是它可以通過與電網(wǎng)連接的充電器給電池充電。情境一

新能源汽車動力系統(tǒng)概述純電動汽車是指僅以電池為儲能單元，以電動機為驅(qū)動系統(tǒng)的車輛。圖1-3是新能源汽車根據(jù)電能貢獻進行分類的型譜。圖1-3新能源汽車分類型譜情境一

新能源汽車動力系統(tǒng)概述為了更好地區(qū)分弱混、中混和強混三種混合動力汽車，表1-1列出了更詳細的特征信息。表1—1混合動力汽車主要特征對照表類型主要特征節(jié)有率典型實力弱混具有Start-Stop功能和能量回收功能5%～10%中混具有Start-Stop功能、能量回收功能、智能充電和電機助力10%～25%本田思域（CIVIC）混合動力汽車上海汽車榮威750混合動力汽車上海通用君越混合動力汽車強混具有Start-Stop功能、能量回收功能、電機助力、智能充電和短距離純電動行駛功能25%～40%豐田普銳斯(Prius)混合動力汽車(動力分流)大眾捷達混合動力汽車（單電機）注:本田CIVIC／Insight具有有限的純電動功能，但在實際路況中難以實現(xiàn)。為了更好地理解混合動力汽車、純電動汽車和插電式混合動力汽車的不同，將在后續(xù)章節(jié)中對三類新能源汽車的動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理作進一步的敘述。情境二

混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制工作原理及功能傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車由于在實際運行工況下經(jīng)常運行在效率不理想?yún)^(qū)域，加上車輛的頻繁制動以及傳動裝置效率低等因素導致內(nèi)燃機的燃油經(jīng)濟性低，同時也伴隨較大環(huán)境污染，這些不利條件都要求設(shè)計一種油耗低且對環(huán)境友好的汽車。另一方面，純電動汽車具有二些優(yōu)于傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車的優(yōu)點，如能量效率高及對環(huán)境的零排放等優(yōu)點，但由于目前技術(shù)的限制，還沒有找到足夠高能量密度的儲能技術(shù)使得純電動汽車在每次充電后的續(xù)駛里程與傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車相當?；旌蟿恿ζ囌美昧藗鹘y(tǒng)內(nèi)燃機汽車和純電動汽車的優(yōu)點，克服了它們的缺點。本章主要討論混合動力汽車動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和電控系統(tǒng)工作原理。情境二

混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制工作原理及功能一、混合動力系統(tǒng)概述混合動力系統(tǒng)是指由兩個或兩個以上不同工作原理的動力源組成，可以將不同動力源組合在一起用于驅(qū)動車輛的系統(tǒng)?；旌蟿恿ζ嚨哪康氖抢酶鱾€動力源的各自長處彌補單一動力源所無法達到的經(jīng)濟性和續(xù)駛里程等指標要求。圖1-2所示的新能源汽車系統(tǒng)將外接充電控制單元去掉就形成了混合動力汽車系統(tǒng)?；旌蟿恿ζ噭恿ο到y(tǒng)主要由內(nèi)燃機、內(nèi)燃機控制器、電動機、電機控制器、整車控制器、傳動裝置、燃油箱和動力電池組成。通常情況下，混合動力汽車動力系統(tǒng)由不少于兩個的動力源組成，但多于兩個動力源的結(jié)構(gòu)將使驅(qū)動系統(tǒng)非常復雜。圖1-4所示的是一種典型的兩動力源混合動力汽車動力系統(tǒng)概念圖，圖中同時標明了動力系統(tǒng)運行時的能量流。情境二

混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制工作原理及功能圖1-4混合動力汽車動力系統(tǒng)概念圖情境二

混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制工作原理及功能與傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車和純電動汽車相比，混合動力汽車動力系統(tǒng)有顯著的優(yōu)點。它既繼承了石油燃料高比能量和高比功率的長處，彌補了純電動汽車續(xù)駛里程短的不足，又發(fā)揚了純電動汽車作為“綠色汽車"節(jié)能和低排放的優(yōu)點，顯著改善了整車燃油經(jīng)濟性能和排放性能，達到兩種車輛優(yōu)點的折中統(tǒng)一。情境二

混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制工作原理及功能混合動力汽車動力系統(tǒng)優(yōu)點具體體現(xiàn)在：①實現(xiàn)了能源的直接再生。樣的動力需求下內(nèi)燃機排量減小，因而燃油經(jīng)濟性好，排放減少；②采用具有高功率水平的電機／電池，甚至可以改善整車動力性能；③部分混合動力系統(tǒng)小負荷工況下可采用電機單獨驅(qū)動，避免了內(nèi)燃機在低效率區(qū)間工作；④怠速時可停止內(nèi)燃機工作，減少不必要的油耗；情境二

混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制工作原理及功能⑤缺點是動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及控制復雜?；旌蟿恿ζ囌嚩嗄茉纯刂葡到y(tǒng)根據(jù)汽車的行駛工況不同，控制發(fā)電機或驅(qū)動電機的工作象限，保證儲能裝置中的能量始終維持在一定范圍內(nèi)浮動，無需停車充電或更換電池。值得一提的是，通過對驅(qū)動電機的精確控制，混合動力汽車可吸收汽車行駛中的相當一部分制動能量，以電能的形式存儲在動力電池中。情境二

