并聯(lián)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)的建模與仿真研究

1、西安理工大學(xué)碩士學(xué)位論文并聯(lián)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)的建模與仿真研究 姓名:李起忠申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別:碩士專(zhuān)業(yè):機(jī)械設(shè)計(jì)及理論指導(dǎo)教師:劉凱;周春國(guó)20070301摘要論文題目:并聯(lián)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)的建模與仿真研究研究生:李起忠 簽名:圣醴 指導(dǎo)教師:劉凱教授 簽名:<型2勃J 周春國(guó)副教授 簽名:f墊盔!塾摘 要本文以帕薩特svw7183AGi型轎車(chē)為原型車(chē),將其改裝為混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)。本文 做了混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的傳動(dòng)系統(tǒng)選型、傳動(dòng)系統(tǒng)建模與仿真以及系統(tǒng)效率的研究。 混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分為串聯(lián)式、并聯(lián)式和混聯(lián)式三種類(lèi)型,根據(jù)三種 類(lèi)型的優(yōu)缺點(diǎn)并結(jié)合原型車(chē)的參數(shù),選擇并聯(lián)式

2、作為本文所選的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu),根據(jù)原型車(chē)的 參數(shù)確定了發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型和參數(shù)。根據(jù)傳動(dòng)系統(tǒng)的選型,建立了傳動(dòng)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,其核心是一個(gè)行星輪系結(jié)構(gòu)的動(dòng) 力匹配系統(tǒng),由數(shù)學(xué)模型,在SolidWorks里建立了動(dòng)力匹配系統(tǒng)的三維模型,并模擬了 不同工況下動(dòng)力匹配系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)。本文運(yùn)用虛擬樣機(jī)技術(shù)來(lái)進(jìn)行傳動(dòng)系統(tǒng)的仿真分析,并選用ADAMS軟件作為虛擬 樣機(jī)分析軟件。把SolidWorks三維模型導(dǎo)入ADAMS,在汽車(chē)加速、穩(wěn)定運(yùn)行、制動(dòng)減 速以及FUD72這四種工況下,進(jìn)行輸入輸出轉(zhuǎn)速的仿真,并對(duì)結(jié)果進(jìn)行了分析解讀。仿 真結(jié)果反映了在各工況下兩個(gè)動(dòng)力源的轉(zhuǎn)速匹配情況。本文分析了并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)在

3、不同工況下的縱向動(dòng)力學(xué)方程;研究了混合動(dòng) 力電動(dòng)汽車(chē)的節(jié)油機(jī)理;指出了循環(huán)工況和控制策略可以影響汽車(chē)的系統(tǒng)效率:提出了混 合率的概念,混合率代表了電動(dòng)機(jī)輸出功率和發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率的比值,它的變化對(duì)系統(tǒng)的 效率有很大的影響,本文推導(dǎo)出了系統(tǒng)效率和混合率及傳動(dòng)比的關(guān)系函數(shù)。關(guān)鍵詞:混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē);傳動(dòng)系統(tǒng):建模;仿真本課題得到了陜函省自然科學(xué)研究項(xiàng)目“并聯(lián)式車(chē)用混合動(dòng)力系統(tǒng)的匹配與控制策略研究”基金 的資助,項(xiàng)目編號(hào)2003E223。ABSTRACTTitle:RESEARCH ON MODELING AND SIMULATION OF PARALLEL HYBRlD ELECTRIC VEHIC

4、LE TRANSMlSSIoN SYSTEM Major.Mechanical Design and TheoryName:Qizhong LI Supervisor:Prof.Kai LIU Signature:=篷!三% s;gna仙陀:監(jiān)一:幾Ass oc_ate Prof-ChungUO ZHOU Signature:型馬嚴(yán)訓(xùn) AbstractThe car ofPassat SVW7183AGi is taken as the prototype vehicle.and is trailsforrned to a parallel hybrid electric vehicle(PH

5、EV,in this paper,choice of the car's drivetmin is made,the transmission is modeled and simulated and the research on the system。S emciency is made.Drivetrain ofhybrid dectric vehicle(HEYhave 3basic configurations:series,parallel and parallel Dins series.based on the three kindS characteristic an

6、d the parameter of the prototype car,parallel is chosen as the car's drivetrain configuration,and the engine and eleetric motorStypeand parameter iSgivenbased on the prototype CarS parameter.The mathematie modeI of the transmission system iS established according to the choice ofthe drivetrain,t

7、he essential part is a power split system using planet gears,and based on the mathematic model.the 3D model iS established in SolidWbrks,the rotate under di保jrent working condition is simulated.Using virtual prototyping technology software ADAMS to simulate the transmissionsystem.3D model iS importe

8、d to ADAMS.the simulation and analysis of the 4working conditionsacceleration,cruises,braking&slowdown and FUD72iS made.The sireulation result reflects出e matching condition between engine and electric motor.In this Paler,the longitudinal dynamics ofthe PHEV under difierent working condition is a

9、nalyzed;a study on fuelsaving mechanism for HEV is made;it ooinIS out that cycle working condition and controlling strategy Can affect the system efficiency;the concept of hybrid rate iS proposed.and the relationship between system emciency,hybrid rateand transmission rate is educed.The hybrid rate

10、represent the ratio between electric motor's output power and engineS output power,it has great influence on the s3,stem efficiency.Key word:Hybrid Electric Vehicle;Transmission system; Modeling; SimulationII獨(dú)創(chuàng)性聲明秉承祖國(guó)優(yōu)良道德傳統(tǒng)和學(xué)校的嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)鄭重申明:本人所呈交的學(xué)位論文是我個(gè) 人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知,除特別加以標(biāo)注和致謝的地 方外,論文中不

11、包含其他人的研究成果。與我一同工作的同志對(duì)本文所論述的工作和成 果的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說(shuō)明并已致謝。本論文及其相關(guān)資料若有不實(shí)之處,由本人承擔(dān)一切相關(guān)責(zé)任辦 .論文作者簽名:蒞蘭選 出刁年月嘲學(xué)位論文使用授權(quán)聲明本人!至墮 在導(dǎo)師的指導(dǎo)下創(chuàng)作完成畢業(yè)論文。本人已通過(guò)論文的答辯,并 已經(jīng)在西安理工大學(xué)申請(qǐng)博士/碩士學(xué)位。本人作為學(xué)位論文著作權(quán)擁有者,同意授權(quán) 西安理工大學(xué)擁有學(xué)位論文的部分使用權(quán),即:1已獲學(xué)位的研究生按學(xué)校規(guī)定提交 印刷版和電子版學(xué)位論文,學(xué)?？梢圆捎糜坝　⒖s印或其他復(fù)制手段保存研究生上交的 學(xué)位論文,可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編人有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索;2為教學(xué)和

12、 科研目的,學(xué)?？梢詫⒐_(kāi)的學(xué)位論文或解密后的學(xué)位論文作為資料在圖書(shū)館、資料室 等場(chǎng)所或在校園網(wǎng)上供校內(nèi)師生閱讀、瀏覽。本人學(xué)位論文全部或部分內(nèi)容的公布(包括刊登授權(quán)西安理工大學(xué)研究生部辦 理。(保密的學(xué)位論文在解密后,適用本授權(quán)說(shuō)明論文作者簽名:莖:!圣盤(pán) 論文作者簽名:<二竺!笪 導(dǎo)師簽名D序弓月萬(wàn)日贛 趔同1緒論1緒論1.1引言隨著世界汽車(chē)保有量的增長(zhǎng),內(nèi)燃機(jī)排放出的有害氣體給環(huán)境帶來(lái)的危害越來(lái)越受到 人類(lèi)的關(guān)注,加之石油資源的緊缺和民眾環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng),為此各國(guó)相繼制定了一系列十 分嚴(yán)格的排放法規(guī),這使得人們不得不積極考慮未來(lái)汽車(chē)的動(dòng)力問(wèn)題。在這種情況下,未 來(lái)的汽車(chē)應(yīng)當(dāng)向清潔、環(huán)

