動力系統(tǒng)
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動力系統(tǒng)的視頻教程
動力電池系統(tǒng)設(shè)計系列課程
動力電池系統(tǒng)：給電動汽車的驅(qū)動提供能量的一種能量儲存裝置，由一個或多個電池包以及電池管理（控制）系統(tǒng)組成。 動力電池系統(tǒng)設(shè)計要以滿足整車的動力要求和其他設(shè)計為前提，同時要考慮電池系統(tǒng)自身的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和安全及管理設(shè)計等方面。 第一章節(jié)
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動力系統(tǒng)的實例教程
尋求飛機能源系統(tǒng)和推進(jìn)系統(tǒng)的替代解決方案目前已成為行業(yè)最新熱點，近期兩家發(fā)動機企業(yè)霍尼韋爾和賽峰分別首次展示了其實用性較高的混合動力和純電動力飛機大尺寸測試硬件。
盡管電推進(jìn)興起于電動垂直起降（eVTOL）城市空中交通，但電機制造企業(yè)已在此基礎(chǔ)上謀劃了長期發(fā)展路線圖，從而滿足軍用航空、通用航空和支線運輸機對動力系統(tǒng)提出的較高用電需求。
傳統(tǒng)燃?xì)廨啓C制造企業(yè)開始涉足正在成形的電推進(jìn)市場，通過企業(yè)內(nèi)部創(chuàng)新或外部合作等方式，同電力系統(tǒng)、電機和電池供應(yīng)商建立合作關(guān)系。
近期，霍尼韋爾公司正在研發(fā)基于HTS900的混合電推進(jìn)系統(tǒng)，其兆瓦級發(fā)電機設(shè)計已完成90%，賽峰集團(tuán)推出的ENGINeUS45電動機額定功率達(dá)到45千瓦。
一、霍尼韋爾公司針對小型固定翼和垂直起降飛行器開發(fā)從60千瓦到1000千瓦級別的各類發(fā)電機
霍尼韋爾公司混合/電推進(jìn)部門高級總監(jiān)布萊恩·伍德（Bryan Wood）表示：飛機混合動力系統(tǒng)和純電動力系統(tǒng)將具有廣闊的市場前景，目前可能應(yīng)用在軍事、小型固定翼和垂直起降等領(lǐng)域。為滿足潛在應(yīng)用需求，公司正在持續(xù)研發(fā)兆瓦級發(fā)電機，其潛在應(yīng)用對象已從年初極光飛行科學(xué)公司的XV-24A改為DARPA的X-plane。
電機目前正在佛羅里達(dá)州立大學(xué)進(jìn)行測試，此前曾在佛羅里達(dá)州奧蘭多舉行的全國公務(wù)航空協(xié)會（NBAA）會議上進(jìn)行展示了混合電推進(jìn)發(fā)動機，包括兩臺200千伏安電機和HTS900渦軸發(fā)動機。霍尼韋爾公司發(fā)動機和動力系統(tǒng)總裁布萊恩·希爾（BrianSill）表示：“公司正在開發(fā)多個功率等級的發(fā)電機，覆蓋從60千伏安到1兆瓦各類電機。”
研究中的一部分內(nèi)容就是選擇技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域。希爾表示：“目前可選的方向有HTS900發(fā)動機和131-9（輔助動力裝置）”。
展開 在開發(fā)新的混合動力和純電動力系統(tǒng)的過程中，記錄和保存與瞬態(tài)相關(guān)的數(shù)據(jù)，對脈沖和/或隨機現(xiàn)象進(jìn)行后處理和分析。</span></p><p><br></p><p><strong style="color: rgb(0, 51, 90);">HBM eDrive 系統(tǒng)是理想選擇</strong></p><p><span style="color: rgb(68, 68, 68);">對于這家強大且高度專業(yè)化的集團(tuán)來說，與測試領(lǐng)域優(yōu)質(zhì)的公司合作至關(guān)重要。Loccioni集團(tuán)最近建成了新的實驗室，用于測試 ICE、混合動力和電力牽引系統(tǒng)。