电动客车AMT系统的研究与实现_熊光明
收稿日期:20070802
基金项目:国家“八六三”计划项目(2007-863ev -006)作者简介:熊光明(1975—),男,博士,讲师,E -mail :xiongguangming @bit .edu .cn .
第28卷 第6期
2008年6月
北京理工大学学报
T r ansactio ns of Beijing Institute of Technolo gy V ol .28 N o .6Jun .2008
电动客车AMT 系统的研究与实现
熊光明, 席军强, 麦吉, 翟涌
(北京理工大学机械与车辆工程学院,北京 100081)
摘 要:研究适用于电动客车的电控机械式自动变速系统(AMT ),实现无离合器换挡控制.按照AM T 系统设计准则研制了电动客车AMT .引入CA N 总线技术,实现了AMT 与交流电机的协调控制.提出了电动客车A MT 换挡控制策略,改善换挡品质.对ECU 进行了电磁兼容性设计,使之能正常工作.在交通部公路试验场进行的试验表明,所研制的电动客车AM T 系统达到了预定的技术指标.关键词:机械自动变速系统;电动客车;换挡控制;电磁兼容设计
中图分类号:U 463.212;U 469.72 文献标识码:A 文章编号:1001-0645(2008)06-0496-04
Study and Implementation of Automatic Mechanical
Transmission for an Electric Bus
XIONG Guang -ming , XI Jun -qiang , M AI Ji , ZHA I Yong
(Scho ol of M echanical and V ehicular Engineering ,Beijing Institute of Technology ,Beijing 100081,China )
A bstract :An automa tic mechanical transmission (AM T )system has been developed fo r an electric bus .In order to realize collaborative control betw een AM T and the induction m otor and to improve the shift quality ,contro ller area netw ork (CAN )bus technolo gy is introduced ,and the gear -shifting control method w ith the AM T has been proposed .Conside ring the unfavo rable
electro magnetic environment existing in the electric bus ,electrom ag netic compatibility desig n fo r AM T EC U is made .Ex perimental results show ed that using the AM T sy stem and co rresponding gear -shifting co ntro l m ethods ,the drive and eco nomical performances o f the car can be much im proved .
Key words :automa tic mechanical transmission (AM T );electric bus ;gear -shifting co ntro l ;
electroma -g netic com patibility desig n
电动汽车噪声小、零排放、舒适干净,是世界上公认的21世纪取代燃油汽车最理想、最有希望的绿色交通工具[1].正因为如此,科技部和北京市成立重大专项课题组,研制并生产了电动客车以满足2008年北京绿色奥运的需要.该电动客车以车载锂离子电池为能源,以交流电机产生动力.为满足不同工况的要求,采用了3挡变速器.为减轻驾驶员的操作压力、实现有效的换挡,同时保证电机工作在理想状态,需要为电动客车开发自动变速系统.
目前自动变速技术主要有3种:机械式液力变
速器(A T )、无级变速器(CVT )、电控机械式自动变
速器(AM T ),其中AM T 以其传动效率高、成本低和易于制造等优点获得广泛应用[2].
针对应用需求,作者采用AM T 自动变速方案,研制了适用于电动客车的AM T 自动变速操纵系统.
1 电动客车AMT 系统
由于AM T 的控制过程是动力传动系统的综合控制过程,所以A M T 电控系统与车内其他相关电
DOI :10.15918/j .tbi t1001-0645.2008.06.009
控系统的协调非常重要.电动客车的动力总成为交
流电机,它与变速箱直接通过花键相连,中间没有安装普通汽车的离合器.为实现协调控制,在AM T 系统中引入CAN 总线[3]
,以实现AM T 电控单元(ECU )与交流电机控制器(MC )之间的通信.AM T
系统可在任何时刻对电机提出转速和转矩要求,提
高了控制系统集成度,降低了制造和维修成本并改善了换挡品质,提高了整车的动力性和舒适性.AMT 系统主要由硬件和软件系统组成.如图1所示,ECU 采用了Motorola 32位单片机MC 68376
.
图1 AM T 系统组成
Fig .1 Fra mewor k o f AM T system
A M T 系统选位换挡执行机构采用带减速器的24V 直流电机,直接使用车载电源,降低了系统成本,简化了机构,提高了可靠性.图2为A M T 系统换挡执行机构剖视图,图3为A M T 系统与变速箱
合成实物图.作者提出的A M T 系统结构方案符合设计准则[4].首先,它尽量使车辆机械传动系基本保持不变,整车内部结构极少变动;其次,系统经简单改造即可应用于其他车型,符合通用性原则;此外,这一设计符合可靠性、工艺性、可维修性等原则
.
图2 AM T 换挡机构剖视图
Fig .2 Sectional dra wing o f AM T sh if t machanism
电动客车AM T 系统的工作原理如下:AM T 控制器根据驾驶员换挡手柄信号、制动信号、电机的转速和油门开度等信息计算出合适的挡位,通过CA N 向电机控制器发送电机工作模式及调速指令,电机控制器进行相应操作,同时AM T 执行机构进行选位换挡操作,根据反馈的选位、换挡位移值判断是否操作到位,然后向电机控制器发送新的工作模式
信息.
图3 A MT 实物图
Fig .3 Picture o f the A MT
2 电动客车AMT 换挡控制
为提高电动客车的经济性,应该充分发挥电机的效率.通常换挡点设在电机的高效率区.而电机
高效率区转速往往比较高,所以对自动变速系统AM T 换挡过程控制提出了更高的要求,在换挡过
程中,必须保证冲击尽可能小,否则将会对动力系统
造成损伤,影响自动变速系统各机构的寿命和车辆的舒适性、平顺性.
2.1 基于C AN 的交流电机力矩控制
由于动力传动系统中没有离合器,在换挡过程中需要对电动机的驱动力矩进行实时控制.为实现协调控制,系统中引入CA N 总线技术,以实现AM T 电控单元(ECU )与交流电机控制器(MC )之间的通信,进而实现A M T 系统对电机转速和转矩的控制.CA N 总线具有传输速率高、可靠性强和实时性好等特点.在电动客车中,CA N 总线采用高速
497
第6期熊光明等:电动客车A M T 系统的研究与实现
和低速两个子网.其中高速网络段传输速率为250kbit /s ,用于动力系统ECU 通信;低速网络段的传输速率为100kbit /s ,将车上电器如车灯、车门和雨刷等的控制集成在一起.高速网段和低速网段通过一个网桥连接在一起,形成整车的网络体系结构.
A M T 系统ECU MC68376内部集成有CA N 通信模块TouCA N ,可以方便地实现与交流电机控制器之间的数据交换.以下以升挡过程为例叙述其中转矩的控制[5].
①升挡前,电机工作在力矩模式下,此时车辆根据油门踏板的开度大小行驶.当换挡决策模块指示需要换挡时,首先需要摘空挡,由于电动客车中没有离合器,如果变速器中相啮合齿轮的轴向摩擦力过大,摘空挡将比较困难.为此在电机运行模式中设计了自由模式.当A M T 系统通过CA N 向电机控制器发送自由模式命令后,电机失去励磁,此时输出力矩为0,因而以较小的力即可完成摘空挡的操作.
②在变速器位于空挡期间,A M T 系统ECU 计算出挂上目标挡位的电机目标转速,同时进行选位操作.AM T 发出指令,将电机切换到调速模式,对电机进行调速;此时电机控制器根据A M T 的要求,进行电机转速控制,电机转速的目标值为
n aim =n e i new /i old .
