動(dòng)力系統(tǒng)的案例
霍尼韋爾和賽峰各自推出飛機(jī)混合動(dòng)力系統(tǒng)和純電動(dòng)力系統(tǒng)演示硬件
尋求飛機(jī)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(diǎn)，近期兩家發(fā)動(dòng)機(jī)企業(yè)霍尼韋爾和賽峰分別首次展示了其實(shí)用性較高的混合動(dòng)力和純電動(dòng)力飛機(jī)大尺寸測(cè)試硬件。
盡管電推進(jìn)興起于電動(dòng)垂直起降（eVTOL）城市空中交通，但電機(jī)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(yùn)輸機(jī)對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)提出的較高用電需求。
傳統(tǒng)燃?xì)廨啓C(jī)制造企業(yè)開始涉足正在成形的電推進(jìn)市場(chǎng)，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(jī)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(jí)發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)已完成90%，賽峰集團(tuán)推出的ENGINeUS45電動(dòng)機(jī)額定功率達(dá)到45千瓦。
一、霍尼韋爾公司針對(duì)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(jí)別的各類發(fā)電機(jī)
霍尼韋爾公司混合/電推進(jìn)部門高級(jí)總監(jiān)布萊恩·伍德（Bryan Wood）表示：飛機(jī)混合動(dòng)力系統(tǒng)和純電動(dòng)力系統(tǒng)將具有廣闊的市場(chǎng)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(jí)發(fā)電機(jī)，其潛在應(yīng)用對(duì)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(jī)目前正在佛羅里達(dá)州立大學(xué)進(jìn)行測(cè)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(huì)（NBAA）會(huì)議上進(jìn)行展示了混合電推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)，包括兩臺(tái)200千伏安電機(jī)和HTS900渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)。霍尼韋爾公司發(fā)動(dòng)機(jī)和動(dòng)力系統(tǒng)總裁布萊恩·希爾（BrianSill）表示：“公司正在開發(fā)多個(gè)功率等級(jí)的發(fā)電機(jī)，覆蓋從60千伏安到1兆瓦各類電機(jī)。”
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(dòng)機(jī)和131-9（輔助動(dòng)力裝置）”。
展開 混合動(dòng)力系統(tǒng)主流動(dòng)力構(gòu)型方案對(duì)比研究
混合動(dòng)力系統(tǒng)就是使用了汽油、柴油、氫氣或甲醇的內(nèi)燃機(jī)和電力2種驅(qū)動(dòng)方式的系統(tǒng)。其優(yōu)勢(shì)在于車輛起步用電機(jī)實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)，發(fā)動(dòng)機(jī)可以完全不用工作，處于停機(jī)狀態(tài)，當(dāng)車速達(dá)到一定值后，發(fā)動(dòng)機(jī)再進(jìn)行接入。這樣的好處是：
（1）發(fā)動(dòng)機(jī)省去了怠速工況；
（2）發(fā)動(dòng)機(jī)一旦運(yùn)行，就會(huì)在運(yùn)行在最高效的區(qū)域。混合動(dòng)力車輛起步動(dòng)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(chǎng)的特點(diǎn)是對(duì)安全性要求較高，且產(chǎn)量不大，因此針對(duì)客車混合動(dòng)力系統(tǒng)與乘用車構(gòu)型的思路不完全一樣?；旌?em>動(dòng)力客車經(jīng)過十多年的發(fā)展，動(dòng)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(diǎn)和缺點(diǎn)。
本文總結(jié)了現(xiàn)有客車市場(chǎng)比較主流的串聯(lián)式、并聯(lián)式和混聯(lián)式動(dòng)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(diǎn)，提出了不同系統(tǒng)構(gòu)型產(chǎn)品市場(chǎng)路線，為混合力客車推廣提供了思路。
2 混合動(dòng)力客車構(gòu)型分類
混合動(dòng)力動(dòng)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(diǎn)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(dòng)電機(jī)輸出功率占整個(gè)動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)2個(gè)電機(jī)，其中發(fā)電機(jī)不做驅(qū)動(dòng)使用，僅用來發(fā)電，發(fā)出的電能可存儲(chǔ)在動(dòng)力電池中或供驅(qū)動(dòng)電機(jī)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(jī)集成在發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪上，形成發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)總成，這種總成稱為增程器；其中，增程器不直接連接傳動(dòng)系統(tǒng)，與串聯(lián)式系統(tǒng)類似，其主要功能就是在動(dòng)力電池電量不足時(shí)給其充電，從而延長續(xù)駛里程。
并聯(lián)式系統(tǒng)：發(fā)動(dòng)機(jī)為主要動(dòng)力源，電機(jī)作為輔助動(dòng)力源。
展開 為混合動(dòng)力和純電動(dòng)力系統(tǒng)提供單一的測(cè)試系統(tǒng)
在開發(fā)新的混合動(dòng)力和純電動(dòng)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(duì)脈沖和/或隨機(jī)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(duì)于這家強(qiáng)大且高度專業(yè)化的集團(tuán)來說，與測(cè)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(shí)驗(yàn)室，用于測(cè)試 ICE、混合動(dòng)力和電力牽引系統(tǒng)?！癏BM 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(píng)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(shí)修改采集通道配置，因?yàn)槠鋬?nèi)置數(shù)據(jù)庫已經(jīng)包含了當(dāng)前市場(chǎng)上可用的各種傳感器?！?/span>
