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混合动力汽车动力系统测试平台的研究

混合动力汽车动力系统测试平台的研究
混合动力汽车动力系统测试平台的研究

简述混合动力汽车检测

民营科技 2011年第12期 37 MYKJ 科技论坛 简述混合动力汽车检测 张建荣 (兴宁市宏通机动车辆综合性能检测站,广东兴宁514500) 1混合动力分类 1.1串联式混合动力系统 串联式混合动力系统一般由内燃机直接带动发电机发电,产生的电能通过控制单元传到电池,再由电池传输给电机转化为动能,最后通过变速机构来驱动汽车。在这种联结方式下,电池就象一个水库,只是调节的对象不是水量,而是电能。电池对在发电机产生的能量和电动机需要的能量之间进行调节,从而保证车辆正常工作。1.2并联式混合动力系统 并联式混合动力系统有两套驱动系统:传统的内燃机系统和电机驱动系统。两个系统既可以同时协调工作,也可以各自单独工作驱动汽车。这种系统适用于多种不同的行驶工况,尤其适用于复杂的路况。1.3混联式混合动力系统 混联式混合动力系统的特点在于内燃机系统和电机驱动系统各有一套机械变速机构,两套机构或通过齿轮系,或采用行星轮式结构结合在一起,从而综合调节内燃机与电动机之间的转速关系。与并联式混合动力系统相比,混联式动力系统可以更加灵活地根据工况来调节内燃机的功率输出和电机的运转。2现代汽车检测技术的趋势2.1应用高新技术提高检测水平 我国目前的汽车检测设备在采用专家系统和智能化诊断方面与国外相比还存在较大差距。随着汽车工业的发展,传感器制造水平越来越高,测试精度和可靠性不断提高,从而促进了汽车检测和诊断设备的迅速发展。 2.2研制开发新的检测诊断设备与仪器 随着世界经济和社会的发展,汽车方面的标准和法规在不断地变化,对汽车的使用性能、检测参数及相应的检测方法亦不断地更新和发展,比较典型的实例是汽车排放污染物的控制。随着世界各国对环保品质要求的提高,对汽车排放污染物的控制和检测方法也不断发展。目前随着I/M 制度的推行,对汽油发动机汽车检测方法由怠速和双怠速,向模拟车辆行驶的简易工况法过渡。 2.3检测技术向人工智能专家系统发展 为节省费用、场地和人员,汽车检测设备已开始从单机单功能向多功能的综合检测台发展。不仅节约费用,而且大大减少了设备安装的占地面积;同时先进的传感器和计算机控制系统可在操作后,显示、打印和储存各种测试数据。汽车检测设备的综合化有利于汽车检测线的浓缩化。今后汽车检测和诊断技术发展的重点应是增加和完善监控预测功能,将汽车的检测逐步扩展到系统状态的预测,并进一步发展到元件状态的预测,这样将能科学地决定汽车各总成以至整车的合理使用寿命,这对提高汽车运行的经济性和可靠性具有重要的意义。2.4规范化和网络化 我国检测技术发展过程中,普遍重视硬件技术,忽略或是轻视了难度大、投入多和社会效益明显的检测方法及限值标准等基础性技术的研究。有些检测设备由于缺乏技术规范化,而使检测结果缺乏科学性和准确性。随着检测技术的发展,与硬件相配套的检测技术软件需要进一步完善。 3混合动力汽车检测3.1动力控制策略系统 混合动力电动汽车由发动机和蓄电池共同提供动力,发动机和电动机可进行不同组合得到不同的驱动方案,按照能源组合的方式,混合动力电动汽车可按动力驱动方式分为串联式混合动力电动汽车(SHEV )和 并联式混合动力电动汽车(PHEV )。SHEV 的特点适合城市行驶中频繁起动、 加速和低速运行工况,可使发动机在最佳工况点附近稳定运转,通过调整蓄电池和电动机的输出来达到调整车速的目的,从而提高在复杂工况下行驶的车辆的燃油经济性,同时降低排放。在电池的荷电状态(SOC )较高时还可以关闭发动机,只利用电机进行功率输出,使发动机避免在怠速和低速工况下运行,提高发动机的效率,减少有害物质的排放。 3.2运行状况监控系统 “运行状况的监控系统”具备采集动力电池的电流、电压、温度,以及车辆的刹车信号、离合器压力信号、行车速度等,准确地获取这些信号是实现混合动力驱动汽车的关键所在。输入电压为6~18V ,可满足车辆启动和特殊情况下导致的蓄电池输出电压不稳定而导致的监控系统瘫痪。3.2.1信号通道。 处理器系统将采集到的各种信号进行处理后,送至上层的动力策略控制系统,并且上层的控制信号也要传送至底层。采用CAN 总线技术,不仅组网自由,扩展性强,实时性好,可靠性高,而且具有自诊断和监控能力,它是一种十分有效的通信方式。CAN 总线具有以下特点: 1)无破坏性地基于优先权竞争的总线仲裁。2)可借助接收滤波的多地址帧传送。3)具有错误检测与出错帧自动重发送功能。4)数据传送方式可分为数据广播式和远程数据请求式。3.2.2电池电压和温度的测量。 动力电池电压的测量方式取决于动力电池的具体情况,为确保测量系统适用于不同的工作状况,尤其是考虑到充电时电池电压会适当上升,特殊情况时电压可能达到20V ,因此设计的测量范围应为0~20V 。3.2.3充放电电流测量。 动力电池充放电的大电流的测量可采用两种方式,最常见的就是采用霍尔传感器。因此选择合适的霍尔传感器是精确测量电路的关键。霍尔传感器的磁场灵敏度或者称磁场的开起点要与电机型号和结构相匹 配。 不同的电机型号和不同的电机设计结构转子磁场有不同的磁场分布和磁场分布涨落。如果霍尔传感器的磁灵敏度太高或者太低,由于转子磁钢和磁钢缝隙磁场分布的不规则涨落,会导致位置传感器给出错误的信号。 4检测的制度化和标准化 国外在用车排放控制措施主要是通过在用车检查厂维护制度来实现的,这一制度包括各车辆管理机构例行年检、车辆使用者定期检查和维护等,因国家和城市的情况不同而异实践证明,有效的UM 制度是降低在用车排放污染最经济有效的手段。近些年来,我国汽车检测、诊断设备和技术的飞速发展,使维修制度逐渐发生了变化,现在,不解体检测的 自动诊断技术在检测项目、 测试精度、检测速度、检测工艺性、可靠性、可信度及设备的价格等方面,均己达到可以实际应用的水平。5结论 混合动力具备了传统内燃机和电动机的优势,避免了纯电动车辆在电池技术和能源基础设施上的不足,因此将在较长一段时间内占据优势。 随着科学技术的进步,汽车检测设备在智能化、自动化、精密化及综合化方面都有新的发展,应用新技术开拓新的检测领域,研制新的检测设备。随着电子计算机技术的发展,出现了汽车检测诊断、控制自动化、数据采集自动化及检测结果直接打印等功能的现代综合性能检测技术和设备。 摘要:混合动力电动汽车是指有两种或两种以上的储能器、能源或转换器作驱动能源,至少有一种能提供电能的车辆称为混合动力电动汽 车,开展混合动力汽车技术的研究和开发对改善中国城市环境、 缓解石油资源不足的压力。通过对车辆的检测,能科学地决定汽车各总成以至整车的合理使用寿命,这对提高汽车运行的经济性和可靠性具有重要的意义。 关键词:汽车;混合动力;检测