(1)
式中:n e 为当前电机转速;i old 为旧挡位传动比;i new 为新挡位传动比.
③挂挡操作.由于电机调速时间很快,两啮合齿轮间的速差很快接近为0,挂挡动作可方便地完成.
④A M T 检测到升挡完成后,向电机控制器发出力矩工作模式,至此,即完成了AM T 在一次升挡过程中对电机的控制.此后,车辆在新的挡位上将根据油门踏板的开度大小继续行驶.
降挡过程与升挡过程相类似.显然,由于有CA N 通信为桥梁,电机控制器和AM T 控制器之间能很好地协调,可顺利完成换挡操作.
2.2 换挡过程的调速控制
为快速换挡,驾驶员在换挡期间通常对油门踏板进行控制.由于AM T 在原理上和驾驶员操作一样,在换挡过程也必须进行调速.如果调速不当,两对将要啮合的齿轮速度不相等,强行挂挡将会造成同步器磨损和齿轮的撞击,影响AM T 系统的寿命,
使车辆换挡品质恶化,影响车辆的舒适性.同时由
于电动客车没有离合器,挡位被强行挂上,如果交流
电机的转速很高,而瞬间力矩不足,速度会急剧下降,使电机的效率降低,车辆的舒适性也受到影响;反之,当车速很高而电机的转速较低时强行挂挡,可能对交流电机造成损伤.所以在换挡过程中对交流电机进行调速对于动力传动系统是非常必要的,既能减少换挡的时间,又能增加换挡过程的平顺性.AM T 通过式(1)计算出调速目标值,然后通过CAN 总线发给电机控制器调速命令和调速值,过程如图4所示.
图4 调速控制
F ig .4 S ketch o f speed control
2.3 换挡和选位电机的控制
换挡过程对车辆的平顺性有很大影响,只有自动变速系统AM T 换挡过程控制准确,才能保证整车的舒适性和平顺性.电动客车AM T 通过P W M 方式控制选换挡电机,如果控制不准确,不能到达需要的位置,特别是在摘空挡和选位操作中.当摘空挡位置不准确时,进行选位可能会使系统机构受到损伤;如果选位不准确,则会造成挂不上挡或挂错挡位.为保证换挡和选位位置的准确以及换挡过程柔和,利用换挡和选位位移传感器获得的实际位移值作为反馈量,形成闭环控制.在选挡换挡控制策略中采用了PD (比例微分)算法,其输入e (t )与输出u (t )的关系经离散化后为
u (k )=K P e (k )+K d [e (k )-e (k -1)].(2)式中:K d ,K P 分别为控制器的微分系数及比例系数;e (k )为当前位移检测值与目标挡位位移值的偏差;u (k )为第k 次采样计算后控制器的输出值.其控制原理框图如图5所示,图中sl aim ,tx aim 分别为目标挡位的选位、换挡位移值.
图5 换挡及选位电机控制
F ig .5 S hi ft motor con trol
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3 AMT中ECU的电磁兼容设计由于电动客车上包含各种强电设备,如交流电机、空调、气泵、油泵等;此外还包含各种逆变、稳压电路,如直流到交流的逆变电路,直流到直流的变换、稳压电路等.为了使ECU能够在电动客车这样电磁环境比较恶劣的条件下正常工作,必须对ECU 进行电磁兼容性设计.这一方面使ECU能够抑制各种外来的干扰,使它在特定的电磁环境中正常工作;另一方面也要减少它本身对其他电子设备的电磁干扰.其设计思路是采用屏蔽、隔离、接地、滤波等方法将外界对ECU干扰以及ECU对外界的干扰减弱,选择抗干扰能力强的元器件以及提高固有元器件的抗干扰强度等使系统内的部件对于电磁干扰敏感程度降低[6].
针对具体应用要求主要采取了以下措施:
①为了减少去耦电容供电回路面积,减少元件分布电感的影响,有效降低引线电感带来的种种弊端,在设计中全部选用贴片元件,有利于实现电磁兼容.
②鉴于汽车级电子芯片具有较高的抗电磁干扰性能,并具有宽广的工作温度范围,设计中采用了汽车电子专用集成电路.
③为减小线路板的电磁辐射并提高线路板的抗干扰能力,采用了4层印制电路板,设置专门的电源层和地层,使信号线与地线之间的距离仅为印制电路板的层间距离.这样,板上所有信号的回路面积就可以降至最小,从而有效减小差模辐射.
④印制电路板的供电线路加上滤波器和去耦电容,加大了电源线宽度,减少了环路电阻.在电源变压器前端加装电源滤波器,抑制共模噪声和串模噪声,隔离外部和内部脉冲噪声的干扰.
⑤晶振电路是系统的重要干扰源,为此,设计中对晶振电源合理布局,同时将其外壳接地.
⑥为使ECU不受外部电磁场的影响,采取隔离屏蔽措施.采用磁导率、电导率较高的金属材料制作壳体,将ECU与外界隔离屏蔽,图6为带有壳体的E CU外观图.
⑦为使由于静电感应而积累在机壳上的大量电荷通过大地泄放,将机壳进行适当的接地,同时也获得良好的屏蔽效果.
⑧ECU的信号线、电源线通过航空插头插座
与外界连接,同时对进入ECU的电源和信号进行
图6 ECU外观
F ig.6 Ap pearance o f E CU
滤波.
按照《电动公交客车电磁兼容技术规范》要求的内容,委托北方汽车质量监督检验鉴定试验所对ECU进行了电磁兼容试验检测.检测结果表明, ECU在电源线传导发射试验、信号线传导发射试验、辐射发射试验检测中均达到相应的等级要求;在射频电磁场辐射抗扰度试验、射频场感应的传导抗扰度试验、浪涌(冲击)抗扰度试验及电压暂降、短时中断和电压变化测试中未出现敏感现象;在静电放电抗扰度,电快速瞬变脉冲群抗扰度测试中,ECU 本身未出现异常.
4 试 验
作者开发研制的电动客车A M T,按照“电动汽车动力性能试验方法”,已在交通部公路试验场进行了模拟各种工况行驶、20%爬坡及坡道起步等各项试验.
图7所示为0～50km加速试验曲线.从图中可以看出,0～50km加速时间约为25s,达到了科技部和北京市提出的0～50km加速时间小于30s 的技术指标.
由于采用了CA N总线技术,AM T与电机控制器之间实现了实时通信,二者进行协调控制,换挡期间电机转速变化迅速(如图7中转速曲线所示), AM T换挡平稳.
图7 加速试验曲线
Fig.7 Curve o f acceleration tes t
(下转第530页)
499
第6期熊光明等:电动客车A M T系统的研究与实现
Hungary:I EEE P ress,2001:750755.
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(责任编辑:刘芳)
(上接第499页)
5 结 论
在电动客车AM T中引入CAN总线,实现了与电机控制器之间的协调控制.在换挡期间实时控制电机力矩,通过提出的换挡控制策略实现了无离合器条件下的电动客车自动换挡.实车试验表明,研制的电动客车A M T系统实用、可靠.