13、保、低油耗低排放的方向發(fā)展,經(jīng)過(guò)對(duì)各種新燃料、新能源和新 動(dòng)力的探索,電動(dòng)汽車(chē)是一種很好的選擇。電動(dòng)汽車(chē)包括純電動(dòng)汽車(chē)(Electric Vehicle, 簡(jiǎn)稱(chēng)Ev、混合電動(dòng)汽車(chē)(Hybrid Electric Vehicle,簡(jiǎn)稱(chēng)HEV和燃料電池汽車(chē)(Fuel Cell Vehicle,簡(jiǎn)稱(chēng)FCV等形式,它們是理想的零排放或低排放車(chē)輛。但純電動(dòng)汽車(chē)在發(fā)展中 受到有限行駛里程的制約,使它們的普及應(yīng)用較困難。燃料電池汽車(chē)具有較高的效率、低 排放、低噪音,其燃料氫氣有廣泛的來(lái)源和可再生等重大優(yōu)勢(shì),已成為各大汽車(chē)集團(tuán)新世 紀(jì)激烈競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn),但產(chǎn)業(yè)化仍需要較長(zhǎng)的時(shí)間?；旌蟿?dòng)力電動(dòng)汽車(chē)是新老技術(shù)結(jié)合的最

14、 可行產(chǎn)物,它同時(shí)具有純電動(dòng)汽車(chē)和傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)的優(yōu)點(diǎn),既具有純電動(dòng)汽車(chē)的高效率 和低排放的性能,還具有傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)的行駛里程長(zhǎng)和快速補(bǔ)充燃料的性能。因此混合 動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)成為當(dāng)前解決節(jié)能、環(huán)保問(wèn)題切實(shí)可行的有效方案“1。1.2混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展概況國(guó)際電子技術(shù)委員會(huì)(International Electrotechnical Commission,簡(jiǎn)稱(chēng)IEC對(duì) 混合動(dòng)力車(chē)輛的定義為:“在特定的工作條件下,可以從兩種或兩種以上的能量存儲(chǔ)器、 能量源或能量轉(zhuǎn)化器中獲取驅(qū)動(dòng)能量的汽車(chē)。其中至少有一種存儲(chǔ)器或轉(zhuǎn)化器要安裝在汽 車(chē)上?；旌蟿?dòng)力電動(dòng)汽車(chē)至少有一種能量存儲(chǔ)器、能量源或能量轉(zhuǎn)化器可以傳

15、遞電能。串 聯(lián)式混合動(dòng)力車(chē)輛只有一種能量轉(zhuǎn)化器可以提供驅(qū)動(dòng)力,并聯(lián)式混合動(dòng)力車(chē)輛則不止一種 能量轉(zhuǎn)化器提供驅(qū)動(dòng)力”?！被旌蟿?dòng)力電動(dòng)汽車(chē)是在純電動(dòng)汽車(chē)開(kāi)發(fā)過(guò)程中為有利于市場(chǎng)化而產(chǎn)生的一種新的車(chē) 型。它將現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)與一定容量的儲(chǔ)能器件(主要是高性能電池或超級(jí)電容器通過(guò)先進(jìn)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(guó)外普遍認(rèn)為它是投資少、選擇 余地大、易于滿(mǎn)足未來(lái)排放標(biāo)準(zhǔn)和節(jié)能目標(biāo)、市場(chǎng)接受度高的主流清潔車(chē)型,從而引起各 大汽車(chē)公司的關(guān)注。世界第一輛由汽油機(jī)和電動(dòng)機(jī)組合的混合動(dòng)力汽車(chē),于1899年由費(fèi)迪南一保時(shí)捷 (Ferdinand Porsche研制成功。但由于受其他技術(shù)(如電動(dòng)機(jī)、

16、電池和控制等發(fā)展 的制約,加上環(huán)境、能源問(wèn)題未被引起足夠重視等,使混合動(dòng)力汽車(chē)技術(shù)在其后的幾十年 里未被重視。直到近十幾年才引起世界各大汽車(chē)公司的重視。上世紀(jì)90年代以來(lái),日本、西安理工大學(xué)碩士學(xué)位論文美國(guó)和歐洲各大汽車(chē)公司紛紛開(kāi)始研制混合動(dòng)力汽車(chē)“】。日本豐田汽車(chē)公司率先于1997年12月將混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)Prius(如圖卜1所示 投放本國(guó)市場(chǎng),2000年初又開(kāi)始投放北美市場(chǎng),并將月產(chǎn)由1000輛調(diào)升到月產(chǎn)2000輛, 三年內(nèi)銷(xiāo)售了4.5萬(wàn)輛,產(chǎn)品出現(xiàn)了供不應(yīng)求局面。除了豐田公司以外,本田、日產(chǎn)等汽 車(chē)公司研制了自己的混合動(dòng)力汽車(chē),并取得了驕人的成績(jī)。本田汽車(chē)公司開(kāi)發(fā)的J-vx混 合動(dòng)力電動(dòng)

17、汽車(chē)概念車(chē),其動(dòng)力系統(tǒng)為1升3缸直噴式”Ec發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī),還有一組 超級(jí)電容以替代通常使用的蓄電池系統(tǒng)。1999年末,本田公司在日本、美國(guó)等國(guó)陸續(xù)開(kāi)始銷(xiāo)售小型混合動(dòng)力轎車(chē)Insight。Insight并聯(lián)式電動(dòng)汽車(chē)裝備了本田公司的IMA(Integrated Motor Assist混合動(dòng)力系統(tǒng)和無(wú)級(jí)變速器,是一種新式未來(lái)型跑車(chē),被美國(guó)環(huán)?？偸鹪u(píng)為2001年美國(guó)十大Fig l-l P等1a囂囂TOYoTA 節(jié)能汽車(chē)的第一名,第二名則為豐田汽車(chē)公司的Prius混合動(dòng)力汽車(chē)。日前,豐田公司推出了其豪華品牌雷克薩斯的混合動(dòng)力電動(dòng)越 野車(chē)RX400h。90年代開(kāi)始,美國(guó)加強(qiáng)了政府和企業(yè)之間的技術(shù)合作

18、與聯(lián)合,并以混合動(dòng)力電動(dòng)汽 車(chē)為重點(diǎn)對(duì)象,由能源部牽頭,包括運(yùn)輸部和國(guó)防部,斥巨資組織各大汽車(chē)公司和有關(guān)部 門(mén)積極開(kāi)展混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的研究工作。1993年9月美國(guó)總統(tǒng)克林頓與美國(guó)通用、福 特和克萊斯勒三大汽車(chē)公司總裁共同提出了美國(guó)“新一代汽車(chē)合作伙伴計(jì)劃” (Partnership for a New Generation of Vehicles,簡(jiǎn)稱(chēng)PNGV計(jì)劃,旨在開(kāi)發(fā)新一代 高效節(jié)能汽車(chē)。迄今己開(kāi)發(fā)出多種形式的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē),PNGV項(xiàng)目在HEV性能仿真、 汽車(chē)集成動(dòng)力模塊等技術(shù)領(lǐng)域取得了顯著成就。戴姆勒克萊斯勒公司和通用汽車(chē)公司分別 研制了自己的混合動(dòng)力汽車(chē)品牌:道奇ESX2和Pr

19、ecept。在歐洲,各大汽車(chē)廠商紛紛的推出了本公司研制的混合動(dòng)力汽車(chē)。其HEY的突出代表 是法國(guó)雷諾汽車(chē)公司研制的VERT和HYME,兩款混合動(dòng)力汽車(chē)己進(jìn)行了10000公里的運(yùn)行 試驗(yàn),代表了國(guó)際先進(jìn)水平。德國(guó)的大眾汽車(chē)公司和奧迪汽車(chē)公司分別生產(chǎn)了基于已有車(chē) 型Golf和DUO的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)。德國(guó)西門(mén)子和博世(Bosch等著名零部件公司也積極 與大汽車(chē)公司聯(lián)手開(kāi)發(fā)混合動(dòng)力汽車(chē)。在國(guó)內(nèi),“電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)研究”是國(guó)家科委“八五”科技相關(guān)項(xiàng)目。1996年“八五” 重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目“電動(dòng)汽車(chē)關(guān)鍵技術(shù)研究”在清華大學(xué)通過(guò)了原國(guó)家計(jì)委、教委、和原 機(jī)械工業(yè)部的驗(yàn)收,“九五”期間,東風(fēng)汽車(chē)公司承擔(dān)并完成了

