浅谈混合动力汽车控制策略

浅谈混合动力汽车工作模式和控制策略

王志杰

（福建信息职业技术学院福州，350003）

摘要：依据混合动力电动汽车发展现状,介绍串联式、并联式和混联式的混合动力电动汽车的概况,探讨三种结构方式下的工作模式及其能量流动和几种典型控制策略。

关键词:混合动力汽车；HEV；控制策略；

0 前言

近几十年来,世界各国汽车工业都一直面对能源安全与环境保护两大挑战,为此,各国政府纷纷制定相应的对策,力图开发新一代的清洁节能型汽车。从上世纪90年代开始,全球各大汽公司首先把目光投放到电动汽车研究上,但由于车用蓄电池的能量密度低、质量较大,使得纯电动汽车的续驶里程短且成本较高,很难实现市场化，而混合动力汽车的出现正好解决了这一难题。

混合动力汽车（Hybrid-Electric Vehicel,缩写HEV）是将电动机与辅助动力单元组合在一辆汽车上做驱动力，辅助动力单元实际上是一台小型燃料发动机或动力发电机组。混合动力汽车结合了传统和电动驱动系统的特点，即明显减少汽车排放和降低油耗，又有大的行程。

控制策略是混合动力汽车的核心,它根据驾驶员意图和行驶工况,协调各部件间的能量流动合理进行动力分配,优化车载能源,提高整车经济性,适当降低排放,并在不牺牲整车性能的况下,实现两者之间的折中优化。

本文就混合动力汽车工作模式、能量流动和控制策略作了初步的论述，使人们对混合动力汽车技术有一定了解。

1 混合动力汽车技术

1.1串联式混合动力汽车

串联式混合动力电动汽车由发动机、发电机和电动机三大主要部件总成组成。发动机仅仅用于发电，发电机所发出的电能供给电动机，电动机驱动汽车行驶。发电机发出的部分电能向电池充电，来延长混合动力电动汽车的行驶里程。另外电池还可以单独向电动机提供电能驱动电动汽车，使混合动力电动汽车在零污染状态下行驶。

1.1.1工作模式及其能量流动

1.1.1.1纯蓄电池模式

当混合动力汽车负荷小(空载)时，由电池驱动电动机带动车轮转动，此时的能量流

动如图1所示。

1.1.1.2纯发动机模式

载荷比较大时，则由发动机带动发电机发电驱动电动机带动车轮转动。此时的能量流动如图2所示。

1.1.1.3混合驱动模式

当车处于启动、加速、爬坡的工况时，发动机-发电机和蓄电池共同向电动机提供电能。能量流动图如图3所示。

1.1.1.4发动机—蓄电池模式

当车处低速、滑行、减速的工况时，则由蓄电池组驱动电动机，由发动机-发电机组向电池组充电。能量流动图如图4所示。

1.1.2相应控制策略

串联式混合动力汽车控制策略按控制性质可分为两大类:一类是被动型能量控制,一类是主动型能量控制。

被动型能量控制是在保证电池和发动机工作于最佳工作区范围的条件下被动地满足车辆功率需求的一种控制模式，这种控制模式以提高能量流动效率为其主要目的。主动型能量控制就是在注重提高汽车系统内部能量流动效率的同时,再根据行车环境主动减小车辆功率需求。

1.1.

2.1开关型控制

该策略属于被动型能量控制，特征是发动机开机后即恒定地工作于效率最高点，为使蓄电池组工作于充放电性能良好的工作区,预先设定了其充电状态SOC（State of charge）的最大值SOC max与最小值SOC min。控制逻辑为：

①蓄电池SOC≤SOC min时,发动机进入设定的工作点(例如最低油耗或最低排放)工作,输出功率的一部分满足车辆行驶功率需求,另一部分向蓄电池充电。

②蓄电池SOC≥SOC max时,发动机退出设定工作点,停机或减速时，由蓄电池单独向电动机供电驱动汽车。

这种控制策略的优点是发动机的燃烧充分,排放低。缺点是蓄电池充放电频繁,加上发动机开关时的动态损耗,使得系统总体的损失功率变大,能量转换效率趋低,因而有可能抵消由发动机运行时工作效率最高所带来的好处。

1.1.

2.2功率跟随型控制

该策略也属于被动型能量控制，在这种控制策略中由发动机全程跟踪车辆功率需求。只有在蓄电池的SOC≥SOC max时且仅由蓄电池提供的功率能满足车辆需求时,发动机才停机或减速运行。

这种策略的优点是蓄电池容量被减小到最小程度,因而蓄电池重量相对开关式策略来说减轻了许多,从而在很大程度上减小了汽车行驶阻力;此外由于蓄电池充放电次数减少而使得系统内部损失减少。缺点是发动机必须在从低到高的较大负荷区内运行,使得发动机效率和排放不如开关型控制策略。

1.1.

2.3动态规划法能量优化

该策略属于主动型能量控制，以汽车在给定的驾驶循环工况下最小油耗为优化目标,根据串联式混合动力的能量流动特点建立适当的数学模型,按照时间顺序把整个循环工况下的功率与效率以一定的时间间隔(通常为1s)分成若干个时间片段，然后从最后一段状态开始逆向递推到初始段状态为止,最后求出整个循环工况下发动机最优输出功率序列。

该方法只能用于特定的驾驶循环,即必须预先精确知道车辆的需求功率,因而不能用于在线控制,常用于离线优化,以帮助总结和提炼出能用于在线控制的能量管理策略。

1.1.

2.4路线适应性控制

该策略也属于主动型能量控制，是基于车加减速频繁，路线固定,启动、停车时间己知的特点,在能量管理的基本控制策略(开关型或功率跟随型策略)基础上增加两个控制子策略:最佳加速子控制策略和最佳减速制动控制子策略。

最佳加速子控制策略,根据行车路线数据(整个路线速度曲线,站点位置,实际车速等)帮助驾驶员发出当前工况下的最佳加速踏板请求。最佳减速制动控制子策略仅根据车辆停车信息确定停车前的速度,以使再生制动能量回收增加。这个策略特别适合城市公交车。

1.1.

