混合动力电动汽车驱动系统分析
1.混合动力电动汽车驱动系统的能量管理。
(1)起步
(2)加速
发动机启动后以最大效率工作驱动车辆,电动机提供部分功率辅助车辆加速。
(3)匀速
发动机按油耗最小的最优工作曲线工作,当发动机输出功率大于车辆行驶所需功率时,多余功率驱动以发电状态工作的电动机发电而向动力电池充电。
(4)减速(制动)
发动机关闭不工作,以发电状态工作的电动机进行再生制动向动力电池充电。
2.串联混合动力电动汽车的工作模式
(1)启动/正常行驶/加速模式(混合驱动模式)
发动机带动发电机和动力电池一起输出电能并传递给逆变器,然后驱动电动机,通过机械传动装置驱动车轮。
(2)轻载模式(行车充电模式)
发动机发出的功率大于车辆所需功率,多余的能量经发电机转为电能后通过逆变器给动力电池充电,直到SOC达到预定的限值。
(3)减速/制动模式(制动能量回收模式)
电动机把驱动轮的动能转化为电能,并通过逆变器给动力电池充电。
(4)动力电池充电模式(停车充电模式)
油电混合动力汽车
停车时,发动机的动能经发电机转为电能后通过逆变器向动力电池充电。
3.并联混合动力电动汽车的工作模式
(1)启动/加速模式
车辆启动或节气门全开加速时,发动机和电动机同时工作,共同分担驱动车辆所需的动力,如发动机和电动机分别承担总功率的80%和20%。
(2)正常行驶模式
车辆正常行驶时,电动机关闭,仅由发动机工作提供车辆行驶所需动力。
(3)减速/制动模式
车辆减速行驶或制动时,电动机工作于发电机模式进行再生制动,通过逆变器给动力电池充电。
(4)行驶中给动力电池充电模式
当车辆轻载时,发动机输出功率驱动车辆行驶,同时发动机输出的多余功率驱动以发电状态工作的电动机发电而向动力电池充电。
4.混联混合动力电动汽车的工作模式
混联混合动力电动汽车的工作模式有两种方式:一是发动机主动型混联混合动力电动汽车,车辆运行时主要是发动机驱动车辆,如尼桑Tin;二是电力主动型混联混合动力电动汽车,车辆运行时主要是电动机驱动车辆,如丰田Prius。
(1)发动机主动型混联混合动力电动汽车的工作模式
1)启动模式
发动机关闭,由动力电池给电动机提供电能驱动车辆。
2)加速模式
节气门全开车辆加速时,发动机和电动机同时工作,共同分担车辆行驶所需的动力。
3)正常行驶模式电动机关闭,发动机工作,提供车辆所需动力。
4)减速/制动模式
电动机工作于发电机模式进行再生制动,通过逆变器给动力电池充电。
5)行驶中给动力电池充电模式
发动机一部分动力用于驱动车辆,一部分动力由发电机经逆变器给动力电池充电。
(2)电力主动型混联混合动力电动汽车的工作模式
1)启动/轻载模式
发动机关闭,由动力电池给电动机提供电能驱动车辆。
2)加速模式
发动机和电动机一起工作,共同提供车辆所需功率。电动机所需电能由动力电池和发电机共同提供。通常用行星齿轮机构分流发动机的输出功率,一部分用于驱动车辆,另一部分用来驱动发电机。
3)正常行驶模式
发动机和电动机一起工作,共同提供车辆所需功率。电动机所需电能仅由发动机驱动发电机提供。
4)减速/制动模式
电动机工作于发动机模式进行再生制动,通过逆变器给动力电池充电。
5)行驶中给动力电池充电模式
发动机一部分动力用于驱动车辆,另一部分动力由发电机经逆变器给动力电池充电。
6)动力电池充电模式
当停车时,发动机可通过发电机给动力电池充电。
混合动力汽车的动力传递系统与其自身的气动力联结方式相匹配,除了其特有的动力组成部件,其余各零部件与传统汽车基本一致(大家在学习的时候,要稍作区分)。虽然人们
普遍认为未来是电动汽车的天下,但是目前的电池技术问题阻碍了电动汽车的应用。由于电池的能量密度与汽油相比差上百倍,远未达到人们所要求的数值,专家估计在10年以内甚至更长的时间,电动汽车还无法取代燃油发动机汽车(除非燃料电池技术有重大突破)。这给混合动力汽车的发展提供了时间与条件,混合动力汽车正是这一时期的过渡产品,相信在未来很长的一段时间内,混合动力汽车仍旧会在新能源汽车领域占有重要一席。
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