這是一個關(guān)于純電動汽車的構(gòu)造與原理PPT，這節(jié)課主要是了解蓄電池電動汽車（EV），電動汽車對動力蓄電池的基本要求，蓄電池電動汽車的發(fā)展，燃料電池電動汽車（FCEV），HEV的工作過程，HEV的主要技術(shù)組成，柴油混合動力車等等介紹。電動汽車（BEV）是指以車載電源為動力，用電機驅(qū)動車輪行駛，符合道路交通、安全法規(guī)各項要求的車輛。其組成包括：電力驅(qū)動及控制系統(tǒng)、驅(qū)動力傳動等機械系統(tǒng)、完成既定任務(wù)的工作裝置等。由于對環(huán)境影響相對傳統(tǒng)汽車較小，其前景被廣泛看好，但當(dāng)前技術(shù)尚不成熟。工作原理：蓄電池—電流—電力調(diào)節(jié)器—電動機—動力傳動系統(tǒng)—驅(qū)動汽車行駛。2015年9月29日，國務(wù)院辦公廳印發(fā)《關(guān)于加快電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的指導(dǎo)意見》，部署加快推進電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工作，歡迎點擊下載純電動汽車的構(gòu)造與原理PPT哦。

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第二講 電動汽車的構(gòu)造與原理0zO紅軟基地
2011年10月11日0zO紅軟基地
     1 蓄電池電動汽車（EV）0zO紅軟基地
        EV是一種最好的零污染或超低污染的車輛，它沒有噪聲和振動，操作性能好等，遠遠地優(yōu)先于燃油汽車，是當(dāng)前開發(fā)和研制取代燃油汽車的首選車型。EV動力源采用蓄電池--電動機系統(tǒng)。0zO紅軟基地
   1.1 EV的基本組成部分：0zO紅軟基地
       (1) 車載電源 0zO紅軟基地
       (2) 電池的管理系統(tǒng)0zO紅軟基地
       (3) 驅(qū)動電動機和驅(qū)動系統(tǒng)0zO紅軟基地
       (4) 控制技術(shù)0zO紅軟基地
       (5) 車身及底盤0zO紅軟基地
       (6) 安全保護系統(tǒng)0zO紅軟基地
電動汽車對動力蓄電池的基本要求 0zO紅軟基地
比能量高；0zO紅軟基地
充電技術(shù)成熟、時間短；0zO紅軟基地
連續(xù)放電率高、自放電率低；0zO紅軟基地
適應(yīng)車輛運行環(huán)境；0zO紅軟基地
安全可靠；0zO紅軟基地
長壽命、免維護。0zO紅軟基地
1.3蓄電池電動汽車的發(fā)展0zO紅軟基地
          EV發(fā)展的瓶頸在于電池。近年來由于電池技術(shù)的制約使得EV發(fā)展速度有所緩慢。在車載電源得到解決后，電動汽車必會迅速地發(fā)展。0zO紅軟基地
      目前EV趨于小型化、個性化和家庭化發(fā)展，主要為家庭輔助用車或休閑用車。0zO紅軟基地
1.4 幾種典型EV0zO紅軟基地
世界各國有各種微型和小型EV在使用。0zO紅軟基地
         韓國現(xiàn)代公司推出的蓄電池電動跑車0zO紅軟基地
法國文圖瑞（Venturi）公司推出，集各種高端性能于一身，當(dāng)今世界上最昂貴的一款電動車。0zO紅軟基地
i-unit是部變形車，分為低速與高速兩種模式，以鋰電池為動力。0zO紅軟基地
當(dāng)?shù)退傩旭倳r，前、後輪靠攏，間距收縮到最短，讓車身挺直，乘坐在車上，人與車幾乎成為一體，可以在狹小空間內(nèi)，靈活地執(zhí)行進、退、迴轉(zhuǎn)等動作。0zO紅軟基地