“HBM eDrive </span> <strong style="color: rgb(51, 182, 177);">GEN7ta系統(tǒng)</strong> <span style="color: rgb(68, 68, 68);">，帶有GN610B板卡和Perception軟件，是這些開發(fā)環(huán)境的理想選擇，與Locconi已經(jīng)使用的扭矩傳感器和霍爾效應(yīng)電流傳感器的集成非常簡單。” Maurizio Bosi（Locconi研發(fā)部）評論到，</span> <span style="color: rgb(68, 68, 68);">“Perception軟件無需在每次采集與傳感器連接時修改采集通道配置，因為其內(nèi)置數(shù)據(jù)庫已經(jīng)包含了當(dāng)前市場上可用的各種傳感器。”
展開 混合動力系統(tǒng)就是使用了汽油、柴油、氫氣或甲醇的內(nèi)燃機和電力2種驅(qū)動方式的系統(tǒng)。其優(yōu)勢在于車輛起步用電機實現(xiàn)驅(qū)動，發(fā)動機可以完全不用工作，處于停機狀態(tài)，當(dāng)車速達(dá)到一定值后，發(fā)動機再進(jìn)行接入。這樣的好處是：
（1）發(fā)動機省去了怠速工況；
（2）發(fā)動機一旦運行，就會在運行在最高效的區(qū)域。混合動力車輛起步動力性良好，可以達(dá)到節(jié)能減排的目的。
客車是公共交通領(lǐng)域的重要組成部分，該細(xì)分市場的特點是對安全性要求較高，且產(chǎn)量不大，因此針對客車混合動力系統(tǒng)與乘用車構(gòu)型的思路不完全一樣。混合動力客車經(jīng)過十多年的發(fā)展，動力系統(tǒng)構(gòu)型也是呈現(xiàn)多樣性，但每種構(gòu)型都有其自身的優(yōu)點和缺點。
本文總結(jié)了現(xiàn)有客車市場比較主流的串聯(lián)式、并聯(lián)式和混聯(lián)式動力構(gòu)型方案，分析了這3種構(gòu)型的控制原理和優(yōu)、缺點，提出了不同系統(tǒng)構(gòu)型產(chǎn)品市場路線，為混合力客車推廣提供了思路。
2 混合動力客車構(gòu)型分類
混合動力動力系統(tǒng)構(gòu)型有2 種不同的分類方法，即按連接方式和按混合程度，本文重點按連接方式的分類方法進(jìn)行詳細(xì)闡述。
2.1 按混合程度劃分
該種分類方法按電能與傳統(tǒng)能源的混合程度，即驅(qū)動電機輸出功率占整個動力系統(tǒng)功率的比例來進(jìn)行劃分，具體見表1。
表1 混合動力構(gòu)型按混合程度分類
2.2 按連接方式劃分
該種方法按動力系統(tǒng)的連接方式和結(jié)構(gòu)類型進(jìn)行劃分[2]，具體如表2。
表2 混合動力構(gòu)型按聯(lián)接方式分類
串聯(lián)式系統(tǒng)：有發(fā)電和驅(qū)動2個電機，其中發(fā)電機不做驅(qū)動使用，僅用來發(fā)電，發(fā)出的電能可存儲在動力電池中或供驅(qū)動電機直接使用。
增程式系統(tǒng)：與串聯(lián)式系統(tǒng)類似，通過將電機集成在發(fā)動機飛輪上，形成發(fā)動機和電機總成，這種總成稱為增程器；其中，增程器不直接連接傳動系統(tǒng)，與串聯(lián)式系統(tǒng)類似，其主要功能就是在動力電池電量不足時給其充電，從而延長續(xù)駛里程。
并聯(lián)式系統(tǒng)：發(fā)動機為主要動力源，電機作為輔助動力源。
展開 1 燃料電池動力系統(tǒng)構(gòu)型燃料電池動力系統(tǒng)中的二次儲能電池可以有多種類型,包括鋰離子電池?鎳氫電池和超級電容器等?因此,燃料電池動力系統(tǒng)存在多種構(gòu)型方案,目前常用的燃料電池動力系統(tǒng)構(gòu)型方案見表2?
表2 常用的燃料電池動力系統(tǒng)構(gòu)型方案
1.1 單一燃料電池構(gòu)型
單一燃料電池構(gòu)型只包含燃料電池一個能量源,單一燃料電池動力系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)如圖1所示,包括燃料電池系統(tǒng)?整車控制器?DC/DC?逆變器和電機等部件?汽車的所有功率負(fù)荷都由燃料電池承擔(dān)?燃料電池系統(tǒng)將氫氣與氧氣反應(yīng)產(chǎn)生的電能傳給驅(qū)動電機,驅(qū)動電機將電能轉(zhuǎn)化為機械能再傳給傳動系統(tǒng),從而驅(qū)動汽車前進(jìn)?