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(责任编辑:匡梅)
530北京理工大学学报第28卷
关于燃料电池电动汽车传动系统的研究
能源概论 --关于燃料电池电动汽车传动系统的研究 姓名： 学号： 专业：
关于燃料电池电动汽车传动系统的研究 摘要：燃料电池汽车是一种高效清洁的电动汽车。与传统的内燃机汽车相比, 燃料电池车的动力传动系统采用电动机替代内燃机成为燃料电池汽车驱动动力源, 其动力传统系统具有革命性的改变。本文介绍了燃料电池汽车动力传统技术发展概况, 围绕燃料电池电动汽车动力传动拓扑架构、多源系统管理和动力系统配置与仿真优化技术等关键技术开展了详细论述。对燃料电池电动汽车动力传统设计与制造具有重要的参考价值。 关键词: 燃料电池 传动系统 构架 改良 蓄电 1 引言 燃料电池汽车是电动汽车的一种。燃料电池发出的电, 经逆变器、控制器等装置,给电动机供电, 再经传动系统、驱动桥等带动车轮转动,就可使车辆在路上行驶, 燃料电池的能量转换效率比内燃机要高2 ~3倍。燃料电池的化学反应过程不会产生有害产物,因此燃料电池车辆是无污染汽车。随着对汽车燃油经济性和环保的要求, 汽车动力系统将从现在以汽油等化石燃料为主慢慢过渡到混合动力,最终将完全由清洁的燃料电池车替代。 近几年来, 燃料电池系统和燃料电池汽车技术已经取得了重大的进展。世界著名汽车制造厂,如丰田、本田、通用、戴姆勒- 克莱斯勒、日产和福特汽车公司已经开发了几代燃料电池汽车,并宣布了各种将燃料电池汽车投向市场的战略目标。目前, 燃料电池轿车的样车正在进行试验, 以燃料电池为动力的运输大客车在北美的几个城市中正在进行示范项目。其中本田的FCX Clarity 最高时速达到了160 km/ h ; 丰田燃料电池汽车FCH V adv 已经累计运行了360, 000 km 的路试, 能够在零下37度启动,一次加氢能够从大阪行驶到东京( 560公里)。在我国科技部的支持下, 燃料电池汽车技术得到了迅速发展。2007 年, 我国第四代燃料电池轿车研制成功, 该车最高时速达150 km/h,最大续驶里程319 km。2008 年,燃料电池示范汽车又在北京奥运进行了示范运行。2010 年, 包括上汽、奇瑞等国内汽车企业共有196 辆燃料电池汽车在上海世博园区进行示范运行。在开发燃料电池汽车中仍然存在着技术性挑战,如燃料电池组的一体化,提高商业化电动汽车燃料处理器和辅助部汽车制造厂都在朝着集成部件和减少部件成本的方向努力, 并已取得了显著的进步。但与统的内燃机轿车相比, 燃料电池电动汽车采用燃料电池+ 电动机!来代替传统车的心脏—发动机和燃油系统。燃料电池轿车的动力传动系统发生较大的
纯电动汽车热管理系统---专利
纯电动汽车热管理系统 本实用新型涉及电动汽车技术领域，公开了一种纯电动汽车热管理系统，包括压缩机、四位换向阀、室外换热器、第一膨胀阀和室内换热器，四位换向阀包括四个工作口，压缩机的排气口连接至四位换向阀的一口，压缩机的吸气口连接至四位换向阀的二口，换向阀的三口依次连接室外换热器、第一膨胀阀、室内换热器至四口，压缩机由纯电动汽车提供电能，第一膨胀阀通过四个单向阀桥接设置在管路中。本实用新型通过新的热管理系统，减少电能转化为热能的比例，提高能源的利用效率，满足复杂情况下系统热管理的需求。 专利类型：实用新型 申请（专利）号：CN201320417522.2 申请日期：2013年7月15日 公开(公告)日：2014年3月5日 公开(公告)号：CN203460658U 主分类号：B60H1/00,B,B60,B60H,B60H1 分类号： B60H1/00,B60K11/02,B60K11/00,H01M10/625,H01M10/00,H01M10/663,H01M10/00,B,H,B60,H01,B60H,B60K,H01M,B60H1,B60K11,H01M10,B60H1/00,B60K11/02,B60 K11/00,H01M10/625,H01M10/00,H01M10/663,H01M10/00 申请（专利权）人：上海加冷松芝汽车空调股份有限公司,上海交通大学 发明（设计）人：吕家明,黄国强,陈江平,严瑞东 主申请人地址：201108 上海市闵行区莘庄工业区华宁路4999号 专利代理机构：上海翼胜专利商标事务所(普通合伙) 31218 代理人：翟羽,黄燕石
国别省市代码：上海;31 主权项：一种纯电动汽车热管理系统，其特征在于：包括压缩机、四位换向阀、室外换热器、第一膨胀阀和室内换热器，所述四位换向阀包括四个工作口，分别为一口、二口、三口和四口，所述压缩机的排气口连接至所述四位换向阀的一口，所述压缩机的吸气口连接至所述四位换向阀的二口，所述换向阀的三口依次连接所述室外换热器、第一膨胀阀、室内换热器至四口，所述四位换向阀的一口与三口联通、二口与四口联通后所述系统形成室内换热器制冷回路，所述四位换向阀的一口与四口联通、二口与三口联通后所述系统形成室内换热器制热回路，所述压缩机由纯电动汽车提供电能，所述第一膨胀阀通过四个单向阀桥接设置在管路中。 法律状态：授权，授权
电动汽车电池组热管理系统的关键技术
第22卷 第3期 2005年3月 公 路 交 通 科 技 Journal of Highway and T ransportation Research and Development V ol 122 N o 13 Mar 12005 文章编号:1002Ο0268(2005)03Ο0119Ο05 收稿日期:2004Ο03Ο16 基金项目:国家高技术研究发展计划(863计划)重大专题项目(2003AA501100) 作者简介:付正阳(1978-),男,北京人,清华大学汽车工程系硕士研究生,主要从事电动汽车方面的研究1 电动汽车电池组热管理系统的关键技术 付正阳,林成涛,陈全世 (清华大学 汽车安全与节能国家重点实验室,北京 100084) 摘要:电池组热管理系统的研究与开发对于电动汽车的安全可靠运行有着非常重要的意义。本文分析了温度对电池组性能和寿命的影响,概括了电池组热管理系统的功能,介绍了电池组热管理系统设计的一般流程,并对设计热管理系统提出了建议。文章重点分析了设计电池组热管理系统过程中的关键技术,包括电池最优工作温度范围的确定、电池生热机理研究、热物性参数的获取、电池组热场计算、传热介质的选择、散热结构的设计等。