太陽能汽車0zO紅軟基地
2 燃料電池電動汽車（FCEV）       采用燃料電池作電源的電動汽車稱為燃料電池電動汽車即Fuel Cell Electric Vehicle (FCEV)。其動力源是用燃料電池發(fā)動機-電動機系統(tǒng)。燃料電池驅(qū)動系統(tǒng)是FCEV的核心部分，不同燃料作為動力源，發(fā)電機系統(tǒng)組成是有差別的。目前，多以壓縮氫氣或液化氫氣及作為基本燃料。2.1介紹幾種典型的燃料電池電動車        下面分別介紹以氫為燃料和以甲醇為燃料的燃料電池發(fā)動機系統(tǒng)。并介紹通用的一款用氫氣作為燃料的燃料電池電動汽車。0zO紅軟基地
以氫為燃料的燃料電池發(fā)動機系統(tǒng)0zO紅軟基地
以甲醇為燃料的燃料電池發(fā)動機系統(tǒng)0zO紅軟基地
通用Hy-wire氫動三號由200塊相互串聯(lián)在一起的燃料電池塊組成的電池組產(chǎn)生電力，通過68升的氫氣儲存罐向燃料電池組提供氫氣。電池組所產(chǎn)生的電能輸入電動機后，通過功率為60千瓦/82馬力三相異步電機驅(qū)動車輛行駛，并幾乎不產(chǎn)生任何噪音。氫儲存罐分為兩種，一種罐內(nèi)儲存的是溫度為-253°C的液態(tài)氫，另一種罐內(nèi)儲存的是承受最高壓力可達700Pa的高壓氫氣。一次充氣行駛里程分別可達400公里和270公里。0zO紅軟基地
通用Hy-wire氫動三號的電池組0zO紅軟基地
2.2 FCEV的發(fā)展現(xiàn)狀 0zO紅軟基地
         燃料電池技術(shù)被認(rèn)為是21 世紀(jì)首選的潔凈、高效的發(fā)電技術(shù)，其具有能量轉(zhuǎn)化效率高、不污染環(huán)境、使用壽命長等不可比擬的優(yōu)勢。但是由于目前燃料電池研究還沒有取得重大突破，必須解決壽命、成本、穩(wěn)定性、耐久性、環(huán)境適應(yīng)性等諸多問題，其中最為關(guān)鍵的是壽命和成本問題�，F(xiàn)在國際上每輛氫源燃料電池汽車的成本，一般在100萬美元到200萬美元之間，造價的確非常昂貴。燃料電池電動汽車的發(fā)展受到了限制。0zO紅軟基地
3 混合電動汽車（HEV）0zO紅軟基地
            從世界范圍內(nèi)電動汽車的發(fā)展過程看，電動汽車的研究是從單獨依靠蓄電池供電的純電動汽車開始的。但由于純電動汽車是從單獨依靠蓄電池供電的，而目前動力電池的性能和價格還沒有取得重大突破，因此，純電動汽車的發(fā)展沒有達到預(yù)期的目的。目前燃料電池研究還沒有取得重大突破，燃料電池電動汽車的發(fā)展也受到了限制。0zO紅軟基地
      在此情況下，混合動力汽車成為電動汽車開發(fā)過程中最有可能市場化的一種新車型，它將現(xiàn)有內(nèi)燃機與一定容量的儲能器件通過先進控制系統(tǒng)相組合，可以大幅度降低油耗，減少污染物排放。國外普遍認(rèn)為它是投資少、選擇余地大、易于滿足未來排放標(biāo)準(zhǔn)和節(jié)能目標(biāo)、市場接受度高的主流清潔車型，從而引起各大汽車公司的關(guān)注。0zO紅軟基地
3.1 HEV的工作過程0zO紅軟基地
           HEV采用發(fā)動機-發(fā)電機和電動驅(qū)動系統(tǒng)。發(fā)動機的動力保證HEV正常行駛時所需要的基本動力。然后采用控制發(fā)動機轉(zhuǎn)速范圍、降低發(fā)動機的最高轉(zhuǎn)速、保持發(fā)動機的穩(wěn)定均衡地運轉(zhuǎn)和“開—關(guān)”的控制方式，使發(fā)動機避開啟動、怠速和轉(zhuǎn)速突然變化時，燃料燃燒不完全而引起的燃料經(jīng)濟性降低和增加有害氣體的排放。HEV以電動機驅(qū)動作為輔助動力。一般在HEV發(fā)動機啟動、車輛啟動、加速和爬坡時起作用。還起發(fā)電機的作用，使發(fā)動機的動能轉(zhuǎn)換為電能，儲存到電池組中去。0zO紅軟基地
