混合動力汽車構(gòu)造與維修第一章

概述第一節(jié)

汽車工業(yè)面臨的挑戰(zhàn)一、環(huán)境污染、溫室效應(yīng)與能源危機發(fā)展新能源汽車的三個原因：環(huán)境污染、溫室效應(yīng)和能源危機。1、環(huán)境污染汽車作為現(xiàn)代化交通工具，給予了人們的生產(chǎn)與生活帶來十分方便，與此同時汽車給環(huán)境的污染也日益顯現(xiàn)，是大氣污染的一個重要污染源。盡管現(xiàn)在的純電動汽車都是打著“零污染、零排放”旗號，但不可否認的是，純電動汽車并非真正意義上的零排放，而是在行駛過程中不會產(chǎn)生尾氣排放而已。但是車輛在充電時和電池更換的時候依然會造成污染，只是相對于傳統(tǒng)燃油氣車的尾氣排放污染要小得多。第一章

概述第一節(jié)

汽車工業(yè)面臨的挑戰(zhàn)汽車尾氣主要是指從排氣管排出的廢氣。廢氣中含有150～200種不同的化合物，其中對人危害最大的有一氧化碳、碳氫化合物、氮氧化合物、硫化物、鉛的化合物及顆粒物等。有害氣體擴散到空氣中會造成空氣污染。2、氣候變暖溫室氣體是指：二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、一氧化二氮（N2O）、氟化合物。二氧化碳是大氣主要的溫室氣體之一。當二氧化碳含量升高時，會增強大氣對太陽光中紅外線輻射的吸收，阻止地球表面的熱量向外散發(fā)，使地球表面的平均氣溫上升，這就是所謂的溫室效應(yīng)。第一章

概述第一節(jié)

汽車工業(yè)面臨的挑戰(zhàn)純電動汽車不直接排放CO2，但是不僅要看汽車，還要看能的產(chǎn)生過程會產(chǎn)生CO2（例如，在煤炭發(fā)電廠中）。圖1-1-3所示是汽車使用各種能源直接或間接產(chǎn)生的CO2量的對比。圖1-1-3汽車使用各種能源直接或間接產(chǎn)生的CO2量的對比第一章

概述第一節(jié)

汽車工業(yè)面臨的挑戰(zhàn)3、能源危機能源危機是指因為能源供應(yīng)短缺或是價格上漲而影響經(jīng)濟。這通常涉及到石油、電力或其他自然資源的短缺。能源危機通常會造成經(jīng)濟衰退。20世紀50年代以后，由于石油危機的爆發(fā)，對世界經(jīng)濟造成巨大影響，國際輿論開始關(guān)注起世界“能源危機”問題。許多人甚至預(yù)言：世界石油資源將要枯竭，能源危機將是不可避免的。如果不作出重大努力去利用和開發(fā)各種能源資源，那么人類在不久的未來將會面臨能源短缺的嚴重問題。解決能源危機的對策：（1）節(jié)約能源；（2）研究開發(fā)使用新能源。第一章

概述第二節(jié)

電動汽車的發(fā)展一、新能源汽車和電動汽車的含義1、新能源汽車類型工業(yè)和信息化部在《新能源汽車生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品準入管理規(guī)定（2017年7月1日始實施）》對新能源汽車做出了定義。新能源汽車是指采用新型動力系統(tǒng)，完全或者主要依靠新型能源驅(qū)動的汽車，包括插電式混合動力（含增程式）汽車、純電動汽車和燃料電池汽車等。根據(jù)工業(yè)和信息化部對新能源車的定義，新能源汽車包括電動汽車、燃氣汽車、生物燃料汽車、新型燃油汽車、煤制醇醚燃料汽車、氫燃料汽車和空氣（液壓）混合動力。第一章

概述第二節(jié)