混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制工作原理及功能二、混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)混合動力汽車動力系統(tǒng)中通常存在兩類能量流：一類是機械能量流；另一類是電能量流。每個交匯點都是兩部分能量相加或?qū)⒁徊糠帜芰糠纸獬蓛刹糠帜芰?。這樣，也可由能量的耦合或解耦特性來區(qū)分混合動力汽車的構(gòu)造，如電耦合動力系統(tǒng)、機械耦合動力系統(tǒng)或機柵電耦合動力系統(tǒng)。在目前常見的混合動力汽車中，主要有四種典型的混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，分別是串聯(lián)式、并聯(lián)式、混聯(lián)式和雙模式，下面簡單介紹這四種混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。情境二

混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制工作原理及功能（一）串聯(lián)式混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)串聯(lián)式混合動力系統(tǒng)(圖1-5)，也稱增程式電動汽車動力系統(tǒng)，主要由內(nèi)燃機、發(fā)電機、驅(qū)動電機和動力電池幾個部件組成，該結(jié)構(gòu)的主要特征是驅(qū)動電機是驅(qū)動車輛的唯一動力源，通過驅(qū)動電機控制器將電池中儲存的電能和內(nèi)燃機帶動發(fā)電機工作產(chǎn)生的電能耦合在一起，最終通過驅(qū)動電機驅(qū)動車輛。由于內(nèi)燃機和車輪之間沒有機械連接，故能獨立于汽車行駛工況對內(nèi)燃機進行控制和調(diào)節(jié)能量，內(nèi)燃機被控制在高效工作區(qū)間工作。情境二

混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制工作原理及功能圖1-5串聯(lián)式混合動力系統(tǒng)情境二

混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制工作原理及功能串聯(lián)式混合動力系統(tǒng)的優(yōu)勢是機械結(jié)構(gòu)簡單，控制原理也相對簡單。在內(nèi)燃機工作的時候，由于內(nèi)燃機不用驅(qū)動車輛，使得內(nèi)燃機可以一直被控制在最佳工況點，可以提高燃油效率，減低廢氣排放。缺點是能量轉(zhuǎn)換次數(shù)多，使得整體效率較低：而且需要采用較大的驅(qū)動電機和較高功率的電池，且必須要兩套電機系統(tǒng)，這將導致成本上升。串聯(lián)式混合動力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點決定其工作相對比較簡單，驅(qū)動電機是驅(qū)動車輛行駛的唯一動力源，驅(qū)動電機工作所需的能量既可以由電池單獨提供，也可以通過內(nèi)燃機帶動發(fā)電機發(fā)電提供多也可以由內(nèi)燃機．發(fā)電機組和電池共同工作給驅(qū)動電機提供電能。當車輛處于中／低速巡航、滑行、怠速的工況，車輛對功率需求不大時，如果蓄電池電量比較飽滿，則內(nèi)燃機不需要工作，僅靠電池給驅(qū)動電機供電。情境二

混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制工作原理及功能

如果蓄電池電量不足且動力需求不大時，則由內(nèi)燃機發(fā)電機組共同工作給電池補電，同時供給驅(qū)動電機所需電能；用電負荷較大時由內(nèi)燃機帶動發(fā)電機發(fā)電給驅(qū)動電機供電；當車輛處于起動、加速、爬坡工況時內(nèi)燃機一發(fā)電機組和電池組共同向驅(qū)動電機提供電能。當駕駛員踩制動時，驅(qū)動電機將作為發(fā)電機回收制動能量，由于串聯(lián)式混合動力汽車的驅(qū)動電機和電池都比較大，所以可以回收較多的制動能量。串聯(lián)式混合動力系統(tǒng)主要有如下幾種工況：純電機驅(qū)動、串聯(lián)、怠速充電和制動能量回收四種。情境二

混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制工作原理及功能（二）并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)主要由內(nèi)燃機、驅(qū)動電機、動力電池和機械耦合裝置幾個部件組成，其典型結(jié)構(gòu)形式之一如圖1-6所示。該結(jié)構(gòu)的主要特征是驅(qū)動車輛的機械動力主要來自兩部分，一是由內(nèi)燃機通過燃燒燃油將化學能轉(zhuǎn)化成機械能驅(qū)動車輛；二是驅(qū)動電機通過將動力電池中儲存的電能轉(zhuǎn)換成機械能驅(qū)動車輛，即內(nèi)燃機和驅(qū)動電機共同參與驅(qū)動車輛行駛。情境二

混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制工作原理及功能動力電池中的電能來源有兩部分：一是車輛低負荷運行時，內(nèi)燃機輸出的功率一部分用于驅(qū)動車輛，一部分用于驅(qū)動電機發(fā)電給動力電池補電；二是通過驅(qū)動電機能量回收的部分電能儲存到動力電池中。這種結(jié)構(gòu)對驅(qū)動電機輸出功率和電池能量要求不高，可根據(jù)內(nèi)燃機和傳動裝置選擇相應(yīng)的驅(qū)動電機和蓄電池，可供選擇資源較多。情境二

混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制工作原理及功能圖1-6并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)情境二

