項(xiàng)目一新能源汽車行業(yè)現(xiàn)狀分析混合動(dòng)力汽車關(guān)鍵技術(shù)分析

項(xiàng)目一新能源汽車行業(yè)現(xiàn)狀分析1.1混合動(dòng)力汽車關(guān)鍵技術(shù)分析2一、情境引入20歲的汽車?？茖W(xué)生小林想畢業(yè)后不想長期從事勞動(dòng)密集型工作，他認(rèn)為勞動(dòng)密集型工人的工作很容被他人或機(jī)械替代，為自己以后的發(fā)展打算他想從事技術(shù)密集型工作。他自知技術(shù)，特別是現(xiàn)在學(xué)的新能源汽車技術(shù)是未來一門小則保他謀生，大則讓他過上較富足的生活的學(xué)科，他下定決心，努力學(xué)習(xí)好本學(xué)科。

他想如果我見到一輛油電混合動(dòng)力汽車

，怎么能看出一輛混合動(dòng)力汽車與另一輛混合動(dòng)力汽車的區(qū)別是什么呢，各自優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)又是什么呢。

3二、學(xué)習(xí)目標(biāo)1.電動(dòng)汽車中，純電動(dòng)汽車和油電混合動(dòng)力汽車是如何定義？2.油電混合動(dòng)力汽車按串并聯(lián)分類分為幾類，畫出每類的構(gòu)型圖？3.油電混合動(dòng)力汽車按混合度分為幾類，每類的特點(diǎn)是什么？4.油電混合動(dòng)力汽車按是否充電分為幾類，每類的特點(diǎn)是什么？5.畫出微混型混合動(dòng)力汽車的構(gòu)型？6.畫出輕混并聯(lián)型混合動(dòng)力汽車的構(gòu)型？7.畫出中混并聯(lián)型混合動(dòng)力汽車的構(gòu)型？8.畫出重混混聯(lián)型混合動(dòng)力汽車的構(gòu)型？9.說出重混混聯(lián)型豐田普銳斯混合動(dòng)力汽車工作過程？4第一節(jié)

混合動(dòng)力汽車發(fā)展歷史5一、思想的超前性今天的混合動(dòng)力汽車，被視作由傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車發(fā)展到未來純電動(dòng)汽車的中間形態(tài)，但在汽車發(fā)展史上，第一輛混合動(dòng)力汽車卻是出現(xiàn)在純電動(dòng)汽車誕生的近20年后。令人驚訝的是，他所采用的工作原理，直到今天仍被用于最新型的混合動(dòng)力車甚至是概念車上。6二、費(fèi)迪南德·保時(shí)捷圖1—1保時(shí)捷博物館復(fù)原的羅尼爾-保時(shí)捷SemperVivus7三、亨利·皮珀在混合動(dòng)力技術(shù)的奠基者中，還應(yīng)該記住的一個(gè)名字是亨利·皮珀，一位德國工程師和發(fā)明家。他在1902年左右發(fā)明了并聯(lián)式混合動(dòng)力，甚至開發(fā)出了配套的早期動(dòng)力管理系統(tǒng)。

圖1—21916年OwenMagnetic混合動(dòng)力車圖1—31921年OwenMagneticModel60Touring8三、亨利·皮珀

圖1—41969年通用的微型混合動(dòng)力試驗(yàn)車512圖1—51977年豐田混合動(dòng)力試驗(yàn)車9四、1980年

圖1—61989年奧迪第一代混合動(dòng)力實(shí)驗(yàn)車Duo圖1—71997年基于A4Avent的第三代Duo正式量產(chǎn)10四、1980年

