混合动力电动汽车：新能源汽车大数据分析与应用技术

混合动力汽车是指汽车动力传动系统由两个或多个能同时运转的单个动力传动系统联合组成的汽车。汽车的行驶功率依据实际的汽车行驶状态由单个动力传动系统单独或多个动力系统共同提供。如果其中一个动力传动系统为纯电动汽车动力传动系统，则该混合动力汽车为混合动力电动汽车。混合动力电动汽车按照驱动系统能量流和功率流的配置结构关系以及动力传输路线，可以分为串联式混合动力汽车、并联式混合动力汽车和混联式混合动力汽车。

（1）串联式混合动力电动汽车（图2-6）

由内燃机直接带动发电机发电，产生的电能通过控制单元传到电池，再由电池传输给电机化为动能，最后通过变速机构来驱动汽车。电池在发电机产生的能量和电动机需要的能量之间进行调节，从而保证车辆正常工作。

串联式混合动力电动汽车具有下述特点：

①车载能量源环节的混合。

②单一的动力装置。

③车载能量源由两个以上的能量联合组成。

串联式混合动力电动汽车实现了车载能量源的多样化，可充分发挥各种能量源的优势，并通过适当的控制实现它们的最佳组合，满足汽车行驶的各种特殊要求。

图2-6 串联式混合动力电动汽车结构

（2）并联式混合动力电动汽车（图2-7）

采用发动机和驱动电机两套独立的驱动系统驱动车轮。发动机和驱动电机通常通过不同的离合器来驱动车轮，可以采用发动机单独驱动、驱动电机单独驱动或者发动机和驱动电机混合驱动三种工作模式。当发动机提供的功率大于车辆所需的驱动功率时，驱动电机工作于发电状态，给动力电池充电。与串联式混合动力相比，它需要两个驱动装置，即发动机和驱动电机。而且，在相同的驱动性能要求下，由于驱动电机系统与发动机可以同时提供动力，并联式比串联式所需的发动机和驱动电机的单机功率要小。

图2-7 并联式混合动力电动汽车结构

并联式混合动力电动汽车具有下述特点：(www.xing528.com)

①机械动能的混合。

②具有两个或多个动力装置。

③每一个动力装置都有自己单独的车载能量源。

（3）混联式混合动力电动汽车

内燃机系统和电机驱动系统各有一套机械变速机构。两套机构或通过齿轮系，或采用行星轮式结构结合在一起，可以综合调节内燃机与电机之间的转速关系，更加灵活地根据工况来调节内燃机的功率输出和电机的运转。

如图2-8所示，混联式混合动力电动汽车动力传动系统具有两个电机系统，即发电机和电机驱动系统，兼备了串联混合动力车载能量源的混合以及并联混合动力机械动能的混合，驱动模式灵活，能量效率更高。在实际应用中主要有两种方案，即开关式和功率分流式。

图2-8 混联式混合动力电动汽车结构

开关混联式混合动力汽车的结构如图2-9所示，离合器起到了在串联结构和并联结构之间切换的作用：若离合器打开，则该混合动力传动系为简单的串联式结构；若离合器接合且发电机不工作，则该混合动力传动系为简单的并联式结构；若离合器接合且发电机工作于发电模式，则混合动力传动系为复杂的混联式结构。功率分流混联式混合动力汽车的结构如图2-10所示，它巧妙地利用了行星轮系功率分流以及三个自由度的特点，发动机、发电机以及驱动轴分别与行星轮系的三个轴相连。在正常工作时，发动机的输出动力自动分流为两部分：一部分直接输出到驱动轴，与电机驱动系统输出的动力联合组成并联式结构；另一部分输出到发电机，发电机发出的电能与动力电池组组成串联式结构。

图2-9 开关混联式混合动力电动汽车

图2-10 功率分流混联式混合动力电动汽车

混合动力电动汽车与纯电动汽车相比，主要多出了发动机和一套变速机构，所以在采集车辆数据时需要注意发动机的相关参数信息，例如发动机状态、曲轴转速、燃油消耗率、机油温度、冷却液温度、机油压力及进气压力等。