增程式混合动力汽车动力传动系统组成如图5-3-1 所示，主要由驱动电机系统、电源系统、增程器和整车控制器等组成。增程式混合动力汽车纯电动模式的续驶里程较短，动力电池容量要求比纯电动汽车低。发动机输出功率满足下式：式中，PRE 为满足增程式混合动力汽车最高车速行驶所需要的发动机输出功率，单位为kW。......
2023-08-20
增程式混合动力汽车车型实例：新能源汽车概论
【摘要】：整车动力充沛，0 到50 km 加速时间仅为5.3 s，最高车速≥150 km，同时油耗仅为2.5 L/100 km，与同级别传统动力车型相比，油耗大幅降低。传祺增程电动汽车主要有动力电池、驱动系统、增程器、高压系统冷却、整车控制器等，如图5-3-13 所示。HCU 如同增程电动汽车的大脑，指挥各个系统的协调工作，以达到效率、排放和动力性的最优，同时兼顾行驶的平稳性。
1.宝马i3（增程款）
宝马i3 电动汽车（增程款）动力电池采用三元锂离子电池电芯组成单体电池，再由12 个单体电池组成一个电池模组，动力电池一共8 个电池模组。每个单体电池的电压均为3.75 V，容量60 Ah，12 个单体电池组成一个电压为45 V 的电池模组，单体电池和电池模组如图5-3-9 所示。
图5-3-9 单体电池和电池模组
如图5-3-9 所示的电池模组串联并与电池管理系统一起组成高压动力电池总成。动力电池总成额定电压360 V，电压分为259～396 V，可存储能量21.6 kW·h，可用能量18.8 kW·h。动力电池组成与内部连接示意图分别如图5-3-10、图5-3-11 所示。
图5-3-10 宝马i3 动力电池组成
图5-3-11 宝马i3 动力电池内部连接示意图
（2）驱动电机
宝马i 系列是宝马在德国总部发布的独立子品牌，该品牌主要代表着新能源汽车和新的移动解决方案。
i 系列车型主要以插电式混合动力和纯电动技术作为驱动技术，i 系列成为宝马集团旗下最环保的品牌系列车。i3 分为纯电动版和增程版，两者均装备了最大功率125 kW、最大扭矩250 N·m 的永磁同步电动机，增程款还增加了个双缸发动机和一个发电机作为增程器。宝马i3 驱动电机和增程器安装位置如图5-3-12 所示。
图5-3-12 宝马i3 驱动电机和增程器安装位置
2.广汽传祺增程电动汽车
传祺Hybrid 是基于传祺平台，采用峰值95 kW 的永磁同步电机驱动，搭载13 kW·h锂动力电池；纯电动状态下,整车可行驶50 km 以上；并可在电池电量不足时，通过车载增程器给车辆充电，车辆总续驶里程大于500 km，克服了纯电动车里程短等缺点。整车动力充沛，0 到50 km 加速时间仅为5.3 s，最高车速≥150 km，同时油耗仅为2.5 L/100 km，与同级别传统动力车型相比，油耗大幅降低。
传祺增程电动汽车主要有动力电池、驱动系统、增程器、高压系统冷却、整车控制器等，如图5-3-13 所示。
图5-3-13 传祺增程电动汽车组成
（1）动力电池
动力电池系统布置于行李箱处（如图5-3-14 所示），配备冷却风管；配备手动维修开关（A 箱、B 箱各配备一个），B 箱手动维修开关从行李箱处可以拆卸，A 箱手动维修开关从后排座椅中部靠背可拆卸。主要参数：动力电池由212 颗磷酸铁锂电池单体组成，每个电池单体的标称电压是3.2 V，使用电压范围为2.5～3.6 V，系统的标称电压为345.6 V，工作电压为260～420 V，瞬时电流可达300 A 以上。
图5-3-14 动力电池安装位置
（2）驱动系统
驱动系统依托增程式系统平台，电机控制器包括控制电路、功率驱动单元、DC/DC、高低压接插件、内部线束和所有相关的软硬件等。本控制器作为ISG 电机（发电机）和驱动电机的控制器，并集成了DC/DC，是一款双电机控制器。