2.5负荷预测型控制

这种控制策略是在基本控制策略(开关型或功率跟随型策略)的基础上添加一个车辆负荷预测器。预测器根据车辆运行工况预

测车辆需要的驱动功率，从而决定采用哪一种工作模式。

该策略最大的特征是提供了一种根据在线所预测的驱动功率参与系统能量管理，达到油耗最低、排放最低的目的,可操作性强。但由于所预测的驱动功率是由己耗功率推测得到的,与车辆功率的即时需求值仍会有较大偏差。

1.2并联式混合动力汽车

并联混合动力汽车采用发动机和电动机两套独立的驱动系统，发动机和电动机通常通过不同的离合器来驱动车轮,既可以采用发动机单独驱动,也可以采用电动机单独驱动,或者两者混合驱动等3种驱动模式。 1.2.1工作模式及其能量流动

由于并联混合动力汽车有两套驱动系统,且不同的驱动系统有不同的工作效率区间,这就使得汽车在不同的行驶工况下,具有多种不同的工作模式及其能量流动。 1.2.1.1纯蓄电池模式

图5为并联式混合动力汽车纯电动机模式时能量流动图。在汽车起步时，利用电动机低速大扭矩的特性使车辆起步;在车辆低速运行时，可以避免发动机工作在低效率和高排放的工作范围，高效并且动态特性好的电动机可以单独驱动汽车低速运行。 1.2.1.2纯发动机模式

汽车在高速稳定行驶的工况下，发动机工作在高效和低排放工作区域，或者汽车行驶在郊外等对排放状况要求不高的地区，可以用发动机单独驱动汽车。并联式混合动力汽车纯发动机机模式时能量流动图如图6所示。

1.2.1.3混合驱动模式

汽车在加速和爬坡时，发动机和电动机同时工作，由电动机提供辅助功率使车辆加速和爬坡。能量流动图如图7所示。 1.2.1.4发动机驱动+发电模式 当蓄电池荷电状态SOC 值较低时，发动机可以驱动启动电机对电池组充电，汽车正常运行工况下当发动机输出功率大于车辆需求功率时，发动机也可以驱动以发电状态工作的电动机向蓄电池充电。能量流动图如图8所示。

1.2.1.5回馈制动模式

车辆减速和制动时，可以利用电动机的反拖作用，一方面使车辆减速，同时电动机以发电状态工作，回收部分制动能量，实现再生制动。能量流动图如图9所示。 1.2.1.6停车充电模式

起步前或停车后，如果电池SOC 很低，

图 5

图 7

图 8

图 10

可以进行停车充电，能量流动图如图10所示。

1.2.2相应控制策略

早期的控制策略，由于技术的限制大多是基于速度的控制,但由于控制参数单一，动态特性差，没有充分利用混合动力系统的优势，通常整车的燃油经济性不是最优，而且没有考虑排放等缺点，目前已不采用。

现在的控制策略基本上是基于转矩或功率的控制。目前已经提出的控制策略主要可以分为4类:基于规则的逻辑门限控制策略;瞬时优化控制策略;智能控制策略;全局最优控制策略。

1.2.2.1基于规则的逻辑门限控制

这类控制策略的主要思想是:根据发动机的静态效率曲线图,通过控制选定的几个变量,如车功率需求、加速信号、电池等等,并根据预先设定的规则,判断并选择混合动力系统的工模式,使车辆运行在高效区,提高汽车的燃油经济性。

基于规则的逻辑门限控制策略算法简单,易实现,且具有很好的鲁棒性,但从理论上讲,动态的控制策略不是最优的,它不考虑工况的动态变化,而且一般只考虑燃油经济性而不考虑排放。另外,当低于设定门限值时就要进行充电,没有考虑电池充放电能量的损失。

1.2.2.2瞬时优化控制

规则的逻辑门限控制策略是基于工程师的经验及静态的能耗图来制定的,由于它不考虑工况的动态变化,因此它不是最优的。为了克服这些缺点,人们又提出了一种新的控制策略——瞬时优化控制策略,也叫实时控制策略。目前提出来的瞬时控制策略主要有：等效燃油消耗最少和功率损失最小两种。虽然这两种方法的出发点不同,但其原理是一样的。

等效燃油消耗最小控制策略的主要思想是:在某一瞬时工况,将电机消耗的电量折算成发动机提供相等能量所消耗的燃油和产生的排放,再加上制动回收的能量与发动机实际的燃油消耗和排放组成总的整车燃油消耗与排放模型,计算此模型的最小值,并选在此工况下最小值所对应的点作为当前发动机的工作点。

瞬时优化控制策略可以综合考虑燃油消耗和排放,它通过一组权值来描述各自的重要性,用户可以根据自己的要求来设定这组权值,从而在燃油消耗和排放之间获得折中。比如,在排放法规比较严格的地区,可以适当地提高排放的权值比重,放弃一点燃油经济性;注重燃油消耗,但排放法规比较宽松的地区,则可以适当提高燃油消耗的权值比重。

当然,这种控制策略也有它的缺点:需要大量的浮点运算,计算量大,实现起来困难,成本比较高。此外,在计算过程中,需要对未来的行驶工况中由制动产生的回收能量进行预估,这就需要建立一个比较精确的预测模型,这一点实现起来也比较困难,它需要两个前提:一是对典型工况的统计分析,二是实时判断行车工况。

1.2.2.3智能控制

智能控制的基本出发点是模仿人的智能,根据复杂被控动态过程的定性信息和定量信息,进行定性定量综合集成推理决策,以实现对难以建模的复杂非线性不确定系统的有效控制。由于混合动力汽车的能量消耗模型正是这么一个系统,因此它非常适合于智能控制。目前提出的基于智能控制的并联混合动力汽车控制策略主要有3种:模糊逻辑控制策略、神经网络控制策略、遗传算法控制策略。

1.2.2.4全局最优控制

瞬时优化控制策略在每一步长内可能是最优的,但无法保证在整个运行区间内是最优的。于是又提出了一种在整个运行区间内寻优的全局最优控制策略。

全局最优控制策略是应用最优化方法和最优控制理论开发出来的混合驱动动力分配控制策略。其主要思想是基于某种优化理论,建立以整车燃油经济性与排放为目标系统状态变量为约束的全局优化数学模型,运用相关的优化算法,求得最优的混合驱动动力分配控制策略。

目前研究较多的有基于多目标数学规划动态规划理论以及最小值原理的全局最优控制策略。这些控制策略还不成熟,需要

大量计算,且依赖于预定的运行工况,实时性较差,主要用于：在标准行驶循环下,参考全局最优控制策略,对实时控制策略进行分析与评估,并从中派生出适用的实时控制策略。

1.3 混联式混合动力汽车

混联式结构通常是在并联式结构的基础上增加一套发电机构,这样发动机发出的功率不仅可以与电动机的功率复合后直接驱动车辆,还可以转换成电能储存到蓄电池,进而驱动电动机。混联式混合动力系统结合了两种结构的优点,在能量流的控制上有更大的灵活性,可以实现油耗和排放的最佳优化目标。

1.3.1工作模式及其能量流动

1.3.1.1纯蓄电池模式

启动及低速运行时，从静止起步到车速低于一定的车速,如低于30km/h时,发动机不启动,行星系统只有一个自由度,车辆由驱动电机驱动,为纯电动模式。能量流动如图11所示。

1.3.1.2发动机+发电机+充电模式

在正常行驶时，发动机功率通过行星系统分为二条路线,一条是通过齿圈直接传到变速器,另一条是驱动发电机发电,给蓄电池充电或者通过电动机驱动。此时的能量流动如图12所示。

1.3.1.3混合驱动模式

在汽车加速爬坡时，此时发动机的工作情况与正常行驶工况一样,而电动机不仅由发电机提供能量还要从电池获得能量,此时系统工作在混合模式。能量流动图如图13所示。

1.3.1.4回馈制动模式

在减速或制动时，利用电动机的反拖作用，电机作为发电机发电,向蓄电池充电,同时产生制动转矩。能量流动图如图14所示。

1.3.1.5停车充电模式

起步前或停车后如果电池SOC很低，可以进行停车充电。能量流动图如图15所示。

图

11图

12

图

14图 15

1.3.2相应控制策略

1.3.

