學(xué)習(xí)情境三：混合動力汽車認(rèn)知學(xué)習(xí)單元3.1混合動力汽車組成結(jié)構(gòu)認(rèn)知課程內(nèi)容12345任務(wù)導(dǎo)入學(xué)習(xí)目標(biāo)理論知識拓展閱讀實踐技能6單元小結(jié)任務(wù)導(dǎo)入小王是某汽車4S店的服務(wù)顧問，客戶張先生對一款混合動力汽車特別感興趣，想讓小王介紹下混合動力汽車組成結(jié)構(gòu)。假如你是小王，你能向張先生介紹混合動力汽車的組成結(jié)構(gòu)嗎？學(xué)習(xí)目標(biāo)1.能敘述混合動力汽車的定義、分類及驅(qū)動系統(tǒng)布置形式。2.能認(rèn)知混合動力汽車結(jié)構(gòu)組成。3.能敘述豐田普銳斯混合動力系統(tǒng)工作模式。4.能敘述比亞迪混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作模式。理論知識混合動力汽車的定義及優(yōu)點混合動力汽車的分類混合動力汽車關(guān)鍵技術(shù)典型混合動力汽車組成結(jié)構(gòu)介紹豐田混合動力汽車的工作模式插電式混合動力系統(tǒng)介紹理論知識混合動力電動汽車（HybridElectricalVehicle，HEV)：是指由兩種和兩種以上不同類型的動力源作驅(qū)動能源，其中至少有一種能提供電能的汽車。通常所說的混合動力汽車一般指：油電混合動力電動汽車，即燃油（汽油、柴油）和電能的混合，是有電機作為發(fā)動機的輔助動力驅(qū)動的汽車。油電混合動力系統(tǒng)中的能量轉(zhuǎn)換器為發(fā)動機和電機，能量儲存系統(tǒng)為油箱和動力電池。3.1.1混合動力汽車的定義及優(yōu)點理論知識混合動力汽車的特點是能夠提高燃油經(jīng)濟(jì)性和降低排放：混合動力汽車只需采用能夠滿足汽車巡航需要的較小發(fā)動機，由電能提供汽車加速、爬坡時所需的附加動力，因此提高了發(fā)動機的負(fù)荷率?？梢钥刂瓢l(fā)動機在高效率、低污染的區(qū)域內(nèi)運行，發(fā)動機的功率不能滿足車輛驅(qū)動需求時，由電池來補充；發(fā)動機的功率過剩時，剩余功率給電池充電。因為有了電機、電源系統(tǒng)，可以方便地回收汽車制動、下坡時的能量。在車輛頻繁啟停的繁華市區(qū)，可以關(guān)閉發(fā)動機，由電池單獨驅(qū)動，從而消除發(fā)動機的怠速能耗，并實現(xiàn)零排放。3.1.1混合動力汽車的定義及優(yōu)點理論知識依據(jù)混合方式不同，混合動力系統(tǒng)可以分為串聯(lián)、并聯(lián)和混聯(lián)三種類型；依據(jù)混合度不同，混合動力系統(tǒng)還可以分為弱混合動力、輕度混合動力、中度混合動力、重度混合動力、插電混合動力五類。依據(jù)耦合方式不同，混合動力系統(tǒng)還可以分為轉(zhuǎn)速耦合、轉(zhuǎn)矩耦合、功率耦合三種。3.1.2混合動力汽車的分類理論知識串聯(lián)式混合動力汽車（SeriesHybridElectricVehicle，SHEV）由發(fā)動機、發(fā)電機、電機控制器、電動機和動力電池組成。3.1.2混合動力汽車的分類理論知識串聯(lián)式混合動力系統(tǒng)主要應(yīng)用于城市公交車，節(jié)油率可以達(dá)到20%左右。該系統(tǒng)可以實現(xiàn)以下工作模式：①純電驅(qū)動模式：發(fā)動機關(guān)閉，車輛驅(qū)動能量完全來自動力電池，該模式主要用于車輛低速行駛和倒車工況。②純發(fā)動機驅(qū)動模式：車輛驅(qū)動能量來自發(fā)動機，經(jīng)發(fā)電機、電機控制器、電動機進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換后驅(qū)動車輛，動力電池既不提供能量也不接受能量，該模式主要用于車輛中速和高速行駛工況。③混合驅(qū)動模式：車輛驅(qū)動能量同時來自發(fā)動機和動力電池，發(fā)電機發(fā)出的電能和電池提供的電能由電機控制器實現(xiàn)耦合，共同輸送給電動機，該模式主要用于車輛加速和爬坡行駛工況。3.1.2混合動力汽車的分類理論知識④發(fā)動機驅(qū)動和電池充電模式：來自發(fā)動機的機械能由發(fā)電機轉(zhuǎn)化成電能后，由電機控制器分配能量，一部分輸送給電動機用于驅(qū)動車輛，另一部分給動力電池充電，該模式主要用于車輛低負(fù)荷行駛且電池SOC較低的工況。⑤回饋制動模式：發(fā)動機關(guān)閉，電動機以發(fā)電形式工作，把來自車輪的動能轉(zhuǎn)化為電能，通過電機控制器給動力電池充電，該模式主要用于車輛制動和下坡工況。⑥電池充電模式：電動機不接受能量，由發(fā)電機把來自發(fā)動機的機械能轉(zhuǎn)化為電能，通過電機控制器給動力電池充電，該模式主要用于車輛靜止且電池SOC較低的工況。3.1.2混合動力汽車的分類理論知識串聯(lián)方式的優(yōu)點：①發(fā)動機和驅(qū)動輪之間沒有機械連接，因此發(fā)動機可以工作在其速度-扭矩圖的任何點上。②驅(qū)動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單③控制策略簡單。串聯(lián)方式缺點：①發(fā)動機產(chǎn)生的能量經(jīng)過兩次能量轉(zhuǎn)換才到達(dá)驅(qū)動輪，能量損失多，效率低。②發(fā)電機的使用增大了車輛質(zhì)量和成本。③由于電動機是驅(qū)動車輛的動力源，為滿足車輛的加速和爬坡性能要求，其尺寸較大。3.1.2混合動力汽車的分類理論知識并聯(lián)式混合動力汽車（ParallelHybridElectricVehicle，PHEV）車輛驅(qū)動力由發(fā)動機和電機同時或單獨供給。3.1.2混合動力汽車的分類理論知識串聯(lián)方式的工作模式在并聯(lián)結(jié)構(gòu)中都可以實現(xiàn)。并聯(lián)方式的優(yōu)點：①發(fā)動機的動力可以直接用來驅(qū)動車輛，沒有能量轉(zhuǎn)換，能量損失小。②一個電機既作為電動機也作為發(fā)電機使用，且可以采用較小功率的電機，成本低。并聯(lián)方式的缺點：①發(fā)動機和驅(qū)動輪間還是機械連接，因此發(fā)動機的工作點不可能總處于最佳區(qū)域，發(fā)動機效率得不到充分發(fā)揮。②需要搭載變速器，且適合搭載自動變速器。③混合度較低，不便于向插電式混合動力過渡。3.1.2混合動力汽車的分類理論知識混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)（Series/ParallelHybridElectricVehicle）由發(fā)動機、動力分配機構(gòu)、發(fā)電機、電機控制器、電動機和動力電池組成。3.1.2混合動力汽車的分類理論知識發(fā)動機的動力經(jīng)過動力分配器后分成兩部分：一部分直接驅(qū)動車輛，形成機械傳輸通道另一部分帶動發(fā)電機發(fā)電，所產(chǎn)生的電能通過電機控制器提供給電動機也驅(qū)動車輛，形成電力傳輸通道。電力傳輸通道和動力電池之間以電方式實現(xiàn)動力耦合，動力的流向為串聯(lián)機械傳輸通道和電動機之間以機械方式實現(xiàn)動力耦合，動力的流向為并聯(lián)混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)吸收了二者的優(yōu)點，使兩者的優(yōu)勢都能夠得到發(fā)揮，其應(yīng)用前景看好。3.1.2混合動力汽車的分類理論知識在混合動力系統(tǒng)中，根據(jù)電動機的輸出功率在整個系統(tǒng)輸出功率中所占比重，可以分為以下五類：弱混合動力（也稱微混合動力）輕度混合動力中度混合動力重度混合動力（也稱全混合動力，強混合動力）插電混合動力(PluginHybrid)。