新能源汽车混合动力系统分析
况下节油率达到20%~30%,技术成熟,应用广泛。例如本田的IMA混合动力系统就是采用并联式结构的中型混 合动力系统。
重型混合动力(也称全混合动力,强混合动力):采用了272~650V的高压电机,混合度可以达到
50%以上,在城市循环工况下节油率可以达到30%~50%。随着电机、电池技术的进步,重型混合动力系统逐 渐成为混合动力技术的主要发展方向。如丰田的THS混合动力系统就是混联式结构的重型混合动力系统。
插电式混合动力(Plug in Hybrid):可以利用电网,对动力电池充电,一般插电式混合动力轿车都有车
载充电机,可以使用家用电源为电池充电,比亚迪秦、唐都是具备插电功能的混合动力汽车。
雪佛兰Voltec串联式混合动力系统
——系统构成
Voltec混合动力系统是通用汽车的E-Flex插座充电式混合动力驱动系统的最新版 本,采用1台小型的发动机、2台电动机对车辆进行综合驱动的系统。沃蓝达上采用的 是容量为16kWh的360V锂电池组,电池组成T型布置,隐藏于后排座椅下及车身中部 ,纯电动最高行驶里程可达80km。整个Voltec混合动力系统包括汽油发动机、综合 动力分配系统、高容量锂电池以及电力控制单元。
雪佛兰Voltec串联式混合动力系统
——工作逻辑
Voltec混合动力系统一共有5种工作模式,分别为:EV低速模式、EV高速模式、 EREV混合低速模式、EREV混合高速模式以及能量回收模式。
雪佛兰Voltec串联式混合动力系统
——工作逻辑
处于EV低速模式时,C1吸合,C2、C3松开,发动机停转。齿圈被固定,电动机 推动太阳轮转动,行星架因太阳轮的转动而转动,把动力传输到减速齿轮并传递到车
雪佛兰Voltec串联式混合动力系统
——工作逻辑
要了解系统的工作逻辑,首先要了解动力分配系统的结构。从Voltec的动力分配 系统的控制方式与THS系统有一定的区别,Voltec系统通过3个离合器来控制动力的 分配。我们把这三个离合器分别命名为C1、C2、C3。C1用于连接行星齿轮齿圈与动 力分配机构壳体(固定);C2用于连接发电机与行星齿轮齿圈;C3用于连接发动机 与发电机。系统结构简图可参看下图。
雪佛兰Voltec串联式混合动力系统
——工作逻辑
处于EREV低速模式时,C1、C3吸合,C2松开,发动机运转。此时,发动机推 动发电机发电,并为电池充电;同时电池为电动机供电推动太阳轮转动,由于齿圈固
定,行星架跟随太阳轮转动,从而把动力传到车轮。
雪佛兰Voltec串联式混合动力系统
——工作逻辑
处于EREV高速模式时,C2、C3吸合,C1松开,发动机运转。此时,发动机与 发电机转子连接后推动齿圈转动同时发电,电动机推动太阳轮转动。齿圈和太阳轮同 时转动,带动行星架转动,从而把动力传到车轮。发动机推动齿圈转动,降低了与太 阳轮连接的另一电动机的转速,提高了其能源使用率。
发电机 电动机
电池组
逆变器 电动机 发动机
变速器
雪佛兰沃蓝达、宝马 i3、传祺GA5増程版
机械连接 电气连接
本田CR-Z、别克君越 eAssist
混联式混合动力
逆变器 电池组
发电机 发动机
电动机
丰田普锐斯、丰田凯美瑞 尊瑞、雷克萨斯CT200h、 比亚迪F3DM
混合动力系统的分类
——从混合程度分析混合动力车的分类
混合动力系统的分类
——从混合程度分析混合动力车的分类
弱混合动力(也称微混合动力):对传统发动机的起动机进行了改造,形成由带传动的发电起动一体式
电机(BSG)。电机功率较小,仅靠电机无法使车辆起步,起步过程仍需要发动机介入。在城市循环工况下节油 率一般为5%~10%。代表的车型是PSA的混合动力版C3和丰田的混合动力版Vitz。
轮。
雪佛兰Voltec串联式混合动力系统
——工作逻辑
处于EV高速模式时,C2吸合,C1、C3松开,发动机停转。发电机此时充当电动 机工作,推动齿圈转动。同时,功率较大的另一个电动机推动太阳轮转动。齿圈和太 阳轮同时转动,带动行星架转动,从而把动力传到车轮。发电机充当电动机推动齿圈 转动,降低了与太阳轮连接的另一电动机的转速,提高了其能源使用率。
混合动力系统分析
Байду номын сангаас
目录
●混合动力系统的分类
☞从系统构成分析 ☞从混合程度分析
●混合动力系统经典案例
☞雪佛兰Voltec串联式混合动力系统 ☞本田IMA并联式混合动力系统 ☞丰田THS-II混联式混合动力系统
混合动力系统的分类
——从系统构成分析混合动力车的分类
串联式混合动力 并联式混合动力
电池组
逆变器 发动机
雪佛兰Voltec串联式混合动力系统
——部件剖析
沃蓝达的动力系统由2台电动机(最大功率分别为111kW和55kW)和1台发动机 (最大功率为63kW)组成,发动机仅用于发电。其中功率较大的电动机主要用于驱 动车辆,而功率较小的电动机主要用于发电。
雪佛兰Voltec串联式混合动力系统
——部件剖析
2台电动机和1台发动机通过1个行星齿轮机构以及3个离合器组成了动力产生/回收 /分配系统。和丰田THS系统一样,Voltec系统同样使用行星齿轮组巧妙地实现了动力 的综合分配。所不同的是,在Voltec系统中,太阳轮连接到电动机,行星架连接到减 速机构直接输出动力到车轮,而齿圈则根据实际情况连接到动力分配系统的壳体(固 定)或者连接到发电机和发动机。
轻型混合动力:采用了集成起动电机(ISG)。除了能够实现用电机控制发动机的起停外,还能够在电动汽车制
动和下坡工况下,实现对部分能量进行回收;混合度一般在20% 以下,别克君越eAssist就是采用了轻型混合 动力系统,使用并联式结构,为车辆提供了能量回收、车辆启停等功能。
中型混合动力:采用ISG系统。与轻型混合动力系统不同,采用了高压电机,混合度可以达到30%。在城市工
混合动力系统的分类
——从混合程度分析混合动力车的分类
在混合动力系统中,根据电动机的输出功率在整个系统输出功率中所占比重,分 为五类:弱混合、轻型混合、中型混合、重型混合和插电式混合。
混合度H是指电系统功率Pelec占动力源总功率Ptotal的百分比,由下式计算: H= Pelec / Ptotal *100%