展開 混合動(dòng)力汽車動(dòng)力系統(tǒng)概述（上)
一、增程式混合動(dòng)力系統(tǒng)原理
增程式混合動(dòng)力汽車是在純電動(dòng)車的基礎(chǔ)上，增加一臺(tái)增程器
增程式混合動(dòng)力由發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)和驅(qū)電動(dòng)機(jī)三部分動(dòng)力總成組成，它們之間用串聯(lián) 方式組成動(dòng)力單元系統(tǒng)。增程式混合動(dòng)力系統(tǒng)主要運(yùn)行模式：純電驅(qū)動(dòng)、串聯(lián)增程。
PN：發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率；PO：增程器輸出的電功率; PI：車輛驅(qū)動(dòng)電機(jī)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(dòng)機(jī)的扭矩（N）及轉(zhuǎn)速（n）PI=PO+PB;當(dāng)負(fù)載PI=0時(shí)，增程器輸出全部向電池組充電；當(dāng)負(fù)載需求PI＜PO時(shí)，增程器提供驅(qū)動(dòng)器電源的同時(shí)，向電池組充電；當(dāng)負(fù)載需求PI＞PO時(shí)，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(jī)組的效率：
發(fā)電機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)化匹配，發(fā)電機(jī)高效區(qū)與發(fā)動(dòng)機(jī)高效區(qū)的重合；控制發(fā)動(dòng)機(jī)始終工作在低燃油消耗率區(qū)內(nèi)；發(fā)揮發(fā)電機(jī)通過逆變器能快速穩(wěn)定工況的特點(diǎn)，保證發(fā)動(dòng)機(jī)始終工作為最佳點(diǎn)火 角；發(fā)電功率與驅(qū)動(dòng)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(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的效率：提高電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器的效率；動(dòng)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(jī)、ISG發(fā)電機(jī)、發(fā)電機(jī)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(dòng)輕型客車、物流車增程式電動(dòng)汽車的需求。
展開 
商用車雙電機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)構(gòu)型-行星排技術(shù)
THS系統(tǒng)動(dòng)力總成
引言
國內(nèi)新能源商用車領(lǐng)域， 新能源客車的規(guī)模應(yīng)用取得了良好的示范效果。新能源專用車也有大規(guī)模應(yīng)用，但總體以微型、 輕型的N1/N2 運(yùn)輸產(chǎn)品為主， 急需在中重型、作業(yè)類的N2/N3 商用車領(lǐng)域取得突破。
針對(duì)純電動(dòng)商用車種類多、 用途廣、 工況復(fù)雜等特點(diǎn)，本文結(jié)合國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃新能源汽車重點(diǎn)專項(xiàng)，研發(fā)了一種基于變速箱+行星排耦合的雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)新構(gòu)型，可實(shí)現(xiàn)雙電機(jī)耦合驅(qū)動(dòng)、協(xié)調(diào)再生制動(dòng)、單電機(jī)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)/作業(yè)等多種工作模式，實(shí)現(xiàn)一種動(dòng)力平臺(tái)滿足行駛與作業(yè)兩種使用需求。
1 純電動(dòng)商用車動(dòng)力系統(tǒng)主流構(gòu)型方案分析
目前國內(nèi)外純電動(dòng)商用車的主流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)型，可分為集中式和分布式驅(qū)動(dòng)兩大類。
集中式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)又可分為兩種，一種是將傳統(tǒng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)更換為純電動(dòng)力系統(tǒng)， 這種構(gòu)型包括電機(jī)直驅(qū)、電機(jī)+減速器、電機(jī)+變速器等型式，如圖1（a）所示，這是中重型純電動(dòng)商用車的主流構(gòu)型，宇通客車、德國SIEMENS 公司的集中式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，已有規(guī)?；瘧?yīng)用；另一種是將動(dòng)力系統(tǒng)集成在驅(qū)動(dòng)橋上， 包括電機(jī)直驅(qū)、 電機(jī)+減速器等型式，如圖1（b）所示，是中輕型純電動(dòng)商用車的主流型式。
分布式驅(qū)動(dòng)主要有輪邊電機(jī)+減速器、 輪轂電機(jī)+減速器、輪轂電機(jī)等型式，如圖1（c）所示，德國ZF、比亞迪的輪邊驅(qū)動(dòng)橋在城市客車領(lǐng)域已有推廣， 在運(yùn)輸與作業(yè)類商用車領(lǐng)域應(yīng)用較少，英國Protean、荷蘭e-Traction 等公司的輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，目前仍處于應(yīng)用驗(yàn)證階段，未有規(guī)模化應(yīng)用。
展開 燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)構(gòu)型與關(guān)鍵部件
1 燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)構(gòu)型燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)中的二次儲(chǔ)能電池可以有多種類型,包括鋰離子電池?鎳氫電池和超級(jí)電容器等?因此,燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)存在多種構(gòu)型方案,目前常用的燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)構(gòu)型方案見表2?