混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制工作原理及功能并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)與串聯(lián)式動力系統(tǒng)相比，能量轉(zhuǎn)換次數(shù)少，故系統(tǒng)效率較高。通常情況下，并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)只需要一個功率較小的電機和電池就可以了。但并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復雜，這就需要一套嚴密的控制策略和復雜的控制系統(tǒng)來對其進行控制。情境二

混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制工作原理及功能在車輛起步及小負荷工況下，由電動機提供的驅(qū)動力可以滿足車輛行駛要求，內(nèi)燃機不需要工作。當動力電池電量低于某一個閥值（不同的電池閥值有所不同)時，內(nèi)燃機由電機(非傳統(tǒng)起動電機)起動開始工作并作為車輛主要動力源。情境二

混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制工作原理及功能當車輛加速或爬坡時，電動機和內(nèi)燃機能夠同時向傳動機構(gòu)提供動力，提供可與傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車相當?shù)钠鸩叫阅芤坏︱?qū)動車輛的動力需求不大時，車輛將根據(jù)電池電量和內(nèi)燃機的工作效率選擇電動機單獨驅(qū)動車輛，或者內(nèi)燃機單獨驅(qū)動車輛，或者同驅(qū)動車輛，比如在高速巡航時單獨使用汽油內(nèi)燃機；而在低速行駛時，可以單靠電動概驅(qū)動，不用汽油內(nèi)燃機輔助。如果電池電量偏低時，電動機將作為發(fā)電機發(fā)電為電池補充電能即電動機既可以作電動機又可以作發(fā)電機使用，所以也稱為電動一發(fā)電機組，電動機將搬據(jù)內(nèi)燃機的工況和效率特性選擇最優(yōu)的發(fā)電時機，從而提高系統(tǒng)能量使用效率。情境二

混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制工作原理及功能并聯(lián)式混合動力汽車通常采用能夠滿足汽車巡航需要的較小內(nèi)燃機，依靠電動機或其他輔助裝置提供加速與爬坡所需的附加動力。其結(jié)果是提高了總體效率，同時并未犧牲動力性能。在傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車中，當駕駛員踩制動時，車輛動能通過摩擦片轉(zhuǎn)換成熱量白白浪費掉了。而混合動力汽車卻能部分回收這些能量——主要是根據(jù)電機和電池的大小，以及制動力分配決定回收能量的多少，這部分回收的能量將被暫時儲存起來供加速時或輔助電源使用。由于電動機和蓄電池組的存在，可以充分利用內(nèi)燃機的最優(yōu)工作區(qū)間，使內(nèi)燃機工作在二個相對高效的工況，使排放和燃油經(jīng)濟性得到改善。并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)主要有如下幾種運行模式：純內(nèi)燃機驅(qū)動、行車充電、電機助力、怠速充電和能量回收五種。情境二

混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制工作原理及功能（三）混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)是一種特殊的混合動力系統(tǒng)，也稱為動力分流(PowerSplit)系統(tǒng)。其中豐田普銳斯(Prius)混合動力系統(tǒng)就是混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的典型例子，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1-7所示。情境二

混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制工作原理及功能圖1-7普銳斯（Prius）混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)情境二

混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制工作原理及功能該混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)主要由內(nèi)燃機、電機1、電機2、電機控制器、動力電池和單排行星齒輪機構(gòu)幾個部件組成6該混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)最大的特點是用一個機械行星齒輪機構(gòu)將兩個電機和一個內(nèi)燃機耦合在一起。單行星排結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)無級變速器功能'使整個系統(tǒng)效率較高，特別是在城市循環(huán)工況。情境二

混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制工作原理及功能該系統(tǒng)最大弱點就是其恒定的扭矩分配導致在高速巡航運行時系統(tǒng)效率較低。在普銳斯(Prius)系統(tǒng)中，內(nèi)燃機28％的扭矩必須傳遞到電機1，在正常行駛狀態(tài)不會對系統(tǒng)產(chǎn)生大的影響，但是在節(jié)氣門全開行駛加速狀態(tài)下，扭矩和能量的分配也同正常行駛時是一樣的，電機1必須設(shè)計得足夠大才能夠處理28％的內(nèi)燃機輸出扭矩。為了更好地理解普銳斯(Prius)混合動力系統(tǒng)，此處簡單介紹普銳斯(Prius)的行星齒輸機構(gòu)，結(jié)構(gòu)如圖1-8所示。情境二

混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制工作原理及功能圖1—8普銳斯（Prius）混合動力系統(tǒng)行星齒輪機構(gòu)情境二

混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制工作原理及功能從圖1-8可知，行星齒輪機構(gòu)由一個太陽輪、若干個行星齒輪和一個齒輪圈構(gòu)成，其中行星齒輪由行星架的固定軸支承，允許行星輪在支承軸上轉(zhuǎn)動。行星齒輪和相鄰的太陽輪、齒圈總是處于常嚙合狀態(tài)，通常都采用斜齒輪以提高工作的平穩(wěn)性。該機構(gòu)在普銳斯(Prius)混合動力系統(tǒng)的作用是實現(xiàn)兩個電機、內(nèi)燃機動力源之間的動力耦合，實現(xiàn)系統(tǒng)幾種工作模式的切換，根據(jù)系統(tǒng)效率實現(xiàn)傳動比合理切換。當車輛處在起步、小負荷工況時，不需要大功率輸出驅(qū)動車輛，在動力電池電量允許的情況下，僅由電機2提供的驅(qū)動力可以滿足車輛行駛要求，此時內(nèi)燃機不運轉(zhuǎn)電機1只是反向空轉(zhuǎn)，整車處于純電動行駛工況，其能量流圖如圖1-9所示。情境二

