混合动力汽车概述讲解课件

混合动力汽车检修混合动力汽车检修-课程介绍及概述课程介绍及概述课程介绍及概述课程介绍及概述主讲：韦主讲：韦 峰峰课程介绍课程性质：考试课课时：72教学内容 了解混合动力汽车技术发展的基本情况了解混合动力汽车技术发展的基本情况 了解混合动力汽车的结构和工作原理了解混合动力汽车的结构和工作原理 学习丰田普锐斯的结构和工作原理学习丰田普锐斯的结构和工作原理 学习丰田普锐斯混合动力系统的基本检修方法学习丰田普锐斯混合动力系统的基本检修方法教学方法 课程将采用理论学习和实验实训相结合的方式进行。课程将采用理论学习和实验实训相结合的方式进行。由于实验实训条件方面的一些限制，本学期的实验实训主要以认识由于实验实训条件方面的一些限制，本学期的实验实训主要以认识实验为主。实验为主。概概 述述众多内燃机汽车排放造众多内燃机汽车排放造成空气质量的日益恶化成空气质量的日益恶化和石油资源的渐趋匮乏，和石油资源的渐趋匮乏，使得开发低排放、低油使得开发低排放、低油耗的新型汽车成为当今耗的新型汽车成为当今汽车工业界的紧迫任务。汽车工业界的紧迫任务。概概 述述20102010年全国汽车保有量达到年全国汽车保有量达到70007000万辆；万辆；20102010年全国汽车销量达到年全国汽车销量达到18001800万辆，位居世界第一；万辆，位居世界第一；20092009年中国石油消费总量达到年中国石油消费总量达到4 4亿吨；亿吨；城市环境压力；城市环境压力；概概 述述国家将大力推广和使用新能源汽车。我国新能源汽车发展的总体目标是，到2020年，新能源汽车累计产销量达到500万辆，中/重度混合动力乘用车占乘用车年产销量的50%以上，我国节能与新能源汽车产业规模位居世界前列。汽车燃油经济性整体水平与国际先进水平接轨，乘用车新车平均油耗达到4.5升/百公里。概概 述述目前昆明市作为目前昆明市作为1313个试点城市之一，已经开始在公交系统中个试点城市之一，已经开始在公交系统中推广使用新能源汽车。截至目前，昆明公交公司旗下推广使用新能源汽车。截至目前，昆明公交公司旗下2020多条多条线路中，共有油电混合、油气混合、纯电动及使用生物柴油线路中，共有油电混合、油气混合、纯电动及使用生物柴油等各式新能源公交车等各式新能源公交车306306台。台。今年内，昆明公交公司还要引进今年内，昆明公交公司还要引进280280台新能源公交车。台新能源公交车。全世界范围内新能源汽车都得到了快速的发展。丰田的混合全世界范围内新能源汽车都得到了快速的发展。丰田的混合动力轿车普锐斯已经上市了第三代车型，全球的销量超过了动力轿车普锐斯已经上市了第三代车型，全球的销量超过了200200万辆，万辆，20102010年甚至成为美国和日本市场汽车销量冠军。年甚至成为美国和日本市场汽车销量冠军。在国际金融危机结束之后，美国通用汽车公司也推出了自己在国际金融危机结束之后，美国通用汽车公司也推出了自己的混合动力汽车沃蓝达。的混合动力汽车沃蓝达。日产、福特、大众、奔驰、宝马、保时捷等各家全球知名汽日产、福特、大众、奔驰、宝马、保时捷等各家全球知名汽车公司都纷纷推出自己的新能源汽车以符合时代发展的要求。车公司都纷纷推出自己的新能源汽车以符合时代发展的要求。概概 述述解决汽车排放和石油资解决汽车排放和石油资源问题的技术方向源问题的技术方向 新能源汽车新能源汽车代用燃料汽车代用燃料汽车 氢燃料发动机汽车氢燃料发动机汽车 燃气汽车燃气汽车 醇醚汽车等等醇醚汽车等等 电动汽车电动汽车 纯电动汽车（纯电动汽车（EVEV）燃料电池汽车（燃料电池汽车（FCEVFCEV）混合动力汽车（混合动力汽车（HEVHEV）概概 述述解决汽车排放和石油资解决汽车排放和石油资源问题的技术方向源问题的技术方向 电动汽车电动汽车纯电动汽车（纯电动汽车（EVEV）电池能量密度？电池能量密度？