表2 常用的燃料電池動(dòng)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(gè)能量源,單一燃料電池動(dòng)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(jī)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(dòng)電機(jī),驅(qū)動(dòng)電機(jī)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能再傳給傳動(dòng)系統(tǒng),從而驅(qū)動(dòng)汽車前進(jìn)?
圖1 單一燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)
燃料電池輸出電壓一般比電動(dòng)汽車動(dòng)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(shí)現(xiàn)燃料電池輸出電壓與動(dòng)力總線電壓匹配,就需要一個(gè)DC/DC(直流/直流)變換器?同時(shí),DC/DC變換器可以對(duì)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(dòng)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(dòng)力蓄電池的功率等級(jí)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(dòng)力蓄電池構(gòu)型動(dòng)力系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖5-2所示?該動(dòng)力系統(tǒng)中,燃料電池系統(tǒng)為主要動(dòng)力源,動(dòng)力蓄電池配合燃料電池系統(tǒng)進(jìn)行混合驅(qū)動(dòng),電能經(jīng)過電機(jī)轉(zhuǎn)化成機(jī)械能傳給傳動(dòng)系統(tǒng)?加速時(shí),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(shí)加速時(shí)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(dòng)時(shí),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(dòng)力蓄電池構(gòu)型動(dòng)力系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
展開 商用車雙電機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)構(gòu)型-行星排技術(shù)
(a)8.5噸壓縮式垃圾車動(dòng)力系統(tǒng)構(gòu)型圖
(b)18噸洗掃車動(dòng)力系統(tǒng)構(gòu)型圖
1.驅(qū)動(dòng)電機(jī)端齒輪；2.變速箱結(jié)合套；3.從動(dòng)輪①；4.傳動(dòng)齒輪；5.行星排結(jié)合套；6.從動(dòng)輪②;7.齒圈；8.行星架；9.太陽輪；10. 從動(dòng)輪③；11. 作業(yè)電機(jī)端齒輪；12.
新能源汽車動(dòng)力電池系統(tǒng)電性能試驗(yàn)研究
動(dòng)力電池系統(tǒng)作為新能源汽車核心三電部件之一，其電性能將直接影響整車的動(dòng)力性與續(xù)駛里程指標(biāo)。因此，試驗(yàn)驗(yàn)證動(dòng)力電池系統(tǒng)的電性能在新能源汽車的設(shè)計(jì)開發(fā)過程中顯得尤為重要。
本文以某公司純電動(dòng)廂式輕卡用動(dòng)力電池系統(tǒng)為研究對(duì)象，以國家標(biāo)準(zhǔn)31467.2為依據(jù)，分別從容量和能量、功率和內(nèi)阻以及能量效率等5個(gè)維度試驗(yàn)研究其電性能并最終給出試驗(yàn)結(jié)論，以評(píng)估該動(dòng)力電池系統(tǒng)的電性能。
1 動(dòng)力電池系統(tǒng)電性能試驗(yàn)方法
1.1 試驗(yàn)對(duì)象
動(dòng)力電池系統(tǒng)作為新能源汽車的儲(chǔ)能系統(tǒng)，是車輛重要的能量來源。測(cè)試用動(dòng)力電池系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型如下圖1所示，其技術(shù)參數(shù)如下表1所示。
該動(dòng)力電池系統(tǒng)包括兩個(gè)蓄電池包（每個(gè)蓄電池包由1P6S和1P7S兩種規(guī)格的蓄電池模塊串聯(lián)而成）、一個(gè)高壓盒（內(nèi)含電池管理系統(tǒng)（BMS）、高壓和絕緣檢測(cè)模塊以及保險(xiǎn)絲和繼電器等部件）和若干動(dòng)力線束、通訊線束等，通過CAN網(wǎng)絡(luò)與整車進(jìn)行通訊。
1.2 試驗(yàn)原理