ISG 电机（发电机）和发动机构成增程器，TM 电机（驱动电机）为整车提供驱动动力。发动机不参与驱动，而是作为一个增程器驱动发电机发电，实现了在线充电的功能，消除了纯电动技术续驶里程不足的特点；同时也解决了纯电动汽车对基础充电设施过度依赖的缺点，且减小了电池容量，降低了成本。驱动系统如图5-3-15 所示。
图5-3-15 驱动系统
（3）增程器
AG 发电机简称ISG 电机，该电机只负责给电池充电不负责驱动，其工作原理是发电机转子与发动机曲轴连接，通过发动机曲轴直连带动发电机转子转动从而磁场切割磁感应线产生电能。该发电机额定功率为31 kW，峰值功率是40 kW，额定转速是4 500 r/min，峰值转速是6 000 r/min。
发电机安装在发动机曲轴后端。发电机为紧凑、轻型和高效的交流永久磁铁电机。发电机既是起动机又是发电机，在起动时作为起动机带动发动机，在刹车制动或下坡时作为发电机给高压电池充电。AG 发电机结构如图5-3-16 所示。
图5-3-16 AG 发电机结构
发电机为三相交流电机，当三相交流电经过定子线圈的三相绕组时，电机内产生旋转磁场。通过转子的旋转位置和转速控制该旋转磁场，转子中的永久磁铁受到旋转磁场的吸引而产生扭矩。产生的扭矩与电流大小大致成比例，且转速由交流电的频率控制。此外，通过适当控制旋转磁场与转子磁铁角度，可以有效地产生大扭矩和高转速。发电时，旋转转子产生旋转磁场，在定子线圈内产生电流。
发电机可以将汽车减速或制动时的动能转换成电能，为高压电池充电，提高燃油经济性。
（4）高压系统冷却
高压系统中的发电机、驱动电机、集成发电机及驱动电机控制器在工作时会产生大量的热量，如不及时冷却会造成系统过热、功率受限等。广汽增程电动汽车采用液冷式冷却方式，冷却液在电动冷却液泵的作用下流过以上高压部件，并在散热器中冷却，从而降低高压部件的热量。高压系统冷却组成与示意图分别如图5-3-17 和图5-3-18 所示。
（5）整车控制器
传祺Hybrid 工作原理的核心是HCU（整车控制单元）的控制。HCU 如同增程电动汽车的大脑，指挥各个系统的协调工作，以达到效率、排放和动力性的最优，同时兼顾行驶的平稳性。
图5-3-17 高压系统冷却组成
图5-3-18 高压系统冷却示意图
整车控制器（Hybrid Control Unit，HCU）是混动系统的核心电子控制单元（Electronic Control Unit，ECU）。整车控制器通过控制器局域网（Controller Area Network，CAN）总线与发动机、AG 发电机、驱动电机、动力电池、DC / DC 转换器等部件的电子控制单元相互通信，并根据混动系统控制策略对这些部件实施控制。从整车控制器的角度看，这些部件都是混动系统的执行部件，整车控制系统框图如图5-3-19 所示。
图5-3-19 整车控制系统框图
根据驾驶员指令（扭矩需求）、动力电池电量（SOC）和车辆行驶情况，针对系统的四种控制状态，即起停控制、充电控制、助力控制、能量回收控制等状态，来分配发动机、驱动电机、起动电机的转矩。
HCU 先根据驾驶员命令（加速踏板行程、制动踏板行程、挡位信号等）和当前车辆行驶状况计算出当前所需功率和扭矩，然后结合当前的高压电池状态和车辆行驶状态，决定能源在发动机、驱动电机之间的分配，即确定发动机、后轴驱动电机或前轴驱动电机的扭矩，实现能量的最优管理，使有限的燃油发挥最大的功效。
有关新能源汽车概论（全彩版）的文章
- 详细阅读
-
增程式混合动力汽车特点详细阅读
增程式混合动力汽车与纯电动汽车相比，可以随时在加油站加油，续驶里程得到很大提高。增程式混合动力汽车采取电池扩容的方式解决了电池驱动的续驶能力问题。增程式混合动力汽车能外接充电，尽可能利用晚间低谷电充电，进一步提高了能源利用率。增程式混合动力汽车与插电式混合动力电动汽车相比，增程式混合动力汽车在电能充足条件下行驶时发动机不参与工作。增程式混合动力汽车能够有效提高燃料利用率，主要原因如下。......
