混合動力汽車的傳動系統(tǒng)發(fā)展趨勢匯編

1、電動汽車課程(kchng)報告混合(hnh)動力傳動系統(tǒng)發(fā)展趨勢行車記錄儀 /共三十六頁混合(hnh)動力電動汽車1混合動力(dngl)傳動系統(tǒng)的現(xiàn)狀2混合動力傳動系統(tǒng)的發(fā)展前景 3電動汽車混合動力傳動系統(tǒng)發(fā)展趨勢2共三十六頁 1.混合(hnh)動力電動汽車混合動力電動汽車的概念12混合動力電動汽車的分類電動汽車混合(hnh)動力傳動系統(tǒng)發(fā)展趨勢33混合動力傳動系統(tǒng)的地位共三十六頁 1.1 混合(hnh)動力汽車的基本概念 什么是混合(hnh)動力電動汽車(Hybrid Electric Vehicle簡稱HEV)？優(yōu)點：排放小，節(jié)能，可以再生制動;電動汽車到2020年單是中國汽車的保有量將達

2、到2億；面對碳排量和環(huán)境保護的壓力，混合動力電動汽車有很好的發(fā)展前景?；旌蟿恿鲃酉到y(tǒng)發(fā)展趨勢4同時擁有電動機和內(nèi)燃機兩個動力源的汽車。共三十六頁1.2混合(hnh)動力電動汽車的分類混合動力電動汽車并聯(lián)串聯(lián)混聯(lián)復(fù)合按照(nzho)傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)電動汽車混合動力傳動系統(tǒng)發(fā)展趨勢5共三十六頁按照(nzho)混合程度分混合動力電動汽車微混合輕度混合中度混合完全混合電動汽車可以純電動模式(msh)運行。Prius發(fā)動機起?？刂圃谖⒒旌匣A(chǔ)上添加能量回收功能榮威750、奔馳S400Lhybrid發(fā)動機和電動機協(xié)作，一定程度可以實現(xiàn)純電動運行本田IMA混合動力傳動系統(tǒng)發(fā)展趨勢61.2混合動力電動汽車的分類

3、共三十六頁1.3傳動系統(tǒng)在機車(jch)中的地位動力源（發(fā)動機和電動機）傳動系統(tǒng)車輪動力源（發(fā)動機）傳動系統(tǒng)車輪傳統(tǒng)(chuntng)汽車混合動力再生制動再生制動電動汽車現(xiàn)在：整個動力系的核心，實現(xiàn)高效驅(qū)動、最優(yōu)控制和良好駕駛性能的關(guān)鍵。傳統(tǒng)：轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩匹配混合動力傳動系統(tǒng)發(fā)展趨勢7共三十六頁對混合(hnh)動力傳動系統(tǒng)的理解控制系統(tǒng)(kn zh x tn)硬件系統(tǒng)先進的機電技術(shù)作為物理機構(gòu)支撐。整個系統(tǒng)的“大腦”，運用優(yōu)良算法，實現(xiàn)預(yù)期傳動要求?？偪刂破髦噶顐鲃酉到y(tǒng)輸出轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩到車輪。電動汽車混合動力傳動系統(tǒng)發(fā)展趨勢8共三十六頁二 混合動力汽車(qch)傳動系統(tǒng)的發(fā)展混合動力傳動系統(tǒng)的發(fā)展

4、主要在2個方面: 1.物理結(jié)構(gòu)(jigu)的發(fā)展； 2.控制系統(tǒng)的發(fā)展；電動汽車混合動力傳動系統(tǒng)發(fā)展趨勢9共三十六頁電機(dinj)技術(shù)1 物理結(jié)構(gòu)(jigu)的發(fā)展1動力耦合、變速環(huán)節(jié)2電力電子 3電動汽車混合動力傳動系統(tǒng)發(fā)展趨勢10共三十六頁 電動機具有調(diào)速方便，響應(yīng)快，低速大轉(zhuǎn)矩等特點。用以改善發(fā)動機的低速和高速轉(zhuǎn)矩特性。 增大電傳動功率來代替種類(zhngli)繁多的機械和液壓系統(tǒng)是汽車產(chǎn)業(yè)的一個發(fā)展趨勢。2.1.1 電機(dinj)技術(shù)電動汽車混合動力傳動系統(tǒng)發(fā)展趨勢11電機是混合動力傳動系統(tǒng)的標志。共三十六頁2.1.1 電機(dinj)技術(shù)混合動力電動汽車用的電機主要有：感應(yīng)電機：