电池寿命？电池寿命？成本？成本？燃料电池汽车燃料电池汽车 低排放、低噪声、甲醇低排放、低噪声、甲醇燃料来源广泛。燃料来源广泛。基础设施？基础设施？产业化？产业化？混合动力汽车（混合动力汽车（HEVHEV）概概 述述什么是混合动力汽车什么是混合动力汽车HEVHEV（Hybrid Electric VehicleHybrid Electric Vehicle）是同时配备是同时配备电力驱动系统（电力驱动系统（Traction MotorTraction Motor）和和辅助动力辅助动力单元（单元（Auxiliary Power UnitAuxiliary Power Unit）的汽车。的汽车。APUAPU可以是一台内燃机，也可以是内燃机驱动的一套发电可以是一台内燃机，也可以是内燃机驱动的一套发电机组。机组。概概 述述混合动力汽车混合动力汽车HEVHEV（Hybrid Electric VehicleHybrid Electric Vehicle）的优势的优势 相对纯电动汽车相对纯电动汽车有有APUAPU作为辅助动力，电池的数量和重量可以减少。作为辅助动力，电池的数量和重量可以减少。有有APUAPU作为辅助动力，继航里程和动力性能可以达到传统内燃机汽车的作为辅助动力，继航里程和动力性能可以达到传统内燃机汽车的水平。水平。利用利用APUAPU可以带动空调、真空助力、转向助力等而不需要消耗电池的有可以带动空调、真空助力、转向助力等而不需要消耗电池的有限电能。限电能。概概 述述混合动力汽车混合动力汽车HEVHEV（Hybrid Electric VehicleHybrid Electric Vehicle）的优势的优势 相对内燃机汽车相对内燃机汽车APUAPU排量通常很小，并且主要工作在最佳工况点，所以排放好且节能。排量通常很小，并且主要工作在最佳工况点，所以排放好且节能。在居民、商业、风景区可以关闭在居民、商业、风景区可以关闭APUAPU，实现零排放。，实现零排放。电力驱动系统还可以充当发电机，在制动、下坡时回收能量，进一步实电力驱动系统还可以充当发电机，在制动、下坡时回收能量，进一步实现节能减排。现节能减排。概概 述述混合动力汽车混合动力汽车HEVHEV（Hybrid Electric VehicleHybrid Electric Vehicle）的优势的优势 商业优势商业优势混合动力汽车基本上不改变汽车产业结构、不改变现有能源体系、不改混合动力汽车基本上不改变汽车产业结构、不改变现有能源体系、不改变用车习惯，具有迅速产业化、生产成本低得优势。变用车习惯，具有迅速产业化、生产成本低得优势。概概 述述国外混合动力汽车美国美国面对日益加剧的能源危机和全球竞争，面对日益加剧的能源危机和全球竞争，2020世纪世纪9090年代年代初上任的克林顿政府，重点实施了两项重大基础研究初上任的克林顿政府，重点实施了两项重大基础研究项目项目“国家信息基础结构的行动计划国家信息基础结构的行动计划”（简称（简称NIINII）和）和“新一代汽车合作计划新一代汽车合作计划”（简称（简称PNGVPNGV）概概 述述国外混合动力汽车国外混合动力汽车 美国美国19901990年通用年通用“冲击冲击”（EV1EV1）时速达时速达128km/h128km/h 096km/h096km/h加速加速9S9S 续航里程续航里程144km144km 车载充电车载充电15h15h 固定充电固定充电3h3h概概 述述国外混合动力汽车国外混合动力汽车 美国美国福特福特“P2000P2000”该项目由福特、戴姆勒该项目由福特、戴姆勒.克莱斯勒、美国国家能克莱斯勒、美国国家能源部、加拿大源部、加拿大BallardBallard能能源公司等共同投资。源公司等共同投资。