混合动力汽车动力系统综述

汽车新动力━━━HEV 综述 戴梦萍1 纪永秋2 (1.山东理工大学机械工程学院,255000;2.山东水利技术学院,255000) 摘要:介绍了混合动力电动汽车(HEV )的概念、HEV 动力总成的组成及型式,阐述了其基本工作原理和驱动模式。 关键词:混合动力电动汽车;串联;并联;混联;驱动模式 随着世界经济的持续增长和世界人口的增加、人民生活水平的提高,人均能源消耗将会高速增加,环境污染会变得更加严重。开发新的替代能源、提高热能转换效率和节约能源被认为是解决或缓解环境污染和保障能源供给的有效办法。汽车燃油发动机是消耗矿石能源和制造环境污染的大户,研发替代燃油发动机的新动力势所必然。替代燃油发动机汽车的方案也越来越多,例如氢能源汽车、燃料电池汽车、混合动力汽车等。但目前最有实用性价值并巳有商业化运转的模式,只有混合动力电动汽车。 根据国际机电委员会下属的电力机动车技术委员会的建议,混合动力电动汽车是指由两种和两种以上的储能器、能源或转换器作驱动能源,其中至少有一种能源提供电能的车辆称为混合动力电动汽车。本文介绍的仅是既有内燃机又有电动机驱动的混合动力电动汽车。混合动力电动汽车的关键是混合动力系统,它的性能直接关系到混合动力汽车整车性能。经过十多年的发展,混合动力系统总成已从原来发动机与电机离散结构向发动机、电机和变速器一体化结构发展,即集成化混合动力总成系统。 1 混合动力电动汽车的组成及种类成 1.1 混合动力总成按照驱动系统能量流和功率流的配置结构关系,可分为串联式(Series hybrid system )(两种)、并联式(Parallel hybrid system )和混联式()等三种。(如图1 (a( (a ) 减(变)速器 车轮 车轮 发动机 发电机 蓄电池 电动机 车轮 车轮 发动机 发电机 蓄电池 电动机 减(变)速器 (a) (b)

详解四大驻车制动装置

现代汽车对于电子化的运用越来越广泛,驾校教练口中的“踩刹车、踩离合、脱空档、拉手刹”等等一些列各种组合与连续的动作,在高科技的参与下简化为了踩刹车和踩油门。这里面有很大一部分由自动变速器负责简化,剩下的就是小编今天要讲的刹车系统中的手刹、P 挡、电子手刹与自动驻车,来看看它们有啥区别? ●传统手刹 其实我们通常说的手刹专业称呼应该叫驻车制动器。与行车制动器(我们常说的脚刹)有所不同,从名字就能分辨出来,行车制动是在车辆行驶过程中短时间制动使车辆停稳或者减速的,而驻车制动是在车辆停稳后用于稳定车辆,避免车辆在斜坡路面停车时由于溜车造成事故。 工作原理及结构 手刹属于辅助制动系统,主要借助人力,一般在停车的时候,为了防止车辆自行溜车而设立的。手刹(驻车制动器)主要由制动杆,拉线,制动机构以及回位弹簧组成。是用来锁死传动轴从而使驱动轮锁死的,有些是锁死两只后轮。对于制动杆,其实就利用了杠杆原理,拉到固定位置通过锁止牙进行锁止。 而另一种是在变速器的后方,传动轴的前方,这种又叫做中央驻车制动器。制动原理大体相似,只是安装部位不同。 现在大多数乘用车都是采用四轮盘式制动器,其制动机构就集成在后轮的盘式制动器上。有些超级跑车的后制动盘上有两个卡钳,现在你知道为什么了吧。 如何使用手刹? 进行驻车制动时,踩下行车制动踏板,向上全部拉出驻车制动杆。欲松开驻车制动,同样踩下制动器踏板,将驻车制动杆向上稍微提起,用拇指按下手柄端上的按钮,然后将驻车制动杆放低到最低的位置。 优缺点 与手刹配套使用的还有回位弹簧。拉起手刹制动时,弹簧被拉长;手刹松开,弹簧回复原长。长期使用手刹时,弹簧也会产生相应变形。手刹拉线也同样会产生相应变形会变长。任何零件在长期、频繁使用时,都存在效用降低的现象。 不过这种手刹相对于后面要说到的几种驻车制动结构相对简单,成本低廉。 小结:传统的手刹驻车制动由于结构简单,成本低廉,在目前的汽车市场上还有很大一

电子驻车制动系统的开发及应用

电子驻车制动系统的开发及应用 作者:见下文来源:上海汽车日期:2011年10月刊 辛登岭张建明 上海大众汽车有限公司 【摘要】介绍电子驻车制动(EPB)系统的架构及组成部件、系统的网络结构以及它们之间的信息通信,EPB 的主要功能及试验评价。最后探讨了EPB系统的发展和应用前景。 关键词:电子驻车制动系统电子稳定程序起步辅助Autohold自动停车紧急制动 0 引言 随着汽车在中国的普及,汽车公司更加关注提高顾客驾驶的舒适性和安全性,目前电子驻车制动(EPB)系统在B级车得到普遍应用。EPB系统的应用可以使汽车内部空间的利用和中央通道/脚部空间的设计具有更大的灵活性;可以为顾客提供有助的舒适性功能;由于取消了手制动手柄和拉索,简化了装配过程;它是机电一体化的产品,系统的功能始终处于监控状态。本文主要介绍EPB系统及其主要功能和评价指标。 1 系统架构 图1描述EPB系统的架构,EPB系统主要由电子稳定程序(ESP)控制器、EPB控制器,带有执行电机的后制动钳总成、EPB/自动停车开关,离合器传感器(仅用于手动档)等组成。 它们通过驱动总线与发动机控制器、变速器控制器、安全气囊控制器、组合仪表、网关、门传感器进行通信。