圖1 單一燃料電池動力系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)
燃料電池輸出電壓一般比電動汽車動力總線電壓要低,特性比較軟,即隨著輸出電流的增加,電壓下降幅度比較大,為實現(xiàn)燃料電池輸出電壓與動力總線電壓匹配,就需要一個DC/DC(直流/直流)變換器?同時,DC/DC變換器可以對燃料電池最大輸出電流和功率進(jìn)行控制,起到保護(hù)燃料電池系統(tǒng)的目的?
1.2 燃料電池+動力蓄電池構(gòu)型
該種構(gòu)型有多種分類標(biāo)準(zhǔn),根據(jù)是香插電可分為插電型和不插電型:根據(jù)配備的燃料電池和動力蓄電池的功率等級的差異,可分為能量混合型和功率混合型:根據(jù)燃料電池是否與直流母線直接連接,可分為直接型和間接型?
1.2.1 不插電型和插電型
不插電型燃料電池+動力蓄電池構(gòu)型動力系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖5-2所示?該動力系統(tǒng)中,燃料電池系統(tǒng)為主要動力源,動力蓄電池配合燃料電池系統(tǒng)進(jìn)行混合驅(qū)動,電能經(jīng)過電機轉(zhuǎn)化成機械能傳給傳動系統(tǒng)?加速時,電池組和燃料電池堆共同輸出能量,保證整車的加速性能,由于電池組提供了部分能量,減輕了電池堆瞬時加速時的負(fù)擔(dān),避免陰極“氧氣饑餓”現(xiàn)象的發(fā)生,可延長電池堆壽命?制動時,電池組回收部分能量,此過程由電池管理系統(tǒng)控制?
圖2 不插電型燃料電池+動力蓄電池構(gòu)型動力系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
展開 一、增程式混合動力系統(tǒng)原理
增程式混合動力汽車是在純電動車的基礎(chǔ)上，增加一臺增程器
增程式混合動力由發(fā)動機、發(fā)電機和驅(qū)電動機三部分動力總成組成，它們之間用串聯(lián) 方式組成動力單元系統(tǒng)。增程式混合動力系統(tǒng)主要運行模式：純電驅(qū)動、串聯(lián)增程。
PN：發(fā)動機輸出功率；PO：增程器輸出的電功率; PI：車輛驅(qū)動電機需求功率；PB：電池組充放電功率，設(shè)充電為正，放電為負(fù)；系統(tǒng)根據(jù)PI的需求，控制發(fā)動機的扭矩（N）及轉(zhuǎn)速（n）PI=PO+PB;當(dāng)負(fù)載PI=0時，增程器輸出全部向電池組充電；當(dāng)負(fù)載需求PI＜PO時，增程器提供驅(qū)動器電源的同時，向電池組充電；當(dāng)負(fù)載需求PI＞PO時，電池組放電（-PB），滿足PI的需求；
提高系統(tǒng)效率
提高發(fā)電機組的效率：
發(fā)電機與發(fā)動機的優(yōu)化匹配，發(fā)電機高效區(qū)與發(fā)動機高效區(qū)的重合；控制發(fā)動機始終工作在低燃油消耗率區(qū)內(nèi)；發(fā)揮發(fā)電機通過逆變器能快速穩(wěn)定工況的特點，保證發(fā)動機始終工作為最佳點火 角；發(fā)電功率與驅(qū)動功率需求的跟隨：在油模式下，電池的主要作用是平衡電量（削 峰填谷），電池的充電-放電循環(huán)，將損耗7-10%（0.96*0.96），盡量減少電池的 充放電；電機驅(qū)動系統(tǒng)的效率：提高電機及驅(qū)動器的效率；動力系統(tǒng)的匹配優(yōu)化，采用兩 擋變速箱；
該增程器由一款直列三缸汽油機、ISG發(fā)電機、發(fā)電機控制器、以及集成增程器控制功能
的ECU組成。最大功率可達(dá)40Kw，可基本滿足純電動輕型客車、物流車增程式電動汽車的需求。
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動力系統(tǒng)的最新內(nèi)容
1.【2024年一等獎】趙星明 | 中國第一汽車集團(tuán)有限公司，球形障礙物與電動汽車電池組之間的沖擊載荷：對當(dāng)前比較熱門的新能源車刮底進(jìn)行了完善的研究，采用顯式動力學(xué)分析方法建立了整車系統(tǒng)動力學(xué)模型，并通過與試驗的對比分析驗證了模型的有效性。
