動力汽車
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基于RecurDyn傳動系工具包對汽車動力總成進行NVH分析
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動力汽車的實例教程
1814年，英國人喬治·斯蒂芬森發明了第一臺蒸汽機車，從此以煤為代表的能源原料供給和以蒸汽機為動力支持的生產生活方式，使人類社會生產力、交通方式發生了顯著的提升。
十九世紀七八十年代，以煤氣和汽油為燃料的內燃機相繼誕生，八十年代德國人卡爾·弗里特立奇·本茨等人成功地制造出由內燃機驅動的汽車，從此以內燃機為動力的汽車、遠洋輪船、飛機等也得到了迅速的發展。
如今，以新型能源動力為依托的交通時代已經到來。從煤到石油再到目前的電、氫等能源原料，每一次能源動力的更替都是交通運輸歷史的革新。目前，新能源汽車正在走進千家萬戶，常見的純電動汽車和混合動力汽車比比皆是，那么純電動汽車和混合動力汽車的優缺點又是什么呢？我們來分析一下：
1、純電動汽車
簡單點講，純電動汽車是以儲能電池為動力支持，用電動機替代傳統發動機來提供動力輸出驅動車輪行駛，并符合安全規范標準的汽車。純電動汽車電池電量的主要來源是外接插頭充電。
純電動汽車作為目前新能源汽車的主要陣地，其自身優勢不言而喻。但因其生產制造成本高、續航能力有待提高、充電基礎設施建設不足等缺點，還沒有真正地替代傳統燃油車的地位。不過近年來，在世界范圍內掀起了一場禁售傳統燃油車的行動。據相關人士表示：我國在短時間內不會全面禁售傳統燃油車，但是禁售也只是時間問題。
2、混合動力汽車
混合動力汽車采用傳統的內燃機和電動機作為動力源，通過在混合動力汽車上搭載電動機，使得動力系統可以按照整車的實際運行工況要求靈活調控，而發動機保持在綜合性能最佳的區域內工作，從而降低油耗與排放。
一般常見的混合動力汽車可以分為油電混合動力汽車、插電式混合動力汽車、增程式混合動力汽車。
油電混合動力汽車搭載內燃機、電動機和電池組。油電混合動力汽車最明顯的特點是沒有外接充電電源，電動機輔助內燃機工作。
展開 而油電混合動力汽車可以有效滿足環保節能方面的要求，不僅具有充足的動力源，而且還能夠減少相關環境污染問題，如圖1所示。具體來說，油電混合動力汽車是一種混合型電動汽車，可以由一種以上的能量轉換來為汽車提供驅動動力，可以在一輛車上聯合使用電力驅動以及輔助動力單元。而油電混合動力汽車則是將傳統能源與電能進行有效結合，這樣不僅能夠使相關車輛的燃油經濟性得到改善，而且還能夠減少尾氣排放，使環境污染程度得到降低。
在能源和環境危機雙重壓力下，汽車行業逐漸從傳統燃油汽車向節能汽車與新能源汽車轉型，電動化已經成為汽車行業公認的發展趨勢。然而，由于動力電池在成本、能量儲存及安全性能等方面的短板，極大限制了純電動汽車(BEV)的發展，在這樣的背景下，混合動力乘用汽車(以下稱混合動力汽車HEV)仍將在中長期內占據節能及新能源汽車市場的主要份額。
混合動力系統是指兩個或兩個以上不同工作原理的動力源組成，可以將不同動力源組合在一起用于驅動車輛的系統。發動機與電機組成的混合動力系統，就是充分利用電機的發電和電動特性，采用合理的轉矩分配控制，使車用發動機能始終處于或接近最佳工況區運行，提高了能量利用效率，降低油耗和排放。如豐田THS系統的(電機可以單獨驅動車輛)混合動力汽車百公里油耗比同車型降低50%以上。混合動力系統潛力的發揮關鍵技術在于，一方面發動機和電機轉矩之間的協調控制，整車綜合控制器(HV—ECU)需要根據車輛、發動機、電機、剩余電池電量(SOC)以及道路等綜合信息，確定工作模式，實時分配電機和發動機的工作轉矩。另一方面在發動機的選型上，大多數采用高膨脹比循環發動機和及其軟硬件，使發動機的熱效率有很大提高。
一、混合動力汽車的節能
1.車輛工況能耗分析
傳統汽車由單一動力源驅動，所有動力均來自發動機，使得按最高車速、最大爬坡及極限加速性等動力性要求設計的發動機功率，與整車一般行駛工況下的功率需求之間存在較大差別。在設計某些傳統汽車時，為保證其加速和爬坡性能，發動機最大功率定為車輛以100km/h在平路上行駛時需求功率的10倍，或者是在6%坡度上以100km/h行駛時需求功率的3～4倍。因此，傳統汽車勢必存在著發動機大部分時間是以輕載、低負荷工作的問題，即出現“大馬拉小車’的動力冗余的現象。
展開 1 引言
混合動力汽車具有發動機和電動機兩個動力源系統，車輛具有多種行駛模式如：發動機單獨驅動、電機單獨驅動或發動機電機混合驅動，并可以根據不同的行駛工況選擇合適的驅動/制動模式以實現良好的燃油經濟性及動力性。