20、國(guó)家重大科技攻關(guān)項(xiàng)目“電 動(dòng)轎車(chē)概念車(chē)設(shè)計(jì)”的整車(chē)研制工作。在電動(dòng)汽車(chē)關(guān)鍵技術(shù)尤其是混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)方 面,很多科研單位也進(jìn)行了諸如混合方式和控制策略研究、參數(shù)匹配和性能預(yù)測(cè)研究等前 期工作?！熬盼濉蹦┢谖覈?guó)在電動(dòng)汽車(chē)的三大關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域(電池、電機(jī)、電控系統(tǒng)取得 2l緒論突破。“十五”期間,科技部指定了國(guó)家863計(jì)劃電動(dòng)汽車(chē)重大專(zhuān)項(xiàng),從國(guó)家汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展 戰(zhàn)略的高度出發(fā),選擇新一代電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)為我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)科技創(chuàng)新的主攻方向,組織企 業(yè)、高等院校和科研機(jī)構(gòu),以官、產(chǎn)、學(xué)、研四位一體的方式,聯(lián)合進(jìn)行攻關(guān),旨在實(shí)現(xiàn) 我國(guó)能源安全、改善大氣環(huán)境、提高我國(guó)汽車(chē)工業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力?！半妱?dòng)汽車(chē)重大專(zhuān)項(xiàng)”提出 了“

21、三橫三縱”的研究開(kāi)發(fā)布局?！叭龣M”是純電動(dòng)汽車(chē)、混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)和燃料電池 汽車(chē);“三縱”是指電池、電動(dòng)機(jī)和控制系統(tǒng)的關(guān)鍵零部件技術(shù)“1。“十五”期間,國(guó)家計(jì)劃投入近10億元來(lái)支持電動(dòng)汽車(chē)的前瞻性研究。根據(jù)“十五” 國(guó)家863計(jì)劃電動(dòng)汽車(chē)重大專(zhuān)項(xiàng)的目標(biāo)定位和技術(shù)路線(xiàn),結(jié)合我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展現(xiàn)狀,有 關(guān)專(zhuān)家認(rèn)為,我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展應(yīng)抓住傳統(tǒng)汽車(chē)向電動(dòng)汽車(chē)過(guò)渡的歷史機(jī)遇,把混合動(dòng)力 電動(dòng)汽車(chē)作為現(xiàn)階段我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的重點(diǎn)和方向,率先完成批量生產(chǎn),實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化, 取得突破。目前,“十五”電動(dòng)汽車(chē)重大專(zhuān)項(xiàng)已經(jīng)開(kāi)花結(jié) 果,已經(jīng)開(kāi)發(fā)了紅旗牌混合動(dòng)力轎車(chē)(如圖l-2所示、東風(fēng)牌混合動(dòng)力轎車(chē)、天津清源威姿純電動(dòng)轎

22、車(chē)、解放牌混合動(dòng)力城市客車(chē)、純電動(dòng)客車(chē)、電動(dòng)汽車(chē)底盤(pán)技術(shù)、混合動(dòng)力客車(chē)用多能源動(dòng)力總成控制器、電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)創(chuàng)新體系等產(chǎn)品和技術(shù)。1998年,清華大學(xué)與廈門(mén)金龍公司合作研制了混合動(dòng)力電動(dòng)客車(chē)。清華大學(xué)、北京理工大學(xué)、吉林大學(xué)、圖l一2紅旗混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē) Fig 12Hongqi HEV重慶大學(xué)等單位也從不同角度對(duì)并聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)進(jìn)行了分析和研究工作;東風(fēng)汽車(chē)公 司承接“863”混合動(dòng)力研制項(xiàng)目現(xiàn)已完成,并已經(jīng)推出混合動(dòng)力電動(dòng)客車(chē),整車(chē)性能良 好。另外,一汽豐田混合動(dòng)力合作項(xiàng)目也得到了國(guó)家相關(guān)部門(mén)的大力支持,其量產(chǎn)車(chē)型 Prius已經(jīng)于2006年下線(xiàn)。 1.3計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)在HEV中的應(yīng)用用于

23、iEV分析、設(shè)計(jì)和仿真的計(jì)算機(jī)輔助軟件一般可分為專(zhuān)業(yè)的HEv仿真軟件和通用 的CAD/CAE/VPT/SC軟件。專(zhuān)業(yè)的HEv仿真軟件主要有SIblPLEV、ADVISOR、PSAT等。SIMPLEV是美國(guó)能源部愛(ài) 達(dá)荷國(guó)家工程和環(huán)境實(shí)驗(yàn)室(Idaho National Engineering and Environmental Laboratory在DOS環(huán)境下基于OBasic軟件開(kāi)發(fā)的,它可以對(duì)各種車(chē)型進(jìn)行性能仿真, 具有交互式的下拉菜單,可以靈活選擇車(chē)型、部件和循環(huán)工況,但難以在SIIPLEV的源代 碼中改變整個(gè)汽車(chē)的控制方法嘲。美國(guó)能源部再生能源實(shí)驗(yàn)室(National Renewabl

24、e EnergyLaboratory開(kāi)發(fā)的西安理工大學(xué)碩士學(xué)位論文ADVISOR(Advanced Vehicle Simulator軟件可構(gòu)造純電動(dòng)汽車(chē)、混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)和 燃料電池車(chē)的動(dòng)力系統(tǒng),對(duì)零部件進(jìn)行選型和參數(shù)初步優(yōu)化,對(duì)不同控制方法的比較計(jì)算。 ADVISOR是一個(gè)基于反饋式組件建模的仿真系統(tǒng),目前已被美國(guó)幾大汽車(chē)公司、國(guó)家實(shí)驗(yàn) 室和一些教學(xué)科研單位使用。為響應(yīng)美國(guó)政府的PNGV計(jì)劃,美國(guó)阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(Argonne National Laboratory在三大汽車(chē)公司的指導(dǎo)和資助下開(kāi)發(fā)了PSAT(PNGV System Analysis Toolkit軟件。PSAT是電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)

25、力性和經(jīng)濟(jì)性分析與仿真的設(shè)計(jì)平臺(tái),PSAT 仿真軟件采用正向仿真方法,用駕駛員模型來(lái)預(yù)測(cè)模擬油門(mén)開(kāi)度和制動(dòng)信號(hào),駕駛員控制 信號(hào)轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)矩傳遞給傳動(dòng)系統(tǒng),最終被轉(zhuǎn)化為汽車(chē)的行駛力和車(chē)速,以使汽車(chē)的行駛循 環(huán)軌跡與要求的循環(huán)工況相吻合01。通用仿真軟件常用到的有:二維/三維CAD軟件,用來(lái)進(jìn)行HEV機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì);虛 擬樣機(jī)軟件,如ADAMS,用來(lái)進(jìn)行HEV各部件或整車(chē)的虛擬樣機(jī)仿真和優(yōu)化;科學(xué)計(jì)算軟 件,如marlab/simulink,用來(lái)進(jìn)行控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和仿真。1.4本論文的研究意義及主要工作I.4.1課題的研究意義我國(guó)面臨的能源和環(huán)境的問(wèn)題十分嚴(yán)峻,國(guó)內(nèi)的石油儲(chǔ)量和開(kāi)采量相當(dāng)有限,隨著

