0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

混合动力汽车HEV系统的应用原理分析

jf_IvoARX3P 来源:EDC电驱未来 作者:EDC电驱未来 2022-11-25 10:42 次阅读

HEV系统有两种基本几何形状:并行和串联。

28ade27a-6c08-11ed-8abf-dac502259ad0.jpg

并联系统示意图

28cee3f8-6c08-11ed-8abf-dac502259ad0.jpg

串联系统示意图

28e539f0-6c08-11ed-8abf-dac502259ad0.jpg

内燃发动机在高速公路上行驶时效率最高,因此仅在高速公路行驶中使用。但是,这在停走交通方面效率很低。电动机很快会在长时间的高速公路行驶中耗尽其电池,但是可以通过城市交通高效驾驶车辆,而不会排放到城市大气中。当然,当ICE和电动机同时工作时(如车辆在加速时),这两者之间会有一些驾驶模式。

通过驱动机构的动力流取决于系统的布置和几个离合器,这些离合器使组件与组件脱离接合。在下图中:

电磁离合器#1 控制ICE和发生器之间的连接。
电磁离合器#2 控制ICE和变速箱之间的连接。
超越离合器#3 控制ICE与系统之间的连接。
超越离合器#4&5 控制电动机和系统之间的连接。

290a913c-6c08-11ed-8abf-dac502259ad0.jpg

动力从内燃机通过辅助驱动轴流到变速器。然后,它从变速箱流到主驱动轴,然后流到车轮。超越离合器3和5接合,所有其他离合器分离。

293a90c6-6c08-11ed-8abf-dac502259ad0.jpg

功率从两个电动机流经变速箱,流向驱动轴和轮胎。超越离合器4和5接合,所有其他离合器分离。

296267f4-6c08-11ed-8abf-dac502259ad0.jpg

动力从内燃机流经辅助驱动轴,变速器,然后流至主驱动轴,再流至轮胎。功率也从两个电动机流向变速器,然后流向主驱动轴和轮胎。超越离合器3、4和5接合,电磁离合器2接合。

2991a924-6c08-11ed-8abf-dac502259ad0.jpg

动力从车轮流到主驱动轴,然后通过变速箱,再通过辅助驱动轴,流到发电机,最后流到电池。这在再生制动期间发生。电磁离合器1和2已接合,所有其他离合器均已分离。

29c08e60-6c08-11ed-8abf-dac502259ad0.jpg

动力从内燃机经过驱动轴2流到变速箱,再到驱动轴1和轮胎。动力也从ICE穿过驱动轴2流向发电机。超越离合器3和电磁离合器1接合,所有其他离合器分离。

29e9b420-6c08-11ed-8abf-dac502259ad0.jpg

动力从内燃机流经辅助驱动轴,到达变速器,然后流经主驱动轴和轮胎。ICE还通过电磁离合器1为发电机供电,然后再为电池供电。而且,电动机通过变速器向主驱动轴提供动力。所有离合器均已接合。

许多混合动力汽车和其他非混合动力汽车也使用再生制动。该系统吸收了一些通常在汽车制动时通过摩擦耗散的能量,并将其转换回可用的能量。

如果:T(t)=扭矩

W(t)=车轮速度(转数/时间)

P(t)=功率= T * W

轮轴以速度= W旋转且扭矩= T旋转,产生动力P,具有所有时间功能。从车轮获取动力会使汽车减速,这通常是不希望的,除了制动。施加制动器时,发电机的轴连接到车轮轴,因此可以通过车轮的动力使其旋转。然后,发电机将这种机械/旋转动力转换为电能:

对于直流发电机:

a = a(N,B,l,r)=一个常数(对于特定的生成器)

V(t)=电压

I(t)=电流= a * T,并且

P(电气)= I * V = T * W = P(机械)