3.1.2混合動力汽車的分類理論知識混合度指的是電系統(tǒng)功率Pelec占動力源總功率Ptotal的百分比：3.1.2混合動力汽車的分類類型功能要求微混發(fā)動機自動起停輕混發(fā)動機自動起停+回饋制動中混發(fā)動機自動起停+回饋制動+電動輔助全混發(fā)動機自動起停+回饋制動+電動輔助+純電驅(qū)動Plug-in發(fā)動機自動起停+回饋制動+電動輔助+純電驅(qū)動+電網(wǎng)充電理論知識微混合動力系統(tǒng)這種混合動力系統(tǒng)對傳統(tǒng)發(fā)動機的起動機進(jìn)行了改造，形成由皮帶傳動的發(fā)電起動一體式電機（BeltdrivenStarterGenerator，BSG）。該電機用來控制發(fā)動機快速起停，因此可以取消發(fā)動機的怠速過程，降低了油耗和排放。3.1.2混合動力汽車的分類理論知識輕混合動力系統(tǒng)該混合動力系統(tǒng)采用了集成起動電機（IntegratedStarterGenerator，ISG）。與微混合動力系統(tǒng)相比，輕混合動力系統(tǒng)除了能夠?qū)崿F(xiàn)用電機控制發(fā)動機的起停外，還能夠在車輛制動和下坡工況下，實現(xiàn)對部分能量進(jìn)行回收；在行駛過程中，發(fā)動機的動力可以在車輪的驅(qū)動需求和發(fā)電機發(fā)電需求之間進(jìn)行調(diào)節(jié)。輕混合動力系統(tǒng)的混合度一般在20％以下。3.1.2混合動力汽車的分類理論知識中混合動力系統(tǒng)該混合動力系統(tǒng)同樣采用了ISG系統(tǒng)。與輕度混合動力系統(tǒng)不同之處，在于中混合動力系統(tǒng)采用的是高壓電機，在汽車加速或者大負(fù)荷工況時，電動機能夠輔助發(fā)動機驅(qū)動車輛，補充發(fā)動機本身動力輸出的不足，提高整車性能。這種系統(tǒng)的混合程度較高，可以達(dá)到30％左右，在城市循環(huán)工況下節(jié)油率可以達(dá)到20%～30%，目前技術(shù)比較成熟，應(yīng)用廣泛。本田旗下的Insight、Accord和Civic混合動力車都屬于這類系統(tǒng)。3.1.2混合動力汽車的分類理論知識重度混合動力系統(tǒng)重度混合動力系統(tǒng)采用了272～650V的高壓電機，混合度可以達(dá)到50％以上，在城市循環(huán)工況下節(jié)油率可以達(dá)到30%～50%。特點是動力系統(tǒng)以發(fā)動機為基礎(chǔ)動力，動力電池為輔助動力。采用的電動機功率更為強大，完全可以滿足車輛在起步和低速時的動力要求。低速時就像一款純電動車。在急加速和爬坡運行工況下車輛需要較大的驅(qū)動力時，電動機和發(fā)動機同時對車輛提供動力。豐田Prius混合動力屬于重度混合動力系統(tǒng)。3.1.2混合動力汽車的分類理論知識插電式混合動力系統(tǒng)插電式混合動力汽車(Plug-inHybridElectricVehicle，PHEV)是可以利用電網(wǎng)對動力電池充電的混合動力汽車，可以使用純電模式驅(qū)動車輛行駛，且純電動行駛里程較長；電能不足時，車輛仍然可以重度混合模式行駛。一般插電式混合動力轎車都有車載充電機，可以使用家用電源為電池充電。具有利用夜間用電低谷對動力電池充電，降低排放等優(yōu)勢，插電式混合動力汽車已成為主流發(fā)展方向之一。3.1.2混合動力汽車的分類理論知識1.動力耦合系統(tǒng)動力耦合系統(tǒng)是將發(fā)動機和電動機的動力輸出統(tǒng)一起來。最關(guān)鍵的技術(shù)是布置方案，不同結(jié)構(gòu)的動力耦合方式不僅決定了混合動力系統(tǒng)的工作模式，而且也是制定動力分配策略的基礎(chǔ)，它對整車的動力性、經(jīng)濟(jì)性、排放性和制造成本都有重大影響。目前采用的動力耦合方式有轉(zhuǎn)矩耦合、速度耦合和功率耦合三種方式。以功率耦合方式為主要發(fā)展方向，具體結(jié)構(gòu)方面，由變速器耦合、離合器耦合、主減速器耦合等向行星齒輪耦合方向發(fā)展。3.1.3混合動力汽車關(guān)鍵技術(shù)理論知識2.動力總成控制系統(tǒng)動力總成控制系統(tǒng)是混合動力汽車行駛的核心單元?；旌蟿恿ζ嚨目刂菩枰鶕?jù)駕駛員操縱狀態(tài)、車速、電池荷電狀態(tài)和相關(guān)設(shè)備的狀態(tài)確定發(fā)動機與電動機的功率分配策略，以保證滿足汽車動力性、經(jīng)濟(jì)性、排放性等性能指標(biāo)要求?；旌蟿恿ζ嚢l(fā)動機和電動機要相互配合工作，并根據(jù)運行工況適時控制發(fā)動機啟動和關(guān)閉3.1.3混合動力汽車關(guān)鍵技術(shù)理論知識3.電機及控制系統(tǒng)用于混合動力汽車的驅(qū)動電機類型主要有交流感應(yīng)電機、永磁同步電機和開關(guān)磁阻電機。對電機的要求包括在較寬的速度范圍內(nèi)具有高扭矩密度、高功率密度，高效率、高可靠性、良好的控制性能，能夠適應(yīng)發(fā)動機頻繁起停和電動發(fā)電狀態(tài)的切換。電機控制系統(tǒng)也很關(guān)鍵，既要保證電機能夠輸出大轉(zhuǎn)矩以適應(yīng)汽車加速和爬坡時的驅(qū)動力需求，又要保證電機能夠滿足最高車速需要，同時也要保證系統(tǒng)在電機運行范圍內(nèi)的效率最優(yōu)化。3.1.3混合動力汽車關(guān)鍵技術(shù)理論知識4.動力電池及其管理系統(tǒng)混合動力系統(tǒng)的動力電池需要頻繁充放電，在充放電過程中，電壓、電流會有較大變化。對動力電池有如下特別要求：一是具有大功率充放電能力和較高的比功率，以滿足汽車加速和爬坡時的大功率需求；同時電池還要具有快速充電能力，以保證制動時的大功率能量回收需要。二是充放電效率，高的充放電效率對保證整車效率具有至關(guān)重要的作用。三是電池在快速充放電的工況條件下保持性能的相對穩(wěn)定。整車能量管理策略的實施要依賴電池管理系統(tǒng)對電池狀態(tài)的判別和對電池性能的維護(hù)。3.1.3混合動力汽車關(guān)鍵技術(shù)理論知識1.豐田混合動力汽車介紹豐田公司于1997年開始銷售普銳斯（Prius）混合動力汽車，它是世界上第一款大批量生產(chǎn)的商業(yè)用途的混合動力車型。豐田普銳斯混合動力系統(tǒng)由汽油發(fā)動機和電動機組成，采用豐田汽車公司自行開發(fā)的THS（ToyotaHybirdSystem）混合動力系統(tǒng)。THS的核心是用行星齒輪組組成的動力耦合器，用于協(xié)調(diào)發(fā)動機和電動機的運動和動力傳遞。3.1.4典型混合動力汽車組成結(jié)構(gòu)介紹理論知識2.豐田普銳斯主要技術(shù)特點（1）阿特金森（Atkinson）循環(huán)發(fā)動機Atkinson循環(huán)發(fā)動機是在傳統(tǒng)OTTO循環(huán)發(fā)動機的基礎(chǔ)上多了一個回流過程，包括進(jìn)氣、回流、壓縮、膨脹和排氣5個過程。3.1.4典型混合動力汽車組成結(jié)構(gòu)介紹理論知識在Atkinson循環(huán)中，延遲了實際壓縮行程開始的時間，提高了膨脹比，提高了發(fā)動機的能量轉(zhuǎn)換效率。3.1.4典型混合動力汽車組成結(jié)構(gòu)介紹理論知識（2）線控（by-wire）技術(shù)線控（by-wire）技術(shù)起源于航空工業(yè)，意思是某些操縱機構(gòu)采用電子控制、電動執(zhí)行，用來取代機械或液力控制。具有響應(yīng)快、重量輕、占地小的特點。在普銳斯混合動力汽車上，節(jié)氣門、制動、換擋桿、牽引力控制和車輛穩(wěn)定性控制（VSC＋）都采用了線控技術(shù)，提高了操縱性。3.1.4典型混合動力汽車組成結(jié)構(gòu)介紹理論知識（3）電控?zé)o級變速器普銳斯將發(fā)動機和電動機的力矩分配給驅(qū)動輪或發(fā)電機，通過選擇性控制動力源（驅(qū)動電動機、發(fā)動機和發(fā)電機）的轉(zhuǎn)速，模擬變速器傳擋比的連續(xù)變化。3.1.4典型混合動力汽車組成結(jié)構(gòu)介紹理論知識（4）電動牽引力控制