26、汽 車(chē)保有量的增加,石油需要也越來(lái)越多,目前我國(guó)石油已不能自給。從1993年我國(guó)成為 石油凈進(jìn)口國(guó)以來(lái),我國(guó)石油進(jìn)口量每年以1000萬(wàn)噸遞增,而且有逐年加大的趨勢(shì),預(yù) 計(jì)到2010年,中國(guó)的石油總需求量將達(dá)到3.53.8億噸。這對(duì)我國(guó)的能源安全帶來(lái)了極 大的挑戰(zhàn)。另一方面,汽車(chē)保有量的持續(xù)增長(zhǎng)對(duì)環(huán)境造成了極大的破壞,汽車(chē)尾氣中的二 氧化碳、硫化物、氮氧化物、氟氯烴等氣體會(huì)導(dǎo)致溫室效應(yīng)、臭氧層破壞和酸雨等嚴(yán)重的 大氣環(huán)境問(wèn)題。因此,混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)作為汽車(chē)從汽油時(shí)代到電動(dòng)時(shí)代的過(guò)渡產(chǎn)品,對(duì) 節(jié)能和環(huán)保有著重要的意義?；旌蟿?dòng)力電動(dòng)汽車(chē)與傳統(tǒng)汽車(chē)最大的區(qū)別就是它有兩個(gè)動(dòng)力源發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī), 這一點(diǎn)導(dǎo)

27、致它的傳動(dòng)系統(tǒng)和傳統(tǒng)汽車(chē)的傳動(dòng)系統(tǒng)有很大的區(qū)別,它的傳動(dòng)系統(tǒng)必須包括一 個(gè)動(dòng)力匹配系統(tǒng)(Power split system,動(dòng)力匹配系統(tǒng)的作用是合成兩個(gè)動(dòng)力源提供的 動(dòng)力,并通過(guò)控制系統(tǒng)對(duì)兩個(gè)動(dòng)力源的功率進(jìn)行合理匹配,以達(dá)到系統(tǒng)效率最佳和尾氣排 放量最低。傳動(dòng)系統(tǒng)的選型和設(shè)計(jì)對(duì)HEV的效率和尾氣排放的優(yōu)化有著重要的意義,是目 前HEV研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域。1.4。2課題的主要工作4本文以帕薩特SVW7183AGi型小轎車(chē)為原型車(chē),將其改裝為混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē),HEVl緒論是傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)和電動(dòng)汽車(chē)的結(jié)合,其傳動(dòng)系統(tǒng)中的變速器、離合器、差速器等與傳 統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)相同,本文在此不做討論。本文研究的傳動(dòng)

28、系統(tǒng)主要在于它的動(dòng)力匹配系統(tǒng)。 論文的內(nèi)容有以下幾個(gè)方面:(I介紹HEV的概念和國(guó)內(nèi)外的發(fā)展概況,指出了HEV的節(jié)能性和環(huán)保性。(2傳動(dòng)系統(tǒng)的選型HEV的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)分為串聯(lián)式、并聯(lián)式和混聯(lián)式三種類(lèi)型,根據(jù)三種類(lèi)型的優(yōu)缺點(diǎn),選 擇并聯(lián)式作為本文HEV的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu),再根據(jù)原型車(chē)的參數(shù)確定了發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型和 參數(shù)。(3動(dòng)力匹配系統(tǒng)的數(shù)學(xué)建模和三維建模根據(jù)傳動(dòng)系統(tǒng)的選型,建立了動(dòng)力匹配系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,它的核心是一個(gè)行星輪系, 由數(shù)學(xué)模型,在Solidworks里建立了動(dòng)力匹配系統(tǒng)的三維模型,為虛擬樣機(jī)建模和仿真 打下基礎(chǔ)。(4動(dòng)力匹配系統(tǒng)的虛擬樣機(jī)建模與仿真分析本文選用功能強(qiáng)大的ADAMS軟件作為虛

29、擬樣機(jī)分析軟件,把SolidWorks三維模型導(dǎo) 入ADAMS,在不同的工況下,進(jìn)行輸入、輸出轉(zhuǎn)速的仿真,并對(duì)結(jié)果進(jìn)行了分析解讀。 (5系統(tǒng)效率的研究分析了PHEV在不同工況下的縱向動(dòng)力學(xué)方程,研究了HEY的節(jié)油機(jī)理以及影響效率 的因素,提出了混合率的概念,并推導(dǎo)出系統(tǒng)效率和混合率以及傳動(dòng)比的關(guān)系函數(shù)。1.4.3課題的來(lái)源本課題的來(lái)源:陜西省自然科學(xué)研究項(xiàng)目“并聯(lián)式車(chē)用混合動(dòng)力系統(tǒng)的匹配與控制策 略研究”,項(xiàng)目編號(hào):2003E。23。5西安理工大學(xué)碩士學(xué)位論文2PHEV傳動(dòng)系統(tǒng)的選型2.1HEV的概念及驅(qū)動(dòng)類(lèi)型混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)是指車(chē)輛傳動(dòng)系統(tǒng)由兩個(gè)或多個(gè)能同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的單個(gè)驅(qū)動(dòng)系聯(lián)合組 成的車(chē)輛,

30、車(chē)輛的行駛功率需求由單個(gè)驅(qū)動(dòng)系提供或共同提供?；旌蟿?dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的傳動(dòng)系統(tǒng)無(wú)論是在能源輸入還是在機(jī)械能的傳遞和輸出方面都 具有了多種方案,傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有了較多的自由度,因而,具體的傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方 案也多種多樣,如何對(duì)這些結(jié)構(gòu)進(jìn)行歸類(lèi)和評(píng)價(jià)并應(yīng)用于指導(dǎo)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的研制與 開(kāi)發(fā)是一個(gè)重要課題。根據(jù)HEV的發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)的不同組合及工作配合,一般將HEV的傳動(dòng)系統(tǒng)分為 三種基本結(jié)構(gòu)類(lèi)型【12】:串聯(lián)式、并聯(lián)式和混聯(lián)式。由此得到三種不同類(lèi)型的HEV:串聯(lián) 式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)(SeriesHybridElectric VellicIe,簡(jiǎn)稱(chēng)SHEV,并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng) 汽車(chē)(ParallelH

31、ybridElectricVehicle,簡(jiǎn)稱(chēng)PHEV,混聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)(PSHEV。2.2串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)2.2.1傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)在串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)上,由發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)所產(chǎn)生的電能和電池輸出的電 能,共同輸出到電動(dòng)機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)汽車(chē)行駛,電動(dòng)機(jī)是唯一的驅(qū)動(dòng)模式。串聯(lián)式HEV傳動(dòng)系統(tǒng) 的結(jié)構(gòu)圖如圖2-1所示“”。串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)由發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、電池組、驅(qū)動(dòng)電機(jī)和控制器主要部件組 成。發(fā)動(dòng)機(jī)僅僅用于發(fā)電,發(fā)電機(jī)所發(fā)出的電能供給電動(dòng)機(jī),電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)汽車(chē)行駛。發(fā)動(dòng)6 ¨啊速瞽葭 2.齲自罱板 一機(jī)掛連接屯動(dòng)蓮接 圖2-1串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的結(jié)構(gòu)Fi92-1Powert

32、rain configuration ofSHEV2PHEV驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的選型機(jī)和發(fā)電機(jī)集成組成一個(gè)系統(tǒng),即輔助動(dòng)力單元,當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的功率超過(guò)汽車(chē)行駛所需 要的功率時(shí),發(fā)電機(jī)發(fā)出的部分電能向電池充電,來(lái)延長(zhǎng)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的行駛里程。 另外電池還可以單獨(dú)向電動(dòng)機(jī)提供電能來(lái)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車(chē),使混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)在零污染狀 態(tài)下行駛。2.2.2驅(qū)動(dòng)模式如圖2.1所示,電動(dòng)機(jī)通過(guò)變速箱與驅(qū)動(dòng)橋相連接,而發(fā)動(dòng)機(jī)與發(fā)電機(jī)直接連接產(chǎn)生 電能,來(lái)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)或者給蓄電池充電。汽車(chē)行駛時(shí)的驅(qū)動(dòng)力由電動(dòng)機(jī)來(lái)輸出,它將儲(chǔ)存 在蓄電池中的電能轉(zhuǎn)化為車(chē)輪上的機(jī)械能。當(dāng)蓄電池的荷電狀態(tài)值(State OfCharge,簡(jiǎn) 稱(chēng)SO

