串联式混合动力电动汽车的工作原理与运行条件分析

1.串联式混合动力电动汽车的工作模式

（1）纯粹的电驱动模式 发动机关闭，车辆仅由蓄电池组供电、驱动。

（2）纯粹的发动机驱动模式 车辆驱动功率仅源于发动机-发电机组，而蓄电池组既不供电也不从传动系统中获取任何能量。

（3）混合驱动模式 驱动功率由发动机-发电机组和蓄电池组共同提供。

（4）发动机驱动和蓄电池充电模式 发动机-发电机组除提供车辆行驶所需的功率外，还向蓄电池组充电。

（5）再生制动模式 发动机-发电机组关闭，而牵引电动机运行在发电机状态，通过消耗车辆的动能产生电功率，用于向蓄电池组充电。

（6）蓄电池停车充电模式 牵引电动机不接收功率，车辆停驶，发动机-发电机组仅向蓄电池组充电。

（7）蓄电池混合充电模式 发动机-发电机组和运行在发电机状态下的牵引电动机两者都向蓄电池组充电。

在以低负荷行驶时，串联式混合动力电动汽车可采用纯粹的电驱动模式或纯粹的发动机驱动模式。纯粹的电驱动模式主要用于对排放要求较高的市区道路环境。在以高负荷行驶时（如超车或满载爬坡时），串联式混合动力电动汽车则采用混合驱动模式，电能来自于发动机-发电机组和蓄电池组。在正常行驶时，串联式混合动力电动汽车一般采用发动机驱动和蓄电池充电模式运行。此时，发动机可以始终工作在效率较高、排放较低的单一工况，并带动发电机发电。在电动机控制器的调节下，发电机发出的电能主要用于电动机，再通过机械传动装置驱动汽车行驶。当发电机发出的电能有多余时，可以同时向蓄电池组充电。

2.串联式混合动力电动汽车的运行工况分析

（1）起动/正常行驶/加速运行工况 发动机通过发电机和蓄电池一起输出电能并传递给功率转换器，然后驱动电动机，再通过机械传动装置驱动车轮。此运行工况下的能量流动如图12-5所示。(www.xing528.com)

图12-5 起动/正常行驶/加速运行工况下的能量流动

注：表示电力连接；══表示机械连接；表示液流连接。

（2）低负荷工况 发动机输出的功率大于车辆所需的功率，多余的能量通过发电机给蓄电池充电，直到SOC达到预定的限值。此运行工况下的能量流动如图12-6所示。

图12-6 低负荷工况下的能量流动

注：表示电力连接；══表示机械连接；表示液流连接。

（3）减速/制动工况 电动机把驱动轮的动能转化为电能，并通过功率转换器给蓄电池充电。此运行工况下的能量流动如图12-7所示。

（4）停车充电工况 停车时，发动机可通过发电机和功率转换器给蓄电池充电。此运行工况下的能量流动如图12-8所示。