1.1 ESP控制器 ESP控制器是EPB系统的关键部分之一,它集成了纵向和横向加速度传感器。它不但向EPB系统提供车速信号、纵向加速度信号、坡度信号,还提供自动停车和紧急制动功能的控制。 有些ESP和EPB的组合系统,纵向和横向加速度传感器集成在EPB控制器内,如果ESP控制器需要这些信号则通过总线从EPB控制器中取得。 相对于没有EPB装备的ESP控制器,除了软件的不同外,硬件也需要更改。需要多使用两个Pin角,一个与自动停车的开关相连,另一个用于控制自动停车功能的指示灯。 1.2 EPB控制器 EPB控制器是EPB系统的控制核心部件。和ESP控制器一样,它可以集成纵向和横向加速度传感器,也可以从ESP控制器中取得这些信号。两者之间通过总线通信。 它由蓄电池直接供电,与执行电机、EPB开关、离合器传感器之间通过硬线连接,与其它控制器的信息通信通过总线。图2为EPB控制器的Pin角定义图。

新能源技术混合动力汽车研究报告进展分析

基于新能源技术的混合动力汽车的研究进展分析 摘要:随着环境保护和能源危机的问题日益显著,新能源汽车渐渐成为人们关注的热点。而在太阳能、纯电能等替代能源真正进入实用阶段之前,混合动力汽车因其显著优势备受关注。本文主要介绍了混合动力汽车的分类、工作模式、优缺点、技术关键及国内外的研究现状,并对其发展进行了预测。 关键词:新能源;汽车;混合动力 0 前言 随着环境保护和能源危机的问题日益显著,全球汽车工业正面临着石油能源贫乏和环境污染恶化的巨大挑战。在这样的背景下,破解能源环境制约、寻找新型能源,已成为全球汽车行业的广泛共识,进而使得新能源汽车渐渐成为人们关注的热点。目前新能源汽车的技术路线主要有清洁柴油、混合动力、纯电动和燃料电池等技术。其中,清洁柴油、纯电动和燃料电池技术在中短期内均存在技术瓶颈,无法进行产业化推广,而混合动力实现产业化条件相对成熟,混合动力汽车在未来5~10年将获得巨大发展。 混合动力汽车 的汽车也是新能源汽车, 当前对我国来说也应该作为开发的重点。 1.2 新能源汽车的分类 新能源汽车可分为混合动力汽车

混合动力汽车尾气排放实验报告

申南犬曾实验报告

量的变化,并将此能量变化转换成电信号,最后通过浓度指示装置 AD 转换, 数显在显示屏上 在各种气体混在一起的情况下,这种检测方法具有测量值不受影响的特 本试验所采用的排气检测装置 NHA-502型废气分析仪,正是采用了此原 图形数搦 三、仪器设备 试验用车(丰田汉兰达7座SUV 2.7L 排量)、NHA-502型废气分析仪 废气检测设备连接示意图: 2. 嵌入式微型打印机 作用:以一定格式打印出检测结果; 3. 取样管(5m ) 作用:连接前置过滤器与废气分析仪的气样入口; 4. 前置过滤器 作用:对取样气体进行前置过滤; 5.短导管 作用:连接前 置过滤器与取样探头; 6.取样探头作用:取样汽车的排气。 谨盘拉制 I r*ucD 显示 红外气休 分折信号 A/D 转换器 A/D 转换器 RS232 通信 4 RS232 网信 1. 仪器主机 作用:控制检测过程、分析气体的成分;

试验废气取样过程: 四、试验过程 将实验仪器安装在汽车上,一切准备就绪后,一个人踩油门,分别是转速停在不同的转速区内,然后观察分析仪中各种数据的变动,最后把所有的数据记下来制成表格。 五、试验结果及数据处理 通过检测设备对汽车尾气中CO HG NQ CO等气体含量随发动机转速 或过量空气系数变化的实时测量值,绘制各气体成分随发动机转速或过量空气系数变化的曲线,分析尾气有害成分的排放规律。 查阅相关参考书籍,得到过量空气系数与空燃比的关系表如下: 过量空气系数与空燃比的关系 入0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4

a 8.9 10.4 11.8 13.3 14.8 16.3 17.8 19.2 20.7 依照上表对应关系,实测所得试验数据如下表: 空燃比a 11 13 14.8 16.6 18 20 22 NQ 含量(10-6 ) 90 995 2120 2550 1780 970 440 CO 含量 (%) 7.8 3.9 0.9 0.7 0.6 0.5 0.5 HC 含量(10-6 ) 464 383 485 235 208 241 630 于是,按照上表数据,得到 NQ CO HC 含量随空燃比的变化曲线: 此外,CO 气体是汽车燃料燃烧必然的产物,根据试验所得数据整理, 汇总如下: 空燃比a 11.8 12.5 13.2 14.0 14.8 15.4 16.2 16.9 17.6 18.3 20詁产牛宣化暫曲城 戟 ? ? H