33、C降到一個(gè)預(yù)定值時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)即開(kāi)始對(duì)蓄電池進(jìn)行充電。發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系統(tǒng)并沒(méi) 有機(jī)械地連接在一起,這種方式可以很大程度地減少發(fā)動(dòng)機(jī)所受到的車(chē)輛的瞬態(tài)響應(yīng)。瞬 態(tài)響應(yīng)的減少可以使發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行最優(yōu)的噴油和點(diǎn)火控制,使其在最佳工況點(diǎn)附近工作。2.2.3優(yōu)缺點(diǎn)串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的優(yōu)點(diǎn)有:發(fā)動(dòng)機(jī)能夠經(jīng)常保持在穩(wěn)定、高效、低污染的運(yùn) 轉(zhuǎn)狀態(tài),使有害排放氣體控制在最低范圍內(nèi),并可采用燃?xì)廨啓C(jī),轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)等其他形式 的發(fā)動(dòng)機(jī);串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)從整體結(jié)構(gòu)上看,只有發(fā)電機(jī)一電動(dòng)機(jī)的電力系統(tǒng), 其特點(diǎn)更加趨近于電動(dòng)汽車(chē)。幾個(gè)大部件總成在電動(dòng)汽車(chē)上布置起來(lái),將有較大的自由度。 串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的缺點(diǎn)有:各部件

34、總成各自的功率較大,外形較大,質(zhì)量也 較大,在中小型電動(dòng)汽車(chē)上布置有一定的困難;在發(fā)動(dòng)機(jī)一發(fā)電機(jī)一電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)中的 熱能一電能一機(jī)械能的能量轉(zhuǎn)換過(guò)程中,能量損失較大。因此發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的能量利用率要 比內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)低。所以,串聯(lián)式混合動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)較適合在大型客車(chē)上使用,該布置形式更適合于道路 復(fù)雜的城市工況和山區(qū)公路運(yùn)行。在環(huán)保要求高的市區(qū),汽車(chē)在起步和低速行駛時(shí),可以 關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)入純電動(dòng)狀態(tài),使汽車(chē)達(dá)到零排放的要求。隨著蓄電池技術(shù)的發(fā)展,存儲(chǔ)能量性能的不斷提高,串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)使用 發(fā)動(dòng)機(jī)的次數(shù)越來(lái)越少,最終會(huì)向純電動(dòng)汽車(chē)的目標(biāo)邁進(jìn)。2.3并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)2.3.1傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)并聯(lián)

35、式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)主要由發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)、電池組、電機(jī)控制器等部 7西安理工大學(xué)碩士學(xué)住論文件組成,和串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)不同的是,發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)以機(jī)械能疊加的 方式來(lái)驅(qū)動(dòng)汽車(chē),可以組合成不同的動(dòng)力學(xué)模式。發(fā)動(dòng)機(jī)功率和電動(dòng)/發(fā)電機(jī)功率約為電 動(dòng)汽車(chē)所需最大驅(qū)動(dòng)功率的50%100%(最大,其能量利用率高。因此,可以采用小功率 的發(fā)動(dòng)機(jī)與電動(dòng)/發(fā)電機(jī),使得整個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)的裝配尺寸、質(zhì)量都較小,造價(jià)也更低,行 程也可以比串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的長(zhǎng)些,但布置結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜,實(shí)現(xiàn)形式也多樣化, 其特點(diǎn)更加趨于內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)。2.3.2驅(qū)動(dòng)模式發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)通過(guò)某種變速裝置同時(shí)與驅(qū)動(dòng)橋直接相連接。

36、電動(dòng)機(jī)可以用來(lái)平衡發(fā) 動(dòng)機(jī)所受的載荷,使其能在高效率區(qū)域工作,因?yàn)橥ǔ０l(fā)動(dòng)機(jī)工作在滿(mǎn)負(fù)荷(中等轉(zhuǎn)速 下,燃油經(jīng)濟(jì)性最好。當(dāng)車(chē)輛在較小的路面載荷下工作時(shí),傳統(tǒng)車(chē)輛的發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì) 性比較差,而并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)此時(shí)可以被關(guān)閉掉而只用電動(dòng)機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)汽車(chē), 或者增加發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷使電動(dòng)機(jī)作為發(fā)電機(jī),給蓄電池充電以備后用(即一邊驅(qū)動(dòng)汽車(chē), 一邊充電。由于并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)在穩(wěn)定的高速行駛下發(fā)動(dòng)機(jī)具有比較高的效率 和相對(duì)較小的質(zhì)量,所以它在高速公路上行駛具有比較好的燃油經(jīng)濟(jì)性。并聯(lián)式傳動(dòng)系統(tǒng)有兩條能量傳輸路線(xiàn),可以同時(shí)使用電動(dòng)機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源來(lái) 驅(qū)動(dòng)汽車(chē),如果其中的一條驅(qū)動(dòng)線(xiàn)路出了問(wèn)題,另

37、一個(gè)仍然可以驅(qū)動(dòng)汽車(chē)。這種設(shè)計(jì)方式 可以使其以純電動(dòng)汽車(chē),或低排放汽車(chē)的狀態(tài)運(yùn)行,但是此時(shí)不能提供全部的動(dòng)力能源。 并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車(chē)通常有以下三種組合驅(qū)動(dòng)方式嘲:a.牽引力合成式牽引力合成式PHEV動(dòng)力傳動(dòng)系的具體結(jié)構(gòu)如圖2-2所示。圖2-2牽引力合成式PHEV的傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)Fig 2-2Powertrain configuration oftraction matching PHEV牽引力合成式電動(dòng)汽車(chē)采用一個(gè)小功率的發(fā)動(dòng)機(jī),單獨(dú)地驅(qū)動(dòng)汽車(chē)的前輪。另外一套 電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)單獨(dú)地驅(qū)動(dòng)汽車(chē)的后輪,可以在汽車(chē)啟動(dòng)、爬坡或加速時(shí)增加混合動(dòng)力汽 車(chē)的驅(qū)動(dòng)力。兩套傳動(dòng)系統(tǒng)可以獨(dú)立地驅(qū)動(dòng)汽車(chē),也可以聯(lián)合

38、驅(qū)動(dòng)汽車(chē),使電動(dòng)汽車(chē)變成 四輪驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)汽車(chē)。此種混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)具有四輪驅(qū)動(dòng)的特性。82PHEV驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的選型發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)之間無(wú)任何機(jī)械連接,牽引力合成式PHEV動(dòng)力傳動(dòng)系通過(guò)各自的傳 動(dòng)軸分別驅(qū)動(dòng)車(chē)輛的前輪和后輪。該動(dòng)力傳動(dòng)系的一顯著優(yōu)點(diǎn)是:汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)力由2個(gè)驅(qū) 動(dòng)軸承擔(dān),因此作用于每一驅(qū)動(dòng)軸上的驅(qū)動(dòng)力不會(huì)超出其輪胎地面附著極限;在標(biāo)準(zhǔn)的混 合模式下,汽車(chē)主要由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng);在“零排放”模式下只使用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng);當(dāng)汽車(chē)需要 加速或爬坡,發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)同時(shí)驅(qū)動(dòng)。該種結(jié)構(gòu)的混合動(dòng)力汽車(chē)的燃料經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性均超過(guò)了傳統(tǒng)汽車(chē)。由于電機(jī)傳動(dòng)系 統(tǒng)與發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)分離,結(jié)構(gòu)不緊湊,給動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的具體布

39、置帶來(lái)困難。b.扭矩合成式扭矩合成式動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力合成裝置為扭矩合成裝置。扭矩合成式并聯(lián)式混合動(dòng) 力電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)傳動(dòng)系統(tǒng)直接驅(qū)動(dòng)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē),并直接或間接帶動(dòng)電動(dòng)/發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)向蓄電池充電。蓄電池也可以向電動(dòng)/發(fā)電機(jī)提供電能,此時(shí)電動(dòng)/發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)換 成電動(dòng)機(jī),可以用來(lái)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)或驅(qū)動(dòng)汽車(chē)。由于兩動(dòng)力總成通過(guò)扭矩合成裝置(嚙合齒輪傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、傳動(dòng)帶及無(wú)級(jí)變速傳動(dòng) 等直接驅(qū)動(dòng)車(chē)輛,它們的輸出特性總和能滿(mǎn)足車(chē)輛的牽引需求,否則,應(yīng)在傳動(dòng)系中適 當(dāng)?shù)奈恢貌贾米兯傧洹Ａ硗?由于所采用的扭矩合成裝置結(jié)構(gòu)以及傳動(dòng)軸數(shù)目的不同,扭 矩合成式PHEV動(dòng)力傳動(dòng)系又具有以下幾種典型的結(jié)構(gòu)型式。(1單軸