3.2 HEV的主要技術(shù)組成0zO紅軟基地
 (1)發(fā)動機  采用四沖程內(nèi)燃機（包括汽油機和柴油機）、二沖程內(nèi)燃機（包括汽油機和柴油機）、轉(zhuǎn)子發(fā)動機、燃?xì)廨啓C和斯特林發(fā)動機等。0zO紅軟基地
 (2)電動機  采用直流電動機、交流感應(yīng)電動機、永磁電動機和開關(guān)磁阻電動機等。0zO紅軟基地
 (3)電池    采用不同的蓄電池、燃料電池、儲能器和超級電容器等。0zO紅軟基地
3.3按發(fā)動機和電動機的不同形式的組合可分為：0zO紅軟基地
(1)串聯(lián)式混合動力電動汽車（SHEV）0zO紅軟基地
(2)并聯(lián)式混合動力電動汽車（PHEV）0zO紅軟基地
     (a)  發(fā)動機軸動力組合式0zO紅軟基地
     (b)  動力組合器組合式0zO紅軟基地
     (c)  驅(qū)動輪動力組合式0zO紅軟基地
(3)混聯(lián)式混合動力電動汽車（PSHEV）0zO紅軟基地
     (a)  動力組合器動力組合式0zO紅軟基地
     (b)  驅(qū)動輪動力組合式0zO紅軟基地
     日本、美國開展了混合動力電動汽車的研究。混合動力電動轎車多采用并聯(lián)和混聯(lián)的結(jié)構(gòu)型式不同，混合動力電動公共汽車的結(jié)構(gòu)型式以串聯(lián)為主。0zO紅軟基地
3.4 柴油混合動力車0zO紅軟基地
          標(biāo)致雪鐵龍集團推出基于“柴油-電力”混合動力的兩款展示車——標(biāo)致307和雪鐵龍C4。這種混合動力車平均百公里能耗為3.4升柴油，二氧化碳的排放量為每公里90克。在高速行駛模式下為80g/km，與307及C4的柴油發(fā)動機車型相比，分別減少了28％和45％。柴油混合動力車的燃效為29.4km/L，比汽油混合動力車提高25％，每100km可節(jié)省1L左右的燃料。      0zO紅軟基地
      混合動力系統(tǒng)由最大輸出功率為66kW的1.6L柴油發(fā)動機、柴油顆粒過濾器（DPF）、起動器兼交流發(fā)電機、“Stop ＆ Start”系統(tǒng)、DC無刷馬達、逆變器及鎳氫充電電池構(gòu)成。該系統(tǒng)配套使用6速手自一體變速箱。0zO紅軟基地
混合動力系統(tǒng)采用以發(fā)動機為主動力、利用馬達進行輔助的并聯(lián)驅(qū)動方式。當(dāng)車速降到60km/h以下時，Stop ＆ Start系統(tǒng)就會停止發(fā)動機工作。馬達可通過減速時回收能量來向電池蓄電，當(dāng)車速在50km/h以下時僅憑馬達行駛。在加速及電池沒電時，便會自動切換至發(fā)動機驅(qū)動。為了停止發(fā)動機工作后仍可憑借馬達行駛，在發(fā)動機與馬達之間采用了干式離合器。0zO紅軟基地
      馬達在連續(xù)使用時的額定功率為16kW，可產(chǎn)生80N·m的扭矩。在超車等情況下進行暫時輔助時，最大輸出功率為23kW，最大扭矩為130N·m。馬達與逆變器連接，以210～380V的電壓驅(qū)動。在車輛后部通常用于配備備用輪的位置上配備了由240個電池單元構(gòu)成的鎳氫充電電池。充電電池的容量為6.5Ah，普通電壓為288V。僅憑馬達可持續(xù)行駛5km。0zO紅軟基地