如果防滑控制單元（ECU）檢測到車輪打滑時，會立即切斷電動機傳到車輪的驅(qū)動力矩，而傳統(tǒng)牽引力控制系統(tǒng)是切斷來自發(fā)動機的動力。此外電控制動系統(tǒng)可采取制動。普銳斯混合動力汽車是世界上第一輛采用電動機施力的牽引力控制系統(tǒng)，各組成部件之間信息傳遞快，有效地提高了整車的主動安全性。3.1.4典型混合動力汽車組成結(jié)構(gòu)介紹理論知識（5）電子換擋桿電子換擋桿安裝在儀表盤上，換擋桿每次動作后，總是回到原來位置，換擋桿有照明燈，方便夜間使用，換擋桿有四個位置：N（空擋）、D（驅(qū)動）、R（倒擋）、B（發(fā)動機制動）。駐車開關(guān)安裝在換擋桿的上方，與傳統(tǒng)自動變速器手柄處于“P”位置的作用相同。3.1.4典型混合動力汽車組成結(jié)構(gòu)介紹理論知識（6）電子控制制動系統(tǒng)（ECB）踩動制動踏板會觸動停車的控制電路，電控制動系統(tǒng)（ECB）迅速做出響應(yīng)，可與其他主動安全系統(tǒng)（如VSC+）互相配合。ECB也用于提高再生制動系統(tǒng)的效率，將車輛制動時的動能回收。ECB具有備用電源，以防備車輛電源系統(tǒng)發(fā)生故障。3.1.4典型混合動力汽車組成結(jié)構(gòu)介紹理論知識（7）用戶定制車身電器系統(tǒng)