40、扭矩合成式PHEV動(dòng)力傳動(dòng)系單軸扭矩合成式PHEV動(dòng)力傳動(dòng)系是指發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)同軸聯(lián)接和布置,根據(jù)電動(dòng)機(jī) 在變速箱的前與后可分為前置式(電機(jī)在變速箱前單軸并聯(lián)結(jié)構(gòu)和后置式(電機(jī)在變速 箱后單軸并聯(lián)結(jié)構(gòu),后置式(電機(jī)在變速箱后單軸并聯(lián)結(jié)構(gòu)如圖23所示。單軸并聯(lián) 結(jié)構(gòu)形式的特點(diǎn)是有利于電動(dòng)機(jī)和變速箱結(jié)構(gòu)的一體化模塊設(shè)計(jì),便于批量生產(chǎn)中的模塊 化供貨和整車(chē)裝配。單軸并聯(lián)結(jié)構(gòu)的合成方式為扭矩合成。這種結(jié)構(gòu)(發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)的 輸出軸采用了同一根傳動(dòng)軸將導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)兩者每時(shí)每刻的轉(zhuǎn)速值均為同一值, 限制了電動(dòng)機(jī)的工作區(qū)域,造成兩者特性的不匹配,為改善這種關(guān)系,需要布置一多速變 速箱,這又會(huì)導(dǎo)致控制系

41、統(tǒng)較為復(fù)雜。圖2-3單軸扭矩合成式PHEV傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)Fig 2-3Powertrain configuration ofsingle sha矗traction matching PHEV(2雙軸扭矩合成式PHEV動(dòng)力傳動(dòng)系9西安理工大學(xué)碩士學(xué)位論文依據(jù)動(dòng)力合成裝置在變速箱的前后具體位置不同,雙軸扭矩合成式PHEV動(dòng)力傳動(dòng)系 具有2種布置方案,分別如圖24、圖25所示。圖2-4雙軸扭矩合成式PHEV傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)(1Fig 2-4Powertrain configuration ofdouble shafts traction matching PHEV(1圖2-5雙軸扭矩合成式PHEV傳動(dòng)系統(tǒng)

42、結(jié)構(gòu)(2Fig 2-5Powertrain configuration ofdouble shafts traction matching PHEV(2在圖24中,變速箱布置于動(dòng)力元件和扭矩合成裝置之間,變速箱的具體選擇可以是 多速、單一速比或無(wú)級(jí)變速(CVT傳動(dòng),在圖2-5中,變速箱布置于扭矩合成裝置與主 減速器之間,變速箱的設(shè)置同等比例地提高了內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)的輸出扭矩,改善了汽車(chē)的 動(dòng)力性能,使系統(tǒng)采用小型內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)成為可能。在此結(jié)構(gòu)中,發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)和變速器輸入軸之間的轉(zhuǎn)速成一定的比例關(guān)系,隨著路 況和車(chē)速的變化,這些轉(zhuǎn)速會(huì)隨著變化。輸出轉(zhuǎn)矩的變化,可以通過(guò)其轉(zhuǎn)矩關(guān)系,在發(fā)動(dòng) 機(jī)轉(zhuǎn)矩

43、保持恒定的條件下,通過(guò)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩而獲得。c.轉(zhuǎn)速合成式轉(zhuǎn)速合成式PHEV動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力合成裝置為轉(zhuǎn)速合成裝置,常用的轉(zhuǎn)速合成器 有行星輪系和電動(dòng)轉(zhuǎn)速計(jì),采用行星齒輪傳動(dòng)的PHEV動(dòng)力傳動(dòng)系結(jié)構(gòu)如圖2-6所示。102PHEV驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的選型圖2-6采用行星輪系傳動(dòng)的PHEV傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)Fig 2-6Powertrain configuration ofPHEV with planet gear此結(jié)構(gòu)有兩套機(jī)械變速器,發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)各自與一套變速器相聯(lián),通過(guò)齒輪進(jìn)行復(fù) 合。在此種結(jié)構(gòu)中,可以通過(guò)變速機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)之問(wèn)的轉(zhuǎn)速關(guān)系,使發(fā)動(dòng)機(jī)的 工況調(diào)節(jié)變得更靈活。此種結(jié)構(gòu)目前是最有生命

44、力的結(jié)構(gòu)之一,主要采用行星差動(dòng)輪系的 結(jié)構(gòu)。該行星輪系動(dòng)力復(fù)合機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)部件轉(zhuǎn)速的復(fù)合,即各個(gè)部件間的轉(zhuǎn)矩保持一 定的比例關(guān)系。這種功率復(fù)合形式被稱(chēng)為速度復(fù)合。行星輪系機(jī)構(gòu)有2個(gè)自由度,通過(guò)不 同離合器和制動(dòng)器的作用,可以實(shí)現(xiàn)單自由度、固定傳動(dòng)比的傳動(dòng)。系統(tǒng)有3個(gè)輸入/輸 出構(gòu)件,分別是太陽(yáng)輪、齒圈和行星架,3個(gè)構(gòu)件中的兩個(gè)與發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)輸出軸的任 意結(jié)合都可以達(dá)到動(dòng)力匹配的作用。這種結(jié)構(gòu)可以通過(guò)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)(電動(dòng)機(jī)工作在電動(dòng)機(jī)模式轉(zhuǎn)速使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速產(chǎn)生變 化,此外,發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩與作用在齒圈上的轉(zhuǎn)矩是成一定比例的,傳到驅(qū)動(dòng)軸上的轉(zhuǎn)矩是 從齒圈上得到的轉(zhuǎn)矩和電動(dòng)機(jī)發(fā)出的轉(zhuǎn)矩的和,兩個(gè)動(dòng)力總成

45、之間的轉(zhuǎn)速分配較為靈活, 可以有非常靈活的控制策略,可實(shí)現(xiàn)對(duì)混合動(dòng)力能量流的最優(yōu)控制。由于動(dòng)力總成的輸出 扭矩存在著一定的比例關(guān)系,要求發(fā)動(dòng)機(jī)的工作特性調(diào)節(jié)必須與電動(dòng)機(jī)的輸出特性相配 合。2.3.3優(yōu)缺點(diǎn)并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的主要優(yōu)點(diǎn)有:發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)機(jī)械裝置直接與驅(qū)動(dòng)軸相聯(lián),輸 出能量的利用率高;由于有發(fā)電機(jī)補(bǔ)充能量,因此比較小的電池容量既可滿(mǎn)足使用要求; 各個(gè)部件的質(zhì)量、尺寸相對(duì)較小,因此適合布置在小型汽車(chē)上。并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的缺點(diǎn)有;由于并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行工 況要受汽車(chē)行駛工況的影響,因此,在汽車(chē)行駛工況變化較多,較復(fù)雜時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)就會(huì)較 多的在不良工況下運(yùn)行,因此排

