電池動力總成的案例
長文丨商用車動力總成最高系統效率的探討
3 純電動和混合動力總成系統
在實際車輛運行過程中，發動機效率明顯低于實驗室標定工況的效率。首先，發動機工況必須與行駛工況高度耦合，而不在發動機的理想工況點；其次，發動機最大扭矩和功率的設計是為了滿足車輛最大加速、爬坡的需求，而在平常的行駛工況下，動力利用低，效率也低；并且，在怠速工況下，發動機消耗燃油但不輸出機械功，效率為零，降低總平均效率。
“純電動” 通常指車輛通過蓄電池提供能量和動力來驅動車輛，而”混合”是指兩種或多種能量轉換源的組合。混合動力總成系統是具有兩個或多個動力源用于優化車輛系統中的能量流。目前典型的混合動力總成從內燃機 (internal combustion engine, ICE) 提供適當功率，結合驅動電機/發電機的功率，以滿足車輛運行的需求。驅動電機/發電機可以提供正扭矩或負扭矩，實現電趨動和電制動。儲能系統為高電壓鋰電池系統或超極電容系統等。儲能系統還可以存儲制動過程中或內燃機在高效點運行時產生的多余功率回收的能量。其他混合動力系統采用不同組合的能量轉換設備，如內燃機和液壓蓄能器存儲系統或燃料電池系統和鋰電池儲能系統等。混合動力總成系統大幅提高了車輛燃油經濟性和排放控制能力。隨著鋰電池儲能系統的功率密度和能量密度的提升， 純電動動力總成系統在輕型商用車也得到了越來越廣泛的應用。
展開 基于Optistruct的動力總成懸置瞬態動力學響應分析
動力總成懸置系統（Powertrain Mounting System, PMS）是汽車底盤與動力總成（發動機+變速箱）之間的關鍵連接部件，其核心作用是支撐、定位、隔振和限位。它直接決定了整車的NVH（噪聲、振動與聲振粗糙度）性能、駕駛平順性、耐久性及安全性。
使用Optistruct進行動力總成懸置瞬態動力學響應分析是一個復雜但非常重要的工程任務，主要用于評估動力總成及其懸置系統在時變載荷（如發動機點火激勵、路面沖擊、急加減速等）作用下的動態行為。
PHEV 車型動力總成的設計開發
圖1 多模混合動力系統
2.1 電機系統
電機系統包括驅動電機總成、發電機總成、集成DCDC的雙電機控制器總成。
驅動電機總成和發電機總成均采用永磁同步電機方案，雙電機控制器可以同時控制發電機、驅動電機按整車策略工作，滿足整車驅動與發電功能需求。東風某插電式SUV發動機取消了啟動機配置，車輛啟動時，發電機通過減速箱里的齒輪副，帶動發動機飛輪旋轉，啟動發動機，實現發動機啟停功能。在車輛電池電量低于某值時，發動機帶動發電機發電，給驅動電機及動力電池供電，實現發電及串聯驅動功能。表1列出了電機總成主要性能參數。
表1 電機總成技術參數
DCDC總成集成在控制器中，替代了發動機上的發電機功能，將動力電池350V高壓電轉化為12V低壓電，保證整車儀表、燈具、各類控制器等低壓用電設備正常工作。表2列出了電機控制器及DCDC總成主要技術參數。
表2 電機控制器集成DCDC總成技術參數
2.2 機電耦合系統
HP2多模混合動力系統機電耦合器采用了固定速比式多模變速器方案，結構簡單，成熟可靠。
展開 預計2025年我國將需要近900GWh的動力電池 | 動力電池產業報告（2022版）
具體來看：
1、構建出行全場景的補能體系，實現跨城出行以及提高續航里程和解決低溫性能衰減等方面能有效解決充電和續航焦慮；
2、加強電池云端監測和電池熱傳播途徑技術創新能有效降低動力電池熱失控風險，提升安全性；
3、鈉離子電池、4680電池、采用硅碳負極材料和無鈷正極材料的高鎳低鈷電池及固態電池等新一代產品將加速落地。其中，鈉離子電池受限于能量密度，未來或將作為鋰電池的補充，用于儲能、低速電動車等特定場景。全固態電池要想實現2025年量產，還需突破成本、循環壽命以及生產工藝等挑戰；