普銳斯混合動力汽車支持用戶根據(jù)自己的喜好定制42種不同的參數(shù)，定制工作可由經(jīng)銷商按客戶要求完成，定制的項目有：門鎖遙控器、門鎖、防盜系統(tǒng)、智能門控?zé)粝到y(tǒng)、空調(diào)和智能鑰匙等。

（8）智能駐車輔助系統(tǒng)普銳斯混合動力汽車擁有功能強大的智能駐車輔助系統(tǒng)，能夠按照預(yù)定的路線駐車在指定的地方，既可并排駐車又可前后排駐車。3.1.4典型混合動力汽車組成結(jié)構(gòu)介紹理論知識（9）全電動空調(diào)系統(tǒng)空調(diào)壓縮機由空調(diào)變頻器驅(qū)動，普銳斯混合動力汽車的電動壓縮機采用緊湊型、高性能渦管式壓縮機。3.1.4典型混合動力汽車組成結(jié)構(gòu)介紹理論知識3.豐田普銳斯混合動力系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)PriusⅡ動力系統(tǒng)采用1.5L阿特金森循環(huán)發(fā)動機，最高輸出功率57KW，兩個電機分別是MG1和MG2，驅(qū)動電壓500V，MG2最高輸出功率50KW，動力耦合系統(tǒng)（電動傳動橋）采用行星齒輪耦合系統(tǒng)，系統(tǒng)最大輸出功率可達(dá)82KW；動力電池單元采用鎳氫電池，電壓為201.6V；變頻器總成集成了增壓轉(zhuǎn)換器、變頻器（電機控制器）、DC/DC轉(zhuǎn)換器、空調(diào)變頻器。3.1.4典型混合動力汽車組成結(jié)構(gòu)介紹理論知識3.1.4典型混合動力汽車組成結(jié)構(gòu)介紹理論知識3.1.4典型混合動力汽車組成結(jié)構(gòu)介紹理論知識3.1.4典型混合動力汽車組成結(jié)構(gòu)介紹理論知識豐田普銳斯混合動力系統(tǒng)主要部件（1）HV變速驅(qū)動橋