混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制工作原理及功能當車輛加速或爬坡時，車輛需要很大的動力，內(nèi)燃機和電機2共同提供扭矩驅(qū)動車輛。內(nèi)燃機輸出扭娃的72％通過動力分配器給了外齒圈，28％由電機1發(fā)電給電機2供電，電機2利用電機1提供的電能向外齒圈提供額外的扭矩，加速踏板越深內(nèi)燃機輸出扭矩越大，同時電機1提供的電能也越多，使得電機2向外齒圈提供更多的扭矩。假如內(nèi)燃機的輸出不能滿足系統(tǒng)輸出扭矩需求且動力電池電量允許時，電機2將進一步提高輸情境二

混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制工作原理及功能圖1—9普銳斯(Prius)純電動行駛工況能量流圖情境二

混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制工作原理及功能出扭矩，其能量流圖如圖1—10所示。圖1-10加速摩爬坡工況能量流圖情境二

混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制工作原理及功能當車輛在巡航工況下時，內(nèi)燃機不需要提供太大的動力輸出，只需提供動力克服空氣阻力和滾動阻力即可。此時內(nèi)燃機以低速運行，電機1由發(fā)電狀態(tài)轉(zhuǎn)換為驅(qū)動狀態(tài)，而電機2正好相反，由驅(qū)動車輛轉(zhuǎn)換為發(fā)電，進入普銳斯(Prius)混合動力系統(tǒng)的“特異模式“其工作時能量流圖見圖1-11。情境二

混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制工作原理及功能當松開加速踏板時，車輛進入滑行狀態(tài)，內(nèi)燃機不需要驅(qū)動車輛。由于行星齒輪機構(gòu)的特點，內(nèi)燃機處于停機狀態(tài)，內(nèi)燃機不會對車輛形成傳統(tǒng)內(nèi)燃機的制動阻力作用，為了保持常規(guī)車駕駛感覺，電機2被作為發(fā)電機工作，給動力電池充電，其發(fā)電阻力模擬了內(nèi)燃機制動的情形。當車輛制動時，電機2將通過大幅度提升發(fā)電功率，以產(chǎn)生更大的發(fā)電阻力來降低車速，其制動需求不足的部分將由基礎(chǔ)制動系統(tǒng)來實現(xiàn)。采用制動能量回收方式產(chǎn)生的能情境二

混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制工作原理及功能圖1-11巡航工況能量流圈情境二

混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制工作原理及功能量被儲存在動力電池中供以后使用，其能量流圖見圖1-12。圖1-12車輛能量回收工況能量流圈情境二

混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制工作原理及功能當電池電量不在最佳平衡點時，系統(tǒng)將根據(jù)動力系統(tǒng)的狀態(tài)實時控制電機1或電機2發(fā)電給系統(tǒng)補電，根據(jù)該動力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點，系統(tǒng)可在多個工況下為動力電池補電如起步、怠速、巡航，甚至加速、爬坡等工況?；炻?lián)式混合動力系統(tǒng)主要有如下幾種工作方式：純電動模式、加速／爬坡運行模式、高速巡航“特異”模式、怠速充電模式和能量回收模式等。情境二

混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制工作原理及功能（四）雙模式混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)串聯(lián)、并聯(lián)和混聯(lián)是三種基本的混合動力運行模式，這三種模式的任意兩種模式組合起來就構(gòu)成了雙模式混合動力驅(qū)動系統(tǒng)，下面以一種典型的具有串聯(lián)和并聯(lián)功能的雙?；旌蟿恿ο到y(tǒng)為例介紹雙模混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1-13所示，其主要特征是使用了兩個離合器，通過兩個離合器的接合狀況，可以分別實現(xiàn)串聯(lián)或并聯(lián)兩種功能。該系統(tǒng)可充分利用兩個離合器，根據(jù)系統(tǒng)的最佳效率選擇系統(tǒng)工作在串聯(lián)或并聯(lián)模式，從而使車輛達到較好的燃油經(jīng)濟性和較低的排放。該結(jié)構(gòu)的缺點是系統(tǒng)包含兩套電機和兩個離合器，比較復雜。情境二

混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制工作原理及功能圖1-13雙模式混合動力系統(tǒng)情境二

混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制工作原理及功能雙模式混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點決定其工作模式及相應(yīng)的控制比較復雜。當車輛處在起步、低速等工況時，不需要大功率輸出驅(qū)動車輛，僅由電動機提供的驅(qū)動力可以滿足車輛行駛要求，此時利用離合器將內(nèi)燃機和電機1與驅(qū)動系統(tǒng)分離。在此工況下，當電池電量充足時，內(nèi)燃機不需要工作，整車處于純電動行駛工況；當電池電量低于某一個閥值(不同的電池閥值有所不同)時，內(nèi)燃機起動帶著電機1發(fā)電給系統(tǒng)供電，此時系統(tǒng)工作在串聯(lián)工況。情境二