電動汽車的發(fā)展一、新能源汽車和電動汽車的含義節(jié)能汽車是指以內(nèi)燃機為主要動力系統(tǒng)，綜合工況燃料消耗量優(yōu)于下一階段目標值的汽車。（1）電動汽車

電動汽車指以電機驅(qū)動，從車載電源獲得動力，并且滿足道路交通安全法規(guī)的車輛。

電動汽車按動力電氣化水平分為兩類：①全部或大部分工況下主要由電機提供驅(qū)動功率的電動汽車。（稱為“純電驅(qū)動”電動汽車，例如：純電動汽車、插電式電動汽車、增程式電動汽車、燃料電池電動汽車）②動力蓄電池容量較小，大部分工況下主要由內(nèi)燃機提供驅(qū)動功率的電動汽車（稱為常規(guī)混合動力電動汽車）表明——常規(guī)混合動力汽車不是新能源汽車，實際上是一種節(jié)能汽車。第一章

概述第二節(jié)

電動汽車的發(fā)展第一章

概述第二節(jié)

電動汽車的發(fā)展二、電動汽車的早期歷史概況1834年在布蘭頓演示過托馬斯·德文博特發(fā)明的采用玻璃封裝的不可充電的蓄電池驅(qū)動的汽車。它只能行駛一小段距離。第一章

概述第二節(jié)

電動汽車的發(fā)展二、電動汽車的早期歷史概況1859年法國人普蘭特發(fā)明了世界第一個可充電的蓄電池。第一章

概述第二節(jié)

電動汽車的發(fā)展二、電動汽車的早期歷史概況1890年有了轉(zhuǎn)機，美國化學(xué)家威廉·莫里森推出了一款切實可行的原型車。這款車擁有24個電池組，每80公里充電一次，時速可達22.5km/h?？上в捎趯嶋H操作太過復(fù)雜，這款產(chǎn)品沒能投入量產(chǎn)，但很明顯它激起了大眾對電動汽車的興趣。第一章

概述第二節(jié)

電動汽車的發(fā)展二、電動汽車的早期歷史概況1881年，法國工程師特魯夫第一次將直流電機和可充電的鉛酸電池用于私人車輛，同年展出一輛能實際操作使用的電動三輪車。第一章

概述第二節(jié)

電動汽車的發(fā)展二、電動汽車的早期歷史概況19世紀末20世紀初是電動汽車發(fā)展的黃金時代。1900年在美國銷售的4200輛汽車中有大約38%是電動汽車，20%是燃油汽車，40%是蒸汽機汽車。隨后，電動汽車逐步退出歷史舞臺。第一章

概述第二節(jié)

電動汽車的發(fā)展三、電動汽車的基本結(jié)構(gòu)1、電動汽車的特點——結(jié)構(gòu)靈活。（1）電動汽車的能量主要通過柔性的電線而不是通過剛性聯(lián)軸器和傳動軸傳遞的，布置具有很大的靈活性。（2）電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)的布置不同，使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)區(qū)別很大；采用不同類型的電機，會影響到電動汽車的質(zhì)量、尺寸和形狀；不同類型的儲能裝置，也會影響電動汽車的質(zhì)量、尺寸和形狀；（3）不同的能源補充裝置具有不同的硬件和機構(gòu)。第一章

概述第二節(jié)

電動汽車的發(fā)展三、電動汽車的基本結(jié)構(gòu)2、電動汽車的基本結(jié)構(gòu)第一章

概述第二節(jié)

電動汽車的發(fā)展四、混合動力電動汽車（HEV）1、國外混合動力電動汽車的技術(shù)發(fā)展狀況2、我國混合動力電動汽車的發(fā)展現(xiàn)狀3、混合動力電動汽車的優(yōu)點

①與純電動汽車比較

②與內(nèi)燃機汽車比較4、混合動力電動汽車的技術(shù)發(fā)展表現(xiàn)發(fā)布時間主要政策名詞統(tǒng)稱特征分類2001“十五”“863”計劃電動汽車重大專項電動汽車——混合動力汽車、純電動汽車和燃料電池汽車2006“十一五”“863”計劃節(jié)能與新能源汽車重大專項節(jié)能與新能源汽車——混合動力汽車、純電動汽車和燃料電池汽車第一章