2.1发动机恒定工作点模式

这种策略采用发动机作为主要动力源,电机和电池通过提供附加转矩的形式进行功率调峰,使系统获得足够的瞬时功率。由于采用了行星齿轮机构使发动机转速可以不随车速变化,这样使发动机工作在最优的工作点,提供恒定的转矩输出,而剩余的转矩则由电机提供。这样电动机来负责动态部分,避免了发动机动态调节带来的损失。而且与发动机相比,电机的控制也更为灵敏,也更容易实现。

1.3.

2.2发动机最优工作曲线模式

这种策略从静态条件下的发动机万有特性出发，经过动态校正后,跟踪由驱动条件决定的发动机最优工作曲线,从而实现对发动机及整车的控制。在这种策略下,让发动机工作在万有特性图中最佳油耗线上。发动机在高于某个转矩或功率限值后才会打开；发动机关闭后,离合器可以脱开(避免损失)或接合(工况变化复杂时,发动机起动更为容易)，只有当发电机电流需求超出电池的

接受能力或者当电机驱动电流需求超出电机或电池的允许限制时,才调整发动机的工作点。

1.3.

2.3瞬时优化模式

在发动机最优工作曲线模式思想的基础上,对混合动力车的在特定工况点下整个动力系统的优化目标(如效率损失、名义油耗)进行优化,便可得到瞬时最优工作点,然后基于系统的瞬时最优工作点,对各个状态变量进行动态再分配。

通常的瞬时优化策略采用名义油耗和功率损失作为控制目标。

1.3.

2.4全局优化模式策略

由优化理论可知,瞬时最小值之和并不等于和的最小值,因此瞬时优化模式并不能导致全局最优的控制策略。全局优化模式实现了真正意义上的最优化。但实现这种控制策略的算法往往都比较复杂,计算量也很大,在实际车辆的实时控制中很难得到应用。

通常的作法是把应用全局优化算法得到的控制策略作为参考,再与其它的控制策略,如发动机最优工作曲线模式等相结合,在保证可靠性和实际可能性的前提下进行优化控制。常用的控制理论有变分法、极小值原理和动态规划三种。

2 结论

混合动力电动汽车既保持了电动汽车超低排放的优点,又发挥了传统内燃机汽车高比能量的长处,在电池技术瓶颈未被突破的情况下,它代表21世纪初汽车发展的方向。研究其控制策略对提高混合动力汽车的燃油性、机动性、加速性以及减少排放，提高整车的综合性能都有重要的意义，是混合动力汽车研究的主要内容之一。

参考文献

[1]舒红,秦大同,胡建军.混合动力汽车控制策略研究现状及发展趋势[J].重庆大学学报,2001.24～30.

[2]王东,田光宇,陈全世.混合动力电动汽车动力系统选型策略分析[J].汽车工业研究,2001(2).12～15 [3]钱立军.混合动力汽车传动系结构分析[J].合肥工业大学学报(自然科学版),2003,(1).12～15.

[4]姜帆,黄鼎友.从功率流分配探讨混合电动汽车控制策略[J].先进制造与智能控制,2003.(12).32～36 [5]刘金玲,宋健,于良耀等.并联混合动力客车控制策略比较[J].公路交通科技,2005,(1).22.

[6]杜兴山.并联式混合动力电动汽车动力系统的建模与仿真[D].北京：清华大学硕士论文,2000.

作者简介：王志杰（1969- ）男，福建福州人，讲师，研究方向：混合动力汽车

浅谈混合动力汽车发展优势论文开题报告

毕业设计（论文）开题报告 电气与自动化工程学院港口机械与自动控制专业 2016 级161301 班 课题名称浅谈混合动力汽车发展的优势 学生姓名 指导教师王瑜职称实验师 毕业设计（论文）起止时间： 2018年10月28日至2019 年5月31 日（共27 周）报告时间2018 年10 月28 日

1、本课题所涉及的问题在国内外的研究现状 汽车在给人类带来无数便利的同时，也伴随带来了众多不利影响。目前世界汽车保有量约8亿辆，预计到2010年全球汽车保有量将达到10亿辆。2003全球57％的石油消费在交通领域，预计到2020年交通用油占全球石油总消耗的62％以上。在汽车保有量高和使用集中的大城市，汽车噪声和尾气排放对城市环境己造成严重污染，对生态环境构成严重威胁。 因此，许多国家政府和大型汽车公司加大了混合动力电动汽车的研究开发工作，并取得了卓有成效的成果。可以相信，在蓄电池技术没有根本性突破之前，使用混合动力电动汽车是解决能源与排放问题的最具有现实意义的途径之一。我国也非常重视混合动力电动汽车的研究与开发，国家发展改革委员会发布的《汽车产业发展政策》明确提出：“国家引导和鼓励发展节能环保型小排量汽车。由于纯电动车和氢燃料电池由于其技术仍难取得革命性突破，难以成为汽车行业的近期发展目标。且当今社会形势，混合动力可以比较好的解决燃油消耗问题和污染问题，所以会主要介绍混合动力的优势性和可行性。 本人对课题任务书提出的任务要求及实现预期目标的可行性分析 本课题主要是论述混合动力汽车在日常的使用中，应如何进行保养与维护，同时对混合动力汽车有一个全面的了解去阐述，在混合动力汽车与产同动力汽车的比较上，突出混合动力汽车的技术特点，从而可以顺成的引申出两者在维护保养上的区别和注意事项。混合动力汽车是现代汽车工业在能源紧缺的全球环境下的一种必然发展趋势，有分析指出，在未来10到50年内，混合动力汽车随着石油产品的消耗殆尽和全球变暖等气候问题的，将逐渐取代传统燃料汽车，随着燃料电池技术的成熟与突破，这种混合动力的形式，将成为传统燃料汽车与纯电动动力汽车的一个长期过度。 本课题需要重点研究的、关键的问题 根据混合动力汽车的车型，解决主要技术，并对这些技术有那些优缺点进行一个阐述，提出我在对混合动力汽车维护与保养方面的一些见解以及设想。之后对传统石油燃料汽车的维护与保养与混合动力汽车的维护与保养进行一个全面的对比，找出相同点和不同点，分析与这些相对应的理论与技术。 2.完成本课题所必须的工作任务（如工具书、实验设备、实验条件、某类调研、计算机辅助设计条件等等）及解决的方法 通过查找相关文献和书籍，全面、系统的了解掌握研究问题的理论基础，研究进展和发展现状。并结合国内外相关文献，分析实际案例，多角度、宽领域、系统性的透视分析具体问题。以混合动力汽车的发展史入手，阐述从汽车工业开始，混合动力及电动汽车的由来，随着人类科技的发展与对环境保护，经济发展的要求，混合动力汽车是一个必然趋势。 完成本课题的工作方案及进度计划 2018.10.1至2018.10.30 文献资料收集分析，完成开题报告； 2018.11.1 至2019.1.5 对研究对象和论述的内容进行统计计算，主要针对混合动力汽车混 动系统进行研究，写入论文，用数据来使论点鲜明； 2019.1.5至2019.2.5 对混合动力汽车的传动电气系统进行研究，将系统结构与计算，结 果作为论据阐明论点，说明如何对混合动气汽车进行保养与维护； 2019.2.7 至2019.4.10 进行中期答辩，根据导师要求修改论文中存在的错误与不足，完 善文中内容； 2019.4.15至2019.5.10 论文修改定稿，参加答辩。