5、高可靠性和低成本、低維護成本成為混合動力的最有潛力的電力驅(qū)動選擇(xunz)，低功率因數(shù)，低效率等缺點需要改善。永磁電機：永磁刷直流電機在高能量密度和高功率密度，與感應(yīng)電動機相比有很大優(yōu)勢。近些年能量密度和功率密度隨著新永磁材料的出現(xiàn)還在提高。輪轂電機：傳動路線大大縮短，實現(xiàn)無齒輪傳動，在效率和扭矩比傳統(tǒng)電機方面有很大優(yōu)勢。Honda Insight用的永磁同步電機電動汽車想要輪轂電機應(yīng)用于混合動力傳動系統(tǒng)必須采用串聯(lián)混合傳動系統(tǒng)，串聯(lián)系統(tǒng)低效率不可回避，所以輪轂電機不太適合混合動力傳動系統(tǒng)?；旌蟿恿鲃酉到y(tǒng)發(fā)展趨勢12共三十六頁集成(j chn)啟動/發(fā)電機ISG電機技術(shù)的發(fā)展使ISG成為可

6、能(knng)。對于中度混合動力傳動系統(tǒng)而言，集成啟動/發(fā)電機具有以下優(yōu)點：1 結(jié)構(gòu)緊湊，傳統(tǒng)汽車用到發(fā)電機和啟動電機，兩個電機，占用空間大，重量增加多。2 ISG可以完成傳統(tǒng)汽車中兩個部件功能同時，輔助提供峰值功率，改善機車動力性能。3 針對一個電機的控制，簡單可靠。電動汽車混合動力傳動系統(tǒng)發(fā)展趨勢13共三十六頁CVT和動力(dngl)耦合發(fā)展趨勢電動汽車 近年混合動力系統(tǒng)中CVT兼任動力耦合的功能，及兩者的功能一體化，結(jié)構(gòu)簡單(jindn)，控制更加方便。混合動力傳動系統(tǒng)發(fā)展趨勢14 電機的加入使無級變速(CVT)成為混合動力傳動變速方式首選，主要有電子無級變速和金屬帶式無級變速。 CVT

7、缺點是成本略高。 CVT可以實現(xiàn)連續(xù)光滑的速度變化，實現(xiàn)動力與工況的最佳匹配；可以使發(fā)動機一直工作與高效區(qū)，提高HEV的整車效率。共三十六頁電子(dinz)無極變速E-CVT以1997年，豐田Prius中電子無級變速為起點，電子無級變速成為(chngwi)混合動力的主要變速方案。優(yōu)點：1、無離合器，傳動效率高。2、無級變速，發(fā)動機可以一直工作于高效區(qū)。3、怠速停止發(fā)動機，電機驅(qū)動機車，提高效率，減少排放。4、下坡或減速時完全再生制動。電動汽車混合動力傳動系統(tǒng)發(fā)展趨勢15Toyota Prius, Camry Hybrid, Highlander Hybrid- Ford Escape Hybr

8、id, Fusion Hybrid- Nissan Altima Hybrid- Lexus Hybrids.共三十六頁通過行星輪系實現(xiàn)發(fā)動機和電機之間機械(jxi)耦合和無級變速缺點：需要(xyo)潤滑、傳動能量損失、噪聲。無級變速完全靠一個電動機實現(xiàn)，對電動機性能要求很高。近年來，研究轉(zhuǎn)向無齒輪無級變速。電動汽車混合動力傳動系統(tǒng)發(fā)展趨勢16共三十六頁雙轉(zhuǎn)子(zhun z)電機實現(xiàn)無級變速和耦合功率的兩個路徑：由發(fā)動機直接傳遞至輸出(shch)軸；電能通過滑環(huán)流入電機繞組，驅(qū)動輸出(shch)軸。完全實現(xiàn)電磁耦合，不需要潤滑；非常有吸引力的變速和動力耦合方案。當(dāng)需要的轉(zhuǎn)速變化時，通過控制電機

9、部分的輸出功率可以保持發(fā)動機的轉(zhuǎn)速不變，實現(xiàn)無極變速。電動汽車混合動力傳動系統(tǒng)發(fā)展趨勢17式子中d為輸出軸轉(zhuǎn)速共三十六頁無刷電子(dinz)無極變速混合(hnh)動力傳動系統(tǒng)發(fā)展趨勢電動汽車18與前一種e-CVT相比，去掉了電刷；通過電磁場完成能量的傳遞，結(jié)構(gòu)更加簡單，易于維護。共三十六頁金屬帶式無極(w j)變速原理：主、被動工作輪的固定和可動兩部分形成V形槽，與金屬傳送帶嚙合。當(dāng)主、被動工作輪可動部分作軸向移動(ydng)時，改變了傳送帶的回轉(zhuǎn)半徑，從而改變傳動比，實現(xiàn)無級變速傳動。缺點：1變速范圍小，需要另外增加變速齒輪。2 受金屬帶的強度限制，應(yīng)用有限。電動汽車混合動力傳動系統(tǒng)發(fā)展趨勢