46、放污染較嚴(yán)重;發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械連接使得機(jī)械裝 置較為復(fù)雜,增加了整車(chē)布置的難度。西安理工大學(xué)碩士學(xué)位論文2.4混聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)混聯(lián)式傳動(dòng)系統(tǒng)是串聯(lián)式與并聯(lián)式的綜合,它的結(jié)構(gòu)形式和控制方式充分發(fā)揮了兩種 驅(qū)動(dòng)形式各自的優(yōu)點(diǎn)。能夠使發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)等部件進(jìn)行更多的優(yōu)化匹配,從而 在結(jié)構(gòu)上保證了在更復(fù)雜的工況下使系統(tǒng)工作在最優(yōu)狀態(tài),因此更容易實(shí)現(xiàn)排放和燃油消 耗的控制目標(biāo)。一種可能的設(shè)計(jì)方式是將串聯(lián)式和并聯(lián)式的所有部件用一個(gè)離合器連接起來(lái),使車(chē)輛 在某種情況下以串聯(lián)式工作,在另一種情況下則以并聯(lián)式工作。根據(jù)不同的驅(qū)動(dòng)條件來(lái)選 擇具有優(yōu)勢(shì)的那一種驅(qū)動(dòng)方式。但是這種布置方式將會(huì)比單純的

47、串聯(lián)式或并聯(lián)式增加更多 的零部件,導(dǎo)致整車(chē)的尺寸增大和復(fù)雜程度增加。這種結(jié)構(gòu)類(lèi)型目前應(yīng)用最成功的是豐田 公司Prius的傳動(dòng)系統(tǒng)。圖27豐田Pdus的傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)F培2-7Powertrain configuration ofToyota Prius圖27所示為豐田Prius的傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)“”,豐田Prius是一種扭矩合成式的混聯(lián)式 HEV,同時(shí)結(jié)合了行星輪系機(jī)構(gòu),兩個(gè)動(dòng)力源的扭矩在齒輪l、,、,處合成,行星輪 系結(jié)起能量回收的作用。圖27中的發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸通過(guò)一個(gè)單向離合器與行星齒輪架相連。 當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)正向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),單向離合器自由轉(zhuǎn)動(dòng),對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩沒(méi)有影響;當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)矩試 圖使發(fā)動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí),單向離

48、合器鎖住發(fā)動(dòng)機(jī),確保發(fā)動(dòng)機(jī)不會(huì)反轉(zhuǎn)。發(fā)電機(jī)與行星齒輪組 中的太陽(yáng)輪相連,在發(fā)電機(jī)上增加一個(gè)制動(dòng)器,必要時(shí)可以抱死發(fā)電機(jī)來(lái)提高系統(tǒng)的效率。 圖中的行星齒輪裝置相當(dāng)于一個(gè)無(wú)級(jí)變速器,通過(guò)控制發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速,可以調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn) 速,實(shí)現(xiàn)最佳的燃油效率。另外需要特別指出的是:電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)都可以工作在發(fā)電狀 態(tài)或者驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下。它們的名字只是為了區(qū)分這兩個(gè)部件而已。事實(shí)證明,這種結(jié)構(gòu)的傳 動(dòng)系統(tǒng)工作穩(wěn)定,性能出色,但結(jié)構(gòu)復(fù)雜,不宜于制造和維修。2PHEV驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的選型2.5傳動(dòng)系統(tǒng)選型和工作模式并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)具有兩套相對(duì)獨(dú)立的動(dòng)力系統(tǒng),是傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)和電 動(dòng)機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)的集成,從概念上講,它是電

49、力輔助型的燃油車(chē),目的是為了降低排放和燃 油消耗;從尺寸上講,它比串聯(lián)式小;從結(jié)構(gòu)上講,它比混聯(lián)式汽車(chē)簡(jiǎn)單;從整車(chē)效率、 動(dòng)力性能、續(xù)駛里程及價(jià)格等方面綜合考慮,它適合于城市運(yùn)行工況,可以被消費(fèi)者接受, 因此,有望在將來(lái)的主流汽車(chē)產(chǎn)品中占有大量的份額?；谏鲜龈鞣N動(dòng)力傳動(dòng)系結(jié)構(gòu)的分析,本文采用轉(zhuǎn)速合成式PHEV動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)。主 要考慮因素如下:此種動(dòng)力傳動(dòng)系的結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單,通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)速合成裝置機(jī)械傳動(dòng)比的合 理選取以及變速箱的合理布置就可獲得內(nèi)燃機(jī)和動(dòng)力電機(jī)工作特性的較好匹配;采用此種 形式的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng),動(dòng)力元件均可選用現(xiàn)有的成熟產(chǎn)品,無(wú)需經(jīng)過(guò)專(zhuān)門(mén)的技術(shù)開(kāi)發(fā)和全 新產(chǎn)品研制,從而極大地減少了研

50、發(fā)投入、縮短研發(fā)周期以及降低研發(fā)風(fēng)險(xiǎn)。通過(guò)對(duì)PHEV工作情況的分析,本文采用的工作模式如下:(1車(chē)輛啟動(dòng)加速時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)同時(shí)工作,共同分擔(dān)驅(qū)動(dòng)車(chē)輛所需的動(dòng)力, 此時(shí)內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)大約分別承擔(dān)總功率的80%和20%;(2車(chē)輛正常行駛(等速行駛時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)工作于最小油耗狀態(tài),提供最小轉(zhuǎn)矩和 最小功率;電動(dòng)機(jī)也同時(shí)工作,車(chē)輛行駛所需的主要?jiǎng)恿τ呻妱?dòng)機(jī)提供;(3車(chē)輛在市郊行駛時(shí),只有發(fā)動(dòng)機(jī)工作,電動(dòng)機(jī)關(guān)閉;(4車(chē)輛減速或制動(dòng)時(shí),電動(dòng)機(jī)工作于發(fā)電機(jī)模式,通過(guò)功率轉(zhuǎn)化器給蓄電池充電。 2.6整車(chē)參數(shù)及動(dòng)力性能指標(biāo)2.6.1整車(chē)參數(shù)本文是以上海帕薩特SVW7183AGi型汽車(chē)為原型車(chē),將其驅(qū)動(dòng)系改造為雙

51、軸式并聯(lián)混 合傳動(dòng)系統(tǒng)。其整車(chē)參數(shù)如下“。:滿(mǎn)載總質(zhì)量腳=1775kg,空載總質(zhì)量mo=1400kg,空氣阻力系數(shù)C0=0.28,迎風(fēng)面積 A=2.6m2,車(chē)輪滾動(dòng)半徑R=O.32m,變速器最高檔傳動(dòng)比j。,=o.899,滾動(dòng)阻力半徑系 數(shù)f=o.01;動(dòng)力匹配系統(tǒng)行星輪系傳動(dòng)比f(wàn)。=3.15。西安理工大學(xué)碩士學(xué)位論文2.6.2動(dòng)力性能指標(biāo)按照汽車(chē)制造商的要求,混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)輛應(yīng)該達(dá)到下列性能目標(biāo)“”:(1最大持續(xù)速度(純發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)130km/h;(2在車(chē)速v=90km/h時(shí)爬坡度(爬坡度是指汽車(chē)在良好道路上以最低行駛車(chē)速上 坡行駛的最大坡度(純發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)5%:(3最大持續(xù)爬坡度(混合驅(qū)動(dòng)25

52、%:(4加速度:0到lOOkm/h>15s;80至U 120km/h<20s。2.7原動(dòng)機(jī)的選擇2.7.1發(fā)動(dòng)機(jī)的選擇a.發(fā)動(dòng)機(jī)選型選擇混合動(dòng)力汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí),首先要考慮的是滿(mǎn)足汽車(chē)技術(shù)性能的發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功 率與尺寸問(wèn)題。一般來(lái)說(shuō),在混合動(dòng)力汽車(chē)中使用較低功率的發(fā)動(dòng)機(jī)(相對(duì)傳統(tǒng)汽車(chē)發(fā)動(dòng) 機(jī)而言。這是因?yàn)榇藭r(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)并不是單獨(dú)提供汽車(chē)加速和爬坡時(shí)的峰值功率,在加速和 爬坡時(shí)電動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置及能量存儲(chǔ)單元(電池組、儲(chǔ)能飛輪或者超能電容器與發(fā)動(dòng)機(jī)一起 驅(qū)動(dòng)汽車(chē)行駛。在大多數(shù)的混合動(dòng)力汽車(chē)設(shè)計(jì)中,發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率將由最大經(jīng)濟(jì)運(yùn)行速 度或者爬坡能力所決定?；旌蟿?dòng)力汽車(chē)所用發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行模式與傳統(tǒng)的汽

