混合引力小车研究开发的关键技艺分析介绍,汇

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摘要:       纯电动汽车,不知不觉已经走入我们的生活,从一开始的电动机更换发动机发展到现在的整套纯电动动力链。下面就一起和 电动汽车展 一起来看看纯电动汽车的介绍。 【 电动

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        纯电动汽车,不知不觉已经走入我们的生活,从一开始的电动机更换发动机发展到现在的整套纯电动动力链。下面就一起和电动汽车展一起来看看纯电动汽车的介绍。

电动汽车资源网EV江湖TOX途客】不知不觉间,随着国家新能源汽车补贴政策颁布,无论是现实的大街小巷里,还是虚拟的社媒讨论中,新能源汽车已经占据了我们的不少视野,同时新兴崛起的新能源共享汽车行业也悄然迸发,最近天津街头即将迎来共享汽车——TOX途客! but…… 老司机们 你们真的懂新能源汽车吗? 新能源汽车到底是一种什么样的操作? 面对传统的汽油车又有哪些优势呢? 那么接下来 跟随TOX途客的脚步 一起来了解一下新能源汽车吧! 新能源汽车发展的社会环境 汽车是现代社会的重要交通工具,为人们提供了便捷、舒适的出行服务,但同时传统燃油车在使用过程中产生了大量的有害废气,对环境造成不可逆转的危害。进入21世纪,化石能源即将告罄,燃油车即将面临巨大的问题。 so…… 在不可再生能源枯竭和环境问题日益严重的双重压力下,人类必须尽快调整原有的消费模式,更加高效合理地利用能源。 节能减排已刻不容缓! 而新能源汽车恰恰可以减少甚至不使用石油,达到节能减排的目的。 就汽车产业来说,大力推进新能源汽车的发展可以打破我国汽车行业被国外企业垄断的尴尬局面,实现“弯道超车”。 新能源汽车是怎样的存在呢? 新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源(或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置),综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术,具有新技术、新结构的汽车。目前在我国,新能源汽车主要是指纯电动汽车、增程式电动汽车、插电式混合动力汽车和燃料电池电动汽车。在我们日常生活中私人使用中,接触的主要还是纯电动汽车。 那么这些汽车有什么区别?又各有什么优势呢?让TOX途客为您一一道来。 纯电动汽车 采用单一蓄电池作为储能动力源,向电动机提供电能,驱动电动机运转,从而推动汽车行驶。锂电池等新型电源的发展与应用,为电动汽车的发展开辟了广阔的前景。 优点:技术相对简单成熟,只要有电力供应的地方都能够充电。 缺点:蓄电池单位重量储存的能量少,电池较贵,又没形成经济规模,故整车购买价格较贵;至于使用成本,有些试用结果比传统汽车高,有些结果仅为传统汽车的1/7-1/3,这主要取决于电池的寿命及当地的油、电价格。 混合动力汽车 驱动系统由两个或多个能同时运转的单个驱动系联合组成,车辆的行驶功率依据实际的车辆行驶状态由单个驱动系单独或多个驱动系共同提供。混合动力汽车有多种形式可因各个组成部件、布置方式和控制策略的不同而有差异。 优点:1、可按平均需用的功率来确定内燃机的最大功率,发动机相对较小,此时处于油耗低、污染少的最优工况下工作。 2、在关停内燃机时,由电池单独驱动,实现“零”排放。而有了内燃机又可以十分方便地解决耗能大的空调、取暖、除霜等纯电动汽车遇到的难题。 燃料电池汽车 利用氢气和空气中的氧在催化剂的作用下.在燃料电池中经电化学反应产生的电能作为主要动力源驱动,实质上是纯电动汽车的一种,主要区别在于动力电池的工作原理不同。一般来说,燃料电池是通过电化学反应将化学能转化为电能。 优点:1、零排放或近似零排放。降低了温室气体的排放。 2、燃油电池的转化效率高,整车燃油经济性良好。 缺点:燃料电池成本高昂,同时使用成本也昂贵。 社会效益和环境效益 1、污染小 在本质上是一种零排放汽车,无直接排放污染物。减少了燃油消耗,CO2排放可降低30%以上。电动汽车比同类燃油车辆噪声也低5分贝以上,可大幅度减少城市噪音污染。 2、节约能源 据测算,传统燃油从开采到汽车利用的平均能量利用率仅为14%左右,采用混合动力技术后,能量利用率可以提高30%以上。纯电动汽车可以利用电网夜间波谷充电,更提高了电网的综合效率。 3、优化能源消耗结构 由于电动汽车具有能源来源多元化的特点,各种可再生能源可以转化为电能或氢能加以有效利用;同时,利用电网对电动汽车进行充电,增加了电力在交通能源领域中的应用,减少了对石油资源的依赖,优化了交通能源构成。 Q:新能源汽车安全吗?有什么需要注意的细节吗? A:总体来说新能源汽车是比较安全的,国家在新能源汽车出厂中设置了各种检测可以保证汽车的安全。可以先学习一些相关的小知识,多注意保养,尤其是充电时要注意充电安全。 Q:电动汽车的动力性能否满足驾驶需求? A:电动汽车不仅具有良好的经济性和环境友好性,而且具有良好的动力性。混合动力汽车通过采用先进的机电耦合技术和控制策略,能够获得更高的动力性。纯电动汽车通过采用低速大扭矩电机和先进的变速机构,优化电能利用策略,其动力性可与传统汽车相当。燃料电池汽车通过动力系统的优化配置和优化控制策略,可以提高燃料电池发动机和蓄电池的输出特性,从而获得与传统汽车相当的动力性。