混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制工作原理及功能當車輛加速或爬坡時，單靠內(nèi)燃機或電機2不足以滿足駕駛員的需求，此時需要將內(nèi)燃機和電機1并入驅(qū)動系統(tǒng)一起驅(qū)動車輛，尤其是急加速時，內(nèi)燃機、電機1和電機2三個動力部件同時出力驅(qū)動車輛。一旦車輛處于穩(wěn)態(tài)運行時，基于燃油效率優(yōu)化的原則，斷開離合器C2將電機2與驅(qū)動系統(tǒng)脫離，讓內(nèi)燃機單獨驅(qū)動車輛，此時系統(tǒng)工作在內(nèi)燃機單獨驅(qū)動工況。在動力需求一般的工況下且電池電量不足時，內(nèi)燃機能量分為兩部分：一是維持車輛運行；二是通過電機1發(fā)電為蓄電池補充電能。當駕駛員踩制動時，電機2將作為發(fā)電機回收制動能量，回收的能量將被暫時儲存起來供加速時或輔助電源使用。通常情況下，雙模式混合動力系統(tǒng)的電機和電池也較大，因此可以回收盡可能多的制動能量。情境二

混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制工作原理及功能由于雙模式混合動力系統(tǒng)有兩個機械耦合器，這使得系統(tǒng)更易靈活組合及控制，與并聯(lián)式和串聯(lián)式相比，該結(jié)構(gòu)具有更多的運行工況。常見的運行模式由下文結(jié)合示意圖詳細說明。情境二

混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制工作原理及功能1.純電動驅(qū)動模式該模式即利用動力電池的電能，通過電機2直接驅(qū)動輪胎來驅(qū)動車輛。此時離合器C2閉合，離合器C1分開，電機2和動力輸出軸結(jié)合。內(nèi)燃機和電機1不參與工作，僅靠電機2驅(qū)動。此模式一般適用于動力電池電量充足，同時汽車處于低速巡航狀態(tài)、(低負荷)。該模式下能量流僅是將動力電池中儲存的電能轉(zhuǎn)化為驅(qū)動車輛的機械能，如圖1-14所示。情境二

混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制工作原理及功能圖1-14純電動驅(qū)動模式能量流圖情境二

混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制工作原理及功能2.串聯(lián)驅(qū)動模式該模式為離合器C1斷開，離合器C2閉合，電機1和內(nèi)燃機工作在發(fā)電模式，電機2驅(qū)動車輪。該工作模式與純電動模式相比，增加了電機1和內(nèi)燃機工作給動力電池補充電能，因此這種模式通常適合于在低速區(qū)間行駛，且電池電量不足的工況。其能量流如圖1-15所示。情境二

混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制工作原理及功能3.并聯(lián)驅(qū)動模式該模式為離合器C1、C2同時閉合后內(nèi)燃機、電機2同時驅(qū)動車輪，這種模式下內(nèi)燃機和電機2同時工作，能提供強勁的動力輸出，因此這種模式通常適合于在急加速和爬陡坡的工況(大負荷)。該工作方式下能量流如圖1-16所示。情境二

混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制工作原理及功能4.內(nèi)燃機單獨驅(qū)動模式該驅(qū)動模式為內(nèi)燃機直接驅(qū)動，此時離合器C1閉合，離合器C2斷開，電機2與輸出軸脫開，電機1和電機2都不參與工作。此種情況和傳統(tǒng)汽車工作狀況相同，因此適合于圖1-15串聯(lián)驅(qū)動模式能量流圖情境二

混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制工作原理及功能圖1-16并聯(lián)驅(qū)動模式能量流圖情境二

混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制工作原理及功能中速巡航工況(中等負荷)，其能量流如圖1-17所示。5.內(nèi)燃機驅(qū)動行車發(fā)電模式圖1-17內(nèi)燃機單獨驅(qū)動模式能量流圖情境二

混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制工作原理及功能此時發(fā)電機的扭矩為負，處于發(fā)電狀態(tài)。通過這種模式來調(diào)節(jié)內(nèi)燃機的工作效率并為動力電池補充電能，這種模式一般工作在車輛中速巡航工況，此時的內(nèi)燃機動力負荷偏低效率低，且電池電量不足。該工作方式下能量流如圖1-18所示。情境二

混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制工作原理及功能圖1-18內(nèi)燃機驅(qū)動行車發(fā)電模式能量流圖情境二

混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制工作原理及功能6.能量回收模式該模式是在車輛滑行或制動時，車輪提供反向扭矩，帶動電機2來作為發(fā)電機發(fā)電，以降低能耗和排放，這種模式工作在中高速滑行和制動的工況下，其能量流如圖1-19所示。圖1-19能量回收模式能量流圖情境二