動(dòng)力電池系統(tǒng)電性能試驗(yàn)原理如下圖2所示。BMS通過CAN總線與動(dòng)力電池綜合性能測(cè)試系統(tǒng)建立通訊，并將動(dòng)力電池系統(tǒng)的電壓、電流和溫度等信息上報(bào)。上位機(jī)PC對(duì)測(cè)試系統(tǒng)的輸出電壓、電流及BMS上報(bào)信息進(jìn)行同步儲(chǔ)存，并將動(dòng)力電池系統(tǒng)的單體電壓和溫度等信息作為工況截止條件，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確判定并自動(dòng)進(jìn)行工步跳轉(zhuǎn)。將動(dòng)力電池系統(tǒng)布置在步入式高低溫交變濕熱試驗(yàn)箱中，可測(cè)試其在不同環(huán)境溫度下的電性能。
1.3 試驗(yàn)項(xiàng)目
目前有關(guān)動(dòng)力電池系統(tǒng)電性能測(cè)試的主要依據(jù)是GB/T31467.1-2015《電動(dòng)汽車用鋰離子動(dòng)力蓄電池包和系統(tǒng)第1部分：高功率應(yīng)用測(cè)試規(guī)程》和GB/T31467.2-2015《電動(dòng)汽車用鋰離子動(dòng)力蓄電池包和系統(tǒng)第2部分高能量：應(yīng)用測(cè)試規(guī)程》這兩個(gè)國家標(biāo)準(zhǔn)。
展開 細(xì)數(shù)豪華郵輪動(dòng)力系統(tǒng)“四大流派”，未來誰主沉??？
總體來說，相關(guān)企業(yè)通過不斷完善技術(shù)，既解決了“柴燃”混合動(dòng)力系統(tǒng)燃?xì)廨啓C(jī)能耗過高、經(jīng)濟(jì)性較低的問題，又解決了柴油機(jī)推進(jìn)力不足、噪聲太大的問題。在此基礎(chǔ)上，系統(tǒng)可對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)排放的高溫尾氣進(jìn)行回收再利用，用于鍋爐等艙室設(shè)備的供能，再一次提高整體能源利用率。隨著未來技術(shù)的進(jìn)一步精進(jìn)，“柴燃”混合動(dòng)力系統(tǒng)在豪華郵輪中將會(huì)有更廣闊的市場(chǎng)。
柴油機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)
柴油機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)是由柴油機(jī)作為推進(jìn)動(dòng)力，不通過電動(dòng)機(jī)，而是通過齒輪箱與傳動(dòng)軸機(jī)械驅(qū)動(dòng)螺旋槳進(jìn)行工作的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。盡管柴油機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性較高，但從豪華郵輪的舒適性來考慮，柴油機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)并非最佳選擇，這從柴油機(jī)動(dòng)力豪華郵輪的交付時(shí)間上便可推斷：以柴油機(jī)為動(dòng)力直接驅(qū)動(dòng)螺旋槳進(jìn)行工作的豪華郵輪交付時(shí)間主要集中在2000年～2005年之間，在2010年之后僅有4艘豪華郵輪采用該動(dòng)力系統(tǒng)，而在2014之后便再無此型動(dòng)力的豪華郵輪完工交付。在調(diào)研樣本中，有33艘豪華郵輪采用柴油機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)，其中已有3艘被棄用或已報(bào)廢。
從交船年份上可以看出，隨著近年來新型動(dòng)力系統(tǒng)種類及技術(shù)的不斷更新迭代，柴油機(jī)機(jī)械驅(qū)動(dòng)豪華郵輪航行這一較為“古老”的方式正逐漸被市場(chǎng)淘汰。
展開 深度解讀混合動(dòng)力汽車雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)
本文以混合動(dòng)力雙電機(jī)系統(tǒng)構(gòu)型為切入點(diǎn)，對(duì)本田i-MMD系統(tǒng)和榮威 EDU系統(tǒng)進(jìn)行了方案描述，重點(diǎn)分析了雙電機(jī)系統(tǒng)的工作模式及控制原理，同時(shí)對(duì)雙電機(jī)系統(tǒng)起步控制和換擋協(xié)調(diào)控制過程進(jìn)行了說明。
1. 本田i-MMD雙電機(jī)系統(tǒng)構(gòu)型
本田雅閣i-MMD（Intelligent Multi-Mode Drive）系統(tǒng)技術(shù)方案結(jié)構(gòu)如圖1所示，其動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要包括2.0 L發(fā)動(dòng)機(jī)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、發(fā)電機(jī)、離合器以及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等。其中，驅(qū)動(dòng)電機(jī)、發(fā)電機(jī)以及離合器集成形成了電動(dòng)耦合 e-CVT，取代了傳統(tǒng)的變速箱，發(fā)電機(jī)始終與發(fā)動(dòng)機(jī)相連，主要用于發(fā)電，驅(qū)動(dòng)電機(jī)與驅(qū)動(dòng)車輪相連，主要用于驅(qū)動(dòng)車輛行駛，在制動(dòng)的時(shí)候，電機(jī)可以回收能量對(duì)電池進(jìn)行充電。