豐田普銳斯混合動力車輛（HV）變速驅(qū)動橋由發(fā)電機（MG1）、電動機（MG2）和行星齒輪組組成。

①發(fā)電機（MG1）通過發(fā)動機帶動其旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生高壓電，以驅(qū)動電動機（MG2）或為HV蓄電池充電。同時，它還可以作為啟動機啟動發(fā)動機。

②電動機（MG2）由發(fā)電機（MGl）或HV蓄電池的電能驅(qū)動，產(chǎn)生動力，驅(qū)動車輛行駛。制動期間或制動踏板未被踩下時，它產(chǎn)生電能為HV蓄電池再次充電（再生制動控制）。

③行星齒輪組通過組合，以最佳的比例分配發(fā)動機驅(qū)動力來直接驅(qū)動車輛和發(fā)電機。3.1.4典型混合動力汽車組成結(jié)構(gòu)介紹理論知識（2）HV蓄電池在起步、加速和上坡時，將電能提供給電動/發(fā)電機。（3）變頻器總成變頻器總成包括增壓轉(zhuǎn)換器、變頻器（電機控制器）、DC/DC轉(zhuǎn)換器和空調(diào)變頻器。①增壓轉(zhuǎn)換器將HV蓄電池的最高電壓從DC201.6V升壓到DC500V，反之亦然（從DC500V降壓DC201.6V）。②變頻器（電機控制器）用于將HV蓄電池的高壓直流電（DC）轉(zhuǎn)換為交流電（AC）驅(qū)動發(fā)電機（MG1）和電動機（MG2）。反之，將發(fā)電機的交流電轉(zhuǎn)換為高壓直流電給HV蓄電池充電。③DC/DC轉(zhuǎn)換器將最高電壓從DC201.6V降壓轉(zhuǎn)換為DC12V，為車身電氣組件供電以及為備用蓄電池再次充電（DC12V）。④空調(diào)變頻器將HV蓄電池的額定電壓DC201.6V轉(zhuǎn)換為AC201.6V，為空調(diào)系統(tǒng)中的電動變頻壓縮機供電。3.1.4典型混合動力汽車組成結(jié)構(gòu)介紹理論知識（4）HVECUHVECU接收每個傳感器及ECU（發(fā)動機ECU、蓄電池ECU、制動防滑控制ECU和EPSECU）的信息進(jìn)行處理，根據(jù)這些信息計算所需的轉(zhuǎn)矩和輸出功率，并將計算結(jié)果發(fā)送給發(fā)動機ECU、變頻器總成、蓄電池ECU和制動防滑控制ECU。

（5）發(fā)動機ECU

發(fā)動機ECU根據(jù)接收來自HVECU的發(fā)動機目標(biāo)轉(zhuǎn)速和所需的發(fā)動機動力信息，啟動ETCS-i（智能電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)）。

（6）蓄電池ECU

蓄電池ECU監(jiān)控HV蓄電池的充放電狀態(tài)。3.1.4典型混合動力汽車組成結(jié)構(gòu)介紹理論知識（7）制動防滑控制ECU

制動防滑控制ECU控制電動/發(fā)電機產(chǎn)生的再生制動并控制液壓制動，使總制動力等于僅配備液壓制動的傳統(tǒng)車輛。同樣，制動防滑控制ECU照常進(jìn)行制動系統(tǒng)控制（帶EBD的ABS，制動輔助和VSC+）。（8）加速踏板位置傳感器加速踏板位置傳感器將加速踏板角度轉(zhuǎn)換為電信號并輸出到HVECU。（9）檔位傳感器檔位傳感器將擋位轉(zhuǎn)換為電信號并輸出到HVECU。3.1.4典型混合動力汽車組成結(jié)構(gòu)介紹理論知識（10）SMR（系統(tǒng)主繼電器）