新型混合动力汽车检测技术研究

新型混合动力汽车检测技术研究 摘要:近年来,针对汽车燃耗大的问题,已经提出并实现了新型混合动力汽车 设计。综合分析新型混合动力汽车专业技术、节能降耗、产业优化等方面的内容,采用混合方式充分发挥内燃机与电动机的优势,优化纯电动车电池技术和能源基 础设施中存在的不足。 关键词:新型混合动力汽车;汽车检测;检测技术;节能降耗 1混合动力控制系统 在混合动力车辆当中,其在设计当中具有着以下几个关键性因素:第一,能 够对监控系统运行当中获取的信息进行分析;第二,能够对车辆运行状态详细监控;第三,根据需求做好相应控制命令的发出。同普通电子系统相比,混动车辆 电子控制系统的所处环境较为恶劣,电磁干扰、灰尘以及振动情况的存在,都将 对其实际效果发挥产生较大的影响。对此,在研究当中对混动车辆进行针对性研究,以系统性方式对混动车辆不同部分的关键核心技术进行分析,并在此基础上 提出具有实用、经济特征的混动车辆控制系统设计实例。 2动力控制策略系统 在混合动力汽车运行当中,其由蓄电池以及发动机共同实现动力的提供,通 过电动机同发动机间不同组合方式的应用,即能够获得不同的驱动方案,如普通 的串、并联以及混联。对于整个车辆来说,其整体性能的高低不仅同车辆的电动 机以及发动机等部件具有关联,且同其具体优化方式及控制策略有关。根据能源 组合方式的不同,混动车辆根据其驱动方式的不同可以分为串联、并联两种混动 车辆。在本研究中,将串联混动车辆作为研究对象,该类驱动方式车辆的特点, 非常适合应用在城市行驶当中的低速运行、加速运行以及频繁起动情况下,能够 帮助保证发动机一直处于较好的运行状态当中。在车辆行驶中,通过调整蓄电池 以及电动机的输出情况即能够控制车速,以此提升复杂运行情况下车辆行驶的燃 油经济性,且将能够实现排放总量的降低。而当电池运行在高荷电状态时,则可 以将发动机关闭,单独以电机进行功率的输出,通过该方式的应用,避免发动机 一直运行在怠速工况以及低速工况之下,不仅能够有效提升发动机的运行效率, 且能够实现有害物质排放量的有效降低。在混动汽车运行当中,需要根据其动力 电池的实时参数以及具体行车状况的不同,对其控制策略进行确定。在车辆当中,动力控制策略系统的存在,能够对来自运行状况监控系统的数据进行分析处理, 以此确定此时电动机应当处于动力电池、发动机,还是两者的协同工作模式,并 在完成情况确定之后做好对应控制命令的发出。根据研究发现,使发动机工作在 其最大负荷的50~65%为好的系统控制策略,且能够对汽车的动力性进行兼顾。 在实际策略控制工作开展中,动力电池的SOC值是一项决策重要依据。当SOC值处于30~75%之间,即处于正常工作区时,动力电池的放电电流在20~65A的范 围以内。此时,如果车辆的驾驶人员对车辆的加速要求在30%以下,则可以通过 电力电池方式实现电池的驱动。而当车辆驾驶人员对车辆加速要求处于30~65% 之间时,电动机在运行当中所释放的多余能量将使动力电池在此过程中处于充电 状态。当车辆驾驶人员对车辆加速要求在65~80%之间时,车辆发动机将独立完 成对汽车的驱动,直至最大功率。而当车辆驾驶人员对车辆加速要求在80%以上时,则将由动力电池和发动机一起同时负责对车辆的驱动。在实际设计当中,从 电池运行的稳定性、安全性以及运行寿命方面的研究可以了解到,当其SOC超出 范围时,即需要及时发出控制命令,即当其处于80%以上时,电池则将以强制的

混合动力汽车整车控制器开发与试验

不断加深的世界能源危机以及严峻的环境问题促使世界各国把新能源汽车作为未来汽车工业发展的主流方向[1-2]。未来10年内,按照国家新能源汽车的相关政策和国际上技术发展的趋势,混合动力汽车和纯电动汽车将作为一种比较成熟的交通工具得到规模化的应用[3]。中国科技部也将“混合动力汽车产业化技术攻关”列为国家高技术发展计划(863计划)重点发展项目之一。 VCU是混合动力汽车的核心控制部件,高性能、高可靠性及成本低廉是其硬件设计需要考虑的三个重要方面。目前国内整车控制器多是针对相应车辆进行的专门设计,不同种类车辆使用的控制器硬件不能完全通用[4-6]。对VCU硬件进行通用性设计可以降低硬件设计、试验及维护成本。本文期望通过综合考虑多种HEV的控制需求,设计出符合通用性要求的VCU平台,届时仅更改其内部软件和外部接线方式即可使其匹配至诸如ISG(起动机/发电机一体化)、串联式、并联式等类型的混合动力汽车上,实现整车控制功能。 本文仅以某款并联混合动力公交车作为研究对象,对VCU的通用性设计和开发展开研究。 1并联混合动力汽车控制系统分析 如图1所示,该并联式混合动力公交车的动力来源为发动机和电动机,二者通过连接后桥的耦合器实现动力合成。VCU控制发动机、电机控制器和超级电容控制器,实现车辆各种工作模式。 VCU是混合动力汽车的核心控制单元,它采集加速踏板、制动踏板、离合踏板及其他部件信号并做出相应判断后,控制下层的各部件和控制器的动作, doi:10.3969/j.issn.1005-2550.2012.03.018 尉进,赵韩,江昊 (合肥工业大学机械与汽车工程学院,合肥230009) 摘要:基于飞思卡尔公司的双核微控制器9S12XDT512开发了一款通用的混合动力汽车(HEV)整车控制器(Vehicle Control Unit-VCU),设计时考虑硬件的通用性,使之能够适用于多种混合动力汽车的整车控制。为验证VCU功能,本文以某款并联混合动力公交车为控制对象,在基于dSPACE的硬件在环仿真系统上进行了一系列仿真试验。试验结果表明:VCU能够准确地控制整车实现混合动力工作状态,进而验证了VCU硬件的有效性。 关键词:混合动力汽车;整车控制器;9S12XDT512;双核微控制器;dSPACE;硬件在环仿真 中图分类号:U462文献标志码:A文章编号:1005-2550(2012)03-0070-06 Development and Testing of Vehicle Control Unit for Hybrid Electrical Vehicle WEI Jin,ZHAO Han,JIANG Hao (School of Mechanical and Vehicle Engineering,Hefei University of Technology,Hefei230009,China)Abstract:A general-purpose Vehicle Control Unit(VCU)was developed using a Freescale's microcontroller (9S12XDT512)with dual cores.In the development of VCU,generality of hardware was considered to make sure it could be applied to many kinds of Hybrid Electrical Vehicle(HEV)control.To verify the function of VCU,this article took a hybrid electrical bus as the controlled subject and then organized a series of simulation testing using a hardware in-the-loop simulation system based on dSPACE.The testing indicated that VCU could accurately control the vehicle to achieve hybrid working state,verifying the validity of the hardware of VCU. Key words:Hybrid Electrical Vehicle(HEV);Vehicle Control Unit(VCU);9S12XDT512;microcontroller with dual cores;dSPACE;hardware in-the-loop simulation 混合动力汽车整车控制器开发与试验 收稿日期:2012-02-03 基金项目:国家“863”节能与新能源汽车重大资助项目(2008AA11A 139) 70 ··