配備柴油混合動力系統(tǒng)的展示車，左為“標(biāo)致307混合動力HDi，右為“雪鐵龍C4混合動力HDi。0zO紅軟基地
雪鐵龍C4柴油混合動力系統(tǒng)的構(gòu)成示意圖0zO紅軟基地
柴油混合動力系統(tǒng)0zO紅軟基地
    1-1.6升Hdi柴油發(fā)動機(最大輸出功率為66kW)  2-柴油機微粒過濾器(DPF)   3-”停車-啟動”系統(tǒng)  4-電動機(額定功率為16kW) 5- 6速手自一體變速箱 6-逆變器 7-低壓電池   8-動力傳輸管理單元  9-高壓電纜   10-高壓鎳氫充電電池(288V)0zO紅軟基地
“雪鐵龍C4混合動力HDi”發(fā)動機室0zO紅軟基地
發(fā)動機帶動發(fā)電機發(fā)電，其電能通過電機控制器直接輸送到電動機，由電機產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩驅(qū)動汽車。在發(fā)動機和驅(qū)動橋之間通過電能實現(xiàn)動力傳遞，因此更象是電傳動汽車。電池通過控制器串接在發(fā)電機和電動機之間、其功能相當(dāng)于電動機和發(fā)動機之間的“水庫”，起功率平衡作用，即當(dāng)發(fā)電機的功率大于電動機的功率時（如汽車減速滑行、低速行駛或短時停車等工況），控制器控制發(fā)電機向電池充電，而當(dāng)發(fā)電機的功率小于電動機的功率時（如汽車起步、加速、高速行駛、爬坡等工況），電池向電動機提供額外的電能。0zO紅軟基地
適用于市內(nèi)常見的頻繁起步、加速和低速運行工況，可以使原動機在最佳工況點附近穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，通過調(diào)整電池和電動機的輸出來達到調(diào)整車速的目的，從而使復(fù)雜工況下系統(tǒng)的性能有所提高。0zO紅軟基地
串聯(lián)型混合動力汽車發(fā)動機能保持在最佳工作區(qū)域內(nèi)穩(wěn)定運行的優(yōu)越性主要表現(xiàn)在低速、加速等工況，而在汽車中高速行駛時，由于其電傳動效率低，抵消了發(fā)動機油耗低的優(yōu)點，因此串聯(lián)型混合動力汽車更適合在市內(nèi)，低速運行的工況；在繁華的市區(qū)，汽車在起步和低速運行時，還可以關(guān)閉發(fā)動機，只利用電池輸出功率，使汽車達到零排放的要求。0zO紅軟基地
混合動力系統(tǒng)布置形式0zO紅軟基地
其特點是：動力系有兩種動力源——發(fā)動機和電動機。當(dāng)汽車加速、爬坡時，電動機和發(fā)動機能夠同時向傳動系提供動力；一旦汽車車速達到巡航速度，汽車將僅僅依靠發(fā)動機維持該速度。并聯(lián)式HEV能設(shè)置成用發(fā)動機在高速公路行駛模式，加速時由電動機提供額外動力。這種結(jié)構(gòu)形式的混合動力汽車較多，如本田Insight就屬于這種結(jié)構(gòu)。0zO紅軟基地
并聯(lián)式混合動力汽車的發(fā)動機功率也是以汽車以某一速度穩(wěn)定行駛時所需的功率選定的，當(dāng)汽車在低速或變工況行駛時，須通過加速踏板和變速器來調(diào)節(jié)發(fā)動機的功率輸出；而在高速行駛時，發(fā)動機的輸出功率低于汽車行駛時所需的功率時，由控制器控制電動機協(xié)助助力驅(qū)動。0zO紅軟基地