并联式混合动力结构并联式混合动力结构 P2000P2000采用燃料电池，采用燃料电池，铝制车身，可调高度的铝制车身，可调高度的电控悬挂系统，目前已电控悬挂系统，目前已经进入了实用阶段。经进入了实用阶段。概概 述述国外混合动力汽车国外混合动力汽车 美国美国20032003年福特年福特ESCAPEESCAPE翼虎翼虎 截止截止20052005年已经销售年已经销售4040多多万辆。万辆。EscapeEscape混合动力汽车的核混合动力汽车的核心是一个紧凑型混合变速心是一个紧凑型混合变速驱动桥，配接福特高效驱动桥，配接福特高效2.32.3升四缸发动机、升四缸发动机、6565千瓦电千瓦电动机、动机、2828千瓦发电机和驱千瓦发电机和驱动轮。动轮。位于后货厢地板下的位于后货厢地板下的300300伏伏镍氢电池组提供电源。由镍氢电池组提供电源。由于电池可以在制动和巡航于电池可以在制动和巡航时充电，时充电，EscapeEscape混合动力混合动力车不需要像蓄电池电动车车不需要像蓄电池电动车那样那样“插到电源插到电源”上充电。上充电。05款福特Escape混合动力车 概概 述述国外混合动力汽车国外混合动力汽车 日本日本丰田是全球第一辆量产混丰田是全球第一辆量产混合动力汽车的制造者合动力汽车的制造者19971997年第一代年第一代PriusPrius 视环保为首要课题，又视环保为首要课题，又兼具大众可以接受的低兼具大众可以接受的低价位。价位。通过削减通过削减COCO2 2排放来改排放来改善污染问题。善污染问题。概概 述述国外混合动力汽车国外混合动力汽车 日本日本丰田是全球第一辆量产混丰田是全球第一辆量产混合动力汽车的制造者合动力汽车的制造者20032003年第二代年第二代PriusPrius 针对一代的电池、电动针对一代的电池、电动机和变压器问题改进。机和变压器问题改进。概概 述述国外混合动力汽车国外混合动力汽车 日本日本丰田是全球第一辆量产混合丰田是全球第一辆量产混合动力汽车的制造者动力汽车的制造者20092009年第三代年第三代PriusPrius 动力系统得到了提升，每升汽动力系统得到了提升，每升汽油能够行驶油能够行驶3838公里，燃油效率公里，燃油效率比旧款提高比旧款提高1010。丰田第三代普锐斯提供四种不丰田第三代普锐斯提供四种不同的驾驶模式：同的驾驶模式：NormalNormal为正常模式为正常模式EV-DriveEV-Drive模式允许驾驶者在低模式允许驾驶者在低速状态下单纯依靠电力行驶约速状态下单纯依靠电力行驶约1.61.6公里。公里。而而PowerPower（动力）模式提高油（动力）模式提高油门灵敏度，使得驾驶感向跑车门灵敏度，使得驾驶感向跑车趋近。趋近。EcoEco模式则可以帮助驾驶员获模式则可以帮助驾驶员获得最佳的燃油经济性。得最佳的燃油经济性。年销售年销售6060万辆。万辆。概概 述述国外混合动力汽车国外混合动力汽车 日本日本丰田丰田SUV-RX400HSUV-RX400H RX400hRX400h混合动力系统的综混合动力系统的综合输出功率为合输出功率为272272匹马力匹马力(200(200千瓦千瓦)。RX 400hRX 400h将加速能力与经济将加速能力与经济的燃油消耗巧妙结合在了的燃油消耗巧妙结合在了一起。一起。从从0 0加速到加速到100100公里公里/小时仅小时仅需需7.67.6秒，这比许多秒，这比许多6 6缸豪缸豪华华SUVSUV车型还要出色。车型还要出色。RX400hRX400h的综合油耗为的综合油耗为8.38.3升升/100/100公里，大大超越了同公里，大大超越了同级别豪华级别豪华SUVSUV的油耗，甚至的油耗，甚至优于很多中型轿车。优于很多中型轿车。概概 述述国外混合动力汽车国外混合动力汽车 日本日本本田混合动力本田混合动力IMAIMA汽车汽车InsightInsight InsightInsight在城市道路的油在城市道路的油耗为耗为4040英里英里/加仑加仑(百公百公里油耗约合里油耗约合5.885.88升升)，高，高速路油耗为速路油耗为4343英里英里/加仑加仑(百公里油耗约合百公里油耗约合5.475.47升升)。