SMR（系統(tǒng)主繼電器）根據(jù)HVECU的信號連接或斷開蓄電池和變頻器總成間的高壓電路。（11）互鎖開關(guān)（用于變頻器蓋和檢修塞）互鎖開關(guān)確認(rèn)變頻器蓋和檢修塞均已安裝到位。（12）斷路器傳感器斷路器傳感器如果檢測到車輛發(fā)生碰撞，立即切斷高壓電路。（13）檢修塞在檢查或維修車輛時，要拆下此塞，以關(guān)閉HV蓄電池高壓電路。3.1.4典型混合動力汽車組成結(jié)構(gòu)介紹理論知識根據(jù)工況的需要，油動力和電動力的混合使用，功率占有比例各異，盡力達(dá)到優(yōu)勢互補，油電動力，合理搭配，兩個電機MG1和MG2與行星排配合，交替工作，驅(qū)動和發(fā)電不間斷，收支平衡，使動力性、經(jīng)濟(jì)性、凈化性“三豐收”。3.1.5豐田混合動力汽車的工作模式理論知識1.發(fā)動機起動和熱起該模式下，電機MG1通電運轉(zhuǎn)，帶動太陽輪轉(zhuǎn)動，因行星排的齒圈為制動狀態(tài)，行星架被驅(qū)動運轉(zhuǎn)，而使發(fā)動機起動工作。發(fā)動機起動后需短暫熱機，行星架又反過來驅(qū)動電機MG1發(fā)電，給HV蓄電池充電。3.1.5豐田混合動力汽車的工作模式理論知識2.發(fā)動機不工作，由MG2電機驅(qū)動車輪該模式下，MG1變?yōu)榘l(fā)電機，向MG2供電，并向HV蓄電池充電。多在汽車起步時、平路或等速行駛時使用，此工況使用時間占有率較多，發(fā)揮電動機優(yōu)勢，實現(xiàn)“零油耗”、“零排放”。此時，行星架為制動狀態(tài)，MG2通過齒圈驅(qū)動車輪，為中速檔行駛狀態(tài)，同時驅(qū)動太陽輪高速旋轉(zhuǎn)，使MG1快速發(fā)電補償。3.1.5豐田混合動力汽車的工作模式理論知識3.發(fā)動機和MG2同時驅(qū)動車輪該模式下，MG1通過行星排驅(qū)動發(fā)電，給MG2供電，并給HV蓄電池充電。多在汽車加速、上坡、壞路、大負(fù)荷時使用。此工況使用時間占有率較少。此時，發(fā)動機通過行星架驅(qū)動齒圈，MG2也同時驅(qū)動齒圈，為“雙動力源”。3.1.5豐田混合動力汽車的工作模式理論知識4.發(fā)動機單獨驅(qū)動車輪，并通過行星架高速驅(qū)動MG1給HV蓄電池快速充電該模式多在HV蓄電池虧電時，自動轉(zhuǎn)換使用。此時，MG1快速旋轉(zhuǎn)發(fā)電補虧，MG2斷電，成為應(yīng)急動力源。3.1.5豐田混合動力汽車的工作模式理論知識5.再生制動發(fā)電該模式多在減速或制動時、下坡滑行時，發(fā)動機停止工作，并自動關(guān)閉電動力源，利用汽車的動能反拖，回收電能量，MG2變?yōu)榘l(fā)電機，產(chǎn)生大電能，向HV蓄電池快速充電。3.1.5豐田混合動力汽車的工作模式理論知識因為它是“無離合器傳動系統(tǒng)”，反拖時發(fā)動機不能投入制動。為了加大制動效果，變速手柄設(shè)有“B檔位”開關(guān)，下長坡滑行時使用，導(dǎo)通后給MG1通電，通過太陽輪，反拖發(fā)動機轉(zhuǎn)動，利用發(fā)動機的壓縮阻力，提高制動效果。3.1.5豐田混合動力汽車的工作模式理論知識3.1.5豐田混合動力汽車的工作模式車輛類型怠速時低負(fù)荷時正常行駛時大負(fù)荷時減速時停車時傳統(tǒng)車型發(fā)動機運轉(zhuǎn)，消耗燃油，排放尾氣發(fā)動機運轉(zhuǎn)，消耗燃油，排放尾氣