并聯(lián)式混合驅(qū)動系統(tǒng)適合在中高速穩(wěn)定工況行駛，而在其他的行駛工況，由于發(fā)動機不在最佳的工作區(qū)域運行，發(fā)動機的油耗和排污指標(biāo)不如串聯(lián)。并聯(lián)式混合動力汽車也可實現(xiàn)零排放控制。在繁華的市區(qū)低速運行時，可通過關(guān)閉發(fā)動機和使離合器分離，也可使汽車以純電動方式運行。但這樣需要功率足夠大的電機，所需的電池容量也相對大；在市郊和城間運行時，汽車經(jīng)常處于中高速平穩(wěn)運行狀態(tài)，而且對排放沒有苛刻要求，并聯(lián)式驅(qū)動系統(tǒng)可以關(guān)閉電機驅(qū)動部分，只使用發(fā)動機進行驅(qū)動。因而，并聯(lián)式結(jié)構(gòu)適用于市郊和城間工況，在開發(fā)市郊和城間交通工具時并聯(lián)式結(jié)構(gòu)應(yīng)受到重視。0zO紅軟基地
混合動力系統(tǒng)布置形式0zO紅軟基地
這種布置形式包含了串聯(lián)式和并聯(lián)式的特點，即功率流既可以象串聯(lián)式流動，又可象并聯(lián)式流動。它的動力系統(tǒng)包括發(fā)動機、發(fā)電機和電動機。根據(jù)助力裝置不同，它又可分為發(fā)動機為主和電機為主兩種。在發(fā)動機為主形式中，發(fā)動機作為主動力源，電機為輔助動力源，日產(chǎn)公司（Nissan）Tino屬于這種情況。在電機為主形式中，發(fā)動機作為輔助動力源，電機為主動力源。0zO紅軟基地
混聯(lián)式驅(qū)動系統(tǒng)是串聯(lián)式和并聯(lián)式的總和，圖1-3是一種典型的混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)（豐田Prius）。發(fā)動機的輸出功率一部分通過傳動系統(tǒng)傳輸給驅(qū)動橋，另一部分則驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電。發(fā)動機發(fā)出的電能由控制器控制，輸送給電機或電池，電機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩通過動力復(fù)合裝置傳給驅(qū)動橋。混聯(lián)式驅(qū)動系統(tǒng)在汽車低速行駛時，主要以串聯(lián)方式工作，而在高速穩(wěn)定行駛時，則以并聯(lián)工作方式為主�；炻�(lián)式驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式和控制方式充分發(fā)揮了并聯(lián)式和串聯(lián)式的優(yōu)點，使電機、發(fā)動機、發(fā)電機等部件進行更多的優(yōu)化匹配，從而在結(jié)構(gòu)上保證了在復(fù)雜的工況下是系統(tǒng)工作在最優(yōu)狀態(tài)，因此更容易實現(xiàn)油耗和排放的控制目標(biāo)。0zO紅軟基地
與并聯(lián)式相比，混聯(lián)式的動力復(fù)合形式更復(fù)雜，因此對動力復(fù)合裝置的要求更高。目前的混聯(lián)式結(jié)構(gòu)一般以行星齒輪作為動力復(fù)合裝置的基本構(gòu)架。豐田公司Prius汽車的驅(qū)動系統(tǒng)被公認(rèn)為是目前最成功的結(jié)構(gòu)之一0zO紅軟基地
混合動力系統(tǒng)布置形式0zO紅軟基地
