A8-23混合動(dòng)力汽車簡介.pdf
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1、1 1 第 23 單 元 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)及檢修 混合動(dòng)力汽車簡介 A8 2 單元 目標(biāo) 2 了解混合動(dòng)力系統(tǒng)的類型及特點(diǎn) 了解君越 BAS混合動(dòng)力系統(tǒng) 了解凱雷德雙?;旌蟿?dòng)力系統(tǒng) 熟悉混合動(dòng)力系統(tǒng)的維修操作安全注意事項(xiàng) 3 單元 目錄 3 概述 混合動(dòng)力系統(tǒng)類型 混合動(dòng)力汽車特殊部件 混合動(dòng)力汽車特殊功能 君越BAS混合動(dòng)力系統(tǒng)簡介 凱雷德雙?;旌蟿?dòng)力系統(tǒng)簡介 高電壓安全操作須知 單元總結(jié) 4 概述 電動(dòng)汽車通過蓄電池給電動(dòng)機(jī)提供電源,電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛行駛。電動(dòng)汽車駕乘舒適性很高,沒有排放污染,但是由于蓄電池儲(chǔ)存電能的能力有限,所以電動(dòng)汽車行駛的距離很短。發(fā)展歷程 1873年,世界上第一輛電
2、動(dòng)汽車誕生在英國 1905年,美國工程師H.Piper第一個(gè)在美國提交了混合動(dòng)力電動(dòng)汽車設(shè)計(jì)專利申請 19世紀(jì)80年代,高效的開關(guān)晶體管(稱為IGBT)出現(xiàn),使得電動(dòng)汽車的現(xiàn)代化發(fā)展成為可能 GM是首個(gè)研發(fā)電動(dòng)汽車的公司之一。1996年,GM將電動(dòng)GM EV1以及電動(dòng)S-10皮卡推向市場 世界各國將研發(fā)目標(biāo)轉(zhuǎn)向了混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(hybrid electric vehicle,簡稱HEV)5 混合動(dòng)力系統(tǒng)類型 混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的動(dòng)力來自電動(dòng)機(jī)和其它能源,如油電混合驅(qū)動(dòng),燃料電池驅(qū)動(dòng)等,并以不同的驅(qū)動(dòng)組合方式來控制車輛的動(dòng)力,如串聯(lián)驅(qū)動(dòng)、并聯(lián)驅(qū)動(dòng)以及混聯(lián)驅(qū)動(dòng)等。目前SGM上市的混合動(dòng)力車型中,代
3、表性的產(chǎn)品主要有Cadillac Esclade和Buick Lacrosse。按驅(qū)動(dòng)形式分類 并聯(lián)結(jié)構(gòu) 內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)馬達(dá)均可輸出動(dòng)力 發(fā)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)馬達(dá)組合成一個(gè)單元,替代了傳統(tǒng)的發(fā)電機(jī)及啟動(dòng)機(jī) 一個(gè)較大的蓄電池組,其電壓通常比普通汽車電瓶的12V電壓要高許多 兩種動(dòng)力源機(jī)械地對(duì)接在一起 6 混合動(dòng)力系統(tǒng)類型 串聯(lián)結(jié)構(gòu) 串聯(lián)結(jié)構(gòu)的混合動(dòng)力車輛更像是一臺(tái)電動(dòng)汽車。結(jié)構(gòu) 發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī) 發(fā)電機(jī)既給電瓶充電也驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)達(dá) 電動(dòng)馬達(dá)可以從發(fā)電機(jī)和電瓶共同獲得電能 不需要變速箱,結(jié)構(gòu)簡單的變速箱 電動(dòng)機(jī)調(diào)整的轉(zhuǎn)速范圍大 利用飛輪或大電容器用來存儲(chǔ)車輛制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的再生能量 電動(dòng)機(jī)可以整合到車輪上 優(yōu)點(diǎn)發(fā)
