<meter id="pryje"><nav id="pryje"><delect id="pryje"></delect></nav></meter>
          <label id="pryje"></label>

          新聞中心

          EEPW首頁 > 汽車電子 > 設(shè)計(jì)應(yīng)用 > 混合動(dòng)力車(HEV)系統(tǒng)及控制方式剖析

          混合動(dòng)力車(HEV)系統(tǒng)及控制方式剖析

          作者: 時(shí)間:2012-04-25 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

           在2009年日本國(guó)內(nèi)新車銷量中,豐田“普銳斯(Prius)”以超過20萬輛的業(yè)績(jī)高居榜首,如今EV title=>已完全成為大眾型汽車。通過充分利用馬達(dá),大大改善了發(fā)動(dòng)機(jī)汽車起動(dòng)及減速時(shí)的能耗和尾氣排放等缺點(diǎn),同時(shí)還解決了EV存在的行駛距離和充電時(shí)間等問題。本文將對(duì)HEV的種類及特點(diǎn)進(jìn)行介紹。

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/196885.htm


            (HEV)完美融合了發(fā)動(dòng)機(jī)汽車和電動(dòng)汽車(EV)的技術(shù),對(duì)EV采用的馬達(dá)及電池技術(shù)進(jìn)行了充分利用。EV盡管從汽車?yán)杳髌诰鸵殉霈F(xiàn),并在1900年以前達(dá)到了實(shí)用水平,但迄今為止一直未能實(shí)現(xiàn)全面普及。

            在第二次世界大戰(zhàn)后的汽油緊缺時(shí)期,EV作為替代能源汽車開始在日本上市。1949年日本國(guó)內(nèi)EV產(chǎn)量達(dá)到3299輛,占到當(dāng)時(shí)日本汽車保有量的3%。但是,隨著發(fā)動(dòng)機(jī)汽車的改進(jìn)以及加油站的普及,EV的勢(shì)頭開始在日本逐漸衰退。

            之后,汽車業(yè)界從1971年起將EV定位于環(huán)保汽車展開了開發(fā)。當(dāng)時(shí)日本的通商產(chǎn)業(yè)省工業(yè)技術(shù)院利用大型項(xiàng)目制度(由汽車、電機(jī)及電池廠商參加)啟動(dòng)了EV的研發(fā),眾多汽車廠商及部件廠商投入了極大的精力。但在1980年以后,隨著發(fā)動(dòng)機(jī)汽車尾氣凈化技術(shù)的進(jìn)步,EV再次消失了蹤影。

            在20年過后的1990年,美國(guó)加利福尼亞州制定了尾氣排放規(guī)定“ZEV法案”(零排放車輛法)。當(dāng)時(shí),除了EV以外,沒有任何一種汽車能夠達(dá)到這一規(guī)定,因此EV的開發(fā)再一次被啟動(dòng)。

            ZEV法案的實(shí)施時(shí)間為1998年,由于必須要銷售規(guī)定比例的EV,因此各公司開始奮力開發(fā)。但是該規(guī)定并未按期實(shí)行,最終以數(shù)年的限量生產(chǎn)而告終。

            采用EV要素技術(shù)的HEV

            如上所述,EV存在行駛距離、充電時(shí)間及成本方面的課題,迄今只在叉車等特定用途領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了普及。

            而解決了EV的上述課題,燃效比發(fā)動(dòng)機(jī)汽車出色且實(shí)現(xiàn)了低排放的汽車就是1990年下半年面市的HEV。豐田于1997年上市了“普銳斯(Prius)”,本田也于1999年推出了“Insight”。

            這些HEV采用了為符合ZEV法案而開發(fā)的EV要素技術(shù)。尤其是鎳氫充電電池,在1996年實(shí)用化的豐田“RAV4EV”及本田“EV PLUS”上得到了采用。由于有助于延長(zhǎng)EV的持續(xù)行駛距離,因此即使說HEV沒有鎳氫充電電池就無法實(shí)現(xiàn)也不為過。另外,不僅是電池,為EV開發(fā)的使用稀土類磁鐵的永久磁鐵(PM)式同步馬達(dá)也為HEV性能的提高做出了貢獻(xiàn)。