概述第二節(jié)

電動汽車的發(fā)展一、電動汽車、節(jié)能與新能源汽車的定義及發(fā)展過程發(fā)布時間主要政策名詞統(tǒng)稱特征分類2009新能源汽車生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品準入管理規(guī)則新能源汽車采用非常規(guī)的車用燃料作為動力來源(或使用常規(guī)的車用燃料、采用新型車載動力裝置)，綜合車輛的動力控制和驅(qū)動方面的先進技術(shù)，形成的技術(shù)原理先進、具有新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)的汽車混合動力汽車、純電動汽車(BEV，包括太陽能汽車)、燃料電池電動汽車(FCEV)、氫發(fā)動機汽車、其他新能源(如高效儲能器、二甲醚)汽車等各類別產(chǎn)品一、電動汽車、節(jié)能與新能源汽車的定義及發(fā)展過程發(fā)布時間主要政策名詞統(tǒng)稱特征分類2012電動汽車科技發(fā)展“十二五”專項規(guī)劃電動汽車以電機驅(qū)動，從車載電源獲得動力，并且滿足道路交通安全法規(guī)的車輛純電動汽車、插電式電動汽車、增程式電動汽車、燃料電池電動汽車、常規(guī)混合動力電動汽車一、電動汽車、節(jié)能與新能源汽車的定義及發(fā)展過程發(fā)布時間主要政策名詞統(tǒng)稱特征分類2012節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2012―2020新能源汽車采用新型動力系統(tǒng)，完全或主要依靠新型能源驅(qū)動的汽車純電動汽車、插電式混合動力汽車及燃料電池汽車

節(jié)能汽車：

節(jié)能汽車是指以內(nèi)燃機為主要動力系統(tǒng)，綜合工況燃料消耗量優(yōu)于下一階段目標值的汽車。二、混合動力汽車基本概念

根據(jù)國際能源組織（IEA）的有關(guān)文獻，“能量與功率傳送路線”具有如下特點的車輛稱為混合動力車輛：①傳送到車輪推進車輛運動的能量，至少來自兩種不同的能量轉(zhuǎn)換裝置，（例如：內(nèi)燃機、燃氣渦輪、斯特林發(fā)動機、電動機、液壓馬達、燃料電池等）；②這些能量轉(zhuǎn)換裝置至少要從兩種不同的能量儲存裝置（例如：燃油箱、蓄電池、飛輪、超級電容、高壓儲氫罐等）吸取能量；③從儲能裝置流向車輪的這些通道，至少有一條是可逆的。二、混合動力汽車基本概念1.液壓蓄能式混合動力汽車HHVHHV的特點是可使用液壓泵(馬達)可單獨或同時和傳統(tǒng)內(nèi)燃機動力驅(qū)動汽車行駛。該類汽車帶有液壓式能量回收系統(tǒng)，可回收汽車制動、減速時的能量。在汽車制動、減速時，用液壓泵將汽車的動能轉(zhuǎn)換為液壓能，儲存在裝有氮氣的儲能器中，在汽車前進或加速時，使儲存在儲能器中的液壓能通過液壓馬達釋放出來，輔助發(fā)動機運轉(zhuǎn)或單獨驅(qū)動汽車行駛。

二、混合動力汽車基本概念2.混合動力電動汽車HEV國標《GB/T19596-2004電動汽車術(shù)語》對于混合動力電動汽車是這樣定義的：至少能從下述兩類車載儲存的能量中獲得的汽車動力的汽車：-可消耗的燃料；-可再充電能/能量儲存裝置。