关键词:电动汽车;电池组;热管理系统 中图分类号:T M911141 文献标识码:A K ey Technologie s of Thermal Management System for EV Battery Packs FU Zheng Οyang ,LIN Cheng Οtao ,CHEN Quan Οshi (S tate K ey Laboratory of Autom otive Safety and Energy ,Tsinghua University ,Beijing 100084,China ) Abstract :Research and development of battery thermal management system (BT MS )is very im portant for the operation safety and relia 2bility of electric vehicle (E V )1In this paper ,by analyzing the in fluence of tem perature on the per formance and service life of batteries ,the desired function of a BT MS was outlined ,a procedure for designing BT MS was introduced 1Several key technologies during designing a BT MS were introduced and analyzed ,including optimum operating tem perature range of a battery ,heat generation mechanism ,ac 2quisition of the therm odynamic parameters ,calculation of tem perature distribution ,selection of heat trans fer medium ,design of cooling structure and s o on 1 K ey words :E lectric vehicle ;Battery pack ;Thermal management system 0 引言 能源与环境的压力使传统内燃机汽车的发展面临前所未有的挑战,各国政府、汽车公司、科研机构纷纷投入人力物力开发内燃机汽车的替代能源和动力,这大大促进了电动汽车的发展。 电池作为电动汽车中的主要储能元件,是电动汽车的关键部件[1,2],直接影响到电动汽车的性能。电池组热管理系统的研究与开发对于现代电动汽车是必需的,原因在于:(1)电动汽车电池组会长时间工作 在比较恶劣的热环境中,这将缩短电池使用寿命、降 低电池性能;(2)电池箱内温度场的长久不均匀分布将造成各电池模块、单体性能的不均衡;(3)电池组的热监控和热管理对整车运行安全意义重大。 清华大学从承担国家“八五”电动汽车攻关项目以来,在电动汽车、混合动力汽车和燃料电池汽车关键技术的研究中,积极开展了电池组热管理系统的研究,并在样车上进行了道路试验,目前电池组热管理系统的优化设计与改进工作正在进行中。本文是对前阶段研究工作的总结和今后工作的展望。
电动汽车热管理系统
(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201710538323.X (22)申请日 2017.06.29 (71)申请人 知豆电动汽车有限公司 地址 315600 浙江省宁波市宁海县力洋镇 储家山路1号 (72)发明人 尹湘林 鲍文光 王红梅 闫优胜 樊晓浒 何志刚 (74)专利代理机构 杭州杭诚专利事务所有限公 司 33109 代理人 尉伟敏 (51)Int.Cl. B60H 1/00(2006.01) B60H 1/32(2006.01) B60H 1/22(2006.01) B60L 11/18(2006.01) (54)发明名称 电动汽车热管理系统 (57)摘要 本发明公开了一种电动汽车热管理系统，包 括乘员舱热管理模块和动力系统热管理模块，乘 员舱热管理模块包括电动压缩机、冷凝器、冷凝 风扇、膨胀阀、HVAC系统、第一水泵、水PTC加热器 和连接管路，动力系统热管理模块包括动力电池 包、水壶、第二水泵、散热器、散热器风扇、第三水 泵、控制器、逆变器、电机、热电板式换热器和连 接管路。动力系统热管理模块采用热电板式换热 器来实现。热电板式换热器根据珀耳帖效应，具 有加热和制冷功能。本发明具有结构简单，可靠 性好，控温精确，热利用率高，能有效提高电动汽 车电池使用效率和延长电动汽车行驶里程的特 点。权利要求书1页 说明书4页 附图3页CN 107310344 A 2017.11.03 C N 107310344 A
1.一种电动汽车热管理系统，其特征是，包括乘员舱热管理模块和动力系统热管理模块，乘员舱热管理模块包括制冷循环密闭系统和采暖循环密闭系统，制冷循环密闭系统包括电动压缩机（1）、冷凝器（2）、冷凝风扇（3）、膨胀阀（4）、HVAC系统（5）和连接管路，采暖循环密闭系统包括第一水泵（6）、水PTC加热器（7）和连接管路，动力系统热管理模块包括第一流体循环密闭系统和第二流体循环密闭系统，第一流体循环密闭系统包括动力电池包（8）、水壶（9）、第二水泵（10）、热电板式换热器（17）和连接管路，第二流体循环密闭系统包括散热器（11）、散热器风扇（12）、第三水泵（13）、控制器（14）、逆变器（15）、电机（16）、热电板式换热器（17）和连接管路。 2.根据权利要求1所述的电动汽车热管理系统，其特征是，动力系统热管理模块中的热电板式换热器包括第一流体进口（21）、第一流体出口（22）、第二流体进口（23）和第二流体出口（24），第一流体进口通过连接管路与第二水泵出口连接，第一流体出口通过连接管路与动力电池包进口连接，第二流体进口通过连接管路与第三水泵出口连接，第二流体出口通过连接管路与控制器进口连接。 3.根据权利要求1所述的电动汽车热管理系统，其特征是，热电板式换热器和散热器对动力系统热管理模块进行热管理。 4.根据权利要求2所述的电动汽车热管理系统，其特征是，第一流体和第二流体同时经过热电板式换热器进行加热或制冷，第一流体从热电板式换热器流出时的温度与第二流体从热电板式换热器流出时的温度差可以通过热电板式换热器工作电流大小进行调节，温度差调节在5℃-10℃比较合适。 5.根据权利要求1所述的电动汽车热管理系统，其特征是，当动力电池包不需要制冷或加热时，热电板式换热器停止工作，仅作流通通道，控制器、逆变器和电机依靠散热器和散热风扇进行降温。 6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的电动汽车热管理系统，其特征是，HVAC系统包括蒸发器（18）、鼓风机（19）、暖风芯体（20）和连接管路，蒸发器进口通过连接管路与膨胀阀出口连接，蒸发器出口通过连接管路与电动压缩机进口连接，暖风芯体进口通过连接管路与水PTC加热器出口连接，暖风芯体出口通过连接管路与第一水泵进口连接。 权 利 要 求 书1/1页CN 107310344 A
详解电动汽车传动系统原理、传动方式及拓扑构架设计