混合动力汽车驱动系统的国内外研究现状

混合动力汽车驱动系统的国内外研究现状 姓名：学号：班级： 1.1混合动力汽车提出背景 1.1.1 21世纪汽车工业面临的挑战[1] 内燃机汽车经过120多年的发展和壮大,为人类文明做出了巨大贡献,创造了难以计算的直接或间接经济利益。但是,随着内燃机汽车保有量的急剧增长,人们越来越认识到传统的内燃机汽车对人类环境带来的危害。传统燃油汽车排放所造成的空气质量日益恶化和石油资源的渐趋匮乏,环境保护的迫切性和石油储量日见短缺的压力,迫使人们重新考虑未来汽车的动力问题。 目前,世界上各种汽车的保有量超过7亿辆,每年新生产的各种汽车约5000万辆,按平均每辆汽车的年消耗10～15桶石油制品计算,汽车的石油消耗量每年达到80～100亿桶,约占世界石油产量的一半以上.石油资源的开采每年达到几十亿吨,经过长时期的现代化大规模地开采,石油资源日渐枯竭,按科学家预测,地球上的石油资源如果按目前的消耗水平,石油资源仅仅可以维持60～100年.21世纪以来,石油价格的上涨已对世界经济的发展形成了巨大的威胁,人类将面临更加严峻的石油资源的危机和挑战。 内燃机汽车上产生动力的同时,会产生燃烧废气,包括二氧化碳二氧化碳 (CO 2)、一氧化碳(CO)、氮氧化合物(NO X )、碳氢化合物(HX)等有害气体,对大气环 境造成污染,对人体造成伤害。内燃机汽车的噪声主要是燃烧噪声、进气和排气过程装配能够气体的空气动力性噪声,这些噪声随汽车的行驶,飘逸在其经过的环境中,在大城市中,汽车所产生的噪声会引起人们的神经系统和心血管系统功能的紊乱。目前只是在每台汽车上装置降低噪声的处理系统,以降低噪声,达到国家规定的标准。噪声降低的处理一般会因消耗一部分发动机的能量而降低内燃机的效率。

制动系统设计指南

五、制动系统的设计 1.前言 1.1适用范围 1.2引用标准 1.3轿车制动规范对制动系统制动性的总体要求 1.4制动系统的设计方法 1.5整车参数 1.6设计期望值 2 行车制动系统的设计 2.1制动器总成的设计 2.2人力制动系和伺服制动系 2.3踏板总成的设计 2.4传感器设计 2.5 ABS的设计 3 应急制动及驻车制动的设计

五、制动系统的设计 1.前言 1.1适用范围： 本设计指南适用于在道路上行驶的汽车的制动系统 1.2引用标准 GB 7258—1997 ****** 1.3轿车制动规范对制动系统制动性的总体要求 汽车应设置足以使其减速、停车和驻车的制动系统。设置对前、后轮分别操纵的行车制动装置。应具有行车制动系。汽车应具有应急制动功能和应具有驻车制动功能。汽车行车制动、应急制动和驻车制动的各系统以某种方式相联，它们应保证当其中一个或两个系统的操纵机构的任何部件失效时(行车制动的操纵踏板、操纵连接杆件或制动阀的失效除外)仍具有应急制动功能。制动系应经久耐用，不能因振动或冲击而损坏。

1.4制动系统的设计方法1.4.2制动系统方案的确定

1.4.3制动系统方案确定的顺序 1.5整车参数 1.5.1整车制动系统布置方案

参数项目空载满载前轴负荷(kg) 后轴负荷(kg) 总质量G(kg) 重心高度hg(mm) 轴距L(mm) 车轮滚动半径(mm) 最大车速(km/h) 重心距前轴距离a(mm) 重心距后轴距离b(mm) 1.6设计期望值 1.6.1制动能力 汽车制动时，地面作用于车轮的切线力称为地面制动力F xb ，它是使汽车制动 而减速行驶的外力。在轮胎周缘克服制动器摩擦力矩M u 所需的力称为制动器制 动力F u 。 地面制动力是滑动摩擦约束反力，其最大值受附着力的限制。附着力F Φ 与 F xbmax 的关系为F xbmax ＝F Φ ＝F z ·Φ。F z 为地面垂直反作用力，Φ为轮胎—道路附着 系数，其值受各种因素影响。若不考虑制动过程中Φ值的变化，即设为一常值，则当制动踏板力或制动系压力上升到某一值，而地面制动力达最大值即等于附着力时，车轮将抱死不动而拖滑。踏板力或制动系压力再增加，制动器制动力F u 由于制动器摩擦力矩的增长，仍按直线关系继续上升，但是地面制动力达到附着力的值后就不再增加了。制动过程中，这三种力的关系，如图1所示。 汽车的地面制动力首先取决于制动器制动力，但同时又受轮胎。道路附着条件的限制。所以只有当汽车具有足够的制动器摩擦力矩，同时轮胎与道路又能提供高的附着力时，汽车才有足够的地面制动力而获得良好的制动性。 图2是汽车在水平路面上制动时的受力情形 (忽略了汽车的滚动阻力偶矩、空气阻力以及旋转质量减速时产生的惯性力偶矩) 。此外，下面的分析中还忽略制动时车轮边滚边滑的过程，附着系数只取一个定值Φ，惯性阻力为：