圖一
雅閣混合動(dòng)力汽車搭載了 i-MMD 雙電機(jī)系統(tǒng)，整車動(dòng)力來源采用了以驅(qū)動(dòng)電機(jī)為主，發(fā)動(dòng)機(jī)為輔的設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)純電動(dòng)、混合動(dòng)力以及發(fā)動(dòng)機(jī)直驅(qū)的模式功能。純電動(dòng)模式下利用驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪；混動(dòng)模式下發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)通過發(fā)電機(jī)給驅(qū)動(dòng)電機(jī)充電，再讓驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪；發(fā)動(dòng)機(jī)直驅(qū)模式下離合器閉合，發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源與傳動(dòng)系相連驅(qū)動(dòng)車輪。通過三種模式有效切換，使得車輛表現(xiàn)出了更為出色的動(dòng)力與節(jié)油優(yōu)勢(shì)。
2. 本田i-MMD雙電機(jī)系統(tǒng)工作模式
（1）純電動(dòng)模式驅(qū)動(dòng)
在純電動(dòng)模式下，動(dòng)力系統(tǒng)能量傳遞如圖2中所示的箭頭方向。在這種模式下，發(fā)動(dòng)機(jī)不工作，動(dòng)力分離裝置離合器斷開，驅(qū)動(dòng)車輛行駛的能量直接來源于動(dòng)力電池，動(dòng)力電池儲(chǔ)存的電能經(jīng)由逆變器提供給驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛前進(jìn)或者后退。在車輛制動(dòng)時(shí)，所產(chǎn)生的能量將被回收充入動(dòng)力電池內(nèi)進(jìn)行儲(chǔ)存。
圖2
（2）混合動(dòng)力模式驅(qū)動(dòng)
在混合動(dòng)力模式下，動(dòng)力系統(tǒng)能量傳遞如圖3中所示的箭頭方向。
展開 NEWS ▎【南通汽車動(dòng)力盛會(huì)】6013B展臺(tái)亮點(diǎn)來襲！杭州擬創(chuàng)攜RecurDyn邀您探索動(dòng)力系統(tǒng)新可能
杭州擬創(chuàng)科技旨在通過三大核心看點(diǎn)，為行業(yè)伙伴呈現(xiàn)仿真技術(shù)如何賦能動(dòng)力系統(tǒng)研發(fā)的無限可能：</p><p><br></p><p><strong>看點(diǎn)一：深度技術(shù)聚焦，覆蓋動(dòng)力系統(tǒng)全場(chǎng)景仿真</strong></p><p><strong>RecurDyn 多體動(dòng)力學(xué)仿真：</strong> 重點(diǎn)展示其在汽車動(dòng)力系統(tǒng)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用：</p><ul><li>整車及關(guān)鍵部件動(dòng)力學(xué)仿真</li><li>底盤系統(tǒng)（車橋、懸掛、輪胎、制動(dòng)器）動(dòng)力學(xué)分析</li><li>傳動(dòng)系統(tǒng)（變速箱、差速器、傳動(dòng)軸）性能優(yōu)化</li><li>發(fā)動(dòng)機(jī)/電機(jī)動(dòng)力學(xué)仿真與NVH（噪聲、振動(dòng)與聲振粗糙度）預(yù)測(cè)</li><li>車體附件（座椅、門鎖、雨刷機(jī)構(gòu)等）運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)評(píng)估</li></ul><p><strong>Particleworks 無網(wǎng)格粒子法流體仿真：突出其在解決復(fù)雜流體問題上的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)：</strong></p><ul><li>發(fā)動(dòng)機(jī)/電機(jī)關(guān)鍵潤滑與冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)與優(yōu)化</li><li>空氣動(dòng)力學(xué)性能及風(fēng)噪仿真預(yù)測(cè)</li><li>各類復(fù)雜流固耦合場(chǎng)景分析（如潤滑、流體沖擊）</li><li>車輛涉水性能精準(zhǔn)評(píng)估</li></ul><p><br></p><p><strong>看點(diǎn)二：資深團(tuán)隊(duì)坐鎮(zhèn)，提供專業(yè)解決方案咨詢</strong></p><p>杭州擬創(chuàng)科技深知行業(yè)痛點(diǎn)，特派資深仿真工程師與將為現(xiàn)場(chǎng)觀眾提供面對(duì)面的專業(yè)咨詢服務(wù)，針對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)研發(fā)中的常見挑戰(zhàn)：</p><ul><li>動(dòng)力系統(tǒng)異響分析與優(yōu)化</li><li>振動(dòng)控制難題</li><li>新能源動(dòng)力系統(tǒng)集成挑戰(zhàn)</li></ul><p>電機(jī)高效潤滑與冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供基于RecurDyn和Particleworks的針對(duì)性分析思路與解決方案建議。