混合动力系统的研发需要解决很多技术问题,比如控制策略的设计、内燃机燃烧系统的优化、蓄电池的改进、传动系统的匹配设计和新材料新工艺的应用等等。

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(来源:电动汽车资源网EV江湖 TOX途客)

1控制系统

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这里的控制系统是指汽车动力总成集中控制系统,它是整车正常行驶的核心单元。传统内燃汽车的控制系统包括发动机的空燃比控制、点火控制和怠速控制,以及变速器的档位变换和换档感觉控制等。混合动力汽车的控制还需要根据转速、负荷及车速等信息和相关设备的状态确定发动机与电动机的功率分配策略,即当汽车的负荷给定后,首先要确定发动机与电动机输出功率的比例,以保证满足汽车动力性、经济性、排放性等性能指标的要求。为了满足混合动力汽车的包括驾驶性等的要求,需要设计与混合动力系统相适应的控制系统和控制策略。

 ● 纯电动不仅仅是换发动机,电动车也有三大件

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混合动力汽车控制策略

  纯电动车使用电动机代替了传统的柴/汽油发动机,以电池组代替了燃油,为电动机提供动力。


由于各种混合动力电动汽车结构上的差异,因而需要不同的控制策略来调节和控制功率流在不同元件间的流动,其目的是为了达到以下四个主要目标:

  其中还有一个最主要的部件就是电控系统,电控系统由电池管理系统和控制系统构成,管理电池组和控制电池的能量输出以及调节电动机的转速等等。

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- 最佳的燃油经济性

  经过技术的不断发展,纯电动汽车已经由简单粗暴的更换电动机发展到拥有整车控制系统(VCU)、电池管理系统(BMS)、电动机等等。

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- 最低的排放

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- 最低的系统成本

 ●驱动电机是“心脏”

- 最好的驱动性能

  驱动电机以车载电源为动力,驱动车轮行驶,电机将电源的电能转化为机械能,通过传动装置或直接驱动车轮和工作装置。

混合动力电动汽车控制策略的设计主要考虑以下几点:

  汽车行驶的特点是频繁地启动、加速、减速、停车等。在低速或爬坡时需要高转矩,在高速行驶时需要低转矩。电机的转速范围应能满足汽车从零到最大行驶速度的要求,即要求电机具有高的比功率和功率密度。

优化发动机的工作点:基于最佳燃油经济性、最低排放或者二者选其一,根据发动机的转矩/转速特性曲线确定最优工作点;

 ● 电池是能量来源

优化发动机的工作曲线:如果发动机需要发出不同的功率,相应的最优工作点就构成了发动机的最优工作曲线;