2023-08-20
-
增程式电动汽车：新能源汽车概论详细阅读
图4-1-7增程式电动汽车增程器与驱动电机纯电动工作模式如图4-1-8 所示为增程式电动汽车纯电动工作模式，此阶段属于电量消耗阶段。④ 由于增程式电动汽车的电池容量相对较小，充电所需时间减少，因此可以利用小功率充电桩或家庭用电进行充电。......
2023-08-20
-
并联混合动力汽车：新能源汽车概论详细阅读
采用并联式混合动力系统的汽车有两套独立的驱动系统，即发动机驱动系统和电机驱动系统。两套动力系统同时工作时，以机械方式实现动力耦合，动力的流向为并联，所以称为并联式混合动力系统。图5-1-2并联式混合动力汽车组成1.并联式混合动力系统基本工作模式① 内燃机辅助混合动力模式主要利用动力电池和驱动电机系统来驱动车辆，仅当以较高的巡航速度行驶、爬坡和急加速时才使用内燃机。......
2023-08-20
-
增程式混合动力汽车的结构与原理详细阅读
在结构上，增程式混合动力汽车是在纯电动汽车的基础上开发的电动汽车，增程器的布置对原有车辆的动力系统结构影响较小。之所以称为增程式混合动力汽车是因为车辆追加了增程器，而为车辆追加增程器的目的是进一步提升纯电动汽车的续驶里程，使其能够尽量避免频繁地停车充电。......
2023-08-20
-
串联式混合动力汽车：新能源汽车概论详细阅读
如图5-1-1 所示，串联式混合动力系统由发动机、发电机、电机控制器、电动机和动力电池组成。其工作原理为，由发动机带动发电机发电，所产生的电能通过电机控制器提供给电动机，再由电动机转化为动能后驱动车辆。串联式混合动力系统的特点是通过电方式实现动力耦合，电机控制器也是动力耦合器。根据以上特点，串联式混合动力电动汽车更适用于市内低速运行的工况，而不适合高速公路行驶工况。......
2023-08-20
-
增程式电动汽车结构与工作原理-新能源汽车概论详细阅读
增程式电动汽车以提高纯电动汽车的续驶里程为目的，是在纯电动汽车的基础上增加增程器而成的。它的基本结构由增程器、动力电池、驱动电机及传动系统等组成，结构如图4-2-15 所示。增程式电动汽车工作模式可分为纯电动模式、增程模式和制动能量回收模式。图4-2-15增程式电动汽车组成图4-2-16增程器组成1.纯电动模式动力电池电量充足，发动机停止工作，动力电池直接提供能源给驱动电机，电机驱动车辆行驶，如图4-2-17 所示。......
2023-08-20
-
插电式混合动力汽车：新能源汽车概论（全彩版）详细阅读
插电式混合动力汽车一般带有制动能量回收装置，使制动能转换成电力储存在动力电池中，从而进一步降低油耗。插电式混合动力汽车需要的动力电池容量取决于布置空间的大小。如果动力电池较小，那么插电式混合动力汽车的成本就较低；反之，如果动力电池较大，车辆的成本就会增加，充电时间也较长。......
2023-08-20
相关推荐