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動(dòng)力系統(tǒng)力學(xué)環(huán)境試驗(yàn)?zāi)M的計(jì)算利器-圖形工作站、服務(wù)器、集群硬件配置推薦
動(dòng)力系統(tǒng)力學(xué)環(huán)境試驗(yàn)?zāi)M是一項(xiàng)涉及多個(gè)領(lǐng)域的復(fù)雜工程，主要用于研究和測(cè)試各種動(dòng)力系統(tǒng)（例如發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪機(jī)、發(fā)電機(jī)等）在不同力學(xué)環(huán)境下的性能和可靠性。
動(dòng)力系統(tǒng)力學(xué)環(huán)境試驗(yàn)?zāi)M主要由以下重要環(huán)節(jié)組成：
§ 模型建立：建立動(dòng)力系統(tǒng)的力學(xué)模型，包括結(jié)構(gòu)模型、動(dòng)力模型和控制模型。
§ 環(huán)境建模：建立力學(xué)環(huán)境的模型，包括振動(dòng)環(huán)境模型、沖擊環(huán)境模型和碰撞環(huán)境模型。
§ 仿真計(jì)算：采用數(shù)值算法計(jì)算動(dòng)力系統(tǒng)在力學(xué)環(huán)境下的響應(yīng)。
§ 結(jié)果分析：分析仿真結(jié)果，評(píng)估動(dòng)力系統(tǒng)在力學(xué)環(huán)境下的性能。
動(dòng)力系統(tǒng)力學(xué)環(huán)境試驗(yàn)?zāi)M主要研究科目：
§ 動(dòng)力系統(tǒng)的振動(dòng)和結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)響應(yīng)。
§ 機(jī)械和熱應(yīng)力分析。
§ 噪音和振動(dòng)控制。
§ 材料疲勞和斷裂分析。
§ 潤滑油和冷卻系統(tǒng)的性能。
§ 引擎燃燒和性能分析。
§ 環(huán)境條件下的可靠性和耐久性研究。
動(dòng)力系統(tǒng)力學(xué)環(huán)境試驗(yàn)?zāi)M包括多個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)：
§ 動(dòng)力系統(tǒng)建模和仿真。
§ 邊界條件的定義，例如溫度、壓力、振動(dòng)等。
§ 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)采集。
§ 動(dòng)態(tài)響應(yīng)分析。
§ 應(yīng)力和變形分析。
§ 聲學(xué)分析。
§ 疲勞和壽命預(yù)測(cè)。
§ 結(jié)果解釋和性能改進(jìn)。
通常使用的一些算法和求解器包括：
§ 有限元分析（Finite Element Analysis，F(xiàn)EA）：用于結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)和熱應(yīng)力分析。
§ 計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（Computational Fluid Dynamics，CFD）：用于燃燒和流體流動(dòng)分析。
§ 聲學(xué)模擬：用于噪音分析。
§ 多體動(dòng)力學(xué)仿真：用于機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)模擬。
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本文以混合動(dòng)力雙電機(jī)系統(tǒng)構(gòu)型為切入點(diǎn)，對(duì)本田i-MMD系統(tǒng)和榮威 EDU系統(tǒng)進(jìn)行了方案描述，重點(diǎn)分析了雙電機(jī)系統(tǒng)的工作模式及控制原理，同時(shí)對(duì)雙電機(jī)系統(tǒng)起步控制和換擋協(xié)調(diào)控制過程進(jìn)行了說明。
1. 本田i-MMD雙電機(jī)系統(tǒng)構(gòu)型
本田雅閣i-MMD（Intelligent Multi-Mode Drive）系統(tǒng)技術(shù)方案結(jié)構(gòu)如圖1所示，其動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要包括2.0 L發(fā)動(dòng)機(jī)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、發(fā)電機(jī)、離合器以及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等。其中，驅(qū)動(dòng)電機(jī)、發(fā)電機(jī)以及離合器集成形成了電動(dòng)耦合 e-CVT，取代了傳統(tǒng)的變速箱，發(fā)電機(jī)始終與發(fā)動(dòng)機(jī)相連，主要用于發(fā)電，驅(qū)動(dòng)電機(jī)與驅(qū)動(dòng)車輪相連，主要用于驅(qū)動(dòng)車輛行駛，在制動(dòng)的時(shí)候，電機(jī)可以回收能量對(duì)電池進(jìn)行充電。