發(fā)動機運轉(zhuǎn)、工況變化頻繁，消耗燃油增多，排放尾氣惡化，升功率不穩(wěn)定發(fā)動機運轉(zhuǎn)、大油門，消耗燃油增多，排放尾氣惡化，升功率下降發(fā)動機運轉(zhuǎn)，消耗燃油，排放尾氣發(fā)動機運轉(zhuǎn)，消耗燃油，排放尾氣普銳斯混合動力發(fā)動機停機，不消耗燃油，不排放尾氣發(fā)動機停機，不消耗燃油，不排放尾氣發(fā)動機最佳工況下運轉(zhuǎn)、同時給蓄電池充電，燃油消耗穩(wěn)定，尾氣得以改善，儲備剩余能量發(fā)動機最佳工況下運轉(zhuǎn)、蓄電池同時供電，燃油消耗穩(wěn)定，尾氣未惡化，動力輸出充足發(fā)動機停機、蓄電池充電，不消耗燃油，

存儲能量發(fā)動機停機，不消耗燃油

理論知識插電式混合動力汽車可以利用電網(wǎng)對動力電池進(jìn)行充電，可以使用純電模式驅(qū)動車輛行駛，且純電動行駛里程較長；電能不足時，車輛仍然可以重度混合模式行駛。豐田發(fā)展混合動力汽車很早，發(fā)展出了一套采用行星齒輪動力分配機構(gòu)的混合動力模式。這套模式包含兩個電機、一個發(fā)動機，一個行星齒輪動力分配機構(gòu)，而核心是這個行星齒輪動力分配機構(gòu)，可以巧妙的讓三者構(gòu)成并聯(lián)——發(fā)動機和電機一起驅(qū)動車輛，或者串聯(lián)模式——發(fā)動機發(fā)電，一個電機充當(dāng)發(fā)電機，另外一個充當(dāng)電動機驅(qū)動車輛。而這個動力分配機構(gòu)是有專利的。比亞迪要做混合動力汽車就面臨著專利問題，對此比亞迪采取繞過的模式。3.1.6插電式混合動力系統(tǒng)介紹理論知識比亞迪插電式混合動力汽車F3DM的DM指的是雙模（DualMode），即純電動模式和混合動力模式。F3DM沒有動力分配機構(gòu)，只有簡單的幾個離合器，兩個電機和1.0升的發(fā)動機在一個軸上，這個軸通過減速器直接驅(qū)動車輪--DMⅠ代結(jié)構(gòu)。3.1.6插電式混合動力系統(tǒng)介紹理論知識比亞迪F3DM有四種工作模式：1.純電動驅(qū)動模式該模式下，僅靠電動機M2驅(qū)動，不會產(chǎn)生燃油消耗。3.1.6插電式混合動力系統(tǒng)介紹理論知識2.混合驅(qū)動模式該模式相當(dāng)于串聯(lián)工作模式，發(fā)動機起動，帶動電動機M1發(fā)電，對電池組進(jìn)行充電，車輛仍有電動機M2驅(qū)動，僅靠電動機M2驅(qū)動，有適當(dāng)?shù)娜加拖摹?.1.6插電式混合動力系統(tǒng)介紹理論知識3.加速模式在需要較高動力輸出的加速模式下，發(fā)動機起動，離合器吸合，與電動機M2一起驅(qū)動車輛，提供更高的輸出功率。3.1.6插電式混合動力系統(tǒng)介紹理論知識4.減速模式該模式下，電動機M2作為發(fā)電機使用，將損耗的動能轉(zhuǎn)化為電能儲存在動力電池組中，尤其適用于頻繁加、減速的市區(qū)行駛。3.1.6插電式混合動力系統(tǒng)介紹理論知識比亞迪F3DM的工作模式有一個致命弱點，就是在并聯(lián)模式下，發(fā)動機轉(zhuǎn)速和車輪直接相關(guān)，速度高了，發(fā)動機轉(zhuǎn)速很快，噪音震動很大，舒適性很差。比亞迪秦在F3DM的基礎(chǔ)上又做了改進(jìn)，把兩個小電機，變成一個大電機，沒有串聯(lián)模式，不追求油電模式下的省油，轉(zhuǎn)而追求高性能。在發(fā)動機和電機之間，不再是簡單的離合器，而是加上了比亞迪自己的雙離合變速箱，形成了DMⅡ代混合動力系統(tǒng)。3.1.6插電式混合動力系統(tǒng)介紹理論知識秦和F3DM都是插電混合動力汽車，但是兩種完全不同，F(xiàn)3DM是混聯(lián)，而且是不太成熟的混聯(lián)，性能實際不佳；而秦是追求極限性能并聯(lián)，不追求省油。3.1.6插電式混合動力系統(tǒng)介紹理論知識比亞迪秦的工作原理：3.1.6插電式混合動力系統(tǒng)介紹拓展閱讀3.1.7第三代普銳斯混合動力系統(tǒng)3.1.8比亞迪兩代雙模技術(shù)的對比實踐技能安全提示普銳斯混合動力汽車結(jié)構(gòu)認(rèn)知3.1.9混合動力汽車結(jié)構(gòu)認(rèn)知實踐技能混合動力系統(tǒng)具有高壓系統(tǒng)，不要隨意觸摸；發(fā)現(xiàn)有人觸電，應(yīng)立即切斷電源進(jìn)行搶救，在未脫離電源前不準(zhǔn)直接接觸觸電者；發(fā)生火災(zāi)，正確選擇滅火器進(jìn)氣滅火。安全提示實踐技能1.車輛準(zhǔn)備第三代普銳斯混合動力汽車1輛。3.1.9混合動力汽車結(jié)構(gòu)認(rèn)知實踐技能