            在介紹HEV的之前,先來談?wù)劄榉蟌EV法案而開發(fā)的EV。圖1列出了豐田RAV4 EV的系統(tǒng)構(gòu)成。該系統(tǒng)根據(jù)油門傳感器檢測(cè)的踩入量,由EV·ECU(電子控制單元)控制逆變器,驅(qū)動(dòng)行駛馬達(dá)。馬達(dá)采用永久磁鐵式馬達(dá)。

          圖1:豐田“RAV4 EV”的系統(tǒng)構(gòu)成
          1996年實(shí)用化的、配備鎳氫充電電池的EV。

            驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的電池采用288V鎳氫充電電池,通過用電池ECU和EV·ECU監(jiān)測(cè)充放電狀態(tài)來隨時(shí)計(jì)算行駛時(shí)的剩余容量。為電池充電時(shí)利用車載充電器通過交流200V商用電源進(jìn)行。以下將驅(qū)動(dòng)行駛馬達(dá)的高電壓充電電池稱為主電池,將輔助驅(qū)動(dòng)用充電電池稱為12V電池。

            在EV行駛控制中,根據(jù)油門開度、制動(dòng)信號(hào)、檔位及車速等信息,利用驅(qū)動(dòng)扭矩圖來決定所需要的車輛驅(qū)動(dòng)扭矩。由EV·ECU的車輛控制部向馬達(dá)控制部發(fā)出扭矩指令,通過PWM(脈沖寬度調(diào)制)信號(hào)向逆變器傳輸指令。馬達(dá)控制采用加速或正常行駛時(shí)用作電動(dòng)機(jī)、減速時(shí)用作發(fā)電機(jī)的方式(圖2)?!?/p>

          圖2:EV的行駛控制
          根據(jù)油門開度及制動(dòng)信號(hào)等,決定車輛驅(qū)動(dòng)扭矩。

            混合動(dòng)力系統(tǒng)的概要

            混合動(dòng)力系統(tǒng)的分類方法有二種。一種是根據(jù)可實(shí)現(xiàn)的功能的不同來進(jìn)行分類,另一種是以驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的方式來分類。

            首先,按功能來分類的話,就如同圖3所示。只有無空轉(zhuǎn)功能的稱為微HEV或ISS(Idling Stop System)。在該功能的基礎(chǔ)上增加加速輔助、能量再生及發(fā)動(dòng)機(jī)高效運(yùn)轉(zhuǎn)功能等的話,就稱為弱HEV,而增加EV行駛功能的話則稱為強(qiáng)HEV。越接近強(qiáng)HEV,CO2排放量及尾氣就越少。而EV的排放全部為零。另外,插電式HEV(PHEV)及通過運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)電用發(fā)動(dòng)機(jī)來延長(zhǎng)行駛距離的增程器式EV被定位于強(qiáng)HEV和EV之間。

          圖3:HEV和EV的CO2減排效果
          按照不同功能對(duì)混合動(dòng)力系統(tǒng)進(jìn)行分類。
            以驅(qū)動(dòng)方式進(jìn)行分類時(shí),主要分為串聯(lián)式HEV、并聯(lián)式HEV、串并聯(lián)式HEV三種方式。下面來依次介紹一下三者的構(gòu)成及特點(diǎn)。

           ?。?)串聯(lián)式HEV

            串聯(lián)式HEV配備為主電池充電的發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī),一邊始終充電一邊用馬達(dá)行駛(圖4)。也可認(rèn)為是在EV的基礎(chǔ)上增加配備了發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)。在市售車中,與私人乘用車相比,該方式在公交車上采用得較多,豐田1997年上市的“Coaster HEV”以及三菱扶??蛙?004年上市的“Aero Nostep HEV”就采用了該方式。
          圖4:串聯(lián)式HEV的構(gòu)成
          僅靠馬達(dá)行駛。配備高功率大型馬達(dá)。

            串聯(lián)式HEV的特點(diǎn)如下。


            ·僅靠馬達(dá)行駛,因此與其他方式相比,馬達(dá)及發(fā)電機(jī)為高功率大型產(chǎn)品。

            ·將發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力全部轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏?,因此能源效率略低?/p>

            ·驅(qū)動(dòng)力控制及功率輸出控制較簡(jiǎn)單。

            ·發(fā)動(dòng)機(jī)以穩(wěn)定狀態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn),因此比較容易實(shí)現(xiàn)尾氣凈化。