汽车混合动力新架构:双电机全功能混合动力系统全解析

汽车混合动力新架构:双电机全功能混合动力系统全解析 随着地球环境每况愈下,新能源汽车行业蒸蒸日上,全球汽车企业纷纷推出各种新能源汽车,最近大众、通用、本田、宝马以及比亚迪、吉利等也纷纷推出混动车型,可以说混动进入了百家争鸣的时代,发展混合动力汽车的动力系统主要趋势。前提是选择性发展的基于这些新能源技术有着高效的能耗管理系统,尤其是代表中小型车新能源发展趋势的混连式技术。 混联式技术需要精细化的能耗管理,将发动机更长时间维持在高效率区间运转,以及高效、充分的回收减速和制动的能量。混联式装置包含了串联式和并联式的特点。混合动力的出现就是把发动机低负荷工况下的剩余能量储存在电池里,然后在车辆运行在高负荷工况时通过电机释放出来,从而实现发动机尽可能多的在高效工况下运行,达到降低油耗、节能减排的初衷。对于混合动力汽车来说,离合器、变速器、传动轴、差速器都是必不可少的,而这些部件不但重量不轻、让车辆的结构更为复杂,同时零部件越多存在故障率高的问题。在混动技术从丰田的混动是靠单排行星轮开始,雄霸混合动力汽车十多年,丰田只采用了一个行星齿轮组,现弱混合动力系统是将电机与曲轴直接连接,这种系统也意味着无法纯电动行驶,弊端是发动机和电动机无法保证同时在最佳工况时工作。本田的混动就是串联+发动机直驱加上离合器,这套机构的原理倒为简单,粗暴复杂化,仅仅是在传统发动机和传统变速箱之间埋一个电机的做法肯定是不够的。而通用的混动技术则是集合了两家之所长但又相对复杂。它是由两组电机、两组行星轮和三组离合器组成。主要有四种动力输出方式,纯电动模式(低负荷工况),混合驱动模式(常规行驶),混合驱动模式(中高速),制动发电模式(减速刹车)。一直都是用的两个行星系齿轮,并辅以三个离合器。听上去很复杂,其实也真的复杂。 对于插电式混合动力确认为新能源车汽车可通过电网获取电能充电具有高效节能、排放低、续航里程长等优点而成为各大汽车公司研发的热点,被视为目前最具有应用前景的新能源汽车,这个可从电网获取电能充电,虽然只是这么一点简单的改变,传统混合动力汽

电子驻车制动系统

电子驻车制动系统 由控制单元控制的电子驻车制动系统简称为EPB 系统。EPB 系统去掉了普通机械式驻车制动系统的手柄或是踏板等机械装置,通过一个 EPB 开关对驻车制动器进行控制,该系统不仅实现了驻车制动的电子化控制,同时 EPB控制单元通过数据总线与 ESP 系统链接,可以实现车辆的自动停止固定功能和动态的应急制动。现代车辆上装配的电子驻车制动系统有两种形式,一种是通过驻车制动执行电机驱动制动拉线使驻车制动系统工作的鼓式电子驻车制动系统。另外一种是将驻车制动执行电机安装于后轮两侧的制动卡钳上,由驻车制动执行电机控制制动卡钳的活塞。前者装配于宝马 7 系的 E65/E66 车型和韩国现代的新雅科仕车型上,后者多见于奥迪车系,而韩国现代于 2011 年中上市的新雅尊HG 车型也装配了类似的 EPB 系统。这两种电子驻车制动系统虽然在结构上有很大的区别,但是其基本的功能和控制方式却是很相像的,现就这两种系统的结构和工作原理做一简要分析。 一、基本功能 1. 静态驻车制动:车辆在停止时,按下 EPB 开关(无论点火开关是ON 或 OFF,以及行车制动的状态),EPB 系统工作制动锁止车辆。释放驻车制动时,点火开关处于 ON 位置(发动机工作或熄火均可),踩下行车制动踏板,拉起 EPB 开关,EPB 系统停止制动锁止。当然如果车辆的发动机盖和后备箱盖以及 4 个车门都是OFF 状态时,变速器杆从 P 位移到 R 位或 D 位时,EPB 系统也会自动释放。 2. 动态应急制动:车辆在行驶过程中,驾驶员按下 EPB 开关,EPB控制单元收到开关信号后通过数据总线要求 ESP 系统控制行车制动,如果行车制动系统或是 ESP 系统故障,由EPB 控制单元直接控制驻车制动系统工作(仅限于后轮)来应对这种紧急情况。EPB 系统的动态制动控制是持续进行的,直到松开 EPB 开关为止。在动态制动工作期间,驻车制动警告灯将会一直闪烁。 3. 自动车辆固定(AVH)功能:也称制动力自动保持,由 ESP 系统实现该功能的控制。主要是为了应对车辆由于路面交通信号使车辆在 D 挡停止时对车轮进行液压制动的控制。也同时是为了保证车辆在上坡起步时车辆不会后移,在部分欧洲车上该功能可以通过操作显示器的菜单或是使用诊断仪激活或是取消该功能。但是在韩国现代汽车上则专门设计有这样一个被称为 AVH 的开关,操作这个开关就可以随时的激活或取消该功能。当自动车辆固定功能被激活时,车辆在遇到路面交通信号灯停止后,即使驾驶员不踩制动踏板,车辆也会被 ESP 控制单元的控制而制动,同时制动灯继电器被闭合,制动灯点亮。在自动车辆固定控制期间,如果踩下加速踏板时,制动系统会释放,车辆就可以行驶。如果车辆在自动车辆固定控制期间发动机 OFF,发动机盖 ON,后备箱盖 ON 或车门 ON时,系统将自动从自动车辆固定模式转变为 EPB 控制单元控制的驻车制动模式。或者在当前驾驶周期内自动车辆固定的模式持续工作 5min 以上,以及在当前的驾驶周期内累计工作 30min 以上,或是车辆停止的坡度超过 21°时,系统也会从自动车辆固定控制模式转换为 EPB 系统控制的驻车制动模式。这样的目的主要是为了防止 ESP 模块中的电磁阀因长时间工作而过载(在韩现雅科仕轿车和新雅尊 HG 轿车上,当按下自动车辆固定的 AVH 开关时,仪表上会有一个白色的 AUTO HOLD 的指示灯点亮,表示系统进入车辆自动固定的准备阶段,在系统工作期间,一个绿色的 AUTO HOLD 灯就会点亮,表示自动车辆固定模式当前处于工作状态,如果自动车辆固定