圖1—81991年BMW電動(dòng)概念車E1圖1—9日產(chǎn)1991年推出第一代FEV概念車11四、1980年

圖1—10日產(chǎn)1995年第二代FEV圖1—111996年誕生的EV112五、1990年

圖1—12福特在1998年純電動(dòng)皮卡RangerEV圖1—131997年上市的第一代普銳斯13六、混合動(dòng)力汽車的商品化之星1997年第一代豐田普銳斯上市（見圖1—13），只在日本市場(chǎng)發(fā)售，少量被出口到英國、澳大利亞和新西蘭。迄今為止全球最暢銷的混合動(dòng)力車就此誕生，在第一年就賣出1.8萬輛，而到2011年3月累計(jì)銷量達(dá)到了300萬輛。14第二節(jié)混動(dòng)汽車定義和分類15一、混合動(dòng)力汽車定義“hybrid”譯為混合，車尾部標(biāo)有hybrid字樣的汽車稱為混合動(dòng)力汽車，混合動(dòng)力汽車是個(gè)大的概念，范圍較廣，由于實(shí)用的混合動(dòng)力汽車是由內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)兩種動(dòng)力混合作為輸出，所以稱為油電混合汽車，本書的“混合動(dòng)力汽車”僅特指油電混合動(dòng)力汽車。從能量源來看，“油”可以代表汽油、柴油，甚至是天燃?xì)?，“電”是以蓄電池、電容、?chǔ)能飛輪三種形式儲(chǔ)能，但三者儲(chǔ)的能量都來源于內(nèi)燃機(jī)帶動(dòng)的發(fā)電機(jī)發(fā)出的，即此時(shí)“電也是油”。16二、油電混合動(dòng)力汽車分類（一）按串并聯(lián)分類1.串聯(lián)式圖1—14串聯(lián)混合動(dòng)力汽車簡化結(jié)構(gòu)示意圖172.并聯(lián)式圖1—15并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車簡化結(jié)構(gòu)二、油電混合動(dòng)力汽車分類183.混聯(lián)式圖1—16混聯(lián)式混合動(dòng)力汽車簡化結(jié)構(gòu)二、油電混合動(dòng)力汽車分類19（二）按照混合度分類1．微混混合度小于等于5%的稱為微混合動(dòng)力，“微混”也稱“停啟（Stop-Start）式。在交通擁堵的城市，可以實(shí)現(xiàn)節(jié)油率5-10%。微混合動(dòng)力車型的電機(jī)基本不具備驅(qū)動(dòng)車輛的功能，一般是用作迅速啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)停啟（Stop-Start）功能。【特別指出】學(xué)術(shù)界認(rèn)為“停啟式”算不上混合動(dòng)力系統(tǒng)，并不是因?yàn)榛旌隙鹊膯栴}，而是沒有電機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)共同驅(qū)動(dòng)的過程，沒有發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)共同驅(qū)動(dòng)的工況，這種說法作者也相當(dāng)認(rèn)同。二、油電混合動(dòng)力汽車分類202．輕混混合度在5%—15%的為輕度混合動(dòng)力。在這種類型中，發(fā)動(dòng)機(jī)依然是主要?jiǎng)恿?，電機(jī)不能單獨(dú)驅(qū)動(dòng)汽車，只是在爬坡或加速時(shí)輔助驅(qū)動(dòng)，平時(shí)主要使用發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力，電機(jī)在汽車加速爬坡時(shí)提供輔助動(dòng)力，同時(shí)具有制動(dòng)能量回收和停啟功能。二、油電混合動(dòng)力汽車分類213．中混混合度在15%—40%的為中度混合動(dòng)力，電機(jī)可以單獨(dú)驅(qū)動(dòng)汽車，其它與輕混相同。二、油電混合動(dòng)力汽車分類224．重混混合度在40%以上。汽車起步、倒車和低速行駛時(shí)為純電動(dòng)行駛；在小負(fù)荷串聯(lián)，發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)汽車；中負(fù)荷以發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)為主；在大負(fù)荷或急加速時(shí)電機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)同時(shí)驅(qū)動(dòng)汽車；具有制動(dòng)能量回收和停啟功能；電機(jī)的功率約為發(fā)動(dòng)機(jī)功率50%，節(jié)油率可達(dá)到30-50%；技術(shù)難度較大，成本增加多；典型的例子是豐田普銳斯（Prius）。二、油電混合動(dòng)力汽車分類23（三）按能否外接電源進(jìn)行充電1．混合動(dòng)力系統(tǒng)（HEV）二、油電混合動(dòng)力汽車分類242．插電式混合動(dòng)力系統(tǒng)（PHEV）二、油電混合動(dòng)力汽車分類25第三節(jié)混合動(dòng)力汽車的動(dòng)力提升26一、為什么省油和環(huán)保？1.內(nèi)燃機(jī)設(shè)計(jì)上是大馬拉小車2.內(nèi)燃機(jī)和車輪間的直接機(jī)械連接關(guān)系使內(nèi)燃機(jī)效率低3.怠速工況空耗油4.無法實(shí)現(xiàn)制動(dòng)能量回收27二、電機(jī)的工作特性圖1—18電動(dòng)機(jī)在變頻器控制下的機(jī)械特性曲線28三、內(nèi)燃機(jī)的工作特性圖1—19目前內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)控制出的機(jī)械特性最好的內(nèi)燃機(jī)外特性曲線形狀29第三節(jié)

典型混合動(dòng)力汽車結(jié)構(gòu)30一、微混結(jié)構(gòu)圖1—20皮帶式怠速停啟系統(tǒng)31一、微混結(jié)構(gòu)32二、輕混型混合動(dòng)力汽車33二、輕混型混合動(dòng)力汽車34三、串聯(lián)混合動(dòng)力基本結(jié)構(gòu)35三、串聯(lián)混合動(dòng)力基本結(jié)構(gòu)圖1—25通用雪佛蘭volt沃藍(lán)達(dá)的化學(xué)能、電能、機(jī)械能傳遞過程36四、豐田普銳斯37圖1—27起動(dòng)控制行星齒輪速度圖四、豐田普銳斯38圖1—28發(fā)動(dòng)機(jī)拖動(dòng)MG1發(fā)電時(shí)的行星齒輪速度圖四、豐田普銳斯39圖1—29純電動(dòng)工況起動(dòng)時(shí)的行星齒輪速度圖四、豐田普銳斯40圖1—30純電動(dòng)轉(zhuǎn)混合動(dòng)力時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)控制行星齒輪速度圖四、豐田普銳斯41圖1—31MG1在小負(fù)荷作發(fā)電機(jī)用時(shí)的行星齒輪速度圖四、豐田普銳斯42圖1—32MG1在微加速模式時(shí)作電動(dòng)機(jī)時(shí)的行星齒輪速度圖四、豐田普銳斯43圖1—33MG1在低載荷巡航時(shí)的行星齒輪速度圖四、豐田普銳斯44圖1—34加速