           ?。?)并聯(lián)式HEV

            并聯(lián)式HEV并聯(lián)配置發(fā)動(dòng)機(jī)和馬達(dá),可由兩方供給行駛動(dòng)力(圖5)。除本田作為“IMA(Intelligent Motor Assist)”進(jìn)行實(shí)用化之外,還得到了戴姆勒“Mercedes-Benz S400 HYBRID”及寶馬“ActiveHybrid 7”等的采用。在本田的IMA中,發(fā)動(dòng)機(jī)和馬達(dá)采用直接連接構(gòu)造,同時(shí)旋轉(zhuǎn)。而與此不同的是,還有很多廠商開發(fā)了在發(fā)動(dòng)機(jī)與馬達(dá)之間夾入離合器,通過斷開離合器來實(shí)現(xiàn)EV行駛的系統(tǒng)。

          圖5:并聯(lián)式HEV(直接連接)的構(gòu)成
          馬達(dá)只起輔助性作用,采用小型產(chǎn)品。

            并聯(lián)式HEV(直接連接)的特點(diǎn)如下。


            ·只需在以往車型的發(fā)動(dòng)機(jī)與變速箱之間追加馬達(dá),因此構(gòu)成簡(jiǎn)單。

            ·馬達(dá)的功率輸出只起輔助作用。幾乎不進(jìn)行EV行駛,因此馬達(dá)為小型產(chǎn)品。

            ·馬達(dá)兼具發(fā)電機(jī)作用,因此再生電力只有儲(chǔ)存到電池中后才能用于行駛。

            ·通過在發(fā)動(dòng)機(jī)與馬達(dá)之間夾入離合器,可進(jìn)行EV行駛,但這時(shí)需要大輸功馬達(dá)。

           ?。?)串并聯(lián)式HEV

            串并聯(lián)式HEV的代表示例是豐田普銳斯等采用的“THSⅡ(Toyota Hybrid System Ⅱ)”。該方式利用行星齒輪機(jī)構(gòu)綜合發(fā)動(dòng)機(jī)、MG1、MG2三種動(dòng)力源,根據(jù)行駛狀態(tài)來組合這些動(dòng)力源,由此進(jìn)行驅(qū)動(dòng)(圖6)。

          圖6:串并聯(lián)式HEV的構(gòu)成
          同時(shí)具備串聯(lián)方式和并聯(lián)方式兩者的優(yōu)點(diǎn)。

            這里的MG是指馬達(dá)兼發(fā)電機(jī)的縮略語。由于需要在馬達(dá)功能與發(fā)電機(jī)功能之間頻繁進(jìn)行切換,因此將原來稱為馬達(dá)或發(fā)電機(jī)的部分稱為MG。


            發(fā)動(dòng)機(jī)的作用是驅(qū)動(dòng)車輛和驅(qū)動(dòng)MG1。MG1的作用除了為主電池充電外,還包括作為馬達(dá)起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)以及對(duì)車輛進(jìn)行驅(qū)動(dòng)輔助。MG2的作用是實(shí)現(xiàn)EV行駛、做加速輔助,以及作為發(fā)電機(jī)進(jìn)行能量再生。

            串并聯(lián)式HEV的特點(diǎn)如下。

            ·具備串聯(lián)方式和并聯(lián)方式兩者的優(yōu)點(diǎn),兼顧燃效和行駛性。

            ·系統(tǒng)效率較高,因此燃效提高效果顯著。

            ·系統(tǒng)及控制較復(fù)雜?!?/p>



          評(píng)論


          相關(guān)推薦

          技術(shù)專區(qū)

          關(guān)閉
          看屁屁www成人影院,亚洲人妻成人图片,亚洲精品成人午夜在线,日韩在线 欧美成人 (function(){ var bp = document.createElement('script'); var curProtocol = window.location.protocol.split(':')[0]; if (curProtocol === 'https') { bp.src = 'https://zz.bdstatic.com/linksubmit/push.js'; } else { bp.src = 'http://push.zhanzhang.baidu.com/push.js'; } var s = document.getElementsByTagName("script")[0]; s.parentNode.insertBefore(bp, s); })();