傳統(tǒng)燃油汽車動力傳遞路線簡圖傳統(tǒng)燃油汽車動力傳遞路線簡圖純電動汽車傳遞路線簡圖混合動力汽車動力傳遞路線簡圖三、混合動力電動汽車的類型（1）串聯(lián)式混合動力電動汽車（serieshybridvehicle）車輛行駛系統(tǒng)的驅(qū)動力只來源于電機的混合動力電動汽車。典型的結(jié)構(gòu)特點足發(fā)動機帶動發(fā)電機發(fā)電，電能通過電機控制器輸送給電機，由電機驅(qū)動車輛行駛。另外，動力蓄電池可以單獨向電機提供電能驅(qū)動車輛行駛。（2）并聯(lián)式混合動力電動汽車（parallelhybridelectricvehicle）車輛行駛系統(tǒng)的驅(qū)動力由電機及發(fā)動機同時或單獨供給的混合動力電動汽車。典型的結(jié)構(gòu)特點是并聯(lián)式驅(qū)動系統(tǒng)可以單獨使用發(fā)動機或電機作為動力源，也可以同時使用電機和發(fā)動機作為動力源驅(qū)動車輛行駛。（3）混聯(lián)式混合動力電動汽車（combinedhybridelectricvehicle）具備串聯(lián)式和并聯(lián)式兩種混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的混合動力電動汽車。典型的結(jié)構(gòu)特點是可以在串聯(lián)混合模式下工作，也可以在并聯(lián)混合模式下工作，同時兼顧了串聯(lián)式和并聯(lián)式混合動力電動汽車的特點。

1.按照動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式劃分串聯(lián)式混合動力汽車結(jié)構(gòu)與工作原理1.基本結(jié)構(gòu)串聯(lián)式混合動力系統(tǒng)1-發(fā)動機2-發(fā)電機3-動力蓄電池4-變壓器5-電動機6-驅(qū)動輪7-減速器2.通用汽車公司Series-SHEV汽車的結(jié)構(gòu)組成（串聯(lián)式混合動力汽車）通用汽車公司的Series-SHEV結(jié)構(gòu)布置1-電流轉(zhuǎn)換器2-充電器3-驅(qū)動電動機4-動力蓄電池5-中央控制器6-發(fā)電機7-發(fā)動機串聯(lián)式混合動力汽車結(jié)構(gòu)與工作原理1.基本結(jié)構(gòu)并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)1-發(fā)動機2-變速器3-動力蓄電池4-變壓器5-電動機/電動機6-驅(qū)動輪7-減速器并聯(lián)式混合動力汽車結(jié)構(gòu)與工作原理2.日產(chǎn)風(fēng)雅混合動力汽車（1）混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)日產(chǎn)風(fēng)雅混合動力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)1-離合器22-電子控制式7擋自動變速器3-電機4-離合器15-發(fā)動機6-逆變器7-鋰離子蓄電池并聯(lián)式混合動力汽車結(jié)構(gòu)與工作原理并聯(lián)式混合動力汽車結(jié)構(gòu)與工作原理2.日產(chǎn)風(fēng)雅混合動力汽車（2）工作過程①系統(tǒng)起動系統(tǒng)起動時1-鋰離子蓄電池2-離合器23-驅(qū)動電機4-離合器15-發(fā)動機6-逆變器

并聯(lián)式混合動力汽車結(jié)構(gòu)與工作原理2.日產(chǎn)風(fēng)雅混合動力汽車（2）工作過程①系統(tǒng)起動一般行駛時混合動力系統(tǒng)的工作過程

1-鋰離子蓄電池2-離合器23-驅(qū)動電機4-離合器15-發(fā)動機6-逆變器

并聯(lián)式混合動力汽車結(jié)構(gòu)與工作原理2.日產(chǎn)風(fēng)雅混合動力汽車（2）工作過程①系統(tǒng)起動電量少時混合動力系統(tǒng)工作過程1-鋰離子蓄電池2-離合器23-驅(qū)動電機4-離合器15-發(fā)動機6-逆變器