4、動(dòng)機(jī)可以以恒定的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn),舒適性好 缺點(diǎn)動(dòng)力傳遞效率比機(jī)械式變速箱的要低一些 按驅(qū)動(dòng)形式分類 7 混合動(dòng)力系統(tǒng)類型 混聯(lián)結(jié)構(gòu) 混聯(lián)結(jié)構(gòu)是將串聯(lián)和并聯(lián)混合在一起的驅(qū)動(dòng)型式,發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力通過動(dòng)力分配裝置驅(qū)動(dòng)車輪也可以通過電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)車輪。電動(dòng)機(jī)在車輛靜止時(shí)卻能提供較大的輸出扭矩,彌補(bǔ)發(fā)動(dòng)機(jī)在低轉(zhuǎn)速時(shí)扭矩輸出的不足 整車的工作效率高 按驅(qū)動(dòng)形式分類 8 混合動(dòng)力系統(tǒng)類型 全混合動(dòng)力(Full-Hybrid)全混合動(dòng)力,也被叫做強(qiáng)混合動(dòng)力,車輛可以僅被發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng),也可以由電動(dòng)馬達(dá)單獨(dú)驅(qū)動(dòng),也可以同時(shí)由發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。GM與BMWDaimlerChrysler共同合作研制了一種叫做“雙模式”(Tw
5、o-Mode)的混合動(dòng)力系統(tǒng)屬于全混合動(dòng)力。電池組的尺寸和容量都比較大 結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜 電動(dòng)輔助混合動(dòng)力(Power-Assist Hybrid)以發(fā)動(dòng)機(jī)作為主要的動(dòng)力源,電動(dòng)馬達(dá)作為扭矩助推裝置安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)與變速箱之間。電動(dòng)馬達(dá)相當(dāng)于一個(gè)大號(hào)的起動(dòng)機(jī),它不僅用于啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī),也在車輛需要額外動(dòng)力時(shí)平滑動(dòng)力系統(tǒng)的扭矩輸出。按混合程度分類 9 混合動(dòng)力系統(tǒng)類型 輕混合動(dòng)力(Mild-Hybrid)輕混合動(dòng)力車輛本質(zhì)上是一個(gè)帶有大號(hào)啟動(dòng)馬達(dá)的傳統(tǒng)車輛。當(dāng)車輛在滑行、制動(dòng)或靜止時(shí),允許發(fā)動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行。馬達(dá)也可以在制動(dòng)過程中進(jìn)行能量的再生 車輛能夠通過關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)提高大約10%-20%左右的燃油經(jīng)濟(jì)性 通
6、常使用42V電源系統(tǒng)給起動(dòng)機(jī)提供電能 充電式混合動(dòng)力(Plug-in Hybrid)配備一個(gè)大容量的可外部充電的高壓電池組 可通過外部電源進(jìn)行充電 充電后可續(xù)航一定的里程 可由電能單獨(dú)驅(qū)動(dòng) 既可以是串聯(lián)結(jié)構(gòu)也可以是并聯(lián)結(jié)構(gòu) 按混合程度分類 10 混合動(dòng)力系統(tǒng)類型 油電混合 油電混合動(dòng)力車輛使用燃油和電力驅(qū)動(dòng)車輛,燃油通過內(nèi)燃機(jī)做功產(chǎn)生動(dòng)力,電力帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛。驅(qū)動(dòng)方式有串聯(lián)和并聯(lián)兩種,現(xiàn)代車輛上通常使用并聯(lián)驅(qū)動(dòng)方式。燃料電池 燃料電池的種類繁多,如氫燃料電池,甲醇燃料電池,生物燃料電池等。其主要原理是將燃料及氧化劑中的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能供給電動(dòng)機(jī),從而驅(qū)動(dòng)車輛行駛。按能源性質(zhì)分類 11 混合
7、動(dòng)力汽車特殊部件 能量儲(chǔ)存箱(ESB)高壓電池組:儲(chǔ)存電能,電壓從36V至600V不等 電壓傳感器:監(jiān)測電池組每塊電池的工作狀態(tài) 電流傳感器:監(jiān)測電池組輸入、輸出電流的大小 溫度傳感器:監(jiān)測電池組每塊電池的溫度 電池?cái)嚅_模塊(BDM):也被稱為高壓接觸器模塊,控制混合動(dòng)力電池組電源與外界的供給或切斷 電池組冷卻風(fēng)扇:給電池組散熱降溫。12 混合動(dòng)力汽車特殊部件 高壓互鎖回路 高壓互鎖回路(HVIL)用于監(jiān)測高壓線路端子檢修蓋的狀態(tài),并將各線路端子檢修蓋連接成環(huán)路。如果任一高壓端子的檢修蓋被打開,則高壓互鎖回路就會(huì)中斷,混合動(dòng)力控制系統(tǒng)將啟動(dòng)高壓電池組自動(dòng)斷電功能,控制模塊將會(huì)指令接觸器斷開,中