概概 述述国外混合动力汽车国外混合动力汽车 欧洲欧洲标致汽车混合动力标致汽车混合动力30083008 30083008混合动力版由一台最混合动力版由一台最大功率大功率163163马力的马力的2.0L2.0L柴油柴油发动机发动机驱动前轮，而后轮驱动前轮，而后轮则由一台则由一台3737马力的电动机马力的电动机驱动。这样下来的总功率驱动。这样下来的总功率达到了达到了200200马力。马力。柴油发动机和电动发动机柴油发动机和电动发动机共有的大扭矩输出特性使共有的大扭矩输出特性使得这款车的得这款车的最大扭矩达到最大扭矩达到了了500N500N mm。可以允许驾驶者进行模式可以允许驾驶者进行模式选择，包括柴油模式、电选择，包括柴油模式、电动模式、混动模式。动模式、混动模式。概概 述述国外混合动力汽车国外混合动力汽车 欧洲欧洲Volvo V60Volvo V60柴电混合动力柴电混合动力 引擎本体是引擎本体是2.42.4升的五缸升的五缸涡轮增压柴油引擎，涡轮增压柴油引擎，215215马力、扭力马力、扭力450Nm450Nm，采用驱动前轮的方式。，采用驱动前轮的方式。而它的电动马达而它的电动马达7070马力、马力、采用驱动后轮配置，电采用驱动后轮配置，电力来源是一个力来源是一个12kWh12kWh的的锂离子电池模组。锂离子电池模组。概概 述述混合动力汽车结构混合动力汽车结构 动力系统动力系统 动力控制系统动力控制系统概概 述述混合动力汽车的动力系统混合动力汽车的动力系统 发动机：内燃机发动机：内燃机 电动机：直流电动机电动机：直流电动机&交流感应电动机交流感应电动机&永磁电动机永磁电动机 电池组：蓄电池电池组：蓄电池&燃料电池燃料电池&超级电容超级电容概概 述述混合动力汽车的类型混合动力汽车的类型 按动力传动系统布置分类按动力传动系统布置分类串联式混合动力驱动系统串联式混合动力驱动系统 发动机只作为发电机的动发动机只作为发电机的动力源，汽车只靠电动机驱力源，汽车只靠电动机驱动行驶，驱动系统只是电动行驶，驱动系统只是电动机。动机。发动机不受汽车行驶工况发动机不受汽车行驶工况的影响，始终在最佳工作的影响，始终在最佳工作区稳定运行。区稳定运行。发动机动力全部转化为电发动机动力全部转化为电能才能为车辆所用，燃油能才能为车辆所用，燃油能量的利用率比较低。能量的利用率比较低。适合于市内低速运行。适合于市内低速运行。概概 述述混合动力汽车的类型混合动力汽车的类型 按动力传动系统布置分类按动力传动系统布置分类并联式混合动力驱动系统并联式混合动力驱动系统 以发动机为主动力，电动机作以发动机为主动力，电动机作为辅助动力，共同驱动车辆，为辅助动力，共同驱动车辆，或各自单独驱动车辆。或各自单独驱动车辆。发动机通过机械传动机构可以发动机通过机械传动机构可以直接驱动车辆，燃油能量利用直接驱动车辆，燃油能量利用效率较高。效率较高。发动机受车辆行驶工况影响。发动机受车辆行驶工况影响。结构上需要变速装置和动力复结构上需要变速装置和动力复合装置，结构较为复杂。合装置，结构较为复杂。适合高速公路等稳定行驶路况。适合高速公路等稳定行驶路况。概概 述述混合动力汽车的类型混合动力汽车的类型 按动力传动系统布置分按动力传动系统布置分类类混联式混合动力驱动系统混联式混合动力驱动系统 在低速时只靠电动机驱动在低速时只靠电动机驱动行驶，速度提高时发动机行驶，速度提高时发动机和电动机相配合驱动。和电动机相配合驱动。低速时是串联方式工作，低速时是串联方式工作，稳定高速时是并联方式工稳定高速时是并联方式工作。作。动力复合装置复杂，一般动力复合装置复杂，一般以行星齿轮机构作为基本以行星齿轮机构作为基本框架。