详解电动汽车传动系统原理、传动方式及拓扑构架设计 随着现代汽车电子技术的发展，新能源汽车、电动汽车的出现无疑给整个行业注入了一股新鲜而且充满挑战性的血液。凭借可以减少很多废弃物、有害气体的排放，对整个社会的生活环境都有很大的改善效果，得到社会及国家的高度的重视，具有很好的发展前景。下面我们就来从电动车的结构引入到电动汽车传动系统，并分析它的工作原理、传动方式、优势等，并简单的列举一些成功的应用案例。电动汽车和普通的汽车不同，它是用车载电源提供行驶的动力，用电机来驱动车轮的运动，而不是用点火装置来提供向前运动的力。我们知道，电动汽车主要是由电力驱动及控制系统、驱动力传动系统、工作装置等各个部分组成。它的工作原理是蓄电池中提供恒定的电流输出，这些恒定的电路通过电力调节器进行一次转换成可以驱动电动机的合适的电流和电压，从而可以驱动整个动力传动系统的正常运行，经过他们之间相互的作用最终给汽车提供可以运行的动力汽车可以正常的行驶。由此可见，电动汽车传动系统的有效性和安全性直接影响着整个系统的运行。电动汽车传动系统原理是直接将电动机的驱动转矩传给汽车的驱动轴。汽车传动轴在采用电动轮驱动时，由于它是靠车载电源提供动力源驱动电动机因而可以实现带负载启动，无需离合器;也正是因为是车载电源可以提供恒定的电流，中间会有电路控制的环境来实现驱动电机的方向和转速的控制，所以不需要倒档和差速器。若采用无级调速，就可以实现自动控制，无需变速器。电动汽车传动系统的传动方式主要有三种：(1)电机+传动轴+后桥(2)电机+变速箱+后桥(3)电机+磁力变矩器+后桥以目前的变速箱技术成熟度而言，除了传统车的变速箱外还没有一款真正成熟的适用于电动汽车的产品，最可靠和适用的传动方式还是电机+传动轴+后桥的直驱方案。当然在具体的设计时，我们需要更具实际情况来设计，包括电机的位置、电源的位置、驱动负载的能力、行驶速度要求、稳定性等这些都需要综合的来考虑。了解车辆效率损失分配即从发动机输出的功率消耗在不同汽车部件上的量及比例。这对改善车辆总体的传动效能非常有用，以达到适当配置资源，改善性能的目的。各种损失，使用安装在车辆适当位置的传感器进行测定。电动汽车传动系统拓扑构架设计汽车动力传动系统采用传统的内燃机和电动机作为动力能源，通过混合使用热能和电能两套系统开动汽车。在低速小功率运行时可以关闭发动机，采用电动机驱动;而高速行驶时用内燃机驱动;通过发动机和电动机的协同工作模式，将车辆在制动时产生的能量转化为电能，并积蓄起来成为新的驱动力量.从而在不同工况下都能达到高效率。一般上有串联式、并联式、混联式和复合式4种布置形式。(1)串联式—下图中采用的电力电子装置只有电机控制器,电池和辅助动力装置都直接并接在电机控制器的入口，属于串联式，车辆的驱动力只来源于电动机。 (2)并联式—下图中是典型的并联式动力系统结构，通常在电池和电机控制器之间安装了一个DC/DC变换器,电池的端电压通过DC/DC变换器的升压或降压来与系统直流母线的电压等级进行匹配。车辆的驱动力由电动机及发动机同时或单独供给。(3)混联式----采用四轮驱动、前后轮分别与不同的驱动系相连，后轮驱动有发动机、后置电机、发电机、变速器等组成，前轮驱动由前置电机、发电机组成。由于它使用不同的驱动方式，所以整个电动汽车传动系统既分离又相关联，可以更好的控制。下图就是一个简单的混联式的拓扑构架。同时具有串联式、并联式驱动方式。(4)复合式---改结构主要集中于双轴混合动力系统中，前轴和后轴独立驱动，前轮和后轮之间没有任何驱动抽或转电力主动型的设计，这种独立的驱动，让传动系统各个部件在运行过程中相互独立控制，因此可以有更好的传输能力。要让整个系统可以更好的运行，除了结构设计方面需要注意之外，还有一个就是电动汽车传动系统的参数设计也需要合理的匹配，这些参数对传动结构的性能影响也是很大的。这一方面的知识，小编在这边文章就不具体介绍了。总结能源问题和环境污染问题是现在社会日益突出的问题，深受国家的重视。因此寻找新能源汽车可以减少废气排放，让能源可以更好的利用在汽车电子设计行业是当务之急。电动汽车正是因为具有上面
纯电动汽车传动系统知识分享
第一章绪论 1.1 课题的目的意义： 1.1.1 纯电动汽车的背景 当前，我国电动汽车发展已经进入关键时期，既面临重大的发展机遇，也面临着严峻的挑战。我国电动汽车发展中还存在很多需要解决的问题，如核心技术还不具备竞争力，企业投入不足，政府的统筹协调能力还没有充分发挥等。总体上看来，我国电动汽车产业，起步不晚，发展不慢，但是由于传统汽车及相关产业基础相对薄弱、投入不足，差距仍然存在，中高端技术竞争压力越来越大，因此，必须加大攻坚力度，推动我国汽车产业向创新驱动转型，提高核心技术竞争力，确保我国汽车行业的可持续发展。 纯电动汽车使用电动机作为传动系统的动力源，缓解了能源紧缺的压力，实现了人们长期以来对汽车零尾气排放的期盼，传动系统作为汽车的核心组成部分，其技术创新是纯电动汽车发展的必经之路。 1.1.2 纯电动汽车的意义 近年来，关于纯电动汽车的研究主要集中在能量存储系统、电驱动系统和控制策略的开发研究三方面。 能量存储系统相当于纯电动汽车的发动机，是纯电动汽车电动机所需电能的提供者。目前，铅酸蓄电池是使用最为广泛的，但其充电速度较慢，使用寿命短，节能环保差。随着电动汽车技术的发展，其他电池正在渐渐取代着铅酸蓄电池。目前发展的新电源有纳硫电池、锂电池、镍镉电池、飞轮电池、燃料电池等，尽管这些新电源投入应用，但是短时间内还是无法解决纯电动汽车电源充电缓慢，电量存储低续航里程短的问题。 纯电动汽车整车控制策略的开发研究一直在紧锣密鼓的进行着，整车控制系统是纯电动汽车实现整车控制和管理的关键，是实现和提高整车控制功能和性能水平的一个重要技术保证。其核心技术主要体现在整车控制软件的架构设计、转矩控制策略以及对整车和各系统得能量管理上。尽管控制策略的开发研究一直没有间断，但是，系统开发较为复杂，进度较慢。
燃料电池汽车的动力传动系统设计
燃料电池汽车的动力传动系统设计 1引言 燃料电池汽车是电动汽车的一种。 燃料电池发出的电，经逆变器、控制器等装置，给电动 机供电，再经传动系统、驱动桥等带动车轮转动 ，就可使车辆在路上行驶，燃料电池的能量转 换效率比内燃机要高 2-3倍。燃料电池的化学反应过程不会产生有害产物 ，因此燃料电池车 辆是无污染汽车。随着对汽车燃油经济性和环保的要求 ，汽车动力系统将从现在以汽油等化 石燃料为主慢慢过渡到混合动力 ，最终将完全由清洁的燃料电池车替代。 近几年来，燃料电池系统和燃料电池汽车技术已经取得了重大的进展。世界著名汽车制 造厂，如丰田、本田、通用、戴姆勒-克莱斯勒、日产和福特汽车公司已经开发了几代燃料电 池汽车，并宣布了各种将燃料电池汽车投向市场的战略目标。 目前，燃料电池轿车的样车正在 进行试验，以燃料电池为动力的运输大客车在北美的几个城市中正在进行示范项目。其中本 田的FCX Clarity 最高时速达到了 160 km/h[8];丰田燃料电池汽车 FCHV-adv 已经累计运行 了 360,000 km 的路试,能够在零下37度启动，一次加氢能够从大阪行驶到东京 （560公 里）。 在我国科技部的支持下，燃料电池汽车技术得到了迅速发展。 2007年，我国第四代燃料电池 轿车研制成功，该车最高时速达150 km/h,最大续驶里程319 km 。2008年,20燃料电池示范 汽车又 在北京奥运进行了示范运行。 2010年，包括上汽、奇瑞等国内汽车企业共有 196辆燃 料电池汽车在上海世博园区进行示范运行。 燃油绘济性 排放环保 l ;uel economic exhaust eih ironmen(al protection Internal combustion engine Shori peicxl Mid peitxl Long pei 汽车热管理现状发展综述 自从汽车产生以来，排放以及燃油经济性有关先进科学技术陆续应用到了内燃机上，汽车性能得到了明显的改善。