混合動力汽車根據動力機構的轉矩轉速耦合方式的不同，分為串聯式 、并聯式 和混聯式 。
串聯式混合動力汽車中車輪由電力系統驅動，發動機只作為能量儲存系統，發動機產生的能量儲存起來用作電機運轉。如圖1所示。發動機不直接參與驅動，理論上可以工作在任意低油耗區或者低排放區，但是能量轉化次數較多，能量利用率低 。
圖2給出了并聯式混合動力汽車的拓撲結構。此時發動機和電機可共同或分別獨立驅動車輪，降低了能量轉化的損失，但發動機的工作點無法在理論上工作于任意低排放或低油耗區。
混聯式混合動力汽車中，如圖3所示，發動機的功率在動力系統有兩路能量傳遞路線，既可通過機械路徑驅動車輪又可轉換成電功率，通過動力耦合裝置實現電功率和機械功率的匯合。因此，該構型又稱功率分流式混合動力汽車。
圖1 串聯式混合動力汽車傳動系統
圖中，F為燃油箱；E為發動機；M為電機；G為發電機；B為電池；T為變速箱；I為整流器；Spl為動力耦合裝置
2 串聯式混合動力電驅動系
2.1 串聯式混合動力汽車的行駛狀態：
正常行駛時，發動機能夠始終運轉在最佳運轉工況，燃油消耗率低，排放少。
展開 摘要：本文結合混合動力汽車的結構形式、整車控制方法及系統行駛工況對NVH性能的影響，以某車型為例對汽車ＮＶＨ 性能的測試、數據分析及性能改進進行了研究分析。
關鍵詞：
NVH混合動力
1 混合動力汽車NVH 特性分析
混合動力汽車因其結構較傳統車復雜，混合動力汽車具有傳統汽車的NVH問題，同時因為電動機及其他電器附件的加入，還產生與傳統汽車不同的NVH問題。
1.1 混合動力汽車硬件結構及軟件控制對整車NVH性能的影響
混合動力汽車的主要硬件架構包括發動機、電動機及動力電池。因為其有發動機，傳統汽車的NVH問題在混合動力汽車中同樣存在。混合動力汽車將電機引入了動力系統，電機本體的嘯叫及電機高速運轉帶來的齒輪嘯叫成為混合動力汽車的主要NVH問題之一；傳統汽車的附件在混合動力汽車中需要相應電機驅動，例如電動空調、電動制動助力系統等，由電器附件產生的噪聲也是混合動力汽車NVH性能的主要問題之一。
混合動力車型控制程序主要分為整車控制、發動機控制、電機控制、電池管理系統等，整車控制標定對NVH性能影響比傳統車大很多，其標定過程應考慮整車NVH性能。如發動機的轉速轉矩控制、電動機的轉速轉矩控制，動力電池冷卻風扇的轉速控制，在滿足動力性及熱平衡基礎上，同事要兼顧其帶來的NVH問題。
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，動力電池，儲能等行業應用。
同時，基于該背景，最近的研究表明，因為具有較高的開關頻率、熱阻和擊穿電壓，SiC金屬氧化物場效應晶體管（MOSFET）對于電動汽車動力總成的發展至關重要。
這對于半導體技術解決方案的領先企業意法半導體（STMicroelectronics）而言，是一個好消息。ST率先推出了汽車級SiC MOSFET，并提供了STPOWER? SiC器件，該器件已經為目前上路行駛的500多萬輛乘用車提供動力。
作為傳統硅材料的替代方案，它可在具有高輸出需求的應用中提供大量性能優勢，”Wolfspeed系統團隊首席工程師Blake Nelson博士表示，“在數字計算應用中，半導體公司可以在每平方毫米內集成數百萬個晶體管，但在Wolfspeed，我們正在構建尺寸為一平方毫米的單個晶體管，因為其可為汽車動力總成和車載充電系統等應用提供更高的功率。”
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船舶消防壓力很大，汽車動力電池的熱失控風險，以及高溫、毒煙和高復燃率，使得火災復雜性指數級上升。
在此背景下，以往的防滅火設計經驗逐漸失靈，需要更專業的分析工具：火災模擬與代理模型。
一、什么是火災模擬？
火災模擬，通俗說就是在數字世界“放一把火”，觀察它的演變，為防火設計和滅火方案提供參考。
但無論如何，保時捷有搭載電動動力總成的公路汽車，因此彼此溝通是有很意義的。
公路汽車和賽車工程師都擁有良好的技術經驗，既涉及非常相似的領域，也有很多截然不同的領域。例如，加速和效率是兩者共同的主題，但其他方面，如由于法律或賽車系列法規而造成的限制，則大相徑庭。
另一個區別，是開發速度。
四、標桿案例：Altair CFD? 助力汽車空氣動力學優化
客戶背景：Altair CX1概念車研發團隊，希望在保證車身美學設計的前提下，優化車輛空氣動力學性能，降低風阻系數和升力系數，提升車輛續航和操控穩定性，同時縮短設計迭代周期，避免傳統風洞測試的高成本和低效率問題。
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