復(fù)合聯(lián)接式（CHEV）的布置形式的混合動力汽車結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，主要出現(xiàn)在雙軸驅(qū)動的HEV中。在這種聯(lián)結(jié)形式中，HEV前軸和后軸之間沒有傳動軸連接，它們分別由動力部件驅(qū)動，從而實現(xiàn)四輪驅(qū)動，如圖所示。它的動力系統(tǒng)由一個完整的前述混合動力系統(tǒng)和獨立的輪轂電機組成。根據(jù)布置位置不同，復(fù)合式分為兩種。一種是前軸由混動系統(tǒng)驅(qū)動，后軸由電機驅(qū)動型，豐田公司的Prius THS-C采用的就是這種形式；另一種是前軸由電機驅(qū)動，后軸由混動系統(tǒng)驅(qū)動，通用公司的Precept HEV采用這種形式。這種四輪驅(qū)動的缺點是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高；優(yōu)點是動力性和越野性能好，尤其在制動時，前后軸電機都可同時作為發(fā)電機回收制動能量給蓄電池充電0zO紅軟基地
輕度混合系統(tǒng)0zO紅軟基地
這種混合動力系統(tǒng)在傳統(tǒng)內(nèi)燃機上的啟動電機（一般為12V）上加裝了皮帶驅(qū)動啟動電機（也就是常說的Belt-alternator Starter Generator，簡稱BSG系統(tǒng)）。該電機為發(fā)電啟動(Stop-Start)一體式電動機，用來控制發(fā)動機的啟動和停止，從而取消了發(fā)動機的怠速，降低了油耗和排放，但是它的電機并沒有為汽車行駛提供持續(xù)的動力。 0zO紅軟基地
中度混合系統(tǒng)0zO紅軟基地
該混合動力系統(tǒng)采用了ISG系統(tǒng)。與輕度混合動力系統(tǒng)不同，中混合動力系統(tǒng)采用的是高壓電機。另外，中混合動力系統(tǒng)還增加了一個功能：在汽車處于加速或者大負(fù)荷工況時，電動機能夠輔助驅(qū)動車輪，從而補充發(fā)動機本身動力輸出的不足，從而更好的提高整車的性能。這種系統(tǒng)的混合程度較高，目前技術(shù)已經(jīng)成熟，應(yīng)用廣泛。 0zO紅軟基地
完全混合系統(tǒng)（深度混合）0zO紅軟基地
該系統(tǒng)采用了高壓（272-650v）啟動電機，通過車載電池供電，電動機可以在啟動或巡航過程中，單獨驅(qū)動車輛行駛，在加速或者電池能量不足的情況下，再由內(nèi)燃機單獨或者聯(lián)合電動機驅(qū)動車輛。與中混合動力系統(tǒng)相比，完全混合動力系統(tǒng)的混合度更高。技術(shù)的發(fā)展將使得完全混合動力系統(tǒng)逐漸成為混合動力技術(shù)的主要發(fā)展方向。 0zO紅軟基地
強混合動力系統(tǒng)4大特征 0zO紅軟基地
全球三大豪華廠商凱迪拉克、寶馬和奔馳聯(lián)手推進了一項名為“2-MODE”的強混合動力技術(shù)，擁有四大特征： 0zO紅軟基地
完善的制動回收系統(tǒng)0zO紅軟基地
完善的電動助力系統(tǒng)0zO紅軟基地
完善的節(jié)能起停功能0zO紅軟基地
完善的電力驅(qū)動系統(tǒng)0zO紅軟基地
國外混合動力城市客車的代表車型0zO紅軟基地
目前國內(nèi)主要混合動力客車研發(fā)廠家及車型0zO紅軟基地
電池的能量存儲及電池管理系統(tǒng)0zO紅軟基地
電池的良好的充放電性能及電池的soc估計是混合動力汽車研究的關(guān)鍵。由于電池的作用是儲存、輸出盡可能多的電能，以提高汽車的續(xù)駛里程，因此對混合動力汽車用電池不僅有高的能量密度，而且有高的功率密度。因此電池技術(shù)研究的關(guān)鍵是尋找合適的能夠存儲高能量的電極材料，并且此類材料能夠穩(wěn)定地經(jīng)受住無數(shù)次循環(huán)，可以反復(fù)使用。另外，電池技術(shù)的研究還包括以下幾個方面:一是電池設(shè)計和制造方面的改進，以降低電池的使用成本、改善電池的性能和提高使用壽命，并進行電池充放電動態(tài)特性的研究;二是研究電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)的連接、檢測及評價。0zO紅軟基地