并聯(lián)式混合動力汽車結(jié)構(gòu)與工作原理2.日產(chǎn)風(fēng)雅混合動力汽車（2）工作過程②減速或制動時

制動時混合動力系統(tǒng)的工作過程1-鋰離子蓄電池2-離合器23-驅(qū)動電機4-離合器15-發(fā)動機6-逆變器

并聯(lián)式混合動力汽車結(jié)構(gòu)與工作原理2.日產(chǎn)風(fēng)雅混合動力汽車（2）工作過程③加速或爬坡時完全加速或爬坡時混合動力系統(tǒng)工作過程1-鋰離子蓄電池2-離合器23-驅(qū)動電機4-離合器15-發(fā)動機6-逆變器

混聯(lián)式混合動力汽車結(jié)構(gòu)與工作原理1.基本結(jié)構(gòu)

混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)1-發(fā)動機2-動力分離裝置3-發(fā)電機4-動力蓄電池5-變壓器6-電動機7-驅(qū)動輪8-減速器六、混聯(lián)式混合動力汽車結(jié)構(gòu)與工作原理2.豐田混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)（1）啟動時啟動時六、混聯(lián)式混合動力汽車結(jié)構(gòu)與工作原理2.豐田混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)（2）低速－中速行駛時低速－中速行駛時六、混聯(lián)式混合動力汽車結(jié)構(gòu)與工作原理2.豐田混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)（3）一般行駛時一般行駛時六、混聯(lián)式混合動力汽車結(jié)構(gòu)與工作原理2.豐田混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)（4）一般行駛時/剩余能量充電一般行駛時/剩余能量充電

六、混聯(lián)式混合動力汽車結(jié)構(gòu)與工作原理2.豐田混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)（5）全速開進（行駛）時全速開進（行駛）時六、混聯(lián)式混合動力汽車結(jié)構(gòu)與工作原理2.豐田混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)（6）減速/能量再生時減速/能量再生時六、混聯(lián)式混合動力汽車結(jié)構(gòu)與工作原理2.豐田混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)（7）停車停車時三、混合動力電動汽車的類型2.按照混合度劃分（1）微混合型混合動力電動汽車（microhybridelectricvehicle）以發(fā)動機為主要動力源，電機作為輔助動力，具備制動能量回收功能的混合動力電動汽車。電機的峰值功率和總功率的比值小于10％。僅具有停車怠速停機功能的汽車也可稱為微混合型混合動力電動汽車。（2）輕度混合型混合動力電動汽車（mildhybridelectricvehicle）以發(fā)動機為主要動力源，電機作為輔助動力，在車輛加速和爬坡時，電機可向車輛行駛系統(tǒng)提供輔助驅(qū)動力矩的混合動力電動汽車。一般情況下，電機的峰值功率和總功率的比值大于10％。（3）重度混合(強混合)型混合動力電動汽車（fullhybridelectricvehicle）以發(fā)動機和／或電機為動力源，一般情況下，電機的峰值功率和總功率的比值大于30％，且電機可以獨立驅(qū)動車輛正常行駛的混合動力電動汽車?；旌蟿恿ζ嚨亩x與類型（2）根據(jù)混合程度分類根據(jù)在混合動力系統(tǒng)中，電機的輸出功率在整個系統(tǒng)輸出功率中占的比重，也就是常說的混合度的不同，混合動力系統(tǒng)還可以分為微混合動力系統(tǒng)、輕混合動力系統(tǒng)、中混合動力系統(tǒng)、完全混合動力系統(tǒng)和插電混合動力系統(tǒng)五種類型，它們的電力/燃油所占比例見圖2-1-6。圖2-1-6電力/燃油所占比例三、混合動力電動汽車的類型3.按照外接充電能力劃分（1）外接充電型混合動力電動汽車（off-vehiclechargeablehybridelectricvehicle）插電式(plug—in)混合動力電動汽車屬于此類型。（2）非外接充電型混合動力電動汽車（nonoff-vehiclechargeablehybridelectricvehicle）一種被設(shè)計成在正常使用情況下從車載燃料中獲取全部能量的混合動力電動汽車。七、插電式混合動力汽車

