本章要求:1.知道混合動力汽車的含義及控制策略；2.了解混合動力汽車分類和怠速起停功能；3.了解BSG(BAS)和ISG混合動力系統4.了解混合動力驅動系統的基本結構形式分析；5.了解豐田混合動力普銳斯。第八章混合動力電動汽車第一節混合動力定義和控制策略一、混合動力定義混合動力電動汽車的確切定義，根據國際機電委員會下屬的電力機動車技術委員會的建議，混合動力電動汽車是指由兩種和兩種以上的儲能器、能源或轉換器作驅動能源，其中至少有一種能提供電能的車輛稱為混合動力電動汽車。二、混合動力汽車的節油控制策略三、總體控制方案混合動力汽車總體控制方案基本上分為兩大類，即分布式和集成式。所謂分布式是指設置獨立的整車控制單元，同時整車控制單元和各總成控制單元之間相互獨立(至少在邏輯上)，混合動力系統屬于多能源動力系統，各個子系統之間需要協調工作才能實現混合動力系統在各個工況下的功能，從而體現混合動力系統在提高燃油經濟性和排放性能方面的優勢。整個系統的控制策略主要由主控制器來完成。四、整車控制策略1.起動工況控制策略從發動機和電動機的轉速—轉矩特性圖可知，初始起動階段，發動機的轉速和轉矩成正比趨勢，在轉速較低時，發動機輸出轉矩較小，而電動機的轉速、轉矩成反比，在低轉速下具有良好的轉矩特性，為了克服傳統轎車起動時，發動機在較大負荷下由靜止達到穩定轉速的過程中燃油經濟性和排放都較差的問題。一般情況下都有電動機起動整車進入純電動驅動工況，而當電池SOC低于設定的下限值時，由發動機起動整車。2.驅動行駛工況控制策略１)低速小負荷行駛工況。通過設定合理的發動機最小工作轉矩和發動機最低工作轉速，可在滿足駕駛員行駛意圖的同時，避免發動機工作于怠速與低轉矩運行工況，從而大大改善了整車燃油經濟性能和排放性能。２)中速中負荷行駛工況中速中負荷行駛工況(即巡航工況)是行駛的主要工況，該工況汽車的行駛功率全部由發動機提供。2.驅動行駛工況控制策略３)加速和高速行駛工況在加速和高速行駛工況，發動機和電動機必須聯合協調工作，才能讓汽車獲得良好的動力性能。當電池SOC大于下限值SOC-low時，電動機和發動機共同工作驅動汽車行駛。４)減速制動工況控制策略在減速制動工況下，根據電池SOC和整車制動轉矩需求，電機再生制動系統和機械制動系統可單獨工作或同時工作。５)純電動驅動工況當油箱燃油量小于一定值，或者為了滿足周圍環保需要，純電動按鈕被按下時，整車進入純電動驅動工況。３.輔助驅動１)滿足動力性需求的輔助驅動當駕駛員請求的轉矩超過發動機的最大轉矩時，HCU將控制電動機參與輔助驅動，滿足整車的動力性需求。２)滿足經濟性的輔助驅動將發動機的工作區域穩定在經濟的區域，ISG電動機參與的輔助驅動部分滿足駕駛員的動力需求。4.發電功能１)一般行駛情況下發電轉矩的計算公式:發電轉矩＝發電請求轉矩－駕駛員請求轉矩，其中，發電請求轉矩是根據高壓電池SOC決定的，SOC越低則請求轉矩越大，SOC越低則請求轉矩越小。２)怠速情況下的發電公式:怠速時發電，主要是用來維持全車用電，如果高壓電池SOC過低，同樣需要發電來維持高壓電池電量的平衡。5.再生制動功能(１)再生制動第一階段，混合動力汽車在制動過程中可以通過ISG電動機實現能量回收的作用。再生制動可以分為兩個階段，再生制動第一階段和再生制動第二階段，汽車運行中，當離合完全結合，擋位在擋時，駕駛員未踩制動踏板，且松開油門踏板，進入再生制動第一階段，制動力矩主要根據車速而來，車速越高，制動力矩越大。(２)再生力矩第二階段，在再生制動第一階段條件下，踩下制動踏板，進入再生制動第二階段，制動力矩主要根據車速而來，車速越高，制動力矩越大。第二節混合動力汽車分類和怠速起停功能一、油電混合動力汽車分類