電池包是混合動力汽車的主要部件，對電池的狀態(tài)監(jiān)控及管理是混合動力汽車的重要研究內(nèi)容之一。由于soc是整車動力分配的依據(jù)，因此對電池的有效管理及精確的SOC估計將為混合動力汽車的動力分配及能量管理奠定必要的基礎(chǔ)。另外，電池的成本在整車中占有較大的比重，精確的SOC估計和狀態(tài)監(jiān)控可以防止電池的過充電和過放電、延長電池的使用壽命、可相應(yīng)的降低車輛的使用成本。因而，電池管理系統(tǒng)研究是混合動力汽車的重要研究內(nèi)容之一。0zO紅軟基地
混合動力控制單元0zO紅軟基地
在混合動力汽車上，熱力發(fā)動機和電機成為混合動力單元。在并聯(lián)混合動力汽車上，混合動力單元通過傳動軸驅(qū)動車輪，同時由于電機可以提供驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，因而混合動力單元可以采用尺寸更小、效率更高的熱力發(fā)動機；在串聯(lián)混合動力汽車上，發(fā)動機驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電以產(chǎn)生電能，發(fā)動機與車輛傳動系統(tǒng)沒有直接的機械連接，因此混合動力單元也可以采用小型高效的發(fā)動機，其運行工況可固定于較小的高功率區(qū)。0zO紅軟基地
目前混合動力單元研究的主要對象是熱力發(fā)動機和燃料電池。在燃料的使用方面也發(fā)生了很大變化，除了柴油、汽油外，還有天然氣、液化氣、酒精等代用燃料。要提高混合動力單元的燃料經(jīng)濟性、對混合動力單元必然提出更多要求。對汽油機采用電噴技術(shù)、增壓技術(shù)、可變定時進氣系統(tǒng)、多氣門技術(shù)以及稀薄燃燒技術(shù)等是必然的要求。對柴油機采用多氣門技術(shù)、電控技術(shù)、增壓技術(shù)、可變定時進氣技術(shù)、可變渦流進氣技術(shù)、直噴技術(shù)等。混合動力汽車的主要目標(biāo)是降低排放，所以排放是混合動力系統(tǒng)研究的重點。目前對熱力發(fā)動機的研究主要集中于：燃燒系統(tǒng)的優(yōu)化，通過觀察燃料與空氣混合物的點燃和燃燒過程，發(fā)現(xiàn)形成氮氧化合物的機理，從而改進燃燒系統(tǒng)；尾氣處理技術(shù)，主要研究高效的尾氣處理技術(shù)；三是代用燃料的研究。0zO紅軟基地
電機及其驅(qū)動控制0zO紅軟基地
電機驅(qū)動系統(tǒng)的主要任務(wù)是把電能轉(zhuǎn)換為機械能，使汽車能克服阻力運行。電動汽車的驅(qū)動電機的運行工況同樣是相當(dāng)復(fù)雜的，包括高轉(zhuǎn)矩、低轉(zhuǎn)速和恒功率、高轉(zhuǎn)速等。驅(qū)動電機與汽車運行工況的匹配是通過完善的控制系統(tǒng)來實現(xiàn)的電動汽車要求電機驅(qū)動控制系統(tǒng)滿足如下要求：恒功率輸出和高功率密度；在汽車起步和爬坡時具有低速—高轉(zhuǎn)矩的輸出特性；具有較大的轉(zhuǎn)速范圍足以覆蓋恒轉(zhuǎn)矩和恒功率區(qū)；快速的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)特征；在轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速特性的較寬范圍內(nèi)具有高的效率；再生制動時的能量回收效率高；能在不同的工作條件下可靠地工作。0zO紅軟基地