圖一
雅閣混合動(dòng)力汽車搭載了 i-MMD 雙電機(jī)系統(tǒng)，整車動(dòng)力來源采用了以驅(qū)動(dòng)電機(jī)為主，發(fā)動(dòng)機(jī)為輔的設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)純電動(dòng)、混合動(dòng)力以及發(fā)動(dòng)機(jī)直驅(qū)的模式功能。純電動(dòng)模式下利用驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪；混動(dòng)模式下發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)通過發(fā)電機(jī)給驅(qū)動(dòng)電機(jī)充電，再讓驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪；發(fā)動(dòng)機(jī)直驅(qū)模式下離合器閉合，發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源與傳動(dòng)系相連驅(qū)動(dòng)車輪。通過三種模式有效切換，使得車輛表現(xiàn)出了更為出色的動(dòng)力與節(jié)油優(yōu)勢(shì)。
2. 本田i-MMD雙電機(jī)系統(tǒng)工作模式
（1）純電動(dòng)模式驅(qū)動(dòng)
在純電動(dòng)模式下，動(dòng)力系統(tǒng)能量傳遞如圖2中所示的箭頭方向。在這種模式下，發(fā)動(dòng)機(jī)不工作，動(dòng)力分離裝置離合器斷開，驅(qū)動(dòng)車輛行駛的能量直接來源于動(dòng)力電池，動(dòng)力電池儲(chǔ)存的電能經(jīng)由逆變器提供給驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛前進(jìn)或者后退。在車輛制動(dòng)時(shí)，所產(chǎn)生的能量將被回收充入動(dòng)力電池內(nèi)進(jìn)行儲(chǔ)存。
圖2
（2）混合動(dòng)力模式驅(qū)動(dòng)
在混合動(dòng)力模式下，動(dòng)力系統(tǒng)能量傳遞如圖3中所示的箭頭方向。
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本文以混合動(dòng)力雙電機(jī)系統(tǒng)構(gòu)型為切入點(diǎn)，對(duì)本田i-MMD系統(tǒng)和榮威 EDU系統(tǒng)進(jìn)行了方案描述，重點(diǎn)分析了雙電機(jī)系統(tǒng)的工作模式及控制原理，同時(shí)對(duì)雙電機(jī)系統(tǒng)起步控制和換擋協(xié)調(diào)控制過程進(jìn)行了說明。
1. 本田i-MMD雙電機(jī)系統(tǒng)構(gòu)型
本田雅閣i-MMD（Intelligent Multi-Mode Drive）系統(tǒng)技術(shù)方案結(jié)構(gòu)如圖1所示，其動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要包括2.0 L發(fā)動(dòng)機(jī)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、發(fā)電機(jī)、離合器以及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等。其中，驅(qū)動(dòng)電機(jī)、發(fā)電機(jī)以及離合器集成形成了電動(dòng)耦合 e-CVT，取代了傳統(tǒng)的變速箱，發(fā)電機(jī)始終與發(fā)動(dòng)機(jī)相連，主要用于發(fā)電，驅(qū)動(dòng)電機(jī)與驅(qū)動(dòng)車輪相連，主要用于驅(qū)動(dòng)車輛行駛，在制動(dòng)的時(shí)候，電機(jī)可以回收能量對(duì)電池進(jìn)行充電。
圖一
雅閣混合動(dòng)力汽車搭載了 i-MMD 雙電機(jī)系統(tǒng)，整車動(dòng)力來源采用了以驅(qū)動(dòng)電機(jī)為主，發(fā)動(dòng)機(jī)為輔的設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)純電動(dòng)、混合動(dòng)力以及發(fā)動(dòng)機(jī)直驅(qū)的模式功能。純電動(dòng)模式下利用驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪；混動(dòng)模式下發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)通過發(fā)電機(jī)給驅(qū)動(dòng)電機(jī)充電，再讓驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪；發(fā)動(dòng)機(jī)直驅(qū)模式下離合器閉合，發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源與傳動(dòng)系相連驅(qū)動(dòng)車輪。通過三種模式有效切換，使得車輛表現(xiàn)出了更為出色的動(dòng)力與節(jié)油優(yōu)勢(shì)。