１.按串并聯分類

2.按混合度分類

目前,按照混合度的分類說法也比較流行，按照我國汽車行業標準中對混合動力汽車的分類和定義，從電動機功率占發動機功率百分比多少分為:微混----電動機的峰值功率和發動機的額定功率比小于等于5%。輕度混合----電動機的峰值功率和發動機的額定功率比在5%~15%。中度混合----電動機的峰值功率和發動機的額定功率比在15%~40%。重度混合-----電動機的峰值功率和發動機的額定功率比在40%以上。3.按能否外接電源進行充電

按能否外接電源進行充電，分為插電式混合動力(Plug-inHybridElectricVehicle)和非插電式混合動力。如圖所示，插電式混合動力的特征是可由電能單獨驅動，并配備一個大容量的可外部充電的蓄電池組，顯著的特性是可通過外部電源進行充電，充電后可續航一定的里程。

二、混合動力起停(Stop-Start)系統

所謂的起停系統，其實就是一套可以在車輛怠速狀態下自動關閉發動機從而起到降低油耗作用的系統，它可以在車輛怠速等待狀態下(腳踩制動踏板后)關閉發動機，轉由電動機驅動車內電器，而在駕駛員再次發動車輛的0.1~0.3s之內迅速作出反應，起動發動機。

第三節BSG(BAS)和ISG混合動力系統

1、BSG混合動力系統，即驅動皮帶--發電機--起動機(BeltStarterGenerator或BeltAlternatorStarter)系統，也叫BASHybrid系統，。2、ISG(IntegratedStarterGenerator)是集成的具有起動機功能的發電機的縮寫。BAS和ISG這兩種動力系統目前只給發動機起助力作用，無法實現純電驅動。一、BAS混合動力系統結構

君越BAS混合動力系統結構

二、BAS混合動力系統主要部件君越BAS混合動力主要零部件（一）

君越BAS混合動力主要零部件（二）

三、君越ECO-Hybrid油電混合動力車與傳統汽車主要區別1.區別于傳統發動機的儀表標志區別于傳統內燃機的儀表標志有智能停機(Auto-Stop)標識，ECO指示燈(瞬時油耗<4L/100km時，電池充電狀態(SOC指示表)。

2.Hybrid車型的制動系統。SGCM對HHV電磁閥進行PWM控制,在車輛從自動停止到發動機重新起動的過程中，SGCM控制坡路保持閥打開的速率，以緩慢降低制動壓力的泄放，這樣可以避免車輛起步前溜車的危險和車輛起步后制動拖滯的發生。3.ECO空調模式空調有三個模式:OFF，ECO和Normal，OFF:空調關閉，允許智能停機，ECO:即經濟模式，空調運行，允許智能停機，Normal:即A/C模式，空調運行，不允許智能停機，按下ECO鍵，即可進入ECO經濟模式。

4.BAS系統工作模式--自動停機模式如圖所示，智能停機指發動機不供油，但電動機待命，踩下制動踏板至車輛停止，發動機自動停轉。5.BAS系統工作模式--減速模式當加速踏板被釋放后，燃油供應停止，車輛進入減速斷油狀態。

6.ECO指示燈點亮條件如圖所示，當電池充電時，電池充電狀態SOC指示表指針從L向H慢慢移動，起動機/發電機控制模塊SGCM(Starter/GeneratorControlModule)控制智能充電。7.電控車速感應轉向助力系統采用電動液壓助力轉向系統EHPS，有故障時儀表故障燈點亮，如圖所示，此系統當高速行駛時，轉向盤助力作用減小或者消失，路感增強，保障操控穩定，當速度降低，如轉彎、倒車時，轉向盤助力作用增大，操控輕盈，一個手指頭都能撥得動轉向盤。四、ISG混合動力系統ISG混合動力系統的車輛主要功能有怠速起停、再生制動、輔助驅動、發電功能、HCU(HybridControlUnit)混合動力控制單元會根據駕駛員請求(加速踏板踏下深度)、電池箱能量存儲單元的狀態(能允許放出的電量)、電驅動系統狀態(停車、行車)以及整車車輛狀態等控制ISG電動機的工作模式，自動實現以上功能。