然后:I =(W / V)* T,然后

V = I / a * W

因此,假设摩擦损耗可忽略不计,则电功率输出为P = V * I = T *W 。然后,该电能用于为车辆的电池充电,以保存电池以备将来使用。

车辆行驶时,HEV也会通过ICE通过相同的过程为电池充电。控制器监视电池的状态和ICE的速度。当电池电量低且ICE速度高时,它将发动机的驱动轴连接至发电机,从ICE汲取功率为电池充电。由于此控制器就位,因此在加速,爬坡或需要全功率时,车辆不会失去动力。

极限物理

混合动力汽车的性能受到其效率和运载自己燃料的能力的限制。电池容量和燃料能量密度都限制了车辆可维持的电量。

电池的三种主要类型是铅酸(最常见的汽车电池),NiCd(镍镉)和较新的NiMH(镍氢金属)。电池的比能量,比功率,成本和寿命是选择电池的最重要因素。

比能量(Wh / kg) 比功率(W / kg) 大约费用(美元/千瓦时) 近似寿命(循环放电至80%)
铅酸 35 200 125 450
镍镉 40 175 600 1250
镍氢电池 70 150 540 1500

单位:单位质量的比能量或功率。这很重要,因为只要有足够的电池,任何电池组件都可以提供足够的能量,但是HEV的体积和承载能力有限,因此需要使用高能量/功率密度的电池。

Wh / kg =瓦时/千克-1kg电池可以提供一定瓦数功率的小时数。

W / kg =瓦特/ kg-1kg电池可提供的瓦数。

$ / kW-h =美元/千千瓦小时-每小时电力成本,以千瓦数为单位的电量。

循环至80%DOD(放电深度)-电池通过化学反应循环(取决于其类型)以提供电能。该单位是每个电池在放电至80%以内之前所能提供的循环数(这种状态下电池两端没有压降,因此它无法提供电力)。

审核编辑:郭婷

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 混合动力汽车

    关注

    3

    文章

    185

    浏览量

    26550
  • HEV
    HEV
    +关注

    关注

    0

    文章

    100

    浏览量

    22159
  • 电池
    +关注

    关注

    84

    文章

    10417

    浏览量

    128714

原文标题:高清图解-美国某HEV车型专利原理大图

文章出处:【微信号:EDC电驱未来,微信公众号:EDC电驱未来】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    插电式混合动力汽车的特点

    插电式混合动力汽车,作为现代汽车工业中的一颗璀璨明星,正以其独特的优势吸引着越来越多的消费者。这类汽车结合了传统内燃机和电动机的优势,通过插
    的头像 发表于 10-04 16:48 289次阅读

    混联插电式混合动力汽车的特性分析

    一、优势概述 减排效果显著:混联插电式混合动力汽车适应多变的行驶环境,通过多种驱动模式确保发动机在最佳状态下工作,从而大幅减少有害排放。 油耗显著降低:在低速行驶时,主要以串联模式工作,优化燃料效率
    的头像 发表于 08-18 17:33 1078次阅读

    混联式混合动力汽车的运转模式

    混联式混合动力汽车拥有几种关键的驱动模式,包括纯电动模式、纯发动机模式、混合动力模式以及增程模式。 纯电动模式 在纯电动模式下,车辆完全由电
    的头像 发表于 08-18 17:29 1078次阅读
    混联式<b class='flag-5'>混合</b><b class='flag-5'>动力</b><b class='flag-5'>汽车</b>的运转模式

    并联式混合动力汽车的特征介绍

    并联式混合动力系统具备独特的构造特征 其核心在于能够通过发动机或电动机独立驱动车辆,或二者合作提供动力,同时保留传统变速器的配置。简言之,这种系统可被理解为传统
    的头像 发表于 08-13 18:01 599次阅读

    迎来“CASE”时代的汽车趋势和技术课题(1) ~48V系统轻度混合动力车~

    遇到了技术方面的各种课题。在本专栏中,我们将从围绕此类汽车的技术趋势中介绍与电子产品相关的主题。 本次是第一次,我们将介绍以欧洲为中心逐渐推广的轻度混合动力车,以及伴随轻度混合
    的头像 发表于 05-14 18:03 427次阅读
    迎来“CASE”时代的<b class='flag-5'>汽车</b>趋势和技术课题(1) ~48V<b class='flag-5'>系统</b>轻度<b class='flag-5'>混合</b><b class='flag-5'>动力</b>车~