新型混合动力汽车检测技术分析

—————————————————————— —作者简介:唐海霞(1983-),女,江苏南通人,硕士,毕业于江南大学,中级工程师,研究方向为柴油机系统及机动车检测。0引言 混合动力汽车动力提供单元一般包括发动机与电动机。混合动力汽车一方面解决了传统的燃油发动机汽车的能耗大、废气排放的问题,同时,又解决了电动汽车的电池瓶颈问题。随着可持续发展战略的提出,环境治理越来越得到重视。混合动力汽车由于具有能耗低、低排放、低成本及低噪音等优势,已经成为汽车研究的新方向。混合动力车控制检测技术是混合动力控制系统的核心内容,做好该技术的研究与应用,是混合动力车的快速发展的保障。 1混合动力汽车优点及控制系统组成1.1混合动力汽车优点 随着混合动力汽车技术水平的不断提高,混合动力汽车已经成为新能源汽车中最有前景的车型。混合动力汽车具有如下技术优势: ①能耗低:相对于传统汽车,混合动力汽车发动机能量能得到最佳利用,汽车油耗低。 ②排量低:由于混合动力汽车具有合理的混合动力控制系统,发动机接近于最佳工况,燃料燃烧充分,尾气干净。 ③充电便捷:混合动力汽车动力电池不混需要外部充电系统,在混合动力控制系统的控制下发动机多余的能量可通过发电机转化为电能,给动力电池充电。 ④成本低:由于动力电池组可以实现实时充电,动力电池组可以小型化,有利于降低混合动力汽车的制造成本和重量。 ⑤发动机和电动机可实现不同的组合形式,驱动方案灵活。 1.2控制系统组成 混合动力车控制系统需要具备三种功能:监控汽车运行状态、信息处理及控制等功能。同时,考虑到汽车的使用环境,该系统还要具备抗电磁干扰、抗振、抗灰尘等特点。控制系统框图如图1所示。该系统主要包括“动力控制策略系统”及“运行状况监控系统”两大部分。借助现代化的计算机技术和总线技术,对混合动力车的状态进行信号采集、数据处理及通信。实现对混合动力车的智能控制及实时控制。 2动力控制策略系统 混合动力电动汽车一般由发动机和电动机协同提供动力,根据发动机和电动机不同的组合形式,可实现串联 组合、并联组合及混联组合三种驱动方案。 ①(SHEV )串联式混合动力汽车:发动机、发电机、电动机串联成一个动力系统,相互协作、相互制约。 ②(PHEV )并联式混合动力汽车:具有有发动机和电动机两个动力单元,两单元可同时输出动力,也可单独工作。 ③(PSHEV )混动式混合动力汽车:主要由发动机、电动机及电动-发电机三大单元组成。 本文以城市常用车SHEV 为研究对象,通常情况下,SHEV 在低负荷时由电池驱动电动机工作,在高负荷时则由发动机带动发电机发电驱动电动机工作。其工作模式见表1。 SHEV 混合动力车的控制策略的建立需要依据行车 状况及动力电池的实时参数。“运行状况监控系统”将数据提供给“动力控制策略系统”进行分析和处理,系统根据这些数据来判断此时电动机的工作模式:发动机供电、动力电池供电或是协同供电模式,然后发出控制命令。系统控制策略的目标要求是,在满足汽车的动力性能的前 提下, 控制发动机工作负荷为其最大负荷的50%~65%之间。动力电池的荷电状态(SOC )值制定的策略控制方案 新型混合动力汽车检测技术分析 唐海霞 (江苏省南通如皋市金鹏机动车检测有限公司,南通226561) 摘要:本文论述了混合动力汽车的技术特点,提出一种新型混合动力汽车控制系统的设计方法,并对其“动力控制策略”及“运行 状况的监控系统”进行详细分析,该系统具备精确的检测功能、高效节能、稳定可靠,符合油电混合驱动控制系统的要求。 关键词:混合动力汽车;检测;监控系统;控制策略 图1系统示意图 表1SHEV 驱动方式 工况条件动力提供方式 启动、加速、爬坡 低速、滑行、怠速 发动机-电动机组和电池组共同向 电动机供电电池组驱动电动机,同时发动机带 动发电机组给电池组充电

混合动力装置

HEV(Hybrid-Electric Vehicle)—混合动力装置 定义 HEV(Hybrid-Electric Vehicle)—混合动力装置。混合动力就是指汽车使用汽油驱动和电力驱动两种驱动方式,优点在于车辆启动和停止时,只靠发电机带动,不达到一定速度,发动机就不工作,因此,便能使发动机一直保持在最佳工况状态,动力性好,排放量很低,而且电能的来源都是发动机,只需加油即可。 分类 混合动力汽车的关键是混合动力系统,它的性能直接关系到混合动力汽车整车性能。经过十多年的发展,混合动力系统总成已从原来发动机与电机离散结构向发动机电机和变速箱一体化结构发展,即集成化混合动力总成系统。混合动力总成以动力传输路线分类,可分为串联式、并联式和混联式等三种。 串联式动力:串联式动力由发动机、发电机和电动机三部分动力总成组成,它们之间用串联方式组成SHEV动力单元系统,发动机驱动发电机发电,电能通过控制器输送到电池或电动机,由电动机通过变速机构驱动汽车。小负荷时由电池驱动电动机驱动车轮,大负荷时由发动机带动发电机发电驱动电动机。当车辆处于启动、加速、爬坡工况况时,发动机、电动机组和电池组共同向电动机提供电能;当电动车处于低速、滑行、怠速的工况时,则由电池组驱动电动机,当电池组缺电时则由发动机-发电机组向电池组充电。串联式结构适用于城市内频繁起步和低速运行工况,可以将发动机调整在最佳工况点附近稳定运转,通过调整电池和电动机的输出来达到调整车速的目的。使发动机避免了怠速和低速运转的工况,从而提高了发动机的效率,减少了废气排放。但是它的缺点是能量几经转换,机械效率较低。 并联式动力:并联式装置的发动机和电动机共同驱动汽车,发动机与电动机分属两套系统,可以分别独立地向汽车传动系提供扭矩,在不同的路面上既可以共同驱动又可以单独驱动。当汽车加速爬坡时,电动机和发动机能够同时向传动机构提供动力,一旦汽车车速达到巡航速度,汽车将仅仅依靠发动机维持该速度。电动机既可以作电动机又可以作发电机使用,又称为电动-发电机组。由于没有单独的发电机,发动机可以直接通过传动机构驱动车轮,这种装置更接近传统的汽车驱动系统,机械效率损耗与普通汽车差不多,得到比较广泛的应用。 混联式动力:混联式装置包含了串联式和并联式的特点。动力系统包括发动机、发电机和电动机,根据助力装置不同,它又分为发动机为主和