在内燃机燃烧系统、气体热交换系统以及发动机控制系统的发展与改进方面，我们都花费了大量的精力。为了提高发动机的性能，但是，在之后的35年，我们都在发动机及其动力总成上花费了很大的精力，收获却越来越小，成本越来越高。幸运的是，现代工业已经发现并探索出了“最后的领地”—汽车热管理。 何为汽车热管理系统？汽车热管理系统是从系统集成和整体角度出发，统筹热量与发动机及整车之间的关系，采用综合手段控制和优化热量传递的系统。先进的热管理系统设计必须同时考虑发动机冷却系统与润滑系统、暖通空调系统（HV AC）以及发动机舱内外的相互影响，采用系统化、模块化设计方法将这些系统进行设计集成、制造集成，集成为一个有效的热管理系统。其必须能根据行车工况和环境条件，自动调节冷却强度以保持相应的部件在最佳的温度范围内工作，改善汽车各方面的性能，例如燃油经济型、驾驶舒适性等。因此，开发高效可靠的汽车热管理系统已经成为发动机进一步提高功率、改善经济性所必须突破的关键技术问题。因此采用先进的热管理系统设计理念，应用汽车现代设计方法和手段，对汽车热管理系统进行深入研究具有十分重要的意义。 1.国内汽车热管理系统的研究现状 发动机冷却系统作为发动机正常稳定运行的重要辅助系统，国内学者和企业对其研究一直在不断地深入和扩展。在燃烧放热，活塞、缸套、气缸盖温度场与热负荷，缸内气体流动与传热，散热器设计，风扇设计优化，排气系统传热等方面做了大量的研究工作。 目前，国内对汽车整车或者整机的热管理研究并不成熟，还处于初级阶段。国内对整车或者整机的研究主要集中在某几个高校，如同济大学、浙江大学、西安交通大学、清华大学等；而只有几所高校研究发动机的整机热管理，并且还处于起步阶段；而对于整车的热管理研究，国内几乎没有可以承担的。国内大部分企业主要针对某些零部件做单一的研究，并没有把部件统一起来作为整体来考虑。 对于小型轿车来说，冷却系统趋于向高性能方向发展，电控应用技术越来越多；但是对于重型车辆来说，改变并不是很大。重型汽车热管理系统基本结构在过去的40—50年里变化不大，有些部件(冷却液泵和节温器)的设计基本上没改变过。传统的节温器通常采用的是注蜡式节温器，它只能在一定的冷却液温度(80一85℃)内进行单点控制(节温器在85℃时开启，80℃时关闭)，不能满足未来的冷却系统对冷却液流量精确控制的要求。研究表明。在25℃大气温度时，路上运行的负载车辆，其节温器打开(大循环)时间仅占总时间的10％。另外， 电动汽车变速器的现状和发展方向 汽车行驶的速度是不断变化的，这就要求汽车的变速器的变速比要尽量多，这就是无级变速(Continuously Variable Transmission简称"CVT") 。尽管传统的齿轮变速箱并不理想，但其以结构简单、效率高、功率大三大显着优点依然占领着汽车变速箱的主流地位。 在跨越了三个世纪的一百多年后的今天，电动汽车还没有使用上满意的无级变速箱。这是汽车的无奈和缺憾。但是,人们始终没有放弃寻找实现理想汽车变速器的努力,各大汽车厂商对无级变速器(CVT)表现了极大的热情，极度重视CVT在汽车领域的实用化进程。这是世界范围尚未根本解决的难题，也是汽车变速器的研究的终极目标。 汽车变速器 围绕汽车变速箱五个研究方向，各国汽车变速器专家展开了激烈的角逐。 1．摩擦传动CVT 金属带式无级变速箱(VDT-CVT)的传动功率已能达到轿车实用的要求，装备金属带式无级变速箱的轿车已达100多万辆。据报道：大排量6缸内燃机（2.8L）的奥迪A6轿车上装备的金属带式无级变速箱Multitronic CVT ，能传动142kw（193bhp）功率，280Nm扭矩。这是真正意义的无级变速器。 另一种摩擦传动CVT(名为Extroid CVT)是滚轮转盘式。日产把它装在概念车XVL上首次于去年东京车展展示，新款公爵(Cedric)车也装用这种CVT。可与3L以上排量的大马力内燃 机(XVL的引擎输出为330Nm/194kw)搭配使用，可谓汽车变速箱发展史上又一重要进步。 从V形橡胶带CVT到V型金属带CVT再到滚轮转盘式CVT，摩擦传动CVT的研究已持续了整整一个世纪，尽管摩擦传动无级变速器的发展已经达到很高的水平，也已经装备上电动汽车达到了实用的水平。但齿轮变速箱依然占据着半壁河山，这至少说明了四个问题：（1）无级变速（CVT）是汽车变速箱始终追逐的目标。 （2）摩擦传动CVT实现大功率的无级变速传动是极为困难的。 （3）摩擦传动CVT传动效率低是必然的。 （4）摩擦传动CVT的效率，功率无法与齿轮变速相比。 2．液力传动 人们经常把液力自动变速器（AT）和无级变速器（CVT）两个概念混为一谈。实际上这两种变速器工作原理完全不同。液力自动变速器免除了手动变速器繁杂的换档和脚踩离合器踏板的频繁操作，使开车变得简单、省力。但是, 液力自动变速器（AT）不是无级变速，是有级变速的自动控制，没有从根本上满足汽车对变速器的要求。 从原始橡胶带无级变速箱到现代金属链无级变速箱、滚轮转盘式CVT，百年大回转说明：无级变速箱是汽车变速箱的最终归属，液力自动变速器只不过是一种过渡产品。 3．电控机械式自动变速器 电控机械式自动变速器(Automated Mechanical Transmission简称"AMT")和液力自动变速器（AT）一样，不是无级变速器，是有级变速器的自动换档控制。其特点是机械传动部分沿用了传统的有级变速箱，但控制参量太多，实现自动控制相当困难。 4．齿轮无级变速器 齿轮无级变速器（Gear Continuously Variable Transmission）这是一种全新的设计思想，是利用齿轮传动实现高效率、大功率的无级变速传动。 据最新消息：一种"齿轮无级变速装置"(Gear Continuously Variable Transmission简称"G-CVT")已经试制成功，并已经进行了多次样机试验。"齿轮无级变速装置"结构相当简单，只有不足20种非标零件，51个零件，生产成本甚至低于手动变速箱。预计今年进行装车试验。 齿轮无级变速器的优势表现为： （1）传动功率大，200KW的传动功率是很容易达到的； （2）传动效率高，90%以上的传动效率是很容易达到的； （3）结构简单，大幅度降低生产成本，相当于自动变速箱的1/10； （4）对电动货车而言，提高传动效率，节油20%； （5）发动机在理想状态下工作，燃料燃烧完全，排放干净，极大的减少了对环境的污染。 ２０１８年汽车热管理系统行业深度分析报告 投资要点： ?技术路线：从传统到新能源，热管理系统复杂性提升汽车热管理系 统广泛意义上包括对所有车载热源系统进行综合管理与优化，热管理系统主要是用于冷却和温度控制，例如对发动机、润滑油、增压空气、燃料、电子装置以及EGR的冷却，对发动机舱及驾驶室的温度控制。热管理系统工作性能的优劣，直接影响汽车的整体性能，对于整车的重要性不言而喻。新能源汽车的发展，对于汽车热管理系统是一场大的变革。传统燃油车的热管理架构主要包括了空调系统以及动力总成热管理系统。新能源汽车由于动力源发生了变化，新增了三电系统，因此要对电池、电机、电控等进行热管理的重新构建。此外，新能源汽车的空调系统因为动力方式的转变也产生较大的变革，从压缩机部件到制暖系统都需要进行技术的升级以及产品的替换。