1、奔馳400的混合動力系統結構2、奔馳ISG混合動力系統主要零部件3、奔馳400混合動力汽車電動機結構組合圖4、奔馳400混合動力汽車電動機結構分解圖第四節新能源客車結構形式和設計方案一、混合動力驅動系統的基本結構形式分析1.串聯式的特點分析串聯式是混合動力電動汽車中最簡單的一種，發動機輸出的機械能首先通過發電機轉化為電能，轉換后的電能一部分用來給蓄電池充電，另一部分經由電動機和傳動裝置驅動車輪。2.并聯式的特點分析與串聯式混合動力電動汽車不同的是，并聯式混合動力電動汽車采用發動機和電動機兩套獨立的驅動系統驅動車輪。發動機和電動機通常通過采用不同的離合器來驅動車輪，可以采用發動機單獨驅動、電力單獨驅動或者發動機和發電機混合驅動三種工作模式驅動。

二、控制策略

控制策略是混合動力汽車的核心，它根據駕駛員意圖和行駛工況，協調各動力部件間的能量流動，合理進行動力分配，優化車載能源，提高整車經濟性，適當降低排放。１)當車速較低時，離合器分離，車輛由大功率電動機單獨驅動，以純電動方式運行。２)當車速較高時，當整車需求扭矩在發動機優化工作區間內，發動機單獨工作，提供驅動轉矩。３)當車輛加速行駛或負荷增大時，發動機與電動機同時提供驅動轉矩。

三、混合動力客車系統結構(１)發動機+ISG電動機+離合器+主驅動電動機的動力；(２)發電機+發動機+主電動機+變速器；(３)發動機+離合器+主電動機+變速器；(４)發動機+液壓電動機(壓縮空氣驅動)；(５)發電機+主電動機+發動機+離合器+變速器；(６)發動機+自動離合器+ISG電動機+離合器+變速器；(７)發動機+離合器+變速器+驅動橋+液壓電動機+壓縮空氣；

第五節豐田混合動力普銳斯第二代豐田普銳斯(PRIUS)混合動力系統?搭載的混聯式混合動力系統，如圖所示，集合了各式混合動力系統的優勢，普銳斯混聯混合動力系統結構使用，停駛時自動停止發動機，減少能量浪費，更有效地控制發動機和電動機，加速反應快。

一、THS-Ⅱ電動機及驅動控制系統的特點在電動機和發電機之間采用AC500V高壓電路傳輸，可以極大地降低動力傳輸中電能損耗?高效地傳輸動力，采用大功率電動機輸出，提高電動機的利用率。當發動機工作效率低時，此系統可以將發動機停機，車輛依靠電機動力行駛，極大地增加了減速和制動過程中的能量回收，提高能量的利用率。

二、THS-Ⅱ電動機及驅動系統基本組成和工作原理1.電池艙內部件

2.電池箱內通風系統

3.高壓系統主繼電器

１)電源打開電路連接時SMR1和SMR3工作，而后SMR2工作而SMR1斷開，如圖所示，由于這種方式可以控制流過電阻器的電流，電路中的觸點受到保護，避免受到強電流造成的損害。

２)電源關閉電路斷開時SMR2和SMR3分步相繼斷開，如圖所示，然后HVECU確認各個繼電器是否已經斷開，這樣HV-ECU可確定通過流過SMR1的電流可判斷SMR2是否卡住。

4.混合動力變速驅動橋

三、動力系統工作切換過程１)MG1作電動機時的發動機起動和MG1的發電工況。HV-ECU起動MG1從而起動發動機，運行期間，為了防止環齒輪轉動并驅動車輪，MG2處于電動狀態以施加制動，這個功能叫做“反作用控制”或叫“起動控制，如圖所示，

２)MG2電動時的純電工況起動。MG2驅動車輛起步后，車輛僅由MG2驅動，這時發動機保持停止狀態，MG1以反方向旋轉而不發電，如圖所示。３)純電動轉混合動力時的發動機起動控制純電動工況只有MG2工作時，如果增加所需驅動轉矩，MG1將被起動，此時MG1和MG2共同拖動發動機起動，如圖所示。４)MG1發電和微加速模式小負荷時已經起動的發動機將使MG1作為發電機為HV蓄電池充電，并向MG2供電，如圖所示。５)低載荷巡航時車輛以低載荷巡航時，發動機的動力由行星齒輪分配，其中一部分