电子自动驻车系统(AUTOHOLD)

电子自动驻车系统(AUTOHOLD) 文字和图片部分摘自陈新亚编著“陈总编爱车热线书系” 自动驻车系统(AUTO HOLD)是一种汽车运行中可以实现自动手刹的技术应用。这项技术使驾驶者在车辆停下时不需要长时间刹车,以及在启动自动电子驻车制动的情况下,能够避免车辆不必要的滑行。 简单讲,自动驻车功能技术的作用就是使车辆不会溜后,特别适用于上下坡以及频繁起步停车时。自动驻车系统与电子手刹(EPB: Electrical Park Brake,学名:电控机械式驻车制动器)能够共同构成一套智能的刹车控制系统,从而将行车过程中的临时性制动和停车后的长时性制动功能整合在一起,并且由电子控制方式实现停车制动。 自动驻车工作原理 自动驻车系统功能的实现,并不是简单使用电子手刹来完成的。人们在上下坡或者红绿

灯前停车时,会使用手刹来驻车,此时如果单纯使用电子手刹,响应速度会比较慢。人用手来拉放手刹的时间大概不超过0.3秒,而且人控比电控更灵活一些,而启动电子手刹需要有一个踩刹车的前提动作,和按键的响应时间(避免误操作),而且电机运行的时间也偏长,约0.5秒。即便是踩油门时,电子手刹自动解除,这个动作也未免有些突兀,所以自动驻车系统的功能实现是另外一种原理。 自动驻车系统的工作原理在于:刹车管理系统通过电子手刹(EPB)的扩展功能来实现的对四轮刹车的控制。或者说,自动驻车系统是电子手刹(EPB)的一种扩展功能,由ESP 部件控制。 当车辆临时停驻,并且在很短一段时间之后就需要重新起动时,驻车就交由ESP控制的刹车来完成,电脑会通过一系列传感器来测量车身的水平度和车轮的扭矩,对车辆溜动趋势做一个判定,并对车轮实施一个适当的刹车力度,使车辆静止。这个刹车力度刚好可以阻止车辆移动,并不会太大,以便再次踩油门前行时,不会有太严重的前窜动作。而在临时驻车超过一定时限后,刹车系统会转为后轮机械驻车(打开电子手刹),来代替之前的四轮液压制动。当车辆欲将前行时,电子系统会检测油门的踩踏力度,以及手动挡车型的离合器踏板的行程,来判定刹车是否解除。 自动驻车功能 目前很多中高档轿车都有这个功能,只是各厂家的名称叫法不同,作用都是一样的。这个系统的功能主要体现在以下三方面: 一,行驶过程中遇红灯等需要短停的情况。系统会在车辆停稳后自动将车轮刹停,以防止溜车。这样就不用驾驶员老是想着拉手刹了。绿灯时直接加油门起步,系统会自动放开车轮。 二,上坡起步。作用和上一点差不多,上车起步的时候系统会自动刹住防止倒滑,等起步的前牵引力达到可以往坡上走的程度,系统会自动放开车轮直接前行。 三,停车落锁不用拉手刹。系统此时会自动刹住车轮,不过第三种功能在某些车型上没有,停车还要人工手刹。

混合动力汽车动力系统概述

混合动力汽车动力系统概述Ningbo Tuopu Vibro-acoustics Technology Co.,Ltd Ningbo T op Vibro aco stics Technolog Co Ltd 段小成 Mar 14, 2009

目录 2009-3-14 2 ?混合动力汽车结构形式分类 ?混合动力汽车动力传动关键部件—ISG与蓄电池 ?混合动力汽车常见运行工况 混合动力汽车先驱丰田P i ?混合动力汽车先驱—丰田Prius ?混合动力汽车激励与NVH挑战

3 ?混合动力汽车产生背景:能源危机与环境污染,而混合动力汽车(HEV)由于油耗低、污染小,应用前景乐观。 ?根据电力驱动系统和内燃机动力总成的布置形式的不同,混合动力汽车可以分为三类: (Series Hybrid Electronic Vehicle--SHEV) ?串联式混合动力汽车(Series Hybrid Electronic Vehicle (Parallel Hybrid Electronic Vehicle--PHEV) ?并联式混合动力汽车(Parallel Hybrid Electronic Vehicle 混合式混合动力汽车(Parallel/Series Hybrid Electronic Vehicle PSHEV) (Parallel/Series Hybrid Electronic Vehicle-- ?Vehicle ?根据电机的输出功率在整个系统输出功率中占的比重,也就是常说的混合度的不同,混合动力系统还可以分为以下四类: ?微混合动力系统、轻混合动力系统、中混合动力系统、完全混合动力系统