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)

新能源汽车电子控制的关键性技术初探

新能源汽车电子控制的关键性技术初探 发表时间：2019-09-11T14:19:05.453Z 来源：《基层建设》2019年第16期作者：王露遇 [导读] 摘要：目前，环境污染形势日益严峻，加之石油储量减少、气候变暖等问题层出不穷，全社会已经认识到环保的重要性，及时地采取有效措施对汽车动力系统进行改革迫在眉睫，新能源汽车概念由此诞生。 天津职业技术师范大学天津市河西区 300202 摘要：目前，环境污染形势日益严峻，加之石油储量减少、气候变暖等问题层出不穷，全社会已经认识到环保的重要性，及时地采取有效措施对汽车动力系统进行改革迫在眉睫，新能源汽车概念由此诞生。与传统汽车相比较来说，新能源汽车具有零排放、节能环保等诸多优势，能够在很大程度上减少对环境的污染，对汽车行业未来发展具有非凡意义。电子控制系统是新能源汽车的一部分，由传感器、电控单元等诸多够分构成，对该部分关键性技术的分析能够让我们对新能源汽车具有更深层意义的了解和认识。文章以新能源汽车相关内容作为切入点，从能量管理系统、电动助力转向系统等角度探讨电子控制的关键技术，并在最后对新能源汽车电控技术未来发展作出展望，以期让我们更多的了解新能源汽车。 关键词：新能源汽车；电子控制；关键性技术 前言 工业时代以来，各个国家进入发展快车道，我们在享受经济社会发展带来便利的同时，也产生了诸多负面问题，如资源浪费、环境污染等，这些与我们日常生产和生活存在密切联系。基于此，新能源汽车凭借其自身环保优势受到了极大的关注。据统计，截止到2018年，新能源汽车销量接近130万辆，预计到2040年会突破4000万辆。新能源汽车的广泛普及大幅度降低了人类社会对原油的需求，且为传统汽车行业注入了新鲜血液，引领汽车行业朝着更为健康的方向前进和发展。 1.新能源汽车概述 自20世纪以来，有关专家对新能源汽车展开了系统性分析和研究，并取得了非常喜人的成果。1996年，清华大学研究制造出EV6580型新能源汽车，准载16人，行驶速度80公里，且在一次蓄电后行驶155公里。该款新能源汽车的诞生，对后续研究产生了巨大的影响，此后由中国远望集团研发出新能源大客车公开亮相，在载人、行驶速度方面都获得了更大的进展，能够载50人，且行驶速度较以往提高了10公里。“十五”期间，国家科技部门正式批准了新能源汽车纳入到重大科技专项当中[1]。现阶段，纯新能源汽车已经进入到小批量生产和应用阶段，混动汽车形成了产业化规模，在大街小巷上我们已经能够见到了此类汽车，正式进入到人们生活当中。未来，我国新能源汽车会迎来快速发展阶段，尤其是在经济发达省份将会正式建立起产业基地，并构建与之相配套新能源供应基础设施，为新能源汽车的运行提供更多能源支持。 2.新能源汽车电子控制关键性技术分析 新能源汽车与传统汽车的不同在于，其中集合了大量电子设备、器件，这些都是新能源汽车运行的重要组成部分，涉及到一些关键性技术，具体如下： 2.1能量管理系统 能量管理系统（EMS）是电子控制单元的核心，由放电控制、功率限制等部分构成，在汽车运行系统中，EMS工作过程并不复杂：数据采集电路，实现对电池状态信息的收集，并将获取的信息输送到电子控制单元予以分析，根据分析结果做出相应的处理，发送到对应的功能模块，实现对汽车的支配。从功能角度来看，该系统能够使蓄电池保持在最好的状态，满足汽车行驶需求；对子系统的运行情况进行扫描处理，并根据扫描结果来监督系统运行，及时发现系统存在的问题，调整和控制好充电方式、或者剩余电量预警等；由于新能源汽车运行需要电量的支持，并结合里程数对行驶里程进行预测，实现对车内温度、亮度的自动调节。可见，EMS是新能源汽车运行的根本，缺少能量管理系统的支持，汽车无法正常运行。 2.2电动助力转向系统 无论是传统汽车、还是新能源汽车，转向系统都是必不可少的一部分，电动助力转向系统（EPS），主要负责提供辅助扭矩的动力转向系统，由电机提供，如转矩与车速传感器、电动机及减速器等，在工作过程中，驾驶员使用方向盘转向，最先接收到指令的是转矩传感器，传感器对转矩进行计算，检测到信号，并将其输送至电子控制单元；随后电子控制单元计算并分析转矩信号、车速信号等数据信息；最后根据节后生成指令信号，实现对电机转向的调控[2]。相反，汽车在正常行驶时，如不转向，电子控制单元便不会生成相应的指令，电机处于非工作状态。在汽车运行过程中，EPS便利、环保，且工作效率较高，但同时也对电机等设备提出了更高的要求。基于系统稳定性等方面的考虑，专家要加强对控制策略的研究，确保控制策略更加科学、合理，为人们提供最佳驾驶体验。随着科学技术快速发展，人工智能控制、模糊控制等技术也逐步引入和应用到新能源汽车当中，以此来提高对汽车的控制。 2.3电机驱动控制系统 新能源汽车行驶中，电机驱动控制效果好坏，直接决定汽车行驶安全性。电机驱动控制系统是由传感器、数字控制器等部分构成，该系统负责将蓄电池存储的电能转化为车轮的动能，以此来抵消车辆遇到的阻力，驱动汽车根据驾驶需求灵活调整车速。随着时代发展和进步，人们对新能源汽车的要求也日渐提高，对电机驱动控制系统地完善也愈发完善。系统在运行时，需要保证功率输出恒定；当车辆启动、上坡时，帮助车辆保持低速状态，这样一来，根据行驶具体情况作出相应的反应，实现高低速的灵活切换。与传统汽车比较，电机驱动系统采用的电机多为永磁同步电机、感应电机等，在科学技术的大力支持下，还会朝着集成方向发展。 2.4制动系统 汽车制动是指汽车在行驶过程中，由摩擦力产生的，以此来降低车速，当动能消耗殆尽后，其热能消散到空气当中[4]。但新能源汽车不同，通过牵引电机的方式，实现制动功能，在电能与动能之间实现转换，并为汽车提供足够的动能。同时，能量的循环使用，汽车续航里程便会增加，故为了更好地推动新能源汽车产业规模化发展，需要加强对再生能量回馈装置的研究和发明，在保留原有汽车功能的基础上，更好地促进其性能的有效发挥。 2.5其他系统 除了上述电控系统外，还有底盘综控、信息通信系统等，其中综控系统，能够极大地提高对汽车底盘的控制效果，实现对车身的操控[5]。同时，防抱死制动系统地存在，能够在一定程度上提高汽车行驶安全性，避免失去突然转向的问题。电子控制技术的引入，对汽车行

