并联式混合动力汽车结构与能量管理模式.pptxVIP

并联式混合动力汽车结构与能量管理模式

驱动系统结构

驱动系统结构并联式结构有内燃机和电动机两套驱动系统。并联式混合动力汽车可以在比较复杂的工况下使用不同驱动模式，应用范围比较广。并联式结构由于电动机的数量和布置、变速器的类型、部件的数量(如离合器、变速器的数量)和位置关系(如电动机与离合器的位置关系)的不同，具有多种类型。根据输出轴的结构不同可划分为两种形式，即单轴式和双轴式。

驱动系统结构如图所示，发动机通过主传动轴与变速器相连，电动机的转矩通过齿轮与内燃机的转矩在变速器前进行复合，这种形式称为转矩复合。在单轴式结构中，内燃机、电动机和变速器输入轴之间的转速成一定比例关系。单轴式并联混合动力系统

驱动系统结构如图所示，可以有两套机械变速器：内燃机和电动机各自与一套变速器相连，然后通过齿轮系进行复合。在这种复杂结构中，可以分别调节变速比调节内燃机、电动机之间的转速关系，使发动机的工况调节更灵活。双轴式并联混合动力系统

当采用行星齿轮机构作为动力耦合机构时，由于行星齿轮机构有两个自由度，可以实现根据两个输入部件的转速复合确定输出轴的转速，而各个部件间的转矩保持一定的比例关系，这种功率复合形式称为转速复合。驱动系统结构

优点与缺点

优缺点优点两条驱动路径并联增加驱动功率动力传递过程中，除摩擦损耗外，没有机械能→电能→机械能的转换过程，总的能量转换综合效率要比串联式混合动力汽车高。动力元件比串联式混合动力驱动系统更小由于在车辆需要较大输出功率时，电动机／发电机可给发动机提供额外的辅助动力，可以选择功率较小的发动机，燃料经济性比串联式混合动力汽车要高储能元件容量要求减小电动机／发动机的质量和体积较小，与它们配套的动力电池组的容量也较小，使整车整备质量大大降低。电动机／发动机根据工况灵活工作发动机带动电动机／发电机发电，所发出的电能向动力电池组充电，用于补充动力电池组的电能，可增加续驶里程。

优缺点缺点发动机工作状态受路面行驶工况影响发动机驱动模式是并联式混合动力汽车的基本驱动模式，发动机的工况会受到并联式混合动力汽车行驶工况的影响，无法一直动行在高效区域，因此发动机排放性能劣于串联式混合动力汽车。相比串联式混合动力汽车结构和布置更复杂联式混合动力汽车发动机驱动路径需要配备与内燃机汽车相同的传动系统，包括离合器、变速器、传动轴和驱动器等传动总成，另外还有电动机／发电机、动力电池组，以及动力耦合器等装置，因此并联式?昆合动力汽车的多能源动力系统结构复杂，布置和控制困难。

工作模式

工作模式纯电驱动传统车辆起步时发动机效率低，排放差。并联结构由于增加了一套电驱动系统，在电池电量充足的情况下使用纯电动机起动。

工作模式纯发动机驱动当车辆匀速行驶，发动机可工作在高效区域时，使用纯发动机驱动，可以获得较高的效率。

工作模式混合驱动加速或爬坡工况下车辆需要更大的驱动力，这时两条动力输出同时出力，满足动力要求。此时电动机的能量来自电池组。

工作模式行车充电当发动机输出功率大于路面负荷时，电池组荷电状态未达到最高限值时发动机的多余能量用来带动发电机给电池组充电。

工作模式制动能量回收车辆减速制动时电动机作为发电机使用，提供电制动力矩，同时回收电能给电池组充电。

工作模式停车充电若停车前电池组的电量不足，为了保证下一次起动时可以使用纯电动机起动，增加纯电续驶里程，可以在停车时利用发动机给电池组充电。

能量管理控制模式

混合动力汽车的控制策略起初的思想是基于速度的控制，由于没能充分发挥混合动力的优势，现已基本不用。目前提出的控制策略基本上是基于转矩或功率的控制，最主要是为了解决传统车辆的高油耗和排放问题。能量管理控制模式能量管理控制策略可以分为基于规则的控制、瞬态优化控制、智能控制及全局优化控制。无论是哪种混合动力汽车控制策略，在制定和实施过程中主要满足以下几个目标：燃油经济性最大；排放最小；系统成本最低；优秀的驾驶性能。

能量管理控制模式基于规则的逻辑门限控制策略是基于工程师的经验及发动机静态性能图来制定的，其基本思想是根据发动机的静态效率曲线图。通过选定的几个参考变量，如车辆需求功率、加速信号、电池荷电状态值等，根据预先设定的规则，判断并选择混合动力系统的工作模式及输出转矩或功率，使车辆运行于高效区域，提高汽车的燃油经济性。基于规则的逻辑门限控制

能量管理控制模式瞬时优化控制属于实时控制的范畴。它主要有等效燃油消耗最少控制和功率损失最小控制两种。瞬时优化控制等效燃油消耗最少控制(ECMS)是指在某个瞬时工况，将电动机消耗的电量折算成发动机提供相等能量所耗油量，再结合制动回收能量等，组成总的整车燃