目前電動汽車所用的電動機總體上向大功率、高轉(zhuǎn)速、高效率和小型化方向發(fā)展。國外已研制出功率密度越過1Kw/Kg，額定點的效率大于90%的小型電動機，電機滿足低速大扭矩和高速恒功率的牽引控制要求。其控制器也能實現(xiàn)較高的效率。0zO紅軟基地
控制策略0zO紅軟基地
對于混合動力汽車，動力總成控制技術(shù)是整車的控制中心，它集現(xiàn)代電力電子技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)總線技術(shù)、微處理器技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)為一體。目前國際上普遍采用CAN總線的控制器網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸，實現(xiàn)系統(tǒng)各控制單元的信息資源共享：主控制器負(fù)責(zé)駕駛信息的處理和系統(tǒng)轉(zhuǎn)矩管理，電池管理系統(tǒng)負(fù)責(zé)電池狀態(tài)信息的監(jiān)控及管理，電機控制器負(fù)責(zé)電機狀態(tài)信息的執(zhí)行及管理。這種分布式控制管理，與傳統(tǒng)的集中控制相比，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)清晰、可靠性高、易擴展，因而是一種全新的控制模式。動力總成系統(tǒng)的建模是開發(fā)平臺的核心，也是控制策略研究的前提。目前國際上普遍采用Matlab/Simulink軟件，建立總成系統(tǒng)的動力學(xué)模型，其中包括電機、發(fā)動機、電池和車輛動力學(xué)子模型。目前，這些公布的模型通用性還很有限，并不完全適合各種車輛的仿真研究，某些模型的誤差較大，必須予以修正。0zO紅軟基地
控制策略0zO紅軟基地
HEV開發(fā)中最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)之一是根據(jù)不同的混合動力系統(tǒng)制定和優(yōu)化控制策略。根據(jù)開發(fā)目的、使用環(huán)境及價格水平的不同，可選擇采用串聯(lián)或并聯(lián)型式，且其動力混合的輕重程度也不同，因而控制策略也各具特色。國外通過系統(tǒng)建模仿真對此進行了大量的理論匹配研究�；旌蟿恿ο到y(tǒng)的精確運轉(zhuǎn)依賴于優(yōu)化控制的實現(xiàn)，而控制系統(tǒng)的開發(fā)是混合動力汽車的最關(guān)鍵技術(shù)�？刂葡到y(tǒng)的功能首先是依據(jù)采集到的速度、負(fù)荷等數(shù)據(jù)，計算出對應(yīng)的轉(zhuǎn)矩，計算出以最高效率為基點分配到電機與發(fā)動機的轉(zhuǎn)矩值；即電機與發(fā)動機最佳功率分配，然后根據(jù)動力系統(tǒng)各單元的狀態(tài)給出電機和發(fā)動機的控制參數(shù)，驅(qū)動執(zhí)行器完成控制任務(wù)。在執(zhí)行器設(shè)計中，功率分配裝置的設(shè)計及與變速器的一體化設(shè)計是關(guān)鍵的設(shè)計工作。因為它要根據(jù)控制器的指令，正確地進行發(fā)動機的功率向驅(qū)動車輛和驅(qū)動發(fā)電機功率的分解。因此，混合動力系統(tǒng)的開發(fā)不僅在于電子技術(shù)、計算理論與算法和軟件技術(shù)，而且在執(zhí)行部件的設(shè)計與制造方面都是難度較大的工作。0zO紅軟基地
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