并联式式混合动力汽车的全速控制策略

并联式式混合动力汽车的全速控制策略 摘要：并联式混合动力汽车综合了传统汽车和电动汽车的优点，不仅具有低油耗、低排放等优点，而且续驶里程不受限制，是目前最有希望替代传统汽车的方案。因此，对混合动力汽车关键技术的研究具有非常重要的应用价值。利用瞬态优化控制策略，通过对发动机、电动机、电动机在不同功率进行分配组合，来确定混合动力系统最佳工作模式和工作点切换。本文利用混合动力汽车的数学模型，在MATLAB/Simulink环境中建立了前向仿真模型，进行整车控制策略的研究，并对全速范围的运行控制策略进行了验证。 关键词：并联式混合动力汽车 MATLAB/Simulink 全速范围1 引言 并联式混合动力电动汽车主要由发动机、电动/发电机、电池组、能量管理系统等部件组成，与串联式混合动力电动汽车不同的是，发动机和电动/发电机以机械能叠加的方式来驱动汽车，可以组合成不同的功率输出模式。发动机功率和电动/发电机功率约为电动汽车所需最大驱动功率的50%～100%，其能量利用率高。因此，可以采用小功率的发动机与电动/发电机，使得整个动力系统的装配尺寸、质量都较小，造价也更低，行程也可以比串联式混合动力电动汽车的长些，但布置结构相对复杂，实现形式也多样化，其特

点更加接近内燃机汽车。并联式式混合动力驱动系统通常应用在小型混合动力电动汽车上。 因此，并联式驱动系统最适合在城市间道路和高速公路上行驶，工况稳定，发动机经济性和排放性都会有所改善，和混联式混合动力电动汽车相比较而言结构简单，价格也容易被广大消费者接受，因此，在电池技术问题没有得到很好的解决的情况下，它有望在不久的将来成为汽车商业的主流产品。 2 并联式式混合动力汽车的关键技术 混合动力汽车兼具传统燃油汽车和纯电动汽车的优点，是二者的完美结合，这个结合的纽带就是混合动力汽车的整车控制系统，整车控制系统的主要功能是进行整车能量管理和混合动力系统的控制。整车控制系统如同混合动力汽车的大脑，指挥各个系统的协调工作，以达到效率、排放和动力性的最优，同时兼顾行驶的平稳性。整车控制系统根据驾驶员的操作，如加速踏板、制动踏板、变速杆的操作等，判断驾驶员的意图，在满足驾驶需求的前提下，最优的分配电机、发动机、电池等动力部件的功率输出，实现能量的最优管理，使有限的燃油发挥最大的功效。 目前的混合动力汽车都不需要外部充电，因此，与传统汽车一样，混合动力汽车的能量全部来自于发动机的燃料燃烧所释放的热能，电机驱动所需的电能是燃料的热能在车

混合动力原理

浅谈混合动力汽车工作模式和控制策略 王志杰 （福建信息职业技术学院福州，350003） 摘要：依据混合动力电动汽车发展现状,介绍串联式、并联式和混联式的混合动力电动汽车的概况,探讨三种结构方式下的工作模式及其能量流动和几种典型控制策略。 关键词:混合动力汽车；HEV；控制策略； 0 前言 近几十年来,世界各国汽车工业都一直面对能源安全与环境保护两大挑战,为此,各国政府纷纷制定相应的对策,力图开发新一代的清洁节能型汽车。从上世纪90年代开始,全球各大汽公司首先把目光投放到电动汽车研究上,但由于车用蓄电池的能量密度低、质量较大,使得纯电动汽车的续驶里程短且成本较高,很难实现市场化，而混合动力汽车的出现正好解决了这一难题。 混合动力汽车（Hybrid-Electric Vehicel,缩写HEV）是将电动机与辅助动力单元组合在一辆汽车上做驱动力，辅助动力单元实际上是一台小型燃料发动机或动力发电机组。混合动力汽车结合了传统和电动驱动系统的特点，即明显减少汽车排放和降低油耗，又有大的行程。 控制策略是混合动力汽车的核心,它根据驾驶员意图和行驶工况,协调各部件间的能量流动合理进行动力分配,优化车载能源,提高整车经济性,适当降低排放,并在不牺牲整车性能的况下,实现两者之间的折中优化。 本文就混合动力汽车工作模式、能量流动和控制策略作了初步的论述，使人们对混合动力汽车技术有一定了解。 1 混合动力汽车技术 1.1串联式混合动力汽车 串联式混合动力电动汽车由发动机、发电机和电动机三大主要部件总成组成。发动机仅仅用于发电，发电机所发出的电能供给电动机，电动机驱动汽车行驶。发电机发出的部分电能向电池充电，来延长混合动力电动汽车的行驶里程。另外电池还可以单独向电动机提供电能驱动电动汽车，使混合动力电动汽车在零污染状态下行驶。1.1.1工作模式及其能量流动 1.1.1.1纯蓄电池模式 当混合动力汽车负荷小(空载)时，由电池驱动电动机带动车轮转动，此时的能量流 动如图1所示。 1.1.1.2纯发动机模式 载荷比较大时，则由发动机带动发电机发电驱动电动机带动车轮转动。此时的能量流动如图2所示。 1.1.1.3混合驱动模式 当车处于启动、加速、爬坡的工况时，发动机-发电机和蓄电池共同向电动机提供电能。能量流动图如图3所示。 1.1.1.4发动机—蓄电池模式 当车处低速、滑行、减速的工况时，则

汽车制动系统的结构设计说明

课题名称：汽车制动系统的结构设计与计算 第一章：制动器结构型式即选择 一、汽车已知参数： 汽车轴距(mm):3800 车轮滚动半径（mm ）:407.5 汽车空载时的总质量（kg ）:3330 汽车满载时的总质量（kg ）6330 空载时，前轴负荷G=mg=12348.24N 后轴负荷为38624.52N 满载时，前轴负荷G=mg=9963.53N 后轴负荷为43157.62N 空载时质心高度为750mm 满载时为930mm 质心距离前轴距离空载时为2.36m 满载时为2.62m 汽车设计课程设计

质心距离后轴距离满载时为1.44m 满载时为1.18m 二、鼓式制动器工作原理 鼓式制动器的工作原理与盘式制动器的工作原理基本相同：制动蹄压住旋转表面。这个表面被称作鼓。 许多车的后车轮上装有鼓式制动器，而前车轮上装有盘式制动器。鼓式制动器具有的元件比盘式制动器的多，而且维修难度更大，但是鼓式制动器的制造成本低，并且易于与紧急制动系统结合。 我们将了解鼓式制动器的工作原理、检查紧急制动器的安装情况并找出鼓式制动器所需的维修类别。 我们将鼓式制动器进行分解，并分别说明各个元件的作用。 图1 鼓式制动器的各个元件 与盘式制动器一样，鼓式制动器也带有两个制动蹄和一个活塞。但是鼓式制动器还带有一个调节器机构、一个紧急制动机构和大量弹簧。 图2仅显示了提供制动力的元件。

