起步和低负荷模式 1 下总成组件工作情况和行星排转速杠杆模拟图
3.3 插电式混合动力电动汽车的典型案例
3.3.1 丰田插电式普锐斯混合动力轿车
起步和低负荷模式 2 （ SOC 低） 在 SOC 下降到设定值时，发动机起动，其输出动力被分成两部分：一部分
直接流向主减速器驱动车辆；另一部分驱动 MG1 发电。 MG1 发出的电能又 被分成两部分：一部分供给 MG2 驱动车辆；另一部分为电池充电。
右图系统中有两个电 源，即动力电池和发电机。 这两个电源通过逆变器串 联在回路中，动力的流向 为串联，所以称为串联式 混合动力系统。
串联式混合动力系统
3.2 插电式混合动力（增程式）电动汽车的结构
3.2.1 串联式结构
串联插电式混合动力系统在早期的城市公交车上应用，该系统可以实现以下工作模式：
电池供电模式
插电式混合动力系统 是在以上三种混合动 力系统的基础上发展 起来的一种动力系统， 可以使用家用电源在 夜间用电低谷时为电 池充电，有效平稳电 网波动，也可以利用 外接充电机充电，续 驶里程较大。
3.1 插电式混合动力（增程式）电动汽车的概述
3.1.1 插电式混合动力电动汽车的概念和特点
插电式混合动力汽车（ Plug−in Hybrid Electric Vehicle ， PHEV ）是指 可使用电力网（包括家用电源插座）对车载可充电动力电池进行充电的混合动力 汽车。 纯电动行驶里程更长，也可以以普通的混合动力汽车方式工作。
不同混合度类型及功能列表
类型
弱混合动力 轻度混合动力
中度混合动力
功能要求
发动机自动起停 发动机自动起停+回馈制动
发动机自动起停+回馈制动+电动辅助
重度混合动力
发动机自动起停+回馈制动+电动辅助+纯电驱动
插电式混合动力 （包含增程式）
发动机自动起停+回馈制动+电动辅助+纯电驱动 +电网充电
3.1 插电式混合动力（增程式）电动汽车的概述
在 40% 左右，在乘用车和城市公交车上都有普遍的应用。
混联插电式混合动力系统 无论汽车的运行工况多么复杂、 多变，都能使动力系统工作在 最优状态，实现较好的燃油经 济性和排放性，在 NEDC 循 环工况下，采用该方式汽车的 节油率可达 40% 。
混联式混合动力系统
3.3 插电式混合动力电动汽车的典型案例
优
②可控制发动机总是工作在最低油耗区
点
③在电量充足时，能够完全实现零排放
④动力总成的控制策略简单
①为满足汽车动力性需要匹配较大功率的电动机
缺
②在车辆需求功率较大的工况行驶时，动力电池需要高电流放电，电
点
能损耗大
③在电量低需要充电时，能量总体损失比较大，转化效率低
3.2 插电式混合动力（增程式）电动汽车的结构
3.3 插电式混合动力电动汽车的典型案例
以电动方式工作，带动太阳轮旋转，并通过行星架起动发动机。
发动机停车起动模式下总成组件工作情况和行星排转速杠杆模拟图
3.3 插电式混合动力电动汽车的典型案例
3.3.1 丰田插电式普锐斯混合动力轿车
停车充电模式 车辆在停车状态下，如果电池 SOC 处于正常值范围内，则发动机、 MG1
和 MG2 都停止工作。如果 SOC 下降到设定值，则控制系统起动发动机，通 过动力分配行星排把发动机动力传递给 MG1 发电，为电池充电。
发动机关闭，车辆 驱动能量完全来自 动力电池
1、
发动机 / 发电机供 电并给电池充电模
式
发动机的机械能转 化成电能 分 配 给 电 机和动力电池
4、
发动机 / 发电机供 电模式
当动力电池荷电状 态小于目标 SOC 值后，动力电池不 再向电动机供电。
2、
回馈制动模式
把来自车轮的动能 转化为电能，给动 力电池充电。
点
②并联式结构存在两个动力源，因此可以匹配额定功率较小的电机、
发动机，制造成本较低
①发动机和驱动轮间还是机械连接，因此发动机的工作点不可能总处
缺
于最佳区域，发动机效率得不到充分发挥
点
②需要搭载变速器，且适合搭载自动变速器
3.2 插电式混合动力（增程式）电动汽车的结构
3.2.3 混联式结构 混联式混合系统节油率普遍高于串联式和并联式的系统，一般
5、
再生制动模式：在汽车制动过程中，将一部分制动能量转化为电能并存储在动力电池
中，此时电机充当发电机使用。
3.2 插电式混合动力（增程式）电动汽车的结构
3.2.2 并联式结构
并联式结构的 PHEV 的优缺点是：
①发动机和电机都可以直接向传动系统提供转矩，不存在多次能量形
优
式的转换，因而能量损失较小
插
将纯电动驱动系统和混合动力驱动系统相结合，减少有
电 1 害气体、温室气体的排放，大大降低整车的燃油消耗，提高
式 混