总体而言，从传统燃油车到新能源汽车，汽车热管理系统变得更加复杂，对于整车的重要性愈加提升。 ?产品空间：传统叠加新能源，热管理市场扩容1）节能减排带来传 统燃油车热管理部件新需求。节能推动涡轮增压器市场渗透率持续提升。针对2020年我国乘用车产品平均燃料消耗量达到5L/100km 的目标，涡轮增压（小排量化）成为提升发动机能量转化效率的重要技术，预计到2020年汽油机涡轮增压的比例会上升到40%。节能减排推动尾气处理（EGR）渗透率持续提升。到2020年，我们预测柴油车EGR装机率将逐步达到60%，汽油车EGR装机率达20%。涡轮增压器和尾气处理（EGR）市场渗透率的提升，将直接带动中冷器、电子水泵、EGR冷却器等热管理零部件需求量提升。 2）电动化趋势下，催生新能源汽车热管理新增量市场。目前电动化已经成为汽车行业最主要的趋势之一，各国政府出台相关政策推动，而各家车企也都不同程度的投入到新能源汽车的研发生产中。在政策与产业的联合助力下，新能源汽车发展迅速。单车价值方面，由于新能源汽车热管理系统相对于传统燃油车增加了电机电控冷却系统和电池热管理系统，形成新的产品需求如电子膨胀阀、电池冷却器、电池水冷板、电子水泵等，因此单车价值从传统车的2200元左右提升至4600元左右。3）预计到2020年，传统燃油车热管理系统全球市场规模超2200亿元，新能源汽车热管理系统全球市场规模超200亿元。 ?竞争格局：传统市场行业集中度较高，新能源市场中外厂商共谋未 一种纯电动轿车电池组冷却系统设计及仿真 ————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： 一种纯电动轿车电池组冷却系统设计及仿真 摘要：介绍了某纯电动轿车两种冷却系统设计方案，利用计算流体动力学（Computational Fluid Dynamics，CFD）仿真软件建立整个电池组仿真模型，通过仿真和试验相结合的手段获取仿真模型中蒸发器等效模型的关键参数，从而进行高温工况下电池组散热情况的数值模拟，指导冷却系统方案设计。对比两组仿真结果，确定蒸发器分体式冷却方案对电池组的冷却效果明显优于集中式，且该冷却系统可以有效保证电池在高温环境下运行的稳定性，防止热失控现象的发生。 关键词：纯电动轿车；热管理系统；冷却；数值模拟 中图分类号：U469.72+2文献标文献标识码：A文献标DOI：10.3969/j.issn.2095-1469.2015.01.08 动力电池作为新能源纯电动汽车的动力来源，在提高整车性能和降低成本方面都有至关重要的作用，其温度特性直接影响到纯电动汽车的性能、寿命和耐久性[1-2]。目前在电池容量受到限制的情况下，电池成组技术水平对电池系统的发展非常重要，而电池热管理系统作为电池成组技术的重要核心技术之一，对提高电池一致性以及保证整车安全性都至关重要。在夏季，电动汽车运行过程中，对电池的充放电会 伴随着大量热量的产生，如不及时散热，电池组内部温度会急剧上升，且温差不断加大，加剧电池内阻与容量的不一致性，甚至导致热失控，存在很大安全隐患。 电池组冷却系统的设计需采用系统化的设计方法，同时为节省研究成本，需要借助成熟CFD技术来完善对电池组热特性的准确评估与分析。 针对目前传统开放式冷却系统不能很好地满足电池组运行需求的现状，本文提出一种全封闭式冷却系统方案，利用蒸发器对电池组进行主动散热。通过CFD仿真对所设计的两种方案进行数值模拟，最终确定较优方案。 1 电池组冷却系统设计 1.1 电池组冷却系统 空气冷却按照冷却系统采用结构的不同，分为串行和并行两种方式；按照是否使用风扇，分为强制及自然两种冷却方式。 自然冷却无冷却风扇，冷却效果比较差。强制冷却主要利用冷却风扇进行冷却，由于其实现成本较低、散热效果较好、可靠性高等特点，目前新能源汽车主要采用此种方式对电池组进行冷却[3-4]。 某纯电动轿车冷却系统利用空气作为冷却介质对电池组进行冷却，电池组内部选用能量型三元材料动力电池，采用密闭式热管理系统，利用强制冷却方式对电池组进行冷 车辆热管理系统的建模与仿真 作者：世冠工程公司 车辆热管理系统广泛意义上包括对所有车载热源系统进行综合管理与优化，现阶段主要研究对象通常以冷却系统为核心，综合考虑润滑系统油冷器、空调系统冷凝器及中冷器等与冷却系统之间的相互影响，而发动机冷启动特性研究和发动机舱流动传热分析为车辆热管理研究的首要问题。 典型的车辆冷却系统（见图1），包括：冷却水泵、发动机、油冷器、节温器、散热器、暖风与膨胀水箱等部件。 图1 典型车辆冷却系统结构 通过对系统进行建模仿真计算，必须考虑以下物理现象： 1.系统各支路流量、压力与温度分布； 2.节温器的工作特征； 3.系统动态过程温度波动； 4.系统各处的换热情况。 车辆冷却系统 AMESim针对车辆冷却系统提供了热库、热流体库及冷却系统库等专业库，涵盖了冷却系统建模所需要的全部部件，通过鼠标拖放操作就可以快速建立起冷却系统的仿真模型。 图2 AMESim车辆冷却系统模型 图2为应用AMESim建立起的车辆冷却系统模型，该模型需要输入的参数如下： 1.实际系统的管网结构； 2.采用冷却液的种类； 3.各段冷却水管的几何尺寸； 4.水泵特性曲线； 5.系统各部件的流阻特性（散热器、油冷器和水套等）； 6.散热器性能MAP图。 通过设定系统外部边界条件（大气压力、大气温度等）及系统初始条件，给定仿真周期，AMESim能够自动选择最优的积分算法与步长，快速完成系统瞬态计算。AMESim车辆冷却系统典型仿真结果见图3。 图3 AMESim车辆冷却系统仿真结果 由图3可见，通过AMESim建模仿真可以计算系统各支路流量与流动阻力，对系统整体性能进行评估，选择关键部件的尺寸并设计控制策略等。基于AMESim冷却系统解决方案，工程师可以研究新的部件、新型结构对系统效率和性能的影响，包括： 1.分析采用新型电子水泵和电子节温器的影响； 2.分析系统最高工作温度； 3.分析新的部件、新的布置结构以及管路尺寸的影响； 4.分析更高的水箱压力对汽蚀的影响。 发动机热模型 采用上述冷却系统模型并不能精确计算发动机的冷启过程，因为上述模型并没有考虑机体内存储的能量与机体内部的换热过程，因此，需要建立更加详细的发动机机体热模型，充分考虑机体内的换热过程。首先，考虑一个典型的发动机机体结构，为了建立发动机机体离散热模型，必须考虑热流体属性（润滑油、冷却液、空气和燃烧废气）、固体热容（铝、铸铁）以及这些热容间的传热（传导、对流和辐射）。发动机机体（见图4）被离散为以下热容结构（最少热容点离散方式，可以进一步细化）：油底壳、曲轴箱、曲轴、连杆、活塞、缸体外壁、气缸、气缸盖和凸轮轴。 图4 机体热模型基本结构 对发动机机体进行离散后，必须正确考虑离散后各部分之间的传热现象，包括： 1.各离散质量点之间的热传导（缸体、缸盖及活塞等）； 电动汽车动力传动系的结构与工作原理 摘要：能源危机已经逐渐成为世界面临的最重大问题之一。电动汽车的发展应运而生。电动汽车的动 力传动系统又是其核心技术，本文主要对电动汽车中的蓄电池，电动机以及控制器的结构和工作原理进行 了阐述。 