在這一萬億級的產(chǎn)業(yè)賽道中，動力系統(tǒng)具備極高的價值權(quán)重：全旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)方案下，關(guān)節(jié)模組成本占整機的35%左右；而在直線與旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)組合方案中，該占比更是高達(dá)45%。由此，動力系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)革新，已成為推動具身智能產(chǎn)業(yè)規(guī)模化落地的核心關(guān)鍵變量。
核心驅(qū)動因素
· 高端制造升級：新能源汽車（電動化、輕量化、智能化）、航空航天（大飛機、商業(yè)航天）、風(fēng)電（大型化、海上風(fēng)電）、機器人（工業(yè) / 人形）等領(lǐng)域，對系統(tǒng)級動力學(xué)仿真需求激增，Adams 作為核心工具深度綁定行業(yè)增長。
; margin: 0px; padding: 0px; border: 0px;">二、展品范圍全覆蓋，聚焦前沿核心技術(shù)</span></p>
<p style="margin-top: 20px; margin-bottom: 20px; border: 0px;">展會集中展示汽車產(chǎn)業(yè)前沿技術(shù)與創(chuàng)新產(chǎn)品，展品范圍從電子芯片、材料、軟件等單元，到車身、內(nèi)外飾、智能座艙、底盤、智能駕駛、動力系統(tǒng)等部件
流變動力學(xué)分析
冷卻介質(zhì)的流變學(xué)特性直接決定了動力電池系統(tǒng)的泵送壓降、流場分布以及對復(fù)雜流道的適應(yīng)能力。通過旋轉(zhuǎn)流變儀，本研究在寬剪切速率范圍內(nèi)對樣品進(jìn)行了高精度掃描。
講師：
鄭麗堃 | 神州數(shù)碼（中國）有限公司 結(jié)構(gòu)工程師
鄭麗堃，從事結(jié)構(gòu)仿真分析10年，主要擅長結(jié)構(gòu)非線性經(jīng)濟學(xué)評估、動力學(xué)系統(tǒng)評估和系統(tǒng)聯(lián)合仿真。熟悉Ansys mechanical、nCode等軟件。
孟棟棟 | 神州數(shù)碼（中國）有限公司 流體工程師
孟棟棟，從事CFD仿真7年時間，主要擅長電池?zé)峁芾恚˙TMS）、換熱器性能優(yōu)化及復(fù)雜多相流分析領(lǐng)域。
激光測月則為地月系統(tǒng)動力學(xué)研究提供了精準(zhǔn)數(shù)據(jù)。通過長期監(jiān)測地月距離變化，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)月球正以每年3.8厘米的速度遠(yuǎn)離地球，這一數(shù)據(jù)為研究地月系統(tǒng)起源與演化提供了關(guān)鍵依據(jù)；同時，激光測月還可驗證愛因斯坦廣義相對論在深空環(huán)境中的適用性，是基礎(chǔ)物理研究的“太空實驗室”。
2.
AUTO TECH China 2026 由以下專題展覽會構(gòu)成：
AUTO TECH China 2026 聚焦汽車電動化與智能化技術(shù)革命，展品范圍從電子芯片、汽車軟件、材料等單元，到車身、內(nèi)外飾、智能座艙、底盤、計算、動力系統(tǒng)等部件，再到整車設(shè)計開發(fā)，覆蓋汽車研發(fā)與生產(chǎn)的完整產(chǎn)業(yè)鏈。
文獻(xiàn)中有
許多關(guān)于動力系統(tǒng)的優(yōu)秀著作，其中一些激發(fā)了通過數(shù)學(xué)模型研究非線性系統(tǒng)的動力。因此，人們可能會質(zhì)疑開設(shè)單獨的數(shù)學(xué)建模課程的實用性。這里提出的觀點是，數(shù)學(xué)建模是利用數(shù)學(xué)知識用數(shù)學(xué)術(shù)語描述世界的藝術(shù)。這需要良好的推理能力
工程系統(tǒng)動力學(xué)、建模、仿真與設(shè)計：拉格朗日圖與鍵圖方法
工程系統(tǒng)動力學(xué)、建模、仿真與設(shè)計.epub
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英文 |EPUB（真實）|2021年 |217頁 |ISBN ：無 |20.4 MB
本書介紹了有效的系統(tǒng)建模方法，包括拉格朗日圖和鍵圖，以及相關(guān)工程軟件工具20-sim的應(yīng)用。