豐田普銳斯并聯(lián)式Plug-in混合動力系統(tǒng)（一）普銳斯混合動力汽車技術(shù)特點1.Atkinson循環(huán)發(fā)動機2.“線控（by-wire）”技術(shù)3.電控無級變速器4.電動牽引力控制八、豐田普銳斯混合動力系統(tǒng)（一）普銳斯混合動力汽車技術(shù)特點5.電子換擋桿電子換擋示意圖八、豐田普銳斯混合動力系統(tǒng)（一）普銳斯混合動力汽車技術(shù)特點電控制動系統(tǒng)（ECB）全電動空調(diào)系統(tǒng)電動空調(diào)壓縮機八、豐田普銳斯混合動力系統(tǒng)（二）普銳斯混合動力系統(tǒng)的組成THS-Ⅱ組成簡圖1-減速器2-行星齒輪機構(gòu)3-發(fā)動機4-MG1（發(fā)電機）5-HV（混合動力汽車）蓄電池6-變頻器7-MG2（電動機）1.總體組成八、豐田普銳斯混合動力系統(tǒng)（二）普銳斯混合動力系統(tǒng)的組成豐田混合動力系統(tǒng)主要部件的位置（1）1.總體組成八、豐田普銳斯混合動力系統(tǒng)（二）普銳斯混合動力系統(tǒng)的組成豐田混合動力系統(tǒng)主要部件的位置（2）1.總體組成八、豐田普銳斯混合動力系統(tǒng)八、豐田普銳斯混合動力系統(tǒng)（二）普銳斯混合動力系統(tǒng)的組成變速驅(qū)動橋組成2.HV變速驅(qū)動橋八、豐田普銳斯混合動力系統(tǒng)（二）普銳斯混合動力系統(tǒng)的組成2.HV變速驅(qū)動橋（1）發(fā)電機MG1

發(fā)電機（MGl）由發(fā)動機帶動旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生高壓電以操作電動機（MG2）或為HV蓄電池充電。同時，它還可以作為起動機起動發(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)生車輛動力。制動期間或松開加速踏板時，它產(chǎn)生電能為HV蓄電池再次充電（再生制動控制)八、豐田普銳斯混合動力系統(tǒng)（二）普銳斯混合動力系統(tǒng)的組成2.HV變速驅(qū)動橋MG1和MG21-MG12-MG2八、豐田普銳斯混合動力系統(tǒng)（二）普銳斯混合動力系統(tǒng)的組成普銳斯用的行星齒輪機組（3）行星齒輪組

以適當?shù)谋壤峙浒l(fā)動機驅(qū)動力來直接驅(qū)動車輛和發(fā)電機。八、豐田普銳斯混合動力系統(tǒng)（二）普銳斯混合動力系統(tǒng)的組成HV蓄電池第三代普銳斯混合動力汽車都采用的是鎳氫蓄電池。6個額定1.2V的鎳氫電池串聯(lián)組成一個7.2V的電池模塊，若干組電池模塊串聯(lián)構(gòu)成蓄電池。HV蓄電池、蓄電池ECU和SMR（系統(tǒng)主繼電器）集中在一個信號箱中，位于后座后的行李廂中，這樣可更有效地利用車內(nèi)空間3.動力蓄電池系統(tǒng)（1）電池八、豐田普銳斯混合動力系統(tǒng)（二）普銳斯混合動力系統(tǒng)的組成3.HV蓄電池系統(tǒng)（2）檢修塞拆下檢修塞1-檢修塞高壓電路的主保險絲

位于檢修塞總成的內(nèi)部八、豐田普銳斯混合動力系統(tǒng)