混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制工作原理及功能7.全油門加速驅(qū)動模式該模式也是一種并聯(lián)驅(qū)動模式，與前面提到的并聯(lián)驅(qū)動模式不同的是，電機1此時也作為驅(qū)動電機使用。在這種模式下，所有動力源的輸出扭矩都用于驅(qū)動車輛，使得車輛可獲得最大的驅(qū)動力，一般用于極限速度行駛、爬坡、超車等情況該工作方式下能量流如圖1—20所示。情境二

混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制工作原理及功能（五）混合動力系統(tǒng)功能與傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車動力系統(tǒng)相比，混合動力系統(tǒng)有自己特有的功能。1.模式切換功能在混合動力系統(tǒng)中，為了提高燃油效率及改善加速性能，整車控制器將實時根據(jù)動力系統(tǒng)狀態(tài)切換系統(tǒng)允許的工作模式，如駐車狀態(tài)下荷電狀態(tài)(StateofCharge，SOC)不足時起動內(nèi)燃機進入車輛怠速發(fā)電模式，車輛急加速時切換到并聯(lián)驅(qū)動模式，車速較低且SOC不足時切換到行車充電模式等。情境二

混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制工作原理及功能2.內(nèi)燃機起停功能(Start-Stop，STT)

為了實現(xiàn)整車節(jié)約燃油降低排放，當車輛停車時(如紅燈或交通堵塞)，如果滿足內(nèi)燃機停機的條件(如真空制動助力器有足夠的負壓、動力電池中的電能足夠等)，就可以停止內(nèi)燃機的運轉(zhuǎn)。當駕駛員需要重新起動車輛(如松開制動踏板或踩加速踏板)或者內(nèi)燃機停機的條件不再滿足時(如空調(diào)除霜、SOC偏低)?可以由發(fā)電機來重新快速、平穩(wěn)地起動內(nèi)燃機。情境二

混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制工作原理及功能圖1—20全油門加速驅(qū)動模式能量流圈情境二

混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制工作原理及功能3.電機助力(MotorAssist)在混合動力系統(tǒng)中，當車輛需要急加速時(如駕駛員猛踩加速踏板)，可以由電機提供輔助的動力來共同驅(qū)動車輛，增加動力性。情境二

混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制工作原理及功能4.動力電池智能充電控制(IntelligentCharging)動力電池的充放電管理是指對動力_電池的soc進行管理，根據(jù)車輛行駛工況和駕駛員需求，合理地控制電機工作于發(fā)電(充電)和電動助力(放電)狀態(tài)，調(diào)節(jié)內(nèi)燃機的工作點，使內(nèi)燃機、動力電池和電機均能在效率較高的區(qū)域內(nèi)運行。同時也讓動力電池SOC維持在一個合理的水平。情境二

混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制工作原理及功能5.減速斷油(DecelerationFuelCutOff，DFCO)在傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車中，當駕駛員松開加速踏板時，內(nèi)燃機通過傳動機構(gòu)帶動以一定的轉(zhuǎn)速空轉(zhuǎn)，此時內(nèi)燃機停止供油，然而內(nèi)燃機受車輛減速拖帶影響，當轉(zhuǎn)速下降到一定值時必須立即恢復供油以保證當駕駛員重新加速時，內(nèi)燃機能立即恢復正常工作。而在混合動力汽車中，由于電機的存在，可以實施更加激進的減速斷油策略，以進一步減低油耗。情境二

混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制工作原理及功能6.純電動爬行有一些混合動力汽車，單靠所配備的電動機足以驅(qū)動車輛在一定的車速下行駛'當加速踏板和制動踏板都松開時，車輛能通過電機驅(qū)動實現(xiàn)電動爬行的功能而無需起動內(nèi)燃機以降低油耗。情境二

混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制工作原理及功能7.駕駛員意圖識別當駕駛員踩加速踏板時，混合動力系統(tǒng)根據(jù)加速踏板行程、加速踏板行程變化率和車速計算出駕駛員扭矩需求，綜合考慮內(nèi)燃機、電機、電池狀態(tài)，計算出扭矩指令，控制內(nèi)燃機和電機或單獨或同時驅(qū)動車輛行駛。當車輛滑行或制動減速時，整車控制器將停止內(nèi)燃機的工作，同時配合電子穩(wěn)定系統(tǒng)(ElectronicStabilityProgram，ESP)控制電動機將車輛的一部分動能轉(zhuǎn)化為電能，儲存在動力電池中。情境二

混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制工作原理及功能8.智能熱管理系統(tǒng)混合動力汽車在運行時，內(nèi)燃機、直流一直流變壓器(DC—DC)、電機控制器、驅(qū)動電機、動力電池、電空調(diào)壓縮機等部件在工作過程中會出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象，冷卻系統(tǒng)可以根據(jù)這些部件反饋的溫度信息，以及當前車速等信號來調(diào)節(jié)各被冷卻部件的溫度，確保動力系統(tǒng)工作在合適的溫度范圍內(nèi)。情境二

混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制工作原理及功能9.扭矩安全監(jiān)控扭矩監(jiān)控功能是根據(jù)駕駛員請求以及其他輸入信號計算相應(yīng)的監(jiān)控扭矩值，并同時監(jiān)控實際的內(nèi)燃機和電機扭矩輸出，以判定控制系統(tǒng)程序是否正常運行。當監(jiān)控到上述因素中至少有一種不正常時即采取保護措施，以保證駕駛安全。情境二