2．實踐操作

①找到發(fā)動機豐田普銳斯是一款非插電式混合動力汽車，第三代豐田普銳斯搭載全新開發(fā)的1.8L“阿特金森”循環(huán)發(fā)動機，輸出功率最大73KW，油耗相比第2代的4.7升/百公里更進(jìn)一步降低至4.3升/百公里。代號為5ZR的發(fā)動機安裝在前機艙內(nèi)。3.1.9混合動力汽車結(jié)構(gòu)認(rèn)知實踐技能②找到變速驅(qū)動橋豐田混合動力系統(tǒng)通過變速驅(qū)動橋分配發(fā)動機及MG2的驅(qū)動力，可進(jìn)行順暢的起步、加速，減速時MG2作為再生制動而工作，給HV蓄電池充電。代號為P410的變速驅(qū)動橋。3.1.9混合動力汽車結(jié)構(gòu)認(rèn)知實踐技能③找到變頻器總成普銳斯變頻器總成（PCU）安裝在前機艙內(nèi)，PCU的作用是進(jìn)行電動機的控制、電源管理、增壓。3.1.9混合動力汽車結(jié)構(gòu)認(rèn)知實踐技能動力電池、變頻器總成、變速驅(qū)動橋三者的電氣連接關(guān)系：3.1.9混合動力汽車結(jié)構(gòu)認(rèn)知實踐技能發(fā)動機、變速驅(qū)動橋、PCU三者的位置關(guān)系：3.1.9混合動力汽車結(jié)構(gòu)認(rèn)知實踐技能④找到HV電池HV電池位于后備箱內(nèi)后排座位下。第三代普銳斯采用的是鎳氫蓄電池。HV電池基本單位是6個1.2V電池組成的電池盒。28個電池盒串聯(lián)在一起，一共168個電池單元組成了201.6V的電壓。該電池采用風(fēng)冷方式冷卻。3.1.9混合動力汽車結(jié)構(gòu)認(rèn)知實踐技能⑤找到低壓輔助電池第三代普銳斯密封型輔助電池位于行李箱內(nèi)。在對該車輛進(jìn)行維修時，需要斷開低壓輔助蓄電池的負(fù)極。3.1.9混合動力汽車結(jié)構(gòu)認(rèn)知實踐技能前機艙內(nèi)的跨接起動連接位置：3.1.9混合動力汽車結(jié)構(gòu)認(rèn)知實踐技能⑥找到混合動力系統(tǒng)冷卻液第三代普銳斯發(fā)動機所需冷卻液和HV系統(tǒng)所需冷卻液在不同的儲液罐內(nèi)。3.1.9混合動力汽車結(jié)構(gòu)認(rèn)知實踐技能⑦找到混合動力系統(tǒng)工作模式選擇按鈕第三代普銳斯提供EV、ECO和PWR三種工作模式，分別代表純電動、節(jié)能和動力駕駛模式。3.1.9混合動力汽車結(jié)構(gòu)認(rèn)知單元小結(jié)1．混合動力電動汽車（HybridElectricalVehicle，HEV)是指由兩種和兩種以上不同類型的動力源作驅(qū)動能源，其中至少有一種能提供電能的汽車。2.插電式混合動力汽車(Plug-inHybridElectricVehicle，PHEV)是可以利用電網(wǎng)對動力電池充電的混合動力汽車，可以使用純電模式驅(qū)動車輛行駛，且純電動行駛里程較長；電能不足時，車輛仍然可以重度混合模式行駛。3.豐田普銳斯混合動力系統(tǒng)由汽油發(fā)動機和電動機組成，采用豐田汽車公司自行開發(fā)的THS（ToyotaHybirdSystem）混合動力系統(tǒng)。THS的核心是用行星齒輪組組成的動力耦合器，用于協(xié)調(diào)發(fā)動機和電動機的運動和動力傳遞。本單元學(xué)習(xí)到此結(jié)束謝謝天職師大汽車職業(yè)教育研究所致力于提供高品質(zhì)的汽車職業(yè)教學(xué)資源學(xué)習(xí)情境三：混合動力汽車認(rèn)知學(xué)習(xí)單元3.2混合動力汽車駕乘體驗課程內(nèi)容12345任務(wù)導(dǎo)入學(xué)習(xí)目標(biāo)理論知識拓展閱讀實踐技能6單元小結(jié)任務(wù)導(dǎo)入小王是某品牌4S店的服務(wù)顧問，客戶張先生對一款混合動力汽車特別感興趣，想申請試乘試駕。假如你是小王，你能安全規(guī)范的帶領(lǐng)張先生進(jìn)行試乘試駕嗎？學(xué)習(xí)目標(biāo)1.能正確識別混合動力汽車各個操作按鈕或開關(guān)的位置，并能說出其功能。2.能說出對混合動