8、止電池組高壓電向外輸出,防止觸電事故發(fā)生。手動(dòng)斷電裝置 手動(dòng)斷電裝置位于能量存儲(chǔ)箱(ESB)的外面。在車輛存儲(chǔ)時(shí)間較長的情況下,需要斷開手動(dòng)斷電裝置,以限制可能發(fā)生的電池組的放電量 在執(zhí)行某些維修程序前,也需要斷開手動(dòng)斷電裝置,中止電池組高壓電的輸出,防止觸電事故的發(fā)生 13 混合動(dòng)力汽車特殊部件 在組合儀表的轉(zhuǎn)速表上增加了“AUTO-STOP”位置和“OFF”位置 轉(zhuǎn)速表指針若指向“AUTO STOP”位置表示車輛已經(jīng)進(jìn)入自動(dòng)停止模式 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為零 汽車仍然處在工作狀態(tài),發(fā)動(dòng)機(jī)可能隨時(shí)啟動(dòng)“OFF”位置表示發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)正常關(guān)閉,需要通過點(diǎn)火鑰匙重新啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī) 儀表上增加了“ECO”指示“EC
9、O”指示點(diǎn)亮表明車輛正處在節(jié)油的狀態(tài) 特殊組合儀表 14 混合動(dòng)力汽車特殊部件 混合動(dòng)力系統(tǒng)的起動(dòng)機(jī)與發(fā)電機(jī)有別于傳統(tǒng)車輛,通常整合在一起,為一個(gè)電機(jī)總成,而且功率較大。該電機(jī)總成既可以啟動(dòng)車輛同時(shí)也可以發(fā)電 起動(dòng)機(jī)/發(fā)動(dòng)機(jī)總成 起動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)總成 15 混合動(dòng)力汽車特殊功能 混合動(dòng)力汽車的特殊功能包括自動(dòng)啟動(dòng)、自動(dòng)停機(jī)、再生制動(dòng)。自動(dòng)啟動(dòng) 混合動(dòng)力汽車的電機(jī)/發(fā)電機(jī)比傳統(tǒng)起動(dòng)機(jī)更為強(qiáng)大,可以驅(qū)動(dòng)內(nèi)燃機(jī)(ICE)在幾百ms之內(nèi)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)怠速(大約600RPM)無需額外燃料,也減少了排氣量 瞬時(shí)事件,甚至無法感覺出噪聲與起動(dòng)時(shí)間 自動(dòng)停機(jī) 在車輛行駛過程中,駕駛員踩下制動(dòng)踏板,在減速過程中,系統(tǒng)進(jìn)
10、入減速斷油模式。當(dāng)車輛完全停止后,系統(tǒng)進(jìn)入自動(dòng)停止模式,燃油不再供給發(fā)動(dòng)機(jī)。如果駕駛員釋放剎車踏板,車輛將會(huì)自動(dòng)起動(dòng)。上述功能被稱為混合動(dòng)力系統(tǒng)的自動(dòng)停機(jī)功能。在汽車空檔滑行或停止?fàn)顟B(tài)下ICE無需怠速運(yùn)轉(zhuǎn) 混合動(dòng)力控制系統(tǒng)通常僅在汽車初始起動(dòng)或ICE低于正常工作溫度時(shí)允許ICE怠速 當(dāng)ICE處于正常工作溫度時(shí),只要油門沒有被踩下,ICE都可以被關(guān)閉 16 混合動(dòng)力汽車特殊功能 再生制動(dòng)是指把傳統(tǒng)汽車制動(dòng)或空檔滑行時(shí)浪費(fèi)掉的車輛動(dòng)能重新利用的過程 非混合動(dòng)力汽車在制動(dòng)時(shí),制動(dòng)系統(tǒng)將汽車的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能,這部分熱能被浪費(fèi)掉了 在混合動(dòng)力設(shè)計(jì)中,再生制動(dòng)功能使混合動(dòng)力汽車制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生電能,并向混合動(dòng)力
11、電池組充電,獲得再生能量 再生制動(dòng) 17 君越BAS混合動(dòng)力系統(tǒng)簡介 Buick Lacrosse是上汽通用汽車首款上市的混合動(dòng)力車輛。使用的混合動(dòng)力系統(tǒng)為BAS系統(tǒng),即驅(qū)動(dòng)皮帶-發(fā)電機(jī)-起動(dòng)機(jī)(Belt Alternator Starter)系統(tǒng),屬于輕混合動(dòng)力系統(tǒng),主要目標(biāo)就是提高燃油經(jīng)濟(jì)性和減少排放?;窘Y(jié)構(gòu) BAS混合動(dòng)力車輛的特點(diǎn)是由發(fā)動(dòng)機(jī)提供主要的車輛動(dòng)力,電動(dòng)馬達(dá)提供車輛的輔助動(dòng)力,同時(shí)電動(dòng)馬達(dá)也替代了傳統(tǒng)車輛的起動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī),既是起動(dòng)機(jī)也是發(fā)電機(jī),系統(tǒng)使用36伏電池組儲(chǔ)存電能。內(nèi)燃機(jī) 點(diǎn)動(dòng)馬達(dá) 變速箱 電池組 18 君越BAS混合動(dòng)力系統(tǒng)簡介 混合動(dòng)力車輛在工作時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)
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