混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制工作原理及功能10.低壓智能充電控制一般而言，混合動力汽車為低壓蓄電池系統(tǒng)補電的裝置是直流一直流變壓器(DC-DC)，該裝置是將動力電池的高壓電轉(zhuǎn)換成12V低壓蓄電池能接受的低壓電供給整車的低壓電源系統(tǒng)。與大多數(shù)傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車不同的是，混合動力汽車的整車控制器VCU將根據(jù)車輛低壓系統(tǒng)的實時負載情況及低壓蓄電池的狀態(tài)控制直流一直流變壓器(DC-DC)的工作從而提高電能的使用效率。情境二

混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制工作原理及功能11.整車上下電管理該功能是根據(jù)駕駛員的需求控制整車混合動力系統(tǒng)的高壓系統(tǒng)上電／下電及系統(tǒng)上電／下電過程中的故障處理。高壓控制的目的是確保高壓主接觸器僅在安全情況下才閉合(無絕緣故障、高壓互鎖完好、未檢測到碰撞等)。該功能定義了以下五種系統(tǒng)狀態(tài)：關(guān)閉、系統(tǒng)上電、正常、系統(tǒng)下電、故障。情境二

混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制工作原理及功能12.故障診斷在混合動力汽車工作過程中，混動系統(tǒng)的各主要控制器都將對系統(tǒng)的各種故障進行診斷，如內(nèi)燃機故障、電機故障、電池故障、高壓安全故障、DC—DC故障、變速箱故障等，且根據(jù)故障狀態(tài)確定動力系統(tǒng)的合理響應(yīng)行為，以保證動力系統(tǒng)合理、安全地運行。情境三純電動汽車動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制工作原理及基本功能純電動汽車(ElectricVehicle，EV)是采用電動機作為牽引裝置，并應(yīng)用化學蓄電池組、超級電容器等蓄能裝置給電動機提供電能。純電動汽車與傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車相比有明顯的優(yōu)點，如低能耗、零排放、高效率、低噪聲、運行平穩(wěn)等。但是由于蓄能裝置能量密度的限制，導致整車續(xù)駛里程較短，再加上充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不健全，因此純電動車適合行駛于路線相對固定、配套設(shè)施較完善的城市區(qū)域。本節(jié)簡要介紹純電動汽車動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、電控工作原理及基本功能三方面的內(nèi)容。情境三純電動汽車動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制工作原理及基本功能一、純電動汽車動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)在圖1一2的新能源汽車系統(tǒng)框圖中，將內(nèi)燃機、燃油箱、內(nèi)燃機控制器和機械耦合裝置去掉就形成了純電動汽車系統(tǒng)框圖，由此可以看出，純電動汽車系統(tǒng)是一個相對比較簡單的系統(tǒng)。圖中的驅(qū)動子系統(tǒng)和電源子系統(tǒng)構(gòu)成了純電動汽車動力系統(tǒng)，可簡化如圖1—21所示。情境三純電動汽車動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制工作原理及基本功能圖1—21純電動汽車動力電控系統(tǒng)框圖情境三純電動汽車動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制工作原理及基本功能從圖1—21中可以看出，純電動汽車動力系統(tǒng)由整車控制器、電機控制器、電動機、傳動裝置、動力電池、電池管理系統(tǒng)及外接充電控制單元構(gòu)成。純電動汽車動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上的主要區(qū)別有兩個方面：一是用電動機、電機控制器代替內(nèi)燃機及內(nèi)燃機控制器；二是用動力電池及電池管理系統(tǒng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)內(nèi)燃機汽車的燃油箱及供油系統(tǒng)。傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車不能將車輛減速或下坡時的能量回收，只能將這些能量通過機械摩擦轉(zhuǎn)化成熱量散失掉，而純電動汽車可以利用電機及電機控制器的雙向特性將車輛減速或下坡時的能量轉(zhuǎn)換成電能儲存起來，以提高能量的使用效率。情境三純電動汽車動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制工作原理及基本功能二、純電動汽車動力系統(tǒng)控制工作原理

從圖1—21中可以看出，在驅(qū)動車輛時，當加速踏板需求信息進入整車控制器后，整車控制器將駕駛員的駕駛意圖轉(zhuǎn)換成對電機的扭矩請求發(fā)給電機控制器，電機控制器將控制逆變器的功率輸出來控制電機的扭矩或轉(zhuǎn)速輸出，’電機的輸出扭矩通過車輛傳動系統(tǒng)驅(qū)動車輛行駛，滿足駕駛員驅(qū)動車輛的需求。在車輛制動時，整車控制器通過采集制動踏板信號獲取到駕駛員制動需求，根據(jù)整車制動分配控制策略，將部分或全部制動需求轉(zhuǎn)化為對電機韻發(fā)電請求，電機控制器將根據(jù)整車控制器發(fā)出的發(fā)電請求，控制電機運行在發(fā)電狀態(tài)，將車輛的部分動能轉(zhuǎn)化為電能存到動力電池中，從而實現(xiàn)車輛制動和能量回收的目的。情境三純電動汽車動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制工作原理及基本功能電機未能回收的部分動能將由傳統(tǒng)制動系統(tǒng)將其轉(zhuǎn)化成熱能散失掉。能量回收功能可以提高能源的使用效率，延長整車的續(xù)駛里程。