10、19共三十六頁2.1.3 電力電子(dinz)應(yīng)用電力電子學(xué)在混合動力傳動系統(tǒng)中的應(yīng)用極大改善了混合動力汽車各方面的性能。未來電子電力動力系是混合動力電動汽車中最昂貴的子系統(tǒng)電動汽車在混合動力傳動中的應(yīng)用電動機的驅(qū)動控制再生制動能量回收CD-CD變換混合(hnh)動力傳動系統(tǒng)發(fā)展趨勢20共三十六頁2.1.3電力電子(dinz)的應(yīng)用豐田新一代混合動力系統(tǒng)THS中電力電子技術(shù)的應(yīng)用 高壓電源、各種逆變器和14V蓄電池用輔助DC-DC變換器組成功率控制器。集成了DSP控制器、驅(qū)動和電路保護、直流穩(wěn)壓電容、冷卻(lngqu)回路和汽車通信的CAN總線接口等。電動汽車混合動力傳動系統(tǒng)發(fā)展趨勢21共三十

11、六頁2.1.3 電力(dinl)電子的應(yīng)用 電動機/發(fā)電機用逆變單元(dnyun)：目前電動汽車多用PWM控制型逆變器。這種逆變器線路簡單、效率高。 PWM逆變器的發(fā)展趨勢： 一 采用IGBT器件，工作頻率高，減少啟動時的電流沖擊。 二 電機額定功率提高，擴大調(diào)速范圍，提高功率比。 三 采用DSP為核心的計算機控制系統(tǒng)，可使電機快速恒轉(zhuǎn)矩啟動及弱磁高速運行；該系統(tǒng)穩(wěn)定，電流沖擊小，控制效率高。 電動汽車混合動力傳動系統(tǒng)發(fā)展趨勢22共三十六頁2.1.3 電力(dinl)電子學(xué)的應(yīng)用電動汽車電力電子裝置密封問題，使其耐受高溫，并能防止各種汽車(qch)液體的侵入。電磁兼容/電磁干擾（EMC/EMI

12、）問題，混合動力汽車空間狹小，有很多芯片和弱電電路，需要解決EMC/EMI問題。“高開關(guān)頻率”和“高采樣率”普遍應(yīng)用于混合動力電動汽車的電力電子裝置中，這需要高精度的編碼器和解算器，當(dāng)電機中出現(xiàn)寬溫度梯度和飽和狀態(tài)時，實現(xiàn)魯棒控制。HEV對電力電子技術(shù)的要求：混合動力傳動系統(tǒng)發(fā)展趨勢23共三十六頁電力電子(dinz)的最新發(fā)展電動汽車2012年2月英飛凌公司推出了一種新型封裝技術(shù)，使車用電力電子器件的電流承受能力和效率提高。首批推出的采用H-PSOF封裝技術(shù)的產(chǎn)品是40VOptiMOS T2功率晶體管，它們的漏極電流高達300A，導(dǎo)通電阻（RDS(on)）低至0.76毫歐。混合(hnh)動力傳

13、動系統(tǒng)發(fā)展趨勢24為汽車設(shè)計人員在提高效率降低排放方面提供了更大的余地。共三十六頁電動汽車富士電機2012年6月提出了HEV/EV用的IGBT模塊端子的超聲波焊接技術(shù)。該技術(shù)具備高熔點和高強度，而且不存在線性膨脹系數(shù)差，可獲得較高的可靠性混合(hnh)動力傳動系統(tǒng)發(fā)展趨勢25共三十六頁2.2 控制系統(tǒng)(kn zh x tn)的研究控制系統(tǒng)是整個轉(zhuǎn)動系統(tǒng)的靈魂，能否高效完項各項指標控制系統(tǒng)的好壞至關(guān)重要。 控制系統(tǒng)控制協(xié)調(diào)各個部件完成以下性能指標：燃油經(jīng)濟性最優(yōu)驅(qū)動力最小排放(pi fn)連續(xù)穩(wěn)定的功率輸出再生制動的實現(xiàn)電動汽車1控制系統(tǒng)的仿真和控制策略2最新混合動力車輛的控制系統(tǒng)?；旌蟿恿鲃?/p>