框架。概概 述述混合动力汽车的类型 串联和并联式技术难度较低。串联和并联式技术难度较低。串联式混合动力汽车完全依靠电动机提供动力，发动机、串联式混合动力汽车完全依靠电动机提供动力，发动机、电动机的功率都很大；而且对电池的要求高，因此发动电动机的功率都很大；而且对电池的要求高，因此发动机、电动机、电池的体积重量大，性能和价格都低。机、电动机、电池的体积重量大，性能和价格都低。并联式混合动力汽车主要依赖发动机提供动力，电池仅并联式混合动力汽车主要依赖发动机提供动力，电池仅是串联式的是串联式的1/31/3，而且能量传递损失较小，但是排放污染，而且能量传递损失较小，但是排放污染较大，发动机的燃烧效率不高。较大，发动机的燃烧效率不高。混联式是相对完善的一种混合动力系统，能较好地将燃混联式是相对完善的一种混合动力系统，能较好地将燃油汽车与电动汽车的优点有机统一，电池的体积、重量、油汽车与电动汽车的优点有机统一，电池的体积、重量、成本都比较低，发动机总在最高效率工作，具有良好的成本都比较低，发动机总在最高效率工作，具有良好的燃油经济性。燃油经济性。概概 述述混合动力汽车的类型混合动力汽车的类型 按使用用途分类按使用用途分类续驶里程延长型混合动力汽续驶里程延长型混合动力汽车车 在纯电动汽车基础上增加在纯电动汽车基础上增加常规的辅助动力单元，以常规的辅助动力单元，以提供额外的牵引功率或在提供额外的牵引功率或在需要时给电池充电。需要时给电池充电。一般由大电池小发动机构一般由大电池小发动机构成。成。概概 述述混合动力汽车的类型混合动力汽车的类型 按使用用途分类按使用用途分类功率辅助型混合动力汽车功率辅助型混合动力汽车 在常规内燃机驱动汽车基在常规内燃机驱动汽车基础上增加了辅助电驱动和础上增加了辅助电驱动和能量存储系统以优化能量能量存储系统以优化能量的管理。的管理。一般由小电池大发动机的一般由小电池大发动机的发电机组构成。发电机组构成。适合于串联式及并联式。适合于串联式及并联式。概概 述述混合动力汽车的动力控制系统混合动力汽车的动力控制系统 功能功能使混合动力汽车的动力性能达到或接近现代内燃机汽车的水平，逐步实现混合动使混合动力汽车的动力性能达到或接近现代内燃机汽车的水平，逐步实现混合动力汽车的实用化。力汽车的实用化。最大限度地发挥了电动机驱动的辅助作用，使混合动力汽车的燃油消耗量尽量降最大限度地发挥了电动机驱动的辅助作用，使混合动力汽车的燃油消耗量尽量降低，实现发动机的节能化。目前的混合动力汽车已经达到低，实现发动机的节能化。目前的混合动力汽车已经达到3L/100km3L/100km左右的水平。左右的水平。在环保方面，达到超低污染的环保标准。在环保方面，达到超低污染的环保标准。实现多能源动力控制，使得发动机与电动机的动力系统能进行最为有效的组合，实现多能源动力控制，使得发动机与电动机的动力系统能进行最为有效的组合，实现最佳匹配，发动机、电动机都具有高效率，并回收再生制动能量，延长混合实现最佳匹配，发动机、电动机都具有高效率，并回收再生制动能量，延长混合动力汽车的行驶里程，改进混合动力汽车的节能性。动力汽车的行驶里程，改进混合动力汽车的节能性。在操作装置和操作方法保持传统内燃机汽车的操作方法。在操作装置和操作方法保持传统内燃机汽车的操作方法。HCU：混合动力整车控制器ECU：发动机控制单元BCM：电池管理模块IPU：电机控制单元DC-DC：直流变换器（变压器）ISG：发电/电动一体化电机DCU：显示器控制单元概概 述述混合动力汽车的动力控制系统混合动力汽车的动力控制系统 基本组成基本组成操作装置操作装置中央控制器中央控制器各种控制模块各种控制模块HCU：混合动力整车控制器ECU：发动机控制单元BCM：电池管理模块IPU：电机控制单元DC-DC：直流变换器ISG：发电/电动一体化电机DCU：显示器控制单元