4、CTP、CTC技術能極大提高體積效率和能量密度并降低成本，將加快在車端的導入和應用。
本報告共分為四個部分。第一部分是研究背景，包含動力電池產業鏈、政策和產業最新動態介紹；第二部分是國內市場分析，重點分析了動力電池市場現狀并預測了未來動力電池產業需求和動力電池回收市場規模；第三部分是技術趨勢分析，重點分析了系統趨勢、新一代動力電池技術、電池材料發展和回收技術；第四部分是對重點企業進行布局和產品進展進行展示，如最近很火的欣旺達和蜂巢能源等。
從產業鏈來看，動力電池包含上游原材料開采，中游動力電池生產和下游動力電池應用和回收等多個環節。其中，動力電池原材料涉及面非常廣，如電芯生產端就包含生產三元正極的鎳鈷錳、碳酸鋰或氫氧化鋰等原材料，也有生產磷酸鐵鋰正極的碳酸鋰和硫酸鐵，還有制備隔膜、電解液以及隔膜等相關原材料。而生產過程主要包含電芯、BMS、熱管理和殼體以及動力電池產品等制造。
展開 
混合動力總成NVH開發技術研究
來源：內燃機與配件
摘 要
：本文介紹了混合動力總成的發展現狀和應用前景，對混合動力總成結構和特點進行了分析，以當前主流的高效內燃機+雙電機混動變速箱Pl +P3布置方案為例，研究了混動專用高效發動機NVH開發控制策略、混動專用變速箱NVH開發控制策略、混動總成NVH開發、混動總成整車匹配NVH開發關注事項。通過對混合動力總成進行系統級和總成級的NVH設計和控制，對關鍵指標進行提前校核，有效的保障了混動總成的車機匹配表現，最終完成混合動力總成NVH性能的開發。
關鍵詞
：混動總成；高效內燃機；混動專用變速箱；NVH
0 引言
2020年10月27日，工信部發布了《節能與新能源汽車技術路線圖2. 0》，明確了傳統燃油車向混合動力發展的大目標，即 2025年混動車型在傳統乘用車中占比達到50%以上。國標《GB/T 19596-2004電動汽車術語》對于混合動力電動汽車是這樣定義的：至少能從下述兩類車載儲存的能量中獲得汽車動力的汽車。
— 可消耗的燃料；—可再充電能/能量儲存裝置。
展開 PHEV 車型動力總成的設計開發
圖1 多模混合動力系統
2.1 電機系統
電機系統包括驅動電機總成、發電機總成、集成DCDC的雙電機控制器總成。
驅動電機總成和發電機總成均采用永磁同步電機方案，雙電機控制器可以同時控制發電機、驅動電機按整車策略工作，滿足整車驅動與發電功能需求。東風某插電式SUV發動機取消了啟動機配置，車輛啟動時，發電機通過減速箱里的齒輪副，帶動發動機飛輪旋轉，啟動發動機，實現發動機啟停功能。在車輛電池電量低于某值時，發動機帶動發電機發電，給驅動電機及動力電池供電，實現發電及串聯驅動功能。表1列出了電機總成主要性能參數。
表1 電機總成技術參數
DCDC總成集成在控制器中，替代了發動機上的發電機功能，將動力電池350V高壓電轉化為12V低壓電，保證整車儀表、燈具、各類控制器等低壓用電設備正常工作。表2列出了電機控制器及DCDC總成主要技術參數。
表2 電機控制器集成DCDC總成技術參數
2.2 機電耦合系統
HP2多模混合動力系統機電耦合器采用了固定速比式多模變速器方案，結構簡單，成熟可靠。
展開 電動汽車動力電池均衡方法研究 附電動汽車動力電池管理系統設計譚曉軍下載
1引言
電動汽車在運行過程要依靠大量電池進行動力支撐，為電動汽車提供動力組合電池被稱為動力電池，動力電池通常是將許多單獨電池進行組合，經過串聯手法形成的大型電源供應裝置，在日常生活中，最為常見的動力電池通常是由280個電壓在1.2V的單獨氫電池構成，其內部電量容積為336V。在使用動力電池的過程中，由于內部組合電池存在差異性，并且對外界反應程度不統一，因此在使用過程隨著使用時間的增加，會導致組合電池之間的差異性更加顯著，不能在進行高效的運轉，甚至還會對周圍電池造成損壞。在電量耗光后如果不對其中性能較差的電池進行更換或維修，就會導致該種電池繼續存在于動力電池中，嚴重危害整體電池的使用周期，還可能會在使用過程中內部溫度的升高作用下，產生大量的熱能使得電池爆炸，造成安全事故的發生。因此進行均衡方式對動力電池的差異進行應對就顯得十分重要。