图2. 运行中的鼓式制动器 当您踩下制动踏板时，活塞会推动制动蹄靠紧鼓。这一点很容易理解，但是为什么需要这些弹簧呢？ 这就是鼓式制动器比较复杂的地方。许多鼓式制动器都是自作用的。图5中显示，当制动蹄与鼓发生接触时，会出现某种楔入动作，其效果是借助更大的制动力将制动蹄压入鼓中。 楔入动作提供的额外制动力，可让鼓式制动器使用比盘式制动器所用的更小的活塞。但是，由于存在楔入动作，在松开制动器时，必须使制动蹄脱离鼓。这就是需要一些弹簧的原因。其他弹簧有助于将制动蹄固定到位，并在调节臂驱动之后使它返回。 为了让鼓式制动器正常工作，制动蹄必须与鼓靠近，但又不能接触鼓。如果制动蹄与鼓相隔太远（例如，由于制动蹄已磨损），那么活塞需要更多的制动液才能完成这段距离的行程，并且当您使用制动器时，制动踏板会下沉得更靠近地板。这就是大多数鼓式制动器都带有一个自动调节器的原因。 当衬块磨损时，制动蹄和鼓之间将产生更多的空间。汽车在倒车过程中停止时，会推动制动蹄，使它与鼓靠紧。当间隙变得足够大时，调节杆会摇动足够的幅度，使调节器齿轮前进一个齿。调节器上带有像螺栓一样的螺纹，因此它可以在转动时松开一点，并延伸以填充间隙。每当制动蹄磨损一点时，调节器就会再前进一点，因 此它总是使制动蹄与鼓保持靠近。 一些汽车的调节器在使用紧急制动器时会启动。如果紧急制动器有很长一段时间没有使用了，则调节器可能无法再进行调整。因此，如果您的汽车装有这类调节器，一周应至少使用紧急制动器一次。 汽车上的紧急制动器必须使用主制动系统之外的动力源来启动。鼓式制动器的设计允许简单的线缆启动机构。 鼓式制动器最常见的维修是更换制动蹄。一些鼓式制动器的背面提供了一个检查孔，可以通过这个孔查看制动蹄上还剩下多少材料。当摩擦材料已磨损到铆钉只剩下0.8毫米长时，应更换制动蹄。如果摩擦材料是与后底板粘合在一起的（不是用铆钉），则当剩余的摩擦材料仅为1.6毫米厚时，应更换制动蹄。

盘式制动器设计指南更新

3行车制动系统 3.1分系统—制动器总成 3.3.1制动器类型：盘 3.3.4制动钳的结构 制动钳的分类和结构可以参照其它资料，我公司的制动钳均属于浮动钳，目前前制动钳按照缸数分有单缸和双缸（例如P11、B13）两种，后制动钳皆为单缸，B11后制动钳为综合驻车式制动钳，除了可以实现行车制动外还能够实现驻车的功能。 浮动式制动钳的结构型式主要有：

滑轨式 导向销式：我公司目前采用的均为此种型式。有的导向销在钳体上（B14后钳），有的在支架上（B11前钳）；有的没有制动钳支架而是固定在转向节或者制动底板（T11后钳）等其它零件上。

综合起来就是： 下面我们来看一下制动完以后的回位原理：

密封圈与钳体和活塞的细节关系如下： 未工作时 工作时

制动钳 支架和钳体一般为铸造件，材料大部分为球墨铸铁，现在有的制动钳开始使用新的材料，如B11后制动钳钳体采用铝合金材料。 在浮动式制动钳中，钳体只承受轴向力；主要是作用在制动钳钩爪上外制动块给卡钳的反作用力，还有作用在卡钳缸孔底部的液压力，如下图所示。 图所示。

这种变形所导致的后果是非常严重的，将产生制动块、制动盘径向偏磨，在制动过程中制动块与制动盘接触不均匀而导致局部过热，进而导致制动盘的磨损不均匀。 鉴于以上的问题，抵抗这种变形是设计卡钳时首先要考虑的，即卡钳必须具有一定的轴向刚度。在卡钳材料一定的情况下，在这里起关键作用的是卡钳的缸背的厚度，缸径51mm以上的卡钳该厚度一般控制在11mm-14mm之间，如下图所示 除此之外，钩爪内过度圆弧，以及观察孔的位置都对卡钳的刚度有影响。遵循的规则是：在允许的情况下尽量采用大的过渡圆角，并且将观察孔尽可能的缩小其轴向长度，但不允许越过制动盘为工作面。 在卡钳的设计阶段CAE分析必不可少，由于卡钳属对称件，为了方便划分网格并缩短计算时间，通常将卡钳从对称面分割开，如下图所示。

新能源汽车控制系统

新能源汽车控制系统》教学大纲 总学时：32H 学分：2 基本面向：自动化所属单位：自动化系 一、本课程的目的、性质及任务本课程是专业方向任选课程，是机械、电力电子、自动控制、化工等诸多技术和学科应用于汽车工程上的一门综合技术，也是一个国家现代化水平的重要标志之一。本课程的任务是使学生学习综合、系统地应用自动控制专业知识，熟悉并初步掌握新能源汽车控制系统的原理和基本设计思路与方法，具备开发新能源汽车控制系统的初步研制能力。力求使学生能结合我国汽车工业和控制技术应用等领域的现状和发展，了解国内外新能源汽车研制的新成果和新动态，拓展知识面，提高相关的专业技能。 二、本课程的基本要求 1、全面理解新能源汽车与燃油汽车的区别，了解新能源汽车的性能、特点、结构与指标要求，以及最新的发展动态。 2、综合应用自动控制专业知识，进一步理解掌握新能源汽车的控制技术，包括新能源汽车驱动系统控制机构和控制策略。掌握新能源汽车构成原理及设计步骤。 3、以新能源汽车为控制对象，进一步学习新能源汽车控制系统的新技术和发展趋势，学习系统地应用自动控制专业知识的方法，提高专业实际分析能力和应用技能。 三、本课程与其它课程的关系（课程的前修后续关系）前修课程：自动控制原理、电力电子技术、电机与拖动基础、运动控制系统、汽车理论与构造基础、汽车电子控制技术后续课程：无四、本课程的教学内容 第一章绪论 1、新能源汽车的定义和分类 2、新能源汽车产生和发展的原因 3、新能源汽车的发展历史 4、新能源汽车的基本结构 5、新能源汽车的主要行驶性能指标 第二章新能源汽车 1、纯电动汽车 2、混合动力电动汽车 3、太阳能电动汽车 4、燃料电池电动汽车