    EV、HEV 电池的放电测量

    随着全球向可再生能源转型,电动汽车(EV)和混合动力汽车HEV)的市场份额逐年增加,这两种类型的车辆都依赖于电池技术的进步以提供更高效、更
    的头像 发表于 03-15 15:53 561次阅读
    EV、<b class='flag-5'>HEV</b> 电池的放电测量

    混合动力汽车应用中的厚膜电阻器

    混合动力汽车电阻器
    海飞乐技术
    发布于 :2024年03月06日 10:22:52

    混合动力汽车研究:电动化计划推迟 PHEV&amp;增程式占比将抬升至40%

    佐思汽研发布《2023-2024年全球和中国混合动力汽车研究报告》。
    的头像 发表于 01-25 13:54 1880次阅读
    <b class='flag-5'>混合</b><b class='flag-5'>动力</b><b class='flag-5'>汽车</b>研究:电动化计划推迟 PHEV&amp;增程式占比将抬升至40%

    混合动力汽车驱动系统的启动/停止功能

    轻度混合动力和全混合动力都具有启动/停止功能(图1-8)。但是,传统驱动汽车也可装备一套启动/停止系统
    的头像 发表于 01-23 13:41 709次阅读
    <b class='flag-5'>混合</b><b class='flag-5'>动力</b><b class='flag-5'>汽车</b>驱动<b class='flag-5'>系统</b>的启动/停止功能

    解析与探讨混合动力汽车驱动系统工作模式

    混合动力行驶指的是内燃机和电动机都产生驱动扭矩的所有状态(图1-3)。在考虑如何分配驱动扭矩时,混合动力控制系统在优化目标(油耗排放)之外尤
    发表于 01-21 11:43 767次阅读
    解析与探讨<b class='flag-5'>混合</b><b class='flag-5'>动力</b><b class='flag-5'>汽车</b>驱动<b class='flag-5'>系统</b>工作模式

    长城汽车Hi4-T斩获第二届世界十佳混合动力系统殊荣

    1月17日,长城汽车Hi4-T斩获汽车评价研究院第二届世界十佳混合动力系统殊荣,继Hi4荣获“中国心”十佳发动机及混动系统之后,Hi4技术体
    的头像 发表于 01-19 09:30 1006次阅读

    混合动力汽车驱动系统原理

    电动混合动力汽车(图1-1)基本上遵循3个目标:节约燃油、降低排放、提高扭矩和功率(“驾驶乐趣”)。其中,根据不同的目标使用不同的混合动力
    发表于 01-18 16:10 658次阅读
    <b class='flag-5'>混合</b><b class='flag-5'>动力</b><b class='flag-5'>汽车</b>驱动<b class='flag-5'>系统</b>原理

    尼得科动力系统研发出混合动力电动汽车离合器控制模块新产品

    增加,但存在充电基础设施和电池容量等问题,混合动力电动汽车(HEV)依然保持着较高的市场份额。本产品在低速行驶和加速时以电机为动力源,高速巡
    的头像 发表于 12-28 16:03 361次阅读

    吹田电气 | EV、HEV 电池的放电测量

    随着全球向可再生能源转型,电动汽车(EV)和混合动力汽车HEV)的市场份额逐年增加,这两种类型的车辆都依赖于电池技术的进步以提供更高效、更
    的头像 发表于 12-23 08:33 557次阅读
    吹田电气 | EV、<b class='flag-5'>HEV</b> 电池的放电测量

    2030年,中国仍将是最大的碳化硅市场

    在电动汽车领域,纯电动汽车BEV、混合动力HEV、插电式混合
    发表于 11-21 15:46 475次阅读
    2030年,中国仍将是最大的碳化硅市场