混合动力汽车机电复合制动控制系统研究 王广斌

混合动力汽车机电复合制动控制系统研究王广斌 发表时间:2020-03-13T13:45:01.507Z 来源:《基层建设》2019年第29期作者:王广斌赵术奎 [导读] 摘要:混合动力电动汽车主要是配备了两种或者两种以上的动力能源,其中一种所配备的动力主要是由电动机提供的。 长城汽车股份有限公司天津哈弗分公司天津经济技术开发区 300300 摘要:混合动力电动汽车主要是配备了两种或者两种以上的动力能源,其中一种所配备的动力主要是由电动机提供的。混合动力汽车不但具有传统汽车的优点,同时也具有纯电动汽车的优势。混合动力汽车的电池储存能力比较有限,研发其最为重要的目的是增加燃油利用的经济性,促使能量使用最小,在电池系统中储存更多的制动能量。 关键词:混合动力汽车机电复合制动控制系统研究 在很多文献中都论述了模糊控制传统车辆制动防抱死控制,但是其控制系统主要是针对传统内燃机传动系统以及液压制动系统的汽车。对混合动力汽车机电复合动系统的相关研究比较少。基于此,对混合复合制动控制进行研究,其对于提升汽车的动能利用率,减少其动力损失率具有重要的意义,其有利于改善车辆的制动效果。 1混合动力汽车复合控制实际情况 1.1制动动力系统 就当前而言,混合动力汽车的储存能力是非常有限的,其研究以及开发的重点领域就是促使燃油的利用效率提升,减少能量的消耗量,使得电池系统中具有更多的制动能量。当前很多传统车辆中都安装了制动防抱死装置,混合动力汽车具有比较特殊的动力传统系统结构,这为电子系统制动设施提供了更多的可能性。混合动力汽车在不断地向前行驶的过程中,当踩下制动踏板时候,驱动电机能被当作发电机而使用,将其部分的能量比较好地转换到电池系统中。这些被转化的能量又能被当作驱动能量而使用。在实际制动过程中,如果回馈制动力不够的情况下,可以采用液压制动的方式对制动总力进行弥补。 1.2制动减速 在进行制动减速的过程中,在回馈制动力上附加电机的时候,车辆的动能会被转化为电能,并且这种电能会被有效地储存在电池中。就这样,混合动力汽车制动系统便有了两种不同的制动方式。第一,主要是由电机所提供的一种回馈制动力矩。第二种是由液体压力制动系统所提供的液体压力制动力矩。因为回馈制动力矩会将力量施加在前轴上,回馈制动力矩会影响汽车实际情况,和传统车辆相比较,就需要重新地分配混合动力汽车前后轴液压制动力,同时重新地设计抱死控制系统的控制逻辑。 1.3模糊控制 借助隶属度函数,隶属度函数主要是将特定值属于模糊规则的程度表现出来。根据这样的特点,模糊控制的规则便具有了非限制性的边界。因为车辆制动过程中,其具有高非线性时变的特征。所以,在对车辆的制动控制系统进行设计的过程中存在着较大的难度。有相关研究者认为,在非线性控制领域应用模糊控制逻辑,其能有效地提高控制效果。模糊控制系统是不需要建立对象的,其数学模型比较明确,所以其控制效果比较好。与此同时,一些模糊控制系统会充分发挥自身自学习以及自适应的功能,促使汽车机电的控制效果得到有效地改善。因为具有这样的特性,近年来,模糊逻辑控制被广泛地应用到车辆控制的众多领域中。例如:充分地发挥车辆变速机机构控制以及制动防抱死制动功能,其控制效果能够得到良好地改善。 2混合动力汽车能量控制与管理存在问题 2.1与纯电动汽车对比分析:从国家战略角度,纯电动汽车是国家对于汽车产业技术升级的预期目标,串联(增程式)与并联(插电混动)等混合动力汽车都是对于汽车产业技术空白的过渡产品,基于纯电动汽车的技术瓶颈电池容量与充电效率,混合动力为了规避这些问题,采用了发动机与电动机组,核心为解决对目标的期望与被获取的车辆中性能的转换的控制。进而对能量进行控制与管理。 1)期望的目标性能指标:①燃油消耗。②有害气体排放。③舒适性。④延长电池组寿命。 2)串联式能量传递结构,优点为:发动机与驱动结构没有进行耦合,发动机可工作在万有特性曲线图上的任意一点。而缺点:能量进行二次传递,并不适合复杂的工况。 3)并联式能量传递结构,优点为:发动机与电动机可分别控制驱动系统,功率不被二次转化。而缺点:動力源需要复杂的耦合机械,对动力进行能量分配,实际工作点难以被限定在所需的理想范围内。零件、结构较为复杂。 4)混联、复联式能量传递结构:效果好,但结构与控制系统复杂程度更甚。 2.2与传统燃油对比分析:混合动力汽车与传统燃油对比的关键,是保证先进的控制技术其如前所述,是传统燃油汽车与纯电动汽车的一种过渡性车型,控制技术涵盖多学科。混合动力汽车的核心技术包含驱动电动机的控制技术、动力电池与管理系统、整车的能量流动管理系统、能量回收系统、现代车辆自动控制技术等。 混合动力汽车依据不同的工况,具有相当灵活的驱动动力模式,大程度的提升各种期望目标,但其驱动系统切实涉及发动机和驱动电机的启动与断路。驱动系统设计复杂的“连续变量的动态系统”“离散变量系统”等,因此具有典型的特征:混杂特性。 3混合动力汽车复合制动控制系统具体研究 混合动力汽车复合制动控制系统主要包括,电机回馈制动控制系统和液压制动控制系统。机电复合制动系统工作方式的主要步骤是:对车辆行驶的实际特征参数进行测量,同时反映出车辆附加行驶特征方式。以车辆行驶的特征为基础,确定车辆应该采用哪种制动方式才更好。借助模糊逻辑对汽车行驶参数进行控制,同时响应车辆行驶特征参数,并综合考虑控制需求的基础上,复合制动控制信号产生,执行系统机构会采取相应的动作进行响应。 3.1车辆模型。以研究的具体情况为基础,将车辆系统动力学模型建立起来,并确定动力学方程式。 3.2电机模型。在电机模型中,混合动力汽车能量回馈制动系统会借助电机输出负力矩,将能量传送给驱动轮。与此同时,车辆动能会将其转化为电能并储存起来。微处理控制器、控制算法以及高级电力电子系统式等复杂性的系统是现代电力驱动电机控制系统的组成方式。 3.3回馈与防抱死制动协同控制方式。当路面比较潮湿时,车辆进行制动,ABS控制系统会提供大量的制动力矩,促使汽车制动的距离缩小。为了保证ABS系统能够正常性地工作,混合动力汽车会对回馈制动的功能进行限制。在没有对混合动力汽车施加协调控制的过程中,对轮胎受力进行模拟,其非常有用。通常有两种建立轮胎模型的方式,一种是进行理论解析性的建模,一种是通过一定的经验进行模

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