2. 本田i-MMD雙電機(jī)系統(tǒng)工作模式
（1）純電動(dòng)模式驅(qū)動(dòng)
在純電動(dòng)模式下，動(dòng)力系統(tǒng)能量傳遞如圖2中所示的箭頭方向。在這種模式下，發(fā)動(dòng)機(jī)不工作，動(dòng)力分離裝置離合器斷開，驅(qū)動(dòng)車輛行駛的能量直接來源于動(dòng)力電池，動(dòng)力電池儲(chǔ)存的電能經(jīng)由逆變器提供給驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛前進(jìn)或者后退。在車輛制動(dòng)時(shí)，所產(chǎn)生的能量將被回收充入動(dòng)力電池內(nèi)進(jìn)行儲(chǔ)存。
圖2
（2）混合動(dòng)力模式驅(qū)動(dòng)
在混合動(dòng)力模式下，動(dòng)力系統(tǒng)能量傳遞如圖3中所示的箭頭方向。
展開 深度解讀混合動(dòng)力汽車雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)
本文以混合動(dòng)力雙電機(jī)系統(tǒng)構(gòu)型為切入點(diǎn)，對(duì)本田i-MMD系統(tǒng)和榮威 EDU系統(tǒng)進(jìn)行了方案描述，重點(diǎn)分析了雙電機(jī)系統(tǒng)的工作模式及控制原理，同時(shí)對(duì)雙電機(jī)系統(tǒng)起步控制和換擋協(xié)調(diào)控制過程進(jìn)行了說明。
1. 本田i-MMD雙電機(jī)系統(tǒng)構(gòu)型
本田雅閣i-MMD（Intelligent Multi-Mode Drive）系統(tǒng)技術(shù)方案結(jié)構(gòu)如圖1所示，其動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要包括2.0 L發(fā)動(dòng)機(jī)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、發(fā)電機(jī)、離合器以及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等。其中，驅(qū)動(dòng)電機(jī)、發(fā)電機(jī)以及離合器集成形成了電動(dòng)耦合 e-CVT，取代了傳統(tǒng)的變速箱，發(fā)電機(jī)始終與發(fā)動(dòng)機(jī)相連，主要用于發(fā)電，驅(qū)動(dòng)電機(jī)與驅(qū)動(dòng)車輪相連，主要用于驅(qū)動(dòng)車輛行駛，在制動(dòng)的時(shí)候，電機(jī)可以回收能量對(duì)電池進(jìn)行充電。
圖一
雅閣混合動(dòng)力汽車搭載了 i-MMD 雙電機(jī)系統(tǒng)，整車動(dòng)力來源采用了以驅(qū)動(dòng)電機(jī)為主，發(fā)動(dòng)機(jī)為輔的設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)純電動(dòng)、混合動(dòng)力以及發(fā)動(dòng)機(jī)直驅(qū)的模式功能。純電動(dòng)模式下利用驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪；混動(dòng)模式下發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)通過發(fā)電機(jī)給驅(qū)動(dòng)電機(jī)充電，再讓驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪；發(fā)動(dòng)機(jī)直驅(qū)模式下離合器閉合，發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源與傳動(dòng)系相連驅(qū)動(dòng)車輪。通過三種模式有效切換，使得車輛表現(xiàn)出了更為出色的動(dòng)力與節(jié)油優(yōu)勢(shì)。
2. 本田i-MMD雙電機(jī)系統(tǒng)工作模式
（1）純電動(dòng)模式驅(qū)動(dòng)
在純電動(dòng)模式下，動(dòng)力系統(tǒng)能量傳遞如圖2中所示的箭頭方向。在這種模式下，發(fā)動(dòng)機(jī)不工作，動(dòng)力分離裝置離合器斷開，驅(qū)動(dòng)車輛行駛的能量直接來源于動(dòng)力電池，動(dòng)力電池儲(chǔ)存的電能經(jīng)由逆變器提供給驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛前進(jìn)或者后退。在車輛制動(dòng)時(shí)，所產(chǎn)生的能量將被回收充入動(dòng)力電池內(nèi)進(jìn)行儲(chǔ)存。
圖2
（2）混合動(dòng)力模式驅(qū)動(dòng)
在混合動(dòng)力模式下，動(dòng)力系統(tǒng)能量傳遞如圖3中所示的箭頭方向。
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