14、系統(tǒng)發(fā)展趨勢26這些指標不能兼得，控制系統(tǒng)根據(jù)駕駛員的要求而取舍共三十六頁仿真(fn zhn)流程輸入工況控制策略發(fā)動機和電動機所需的轉(zhuǎn)速和扭矩發(fā)動機和電動機的實際轉(zhuǎn)速和扭矩實際車速反饋(fnku)所需車速電動汽車混合動力傳動系統(tǒng)發(fā)展趨勢27共三十六頁控制策略混合(hnh)動力傳動系統(tǒng)發(fā)展趨勢電動汽車28邏輯門限控制策略魯棒性強，操作簡單，易于實現(xiàn)粒子群算法（PSO）搜索效率高，算法簡單，易于實現(xiàn)；但是容易受隨機震蕩影響。容易陷于極小值。遺傳算法（GA）很強的全局尋優(yōu)能力神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)能力強模擬退火隨機組合優(yōu)化應(yīng)用于混合動力(dngl)傳動系統(tǒng)的控制策略（算法）有很多種。主要有：通常應(yīng)用中是將多

15、個策略組合應(yīng)用，取優(yōu)補短，達到好的控制效果。共三十六頁基于(jy)邏輯門限控制策略介紹混合(hnh)動力傳動系統(tǒng)發(fā)展趨勢電動汽車29控制規(guī)則共三十六頁本田(bn tin)超級四輪驅(qū)動控制系統(tǒng)SPORT hybrid sh-awd電動汽車 SPORT hybrid sh-awd控制系統(tǒng)是由一臺3.5升自然進氣V6發(fā)動機與3臺大功率電機組成；廠家(chn ji)稱，這套系統(tǒng)在動力方面可以媲美一臺采用傳統(tǒng)動力技術(shù)的V8發(fā)動機，而在油耗方面則幾乎與一臺自然進氣四缸發(fā)動機相同?；旌蟿恿鲃酉到y(tǒng)發(fā)展趨勢30 車輛在轉(zhuǎn)彎時，為了讓車輛的轉(zhuǎn)向更為順暢，內(nèi)側(cè)后輪的動力輸出會被限制，而由此節(jié)省下來的能量就會被驅(qū)動

16、外側(cè)后輪的電機所使用，以提高外側(cè)后輪的扭矩輸出。共三十六頁奧迪A7iHEV智能(zh nn)混合動力系統(tǒng)電動汽車 滑行混合動力(Coasting Hybrid)的運行模式(msh)，控制系統(tǒng)集合油門、制動、坡度、速度、導(dǎo)航信息進行綜合判斷，再借助大功率電動機頻繁關(guān)閉和起動車頭的發(fā)動機，大幅提升動力系統(tǒng)的工作效率混合動力傳動系統(tǒng)發(fā)展趨勢31共三十六頁無人駕駛技術(shù)對混合(hnh)動力傳動系統(tǒng)影響混合(hnh)動力傳動系統(tǒng)發(fā)展趨勢電動汽車32 各種控制中，如果可以有實時的路況信息提供，則控制系統(tǒng)可以更高效的實現(xiàn)機車的控制；Google的全球?qū)Ш娇梢蕴峁┻@樣的服務(wù)；并且由Google最先提出的無人駕駛

17、技術(shù)，被認為在安全，節(jié)能、駕駛體驗和節(jié)約時間方面都有很大吸引力。 據(jù)報道，Google計劃自己開發(fā)自動駕駛汽車；其首選的車型應(yīng)該是HEV。這對混合動力傳動系統(tǒng)提出的要求是： 快速的響應(yīng)，根據(jù)導(dǎo)航信息提供的路況和車主的選擇，結(jié)合最優(yōu)控制期望，驅(qū)動機車行駛。共三十六頁3 混合動力(dngl)傳動系統(tǒng)的發(fā)展展望 觀察技術(shù)的發(fā)展史，可以發(fā)現(xiàn)危機推動(tu dng)技術(shù)的更新?lián)Q代；隨著全球能源危機的加劇，HEV在市場中的占有率會逐步上升；而相應(yīng)的對混合動力傳動系統(tǒng)的性能提出更高的要求。電動汽車混合動力傳動系統(tǒng)發(fā)展趨勢33 從HEV到PHEV可以發(fā)現(xiàn)，HEV在朝著擺脫化石能源的方向發(fā)展?；旌蟿恿鲃酉到y(tǒng)發(fā)展體現(xiàn)在：更先進的機電技術(shù)的應(yīng)用；更優(yōu)秀的控制策略的加入。共三十六頁混合(hnh)動力傳動系統(tǒng)發(fā)展趨勢電動汽車34 隨著混合動力各方面技術(shù)的成熟，以及人們環(huán)保意識的覺醒(juxng)，混合動力將會是未來汽車動力的主體。而混合動力傳動系統(tǒng)擁有很好的發(fā)展前景。共三十六頁Thank You !電動汽車混合(hnh)動力傳動系統(tǒng)發(fā)展趨勢35共三十六頁內(nèi)容摘要電動汽車課程報告。