純電動汽車在動力電池能量不足時需要補充電能，通常有兩種補電方式：一種是用車載功率較小的充電器，一般情況下充電器功率為2～6kW，而充電時間一般為4h以上這樣的補電方式通常稱為“慢充”；另一種是用可以進行大功率充電的充電站，將電網(wǎng)交流電轉(zhuǎn)換成直流電給動力電池充電，充電功率可以達到幾十千瓦，充電時間一般低于30min，這樣的補電方式通常稱為“快充"。情境三純電動汽車動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制工作原理及基本功能慢充適用范圍較廣，如新建了專用慢充充電樁的停車場或配有家用插座的停車場等場合，用慢充連接線將車載充電器與電網(wǎng)連接實現(xiàn)對車載動力電池充電，一般在夜間電網(wǎng)用電低峰時給車輛充電成本更低?？斐浞绞街贿m用于提供快充服務(wù)的充電站，快充最大的好處是充電時間短，缺點是基于目前的動力電池技術(shù)條件，快充會影響動力電池使用壽命。動力電池在充放電過程中，電池管理單元將隨時監(jiān)控動力電池的狀態(tài)，控制充放電過程，保證動力電池健康安全運行。另外，在車輛停車充電時，為了車輛及人身安全，整車控制器將不響應(yīng)駕駛員駕駛車輛的需求。情境三純電動汽車動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制工作原理及基本功能三、常見純電動汽車動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)舉例由于純電動汽車電驅(qū)動特性的多樣性，純電動汽車有多種動力系統(tǒng)架構(gòu)，圖1—22為常見的幾種EV結(jié)構(gòu)形式。圖1—22a中，電動機、固定速比的變速器和差速器一起，構(gòu)成了純電動汽車的動力系統(tǒng)6該動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)利用電動機低速階段恒扭矩和大范圍轉(zhuǎn)速變化中所具有的恒功率特性，采用固定速比的減速器替換多速比的減速器；基于這一替換，動力系統(tǒng)對離合器的要求也降低，從而可以取消離合器；這樣的好處是可以減小機械傳動裝置的體積和質(zhì)量，簡化驅(qū)動系統(tǒng)控制；但該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的缺點是無法對變化工況下電動機工作點效率進行優(yōu)化，同時為滿足車輛加速／爬坡和高速工況要求，通常需要選擇較大功率的電動機。情境三純電動汽車動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制工作原理及基本功能圖1—22b中，電動機替代了傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車中的內(nèi)燃機，并與離合器、變速器及差速器一起，構(gòu)成了類似傳統(tǒng)車動力驅(qū)動系統(tǒng)。電動機代替內(nèi)燃機輸出驅(qū)動力，通過離合器可以實現(xiàn)電動機驅(qū)動力與驅(qū)動輪的斷開或連接，變速器提供不同的傳動比，以變更轉(zhuǎn)速一功率(轉(zhuǎn)矩)曲線匹配載荷的需求，差速器是實現(xiàn)轉(zhuǎn)彎時車輛兩側(cè)車輪以不同轉(zhuǎn)速驅(qū)動。圖1—22c中，電動機、固定速比的減速器和差速器進一步集成，甚至可以組合成單個部件，與車輪相連的半軸直接與該組合體相連，驅(qū)動系統(tǒng)進一步簡化和小型化。在目前的純電動汽車中是最為常見的一種驅(qū)動形式。圖1—22d中，機械差速器被取消，驅(qū)動車輛是靠兩個電動機分別通過固定速比減速器驅(qū)動各自側(cè)的車輪，在車輛轉(zhuǎn)彎時，靠電子差速器控制電動機以不同轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)車輛正常轉(zhuǎn)彎。情境三純電動汽車動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制工作原理及基本功能圖1一22純電動汽車幾種常見結(jié)構(gòu)形式(a)無離合器單擋驅(qū)動；(b)傳統(tǒng)驅(qū)動；(c)傳動裝置與差速器集成固定擋驅(qū)動；(d)雙電動機帶軸固定擋驅(qū)動；(e)雙電動機固定擋直接驅(qū)動；(f)雙輪轂電動機驅(qū)動C—離合器；D一差速器；FG一固定速比減速器；GB一變速器；M一電動機情境三純電動汽車動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制工作原理及基本功能圖1-22e中，驅(qū)動電機和固定速比的行星齒輪減速器被安裝在車輪中，這種驅(qū)動系統(tǒng)也可以被稱為輪式驅(qū)動系統(tǒng)，這樣可以進一步簡化驅(qū)動系統(tǒng)。該驅(qū)動系統(tǒng)中行星齒輪減速器的主要作用是降低電動機的轉(zhuǎn)速并增大電動機的轉(zhuǎn)矩。情境三純電動汽車動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制工作原理及基本功能圖1—22f中，完全舍棄了電動機和驅(qū)動輪之間的機械連接裝置，用電動機直接驅(qū)動車輪，電動機的轉(zhuǎn)速控制等價于輪速控制，即車速控制。這樣的驅(qū)動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)對電動機提出了特殊要