53、車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)完全不同,是采用開(kāi)關(guān)模 式。具體來(lái)講,在并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車(chē)中,幾乎在全部行程中都要使用發(fā)動(dòng)機(jī),為了優(yōu)化 發(fā)動(dòng)機(jī)的工作區(qū)域滿(mǎn)足低排放的要求,相比于傳統(tǒng)的汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō),此時(shí)它需要更加頻 繁地開(kāi)關(guān)。另外,對(duì)于混合動(dòng)力汽車(chē)來(lái)講,由于汽車(chē)的可用空間非常有限,所以必須把發(fā) 動(dòng)機(jī)一電動(dòng)機(jī)組封裝于一個(gè)很小的空間內(nèi)?？紤]到上述因素并總結(jié)了目前各國(guó)在混合動(dòng)力汽車(chē)研究中選用的發(fā)動(dòng)機(jī)方案,可應(yīng)用 于混合動(dòng)力汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)主要有:燃?xì)廨啓C(jī)、二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)、斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)、四沖程汽、 柴油機(jī)以及轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)等“。(1二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)(Two Stroke Engines一般認(rèn)為,具有低燃油消耗率和低排放的二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)相

54、對(duì)來(lái)講結(jié)構(gòu)復(fù)雜,不過(guò) 在混合動(dòng)力汽車(chē)上卻較容易實(shí)現(xiàn),原因在于混合動(dòng)力汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)于一個(gè)相對(duì)較狹窄的 扭矩速度范圍。大多數(shù)的水冷二沖程摩托車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)均可用于串聯(lián)混合動(dòng)力汽車(chē),它們并 不存在封裝問(wèn)題,但高負(fù)荷工況的氮氧化物排放是一個(gè)潛在的問(wèn)題,而且通常所研究的小 型摩托車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)所滿(mǎn)足的排放、噪聲、冷卻及油耗參數(shù)與轎車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的要求有很大差別, 因此要想充分發(fā)揮二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的潛能還要做大量艱苦的研究工作。142PHEV驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的選型(2斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)(Stirling Engines斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)由于具有高的熱效率、低排放和低噪音性能使其可用于混合動(dòng)力汽車(chē)。 但由于斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)為外燃機(jī),因此具有功率密度低

55、以及需要大的散熱裝置等缺點(diǎn),而且 斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)還沒(méi)有在汽車(chē)工業(yè)應(yīng)用的先例。由美國(guó)能源部發(fā)起的限期發(fā)動(dòng)機(jī)研究工作表 明:斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)性能差難于與普通車(chē)輛傳動(dòng)系相匹配,而對(duì)于串聯(lián)混合動(dòng)力汽車(chē)來(lái) 說(shuō)卻不成問(wèn)題,因此此種發(fā)動(dòng)機(jī)也可能在混合動(dòng)力汽車(chē)上應(yīng)用。(3四沖程汽油機(jī)和柴油機(jī)(Fourstroke Gasoline and Diesel Engines一般認(rèn)為四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的重量和尺寸要比先前討論的四種發(fā)動(dòng)機(jī)要大,特別是那些渦 輪增壓柴油機(jī),但近些年來(lái),隨著每缸三和四氣門(mén)技術(shù)的發(fā)展以及低密度材料的使用,汽 油機(jī)的比功率有了明顯的提高,如不采用傳統(tǒng)的較大尺寸的發(fā)動(dòng)機(jī),而是采用兩缸或者至 多三缸汽油發(fā)

56、動(dòng)機(jī)就可以改善混合動(dòng)力汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。目前,一臺(tái)小型的四沖程汽油 機(jī)與一臺(tái)特種發(fā)動(dòng)機(jī)之間的尺寸與重量方面的差別與過(guò)去相比明顯地減少了,而且,四沖 程發(fā)動(dòng)機(jī)的控制方法已經(jīng)非常成熟了,所以目前大部分的混合動(dòng)力汽車(chē)還是采用了技術(shù)成 熟的四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)。(4轉(zhuǎn)子式發(fā)動(dòng)機(jī)(Rotary Engines轉(zhuǎn)子式發(fā)動(dòng)機(jī)具有尺寸小、重量輕、暖機(jī)迅速和扭矩速度曲線(xiàn)平坦等優(yōu)點(diǎn),特別適用 于混合動(dòng)力汽車(chē)。在混合動(dòng)力汽車(chē)上的使用主要問(wèn)題是排放,特別是在開(kāi)關(guān)模式中的排放 問(wèn)題。另外其最小燃油消耗率也相對(duì)較高,達(dá)到3003609/kwh,但是對(duì)于一些混合動(dòng)力 汽車(chē)設(shè)計(jì)來(lái)講還是可以滿(mǎn)足其性能要求的,比如在XA-100混合動(dòng)力

57、汽車(chē)上就采用了此種 發(fā)動(dòng)機(jī)。(5燃?xì)廨啓C(jī)(Gas Turbine由于燃?xì)廨啓C(jī)自身暫態(tài)響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)而不適用于汽車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng),但在串聯(lián)混合動(dòng)力汽車(chē) 上,由于發(fā)動(dòng)機(jī)僅驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)并可在一個(gè)小的速度范圍內(nèi)工作,因此燃?xì)廨啓C(jī)的缺點(diǎn)就不 成問(wèn)題了,而且燃?xì)廨啓C(jī)的采用還會(huì)具有一些優(yōu)點(diǎn),比如:尺寸小、維護(hù)成本低、噪音和 振動(dòng)小、熱效率高、可采用多種燃料并且設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單。另外,燃?xì)廨啓C(jī)是外燃機(jī),其排放具 有低水平,而且通過(guò)使用后處理器或者采用催化燃燒室還可達(dá)到準(zhǔn)零排放水平。綜上所述,以封裝為著眼點(diǎn),在混合動(dòng)力汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)選型中,特種發(fā)動(dòng)機(jī)是最具有 吸引力的發(fā)動(dòng)機(jī)類(lèi)型,但特種發(fā)動(dòng)機(jī)的排放控制技術(shù)沒(méi)有四沖程汽油機(jī)成熟,而且,

58、二沖 程發(fā)動(dòng)機(jī)與燃?xì)廨啓C(jī)還存在油耗問(wèn)題,另外,所有的發(fā)動(dòng)機(jī)都存在著可靠性問(wèn)題以及開(kāi)關(guān) 模式下的壽命問(wèn)題?？傊?就目前技術(shù)現(xiàn)狀而言,對(duì)于特種發(fā)動(dòng)機(jī)都還有大量的研究改進(jìn) 工作要做,這將是一個(gè)長(zhǎng)期而艱辛的歷程。因而對(duì)于近期混合動(dòng)力汽車(chē)而言,沿用技術(shù)成 熟的先進(jìn)的四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)并作適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)不失為實(shí)際而簡(jiǎn)捷的方案。本文選用四沖程汽油發(fā)動(dòng)機(jī)。b.發(fā)動(dòng)機(jī)功率的選擇發(fā)動(dòng)機(jī)功率的選擇對(duì)并聯(lián)混合動(dòng)力傳動(dòng)系的設(shè)計(jì)至關(guān)重要。發(fā)動(dòng)機(jī)功率偏大,車(chē)輛燃 15西安理工大學(xué)碩士學(xué)位論文油經(jīng)濟(jì)性和排放性能就差;發(fā)動(dòng)機(jī)功率偏小,后備功率就小,電動(dòng)機(jī)只有提供更多的驅(qū)動(dòng) 功率,才能滿(mǎn)足一定的車(chē)輛行駛性能要求,這勢(shì)必引起電動(dòng)機(jī)和電池組容量取值的增大和 車(chē)輛成本的增加。另外,電池組數(shù)目增多,在車(chē)輛上布置困難,車(chē)重增加,僅依靠發(fā)動(dòng)機(jī) 的富余功率難以維持電池組的額定電量,限制了車(chē)輛的續(xù)駛里程。目前確定發(fā)動(dòng)機(jī)功率的方法有兩種:(1根據(jù)汽車(chē)平均功率或額定勻速行駛車(chē)速來(lái)確