  在纯电动汽车上另外一个重要的部件就是电池,对于纯电动汽车来说,电池就是保证源源不断的动力的根源,因此纯电动汽车对电池的基本要求大概可以总结为一下几个方面:

优化发动机的工作区:在转矩/转速特性曲线上,发动机有一个首选的工作区,在此工作区内,燃油效率最高;

  1、电池的可靠性达到车用需求;

最小的发动机动态波动:应控制发动机的工作转速以避免波动,从而使发动机的动态波动达到最小;

  2、电池使用寿命长,深度放电时循环次数达到车用要求;

限制发动机最低转速:当发动机低速运行时,燃油效率很低,因而当发动机转速低于某一下限值时,应关闭发动机;

  3、充电时间短、蓄电池尺寸和质量小、环境适应性强;

减少发动机的开/关次数:频繁地开/关发动机,引起油耗和排放增加;

  4、电池在使用过程中单体电池健康状态变化一致,不影响整体性能;

合适的蓄电池荷电状态:蓄电池的容量须保持在适当的水平,以便在汽车加速时提供足够的功率,在汽车制动或下坡时能回收能量。若蓄电池的容量过高,应关闭发动机或使之怠速运转;

  5、功率密度和能量密度高、不存在环境污染问题、成本低。

安全的蓄电池电压:在放电、发电机充电或制动回收充电时,蓄电池的电压挥发生很大变化,应避免蓄电池电压过低或过高,否则蓄电池会产生永久性破损,因而蓄电池管理很关键;

 ●电控系统是保障车辆正常运行的关键

分工适当:在驱动循环中,发动机和蓄电池应合理分担汽车所需功率;

  电控系统是电动汽车的大脑,由各个子系统构成,每一个子系统一般由传感器、信号处理电路、电控单元、控制策略、执行机构、自诊断电路和指示灯组成。

在某些城市或地区混合动力电动汽车以纯电动模式工作效率最高,这种转变可以通过手动或自动来实现。

  在不同类型的电动汽车上,电控系统存在一些区别,但总体来说一般都包括能量管理系统、再生制动控制系统、电机驱动控制系统、电动助力转向控制系统以及动力总成控制系统等。各个子系统功能不是简单的叠加,而是综合各子系统功能来控制电动汽车。

2内燃机

电动汽车展:

经过100多年的发展,车用内燃机在动力性、经济性及排放控制方面获得了很大改善。近年来电控燃油喷射、排气再循环、增压中冷、可变进气涡轮、高压共轨和催化后处理等技术的应用,更使汽车的性能飞速提高,因此,作为一种成熟的动力设备,内燃机在混合动力电动汽车上的应用难度不大。由于可移动性能好、比功率大、热效率也较高,因此,内燃机仍然是影响整车效率和性能的关键设备。

3蓄电池

蓄电池是混合动力电动汽车发展的关键技术,也是提高整车性能和降低成本的重要发展方向。自上世纪90年代以来,蓄电池的比能量、比功率、循环寿命等方面的问题就一直成为电动汽车发展的主要障碍;对于混合动力电动汽车来说,由于电动比例较高,因此同样面临着蓄电池技术改进的问题:第一,比能量相对不足,因而成本较高,比能量值越高,汽车经济性越好;第二,蓄电池的寿命相对较短,蓄电池寿命一般为充放电1000次左右,比整车寿命低得多,若在汽车十几年的生命周期频繁更换蓄电池的话,混合动力汽车的运营成本将大大提高。另外,蓄电池的应用还涉及到充电时间较长、电池荷电状态判别等问题这些都不同程度影响整车性能。目前,在混合动力电动汽车上使用的蓄电池主要是铅酸电池、镍氢电池和锂离子电池,如克莱斯勒ESX2采用铅酸电池,丰田Prius和本田Insight用镍氢电池日产Tino用锂离子电池。

4其它技术

电动机技术、转矩合成技术和新材料应用技术对于混合动力汽车系统也都起着举足轻重的作用。比如,电动机技术涉及电机的工作效率和能量回收策略等问题;转矩合成器将发动机转矩和电动机转矩耦合输出,对系统运行平稳性和可靠性有重大影响;材料技术的应用主要指轻质高强度材料的选择这对提高汽车性能极为有利。

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