2均衡方法
在動力電池中要探查組合電池的差異，首先要對電池進行荷電狀況的檢查，電池荷電狀況時電池功能差異的體現，也是進行均衡處理最為高效的途徑。但在對電池的荷電狀況進行檢測時，荷電狀況會隨著周圍環境的溫度、電池放電速率以及復合次數影響，所得出的數值與實際存在較大出入。并且要進行每一個動力電池的荷電狀況檢測，工作量較大，進行電池檢測、維修、更換的成本較高，缺乏實用性。針對上述情況，應當引入均衡技術進行動力電池檢測，能夠大幅度優化檢測流程。電池內部存在的均衡電壓能夠在一定程度上壓制電池的荷電狀況，使用分類均衡能夠有效提高進行電池均衡的效率，并且減少了成本投入。
2.1集中均衡方法
集中均衡就是將動力電池內部的所有電池的均衡電路設置在一個均衡裝置中，其均衡框架示意如下圖1所示。
展開 某PHEV 車型動力總成的設計開發
在車輛電池電量低于某值時，發動機帶動發電機發電，給驅動電機及動力電池供電，實現發電及串聯驅動功能。表1列出了電機總成主要性能參數。
表1 電機總成技術參數
DCDC總成集成在控制器中，替代了發動機上的發電機功能，將動力電池350V高壓電轉化為12V低壓電，保證整車儀表、燈具、各類控制器等低壓用電設備正常工作。表2列出了電機控制器及DCDC總成主要技術參數。
表2 電機控制器集成DCDC總成技術參數
2.2 機電耦合系統
HP2多模混合動力系統機電耦合器采用了固定速比式多模變速器方案，結構簡單，成熟可靠。圖2展示了多模變速器工作原理。在整車中低速運行時，變速器內部離合器分離，整車進入EV模式（電池電量充足，由驅動電機驅動車輛）、RE-EV模式（電池電量不足，發動機帶動發電機發電，由驅動電機驅動車輛）；在整車高速運行時，變速器內部離合器結合，整車進入HEV模式（發動機、驅動電機可同時驅動車輛）。多模變速器技術參數表見表3。
圖2 多模變速器工作原理
表3 多模變速器主要技術參數
2.3 動力電池
圖3所示為HP2多模動力系統動力電池包，采用三元動力電池組，電池組與電池管理系統、檢修開關、快速連接器集成、高壓配電系統、電池箱體設計為一體，通過箱體6個懸置點安裝固定在車身地板下方。可以滿足電機峰值工作充、放電性能要求、充電時間要求，及強電安全、整車碰撞安全要求。動力電池包技術參數表見表4。
3 多模混合動力系統控制策略
3.1 多模混合動力系統功能
通過離合器的結合和分離，HP2多模混合動力系統可以實現純電驅動模式、串聯驅動模式、并聯驅動模式、發動機驅動模式、行車發電模式、駐車發電模式、制動能量回收模式、混聯驅動8種行駛模式。
展開 HBK電動動力總成測試解決方案
動力總成系統分析
- 復雜的混合動力和電動汽車動力系統分析解決方案
電動動力系統可用于各種類別的車輛：從小型到大型乘用車；從輕型貨車到鉸接式16輪卡車；從叉車到越野以及工程車輛等。
即使在同一類別的車輛中，電動動力總成系統也常常以不同的方式實現。例如，在乘用車中，被測動力系統可能是從帶有兩個驅動輪的單e軸到帶有四個驅動輪的雙e軸，再到兩個（或更多）的輪轂電機。因此，靜態試驗臺上的動力系統分析可能涉及一個和四個電機、一個和四個逆變器以及兩個和四個測功機。現代電動動力總成系統需要一種既靈活又可擴展的傳動系統測試和測量解決方案。
一個電池，兩個逆變器，兩個電機：特斯拉 model 3 說明了電動汽車的復雜性和測試臺工程師面臨的挑戰。
- 電動動力總成驗證的新挑戰
在電動動力總成系統測試期間，需要檢查一系列問題，主要目的是優化性能，同時最大限度地降低功耗：