关键词:电动汽车蓄电池电动机控制器 The Works And Structure Of Power Transmission For Electric Vehicle LIU Xue Lai ( School of Automobile and Traffic Engineering, Jiangsu University, Zhenjiang 212013, Jiangsu, China) Abstract: Energy crisis has become one of the most important issues which all the people have to face. Due to this problem, the development of electric vehicle comes into being. Power transmission is the core technology for electric vehicle. The article mainly makes a set about the works and structure of electric vehicle’s storage battery, electric motor and motor controller. Keyword: Electric Vehicle Storage Battery Electric Motor Motor Controller 前言 能源短缺、环境污染、气候变暖是全球汽车产业面临的共同挑战，各国政府及其产业界积极应对，纷纷提出各自发展战略，新能源汽车已经成为21世纪汽车工业的发展热点。我国是一个能源短缺的国家，尤为重视新能源汽车的研发。其中，纯电动汽车是新能源汽车的重中之重。纯电动汽车是以电池为储能单元，以电动机为驱动系统的车辆。通常地，容量型驱动力电池即可满足实用要求。纯电动汽车的特点是结构相对简单，生产工艺相对成熟，缺点是充电速度慢，续驶里程短。因此适合与行驶路线相对固定，有条件进行较长时间充电的车辆。 1.概述 1.1 动力传动系统 动力传动系统是电动汽车最主要的系统，电动汽车运行性能的好坏主要是由其动力传动系统的性能决定的。电动汽车动力传动系统由蓄电池、控制器、电动机、变速器、主减速器、等组成。电机控制器接受从加速踏板（相当于内燃机汽车的油门）、刹车踏板和PRND（停车、倒车、空档、前进）控制按键的输出信号，控制电动机的旋转，通过减速器、传动轴、差速器、半轴等机械传动装置驱动车轮旋转。车辆减速时，电机对车辆前进起制动作用，这时电机处于发电机制动的运动状态，给蓄电池充电，也就是所谓的再生制动。电动汽车的再生制动功能是非常重要的，根据对电动汽车的实际运行测试结果表明，再生制动给作为储能动力源的蓄电池补充的能量，能是电动汽车一次充电之后行驶里程增加。动力传动系统的构成框图如1.1所示。 ２０１８年汽车热管理系统专题研究报告 投资要点 ?热管理系统将迎变革，行业重要性提升 新能源热管理与传统车热管理相比，空调系统与热管理系统的关系变得更为紧密相连，并且新增了电池、电机、电子设备冷却的热管理系统，代替了传统对发动机、变速箱的却冷。其中，电池不仅需要传统的冷却功能，还需要具有制热的功能，新能源车电池的重要性使得热管理系统的重要性显著上升。另外，电动汽车空调必须从自身解决低效供暖的问题，热泵型空调技术正好解决了电动汽车采暖能耗高及对发动机余热的依赖问题。 ?单车价值显著提升，电动车渗透率提升空间大 新能源汽车的车载空调及热管理系统相比传统汽车更为复杂，部分零部件数量及种类均有增加，新增零部件包括电子膨胀阀、带电磁阀的膨胀阀和电池冷却器、冷却板、电子水泵和电子水阀。在补贴逐步退坡的情况下，双积分制有望接过补贴政策，从供给端推动国内新能源汽车行业的快速发展，明确汽车行业电动化的发展方向，新能源汽车的热管理系统市场空间有望快速提升。我们初步测算，新能源汽车的热管理系统价值相比传统汽车提高超过4000元，且国内新能源汽车市场上升空间仍然巨大，我们认为热管理系统的各项驱动因素的环比情况仍然能够进一步提升。 ?与国际主流一级供应商站在同一起跑线 目前，电装公司、法雷奥、汉拿、马勒贝洱四家国际公司四家合计占据超过50%的全球市场份额。国内的热管理系统制造企业在传统车上落后于国际主流企业，但是在新能源汽车的热管理系统的技术上国内企业与国际主流一级供应商站都仍在起步阶段。受益于国内新能源汽车政策面的大力推动，国内新能源汽车销量增速领先全球，利好国内零部件企业，有望在热管理的细分行业弯道超车。 ?投资建议 受益于国内汽车市场近十五年的快速发展，部分优秀零部件企业已经拥有自己的核心产品，不仅进入国内自主品牌的供应链体系，也进入国际主流主机厂商的供应链配套。我们建议持续关注拥有核心技术，成本优势明显，客户资源丰富以及积极布局新能源汽车热管理系统的优质企业。重点推荐：三花智控（阀类产品进入壁垒高，积极布局热管理系统，拥有特斯拉等国际客户背书，未来有望加速切入自主品牌供应链体系），银轮股份（由商转乘成功，进入大众供应链体系，与国际龙头企业站在同一竞争平台）。 ?风险提示 宏观经济波动， 汽车销量增速不及预期， 新能源汽车销量不及预期， 新能源汽车热管理系统技术突破不及预期。 电动车轮毂电机及其电传动系统简析 雷王宏永济电机厂 内容摘要：介绍了美国德莱赛公司170D电动车（电动轮卡车）的电传动系统，并对其轮毂电机、谐波同步发电机这两个大部件的结构特点作了简要分析。 关键词：电动车轮毂电机发电机 EV 一、前言 目前，在我国山西平朔安太堡露天煤矿，因其特殊的作业形式，煤的运输周转是使用大吨位运煤装卸卡车，这些卡车为进口美国德莱赛公司的电动车（型号有170D等几种），载重量达150吨，时速最高可达30公里/小时，这在我国目前还是独一无二。 电动轮卡车外形像一辆大翻斗汽车，其牵引传动控制系统与一般内燃机车的有很大相似之处，但又有特殊性，特别是其特有的电动轮胎别具特色，笔者在此结合对776电动轮大修中遇到的部分零部件实物，并结合对搜集的一些零散外文资料的阅读和规整，对它们作以简要系统的介绍，以供同行共同探讨。 二、传动控制系统 1.系统分析 整个车的动力来源为燃油发动机，主要有美国的卡特发动机、康明斯发动机等几种型号。我们以170D车为例，其装配的传动控制系统均为美国GE公司的配套装置，有关发动机、发电机、电动轮，整流控制柜等的布置示意图如下： 系统硬件布置示意图 1----发动机 2----发电机 3----整流及控制柜 4---- 电阻制动柜 5----电动轮 6----风机 由示意图可见，发动机---同步发电机机组安装在司机室下方，维修时可整体由卡车前方出入，电动轮分别安装在翻斗下方左右两侧，司机室的后面是电气控制柜。实际上，在翻斗下方的中部还安装有液压系统，液压泵在中间，其两侧为油箱，液压系统主要是控制翻斗箱的起落，在此不予赘述。 卡车制停时，司机可通过脚踏板控制刹车盘，其安装在电动轮换向器端（结构示意图见后），同时也可借助电阻制动协助卡车制停。汽车热管理综述
电动汽车变速器的现状和发展方向--资料
2018年汽车热管理系统行业深度分析报告
一种纯电动轿车电池组冷却系统设计及仿真
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2018年汽车热管理系统专题研究报告
电动车轮毂电机及其电传动系统简析