燃油经济性。
合
动
无须配备大容量的动力电池，可以大幅降低制造成本有
力 电
2 效延长了电池寿命；降低了成本。
动
汽
可利用外部公用电网对车载动力电池进行均衡充电，减
车 特
3 少对石油的依赖，同时又能改善电厂发电机组效率、削峰填
普锐斯混合动力系统采用的混 联结构，在此动力系统中，可以同 时使用双擎动力驱动汽车行驶，同 时产生剩余电力还可以再回收。
普锐斯插电式构型
3.3 插电式混合动力电动汽车的典型案例
3.3.1 丰田插电式普锐斯混合动力轿车
普锐斯动力总成和传递机构 主要由电机 MGI 、电机 MG2 、 动力分配行星排、减速行星排、 过渡齿轮、主减速器和差速器 （未画出）等组成。
中度混合（中混）动 力系统该混合动力系 统同样采用了 ISG 系统。与轻度混合动 力系统的不同之处在 采用的是高压电机， 节油率可以达到 20% ～ 30% 。
插电式混合动 力（增程式）
电动汽车
重度混合动力系统采用 了 272 ～ 650V 的高 压电机，动力系统以发 动机为基础动力，动力 电池为辅助动力。节油 率可以达到 30% 50% 。
5、
混合供电模式
车辆驱动能量同时 来自发动机和动力 电池用于车辆加速 和爬坡行驶工况。
3、
电池充电模式
发电机把来自发动 机的机械能转化为 电能给动力电池充 电
6、
3.2 插电式混合动力（增程式）电动汽车的结构
3.2.1 串联式结构
串联式结构的 PHEV 的优缺点是：
①可控制发动机可以工作在其速度 − 转矩图的任何点上
巡航模式下总成组件的工作情况和行星排转速杠杆模拟图
3.3 插电式混合动力电动汽车的典型案例
3.3.1 丰田插电式普锐斯混合动力轿车
加速模式 车辆从定速行驶开始实施加速，在提高发动机功率和 MG1 发电量的同时，
电池也向 MG2提供电能，增大驱动转矩，提升整车驱动能力。
加速模式下总成组件的工作情况和行星排转速杠杆模拟图
点
谷，缓解供电压力。
3.1 插电式混合动力（增程式）电动汽车的概述
3.1.2 增程式电动汽车的概念和特点
增程式电动汽车的概念:是以电能为主要驱动能源、发动机为辅助动力源的一 种兼有外接电源充电和车载自供电功能的电动汽车。
增程式电动汽车的特点：
1、
可以缩小动 力电池的容 量，降低成 本，且增大 了续驶里程
在减速行星排中，行星架固 定，太阳轮与 MG2 相连，齿 圈与动力分配行星排的齿圈相 连。 MG2 的动力经过减速行 星排减速增矩后，也通过过渡 齿轮向主减速器输出。
普锐斯插电式混合动力总成机构组件
3.3 插电式混合动力电动汽车的典型案例
3.3.1 丰田插电式普锐斯混合动力轿车
发动机停车起动模式 停车状态下，驱动轮停止转动，动力分配行星排的齿圈也停止转动。 MG1
2、
由发动机单独驱动。此时，电机处于关闭状态
混合驱动模式：当车辆需求功率较大，发动机或电机单独驱动无法满足车辆需求功率
3、
时，车辆由发动机和电机共同牵引驱动
行车充电模式：当发动机提供的功率大于驱动车辆所需的功率时，一部分功率直接驱
4、
动车辆，另一部分供给电机使其工作在发电机状态，将多余的功率充入电池
2、
可外接充电， 进能源利用 率高，结构 简单采取电 池扩容的方 式，增加续 驶里程
3、
电能充足的 条件下行驶 时，发动机 不参与工作， 采用电机直 驱，结构简 单
3.2 插电式混合动力（增程式）电动汽车的结构
3.2.1 串联式结构
根据混合动力系统的混合方式， PHEV 的混合动力系统主要分 为串联式、并联式和混联式 三种类型。
② 轻度混合动力系统， H <20% ③ 中度混合动力系统， H <30%
H pelec 100% ptotal
④ 重度混合动力系统，也称全混合动力系统、强混合动力系统， H 一般在 50%
⑤ 插电式混合动力系统包括增程式电动汽车动力系统， H ＞ 50%
3.1 插电式混合动力（增程式）电动汽车的概述
新能源汽车概论
插电式混合动力（增程式）电动汽 车
3.1 插电式混合动力（增程式）电动汽车的概述 3.2 插电式混合动力（增程式）电动汽车的结构 3.3 插电式混合动力电动汽车的典型案例 3.4 增程式电动汽车系统及典型案例
3.1 插电式混合动力（增程式）电动汽车的概述
插电式混合动力（增程式）电动汽车续驶里程则不受限制，对 电池的性能要求不高。
并联式混合动力系统
3.2 插电式混合动力（增程式）电动汽车的结构
3.2.2 并联式结构
并联式插电式混合动力系统主要有以下五种运行模式：
单电机驱动模式：当动力电池 SOC 较大且汽车需求功率较小时，车辆由动力电池单独