動力總成系統是否符合該車輛規劃和要求的特性？
動力系統的實際性能是否與模擬的預測相符？
不同供應商的子系統是否如預期的那樣有效地結合在一起？
展開 JJE丨動力總成技術
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AVL：動力總成全球趨勢
來源：AVL
作者：Prof
動力總成懸置設計
對于汽車發動機的支撐形式，相信大家并不陌生，其中最主要的部件就是動力總成的懸置，它不僅要起到支撐發動機的作用，同時還有消除發動機產生的振動噪聲等一系列問題，所以關于動力總成懸置的設計及其重要，今天我們繼續來講講動力總成懸置設計。
來源：汽車技研
某PHEV 車型動力總成的設計開發
東風某插電式SUV車型配置的HP2多模混合動力系統結構如圖1所示，由電驅動系統、高壓供電系統兩部分構成。電驅動系統由驅動電機、發電機、雙電機控制器、集成的DCDC、多模變速箱構成。高壓供電系統由動力電池包構成。其中，發動機、發電機、驅動電機分別與減速箱的3個輸入軸連接。在不同工況下，發動機、驅動電機、電動機的動力在減速箱耦合后，輸出到差速器，驅動車輪。
HP2多模混合動力系統結構簡單，擯棄了結構復雜的動力分配裝置及機電耦合系統，采用兩個小型電機分別驅動，可有效減少單電機驅動時電機功率及電機體積，占用空間小，傳動效率高。
圖1 多模混合動力系統
2.1 電機系統
電機系統包括驅動電機總成、發電機總成、集成DCDC的雙電機控制器總成。
驅動電機總成和發電機總成均采用永磁同步電機方案，雙電機控制器可以同時控制發電機、驅動電機按整車策略工作，滿足整車驅動與發電功能需求。東風某插電式SUV發動機取消了啟動機配置，車輛啟動時，發電機通過減速箱里的齒輪副，帶動發動機飛輪旋轉，啟動發動機，實現發動機啟停功能。在車輛電池電量低于某值時，發動機帶動發電機發電，給驅動電機及動力電池供電，實現發電及串聯驅動功能。表1列出了電機總成主要性能參數。
表1 電機總成技術參數
DCDC總成集成在控制器中，替代了發動機上的發電機功能，將動力電池350V高壓電轉化為12V低壓電，保證整車儀表、燈具、各類控制器等低壓用電設備正常工作。
展開 日產公司新型混合動力總成“e-POWER”
e-POWER系統的發動機與動力傳動系統并非通過機構而是直接連接，所以可不按行駛狀態實現自行發電。e-POWER系統是僅通過電機驅動的動力總成系統，因為利用發動機在盡可能最佳的燃油耗工況點進行發電，所以采用具有較大容量的蓄電池。充分利用該特點，駕駛員可以不根據行駛狀態，按照任意時間對蓄電池進行強制充電，就能使發動機停止運轉，并通過蓄電池儲存的電能實現靜音行駛。當習慣駕駛模式無法維持EV行駛的情況下(蓄電池SOC較低，或進行適度暖機時)，設定了即便用戶按下習慣駕駛模式鍵，該模式也不會運作。
圖12示出了習慣駕駛模式的評價結果。這種評價并非與車輛狀態一致，而是在各種各樣的行駛狀態中采用習慣駕駛模式，進而評價EV的行駛時間與路程。e-POWER系統的所有測試數據表明其可實現350 m以上或者1 min以上的EV行駛狀態，80%的數據表明其可實現3 min以上的EV行駛狀態。如果符合條件，最大可以實現距離約6 km，或時長11 min左右的EV行駛狀態。這是傳統HEV所無法實現的，可為用戶提供HEV的全新價值，即用戶通過精心操作，可長時間體驗以往由純電動車(BEV)提供的靜音行駛性能。
圖12 習慣駕駛模式所達到的技術水平
6 結語
日產汽車公司重點關注了EV由電機驅動的技術特點，為眾多客戶提供了具有良好行駛性能的車型，為此開發了動力總成e-POWER，并將其配裝到了全新的NOTE、SERENA車型上。
展開 電動車動力總成架構
電動車動力總成架構