制动系统设计流程

制动系统的开发和设计 1．设计依据和原则 1．1 根据况、使用条件及用户群体等）确定制动系统的总体方案，为系统各零部件的选型提供产品信函（或项目描述书）所描述的整车的使用情况（含道路状依据； 包括：制动形式、制动器形式、制动总、分泵（阀）形式等。 1．2 根据车型提供的整车参数，结合各项强制法规的要求，初步分析各所选制动零部件与整车匹配的合理性； 所需参数：质心距前轴a、质心高hg、总质量Ga、前轴负荷G1、前轴质量分配％、后轴负荷G2、后轴质量分配等。 1．3 根据强制法规的要求，制定试验方案进一步验证整车制动系统匹配和各制动元件选型的合理性。 2．设计方案初步规划 2．1 各主要零部件的选型及相关注意事项： 2．1．1 制动器总成 2．1．1．1 通过对所开发车型与已开发同类车型（或标杆车）的比较，初步确定系统各零部件的型式、结构和相关参数，而单纯从整车对制动力的需求方面来说，制动器的制动力越大越好，但由于制动器所产生的制动力与制动器的结构型式、制动器直径、制动器的分泵直径、制动器摩擦副的相对摩擦系数、制动管路压力等等因素有关，故在选取时应遵循以下原则； 2．1．1．2 制动器结构型式的选型原则：根据整车档次、使用地区、用户群体等确定制动器的结构型式；

2．1．1．3 制动器直径的选型原则：由于制动器的直径与轮辋直径有关，在选型时应根据整车布置及轮辋的要求，考虑制动鼓的散热问题，一般制动鼓与轮辋的间隙应不小于10mm，否则会导致制动器散热不良，引起制动鼓早期龟裂、制动衬片烧结、炭化，大大降低制动器的制动效能；另外，制动器与轮辋的间隙太小，制动过程所产生的热量也将大量传导至轮辋上，对轮胎不利。 2．1．1．4 制动器衬片摩擦系数的确定：由于制动器衬片的摩擦系数是决定制动器制动力的主要原因之一，在同型、同规格的制动器中，制动衬片的摩擦系数越高，制动器所产生的制动力越大，但对于不同结构的制动器来说，并不是摩擦系数越高越好，摩擦系数太高对制动鼓（或盘）的磨损也越大，且对于双向自增力式制动器，摩擦系数越高，制动过程越粗暴，对制动底板、制动蹄铁、制动鼓的刚性要求越高，否则在制动过程中越易产生制动器颤动、整车发抖的现象，故对于摩擦系数的选取根据本人的经验建议：双向自增力式制动器的取0.38左右，其它结构型式的制动器取0.45~0.5左右，盘式制动器取0.35左右。 2．1．1．5 制动器分泵直径的选型和确定：在上述参数选定以后，根据整车所需的各轴制动力来确定制动器分泵的直径。对于单个制动器而言，制动器所产生的制动力与制动分泵活塞的有效面积（直径的平方——液压制动器）成正比，在选取过程中应兼顾国家标准规格和社会成熟资源，液压制动器的分泵直径最大不超过32mm。

浅谈国内外新能源汽车的发展现状及趋势

浅谈国内外新能源汽车的发展现状及趋势 发表时间：2018-10-17T10:32:50.167Z 来源：《电力设备》2018年第19期作者：李昊陈清奎陈卫清朱展良王瑗 [导读] 摘要：能源汽车领域无疑是 21 世纪国际竞争的焦点和热点。 （山东建筑大学山东济南 250000） 摘要：能源汽车领域无疑是 21 世纪国际竞争的焦点和热点。随着环境保护概念的深入人心和国际原油供应的持续紧张，多数发达国家的研究机构和汽车厂商都加大了对新能源汽车技术的研发投资，以替代传统以石油为燃料的汽车，形成了多种技术共同发展的局面，其中部分技术已经在商业化领域取得了重要成功。本文介绍了新能源汽车的类别及特点以及国内外新能源汽车的发展状况，并对其以后的发展趋势做出大致的分析。 关键词：新能源汽车；国内外；发展趋势 一、引言 在能源环境巨大的压力下，世界汽车技术将进人新的时代，低能耗汽车时代已经来临。各国政府及汽车企业普遍认识到节能和减排是未来汽车技术发展的主攻方向，一方面寻求在传统汽车优化上相应关键技术上的突破，另一方面大力发展新能源汽车，后者无疑是节能减排问题上的一个有效缓解途径。[1]新能源带来的技术变革将是汽车产业下一个发展的至高点。 二、新能源汽车类别及特点 新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源（或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置），综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。包括的范围较广，大致可分为纯电动汽车（EV）、混合动力电动汽车（HEV）、燃料电池电动汽车（FCEV）、燃气汽车（GV）、生物燃料汽车（BFV）等类型。 三、新能源汽车全球发展概况 （一）全球汽车发展概况 世界汽车工业已经历100多年的发展历史，在全球汽车产业经过四次转移(德转美；美转欧；美欧转日；发达国家向发展中国家转移)之后，世界汽车产业主要集中在欧洲、北美和亚太地区。进入21世纪，当前世界汽车产业呈现出了一系列不同于以往的发展特点，而且汽车产业仍有发展空间，依然是世界经济发展的主导产业。进入21世纪以来，以“金砖四国”(中国、巴西、印度、俄罗斯)为代表的新兴汽车市场发展迅猛，超过传统汽车生产国美、日、德、法。[2]随着发展中国家融入到世界汽车产业体系之中，汽车的转移已经基本完成，目前转移的重点是技术和研发的转移。 在世界汽车强国，均有围绕大型汽车集团形成的汽车城，集群效应明显、产业链完善、城市功能齐全。从世界主要汽车产业聚集区的发展历程来看，呈现出以下几个特点：汽车城不同的发展阶段需要有不同的增长驱动力；汽车城发展需要城市根据自身特点和实力，在不断调整中增长；综合发展、产城融合是汽车城演变的最终目标。[3] （二）中国汽车产业发展概况 随着经济的发展，我国汽车销量持续快速增长，至2016年，我国汽车销量已突破2800万辆，达2811万辆，在该年底，全国机动车数量突破3.10亿辆，其中，汽车达2.17亿辆。2017年新能源乘用车共销售56万台,其中纯电动乘用车累计销售45万台,插电式混合动力乘用车累计销售11万台。这个领域纯电动车辆与插电车辆相比，4.5:1.1辆。2017年新能源专用车共计销售15.2万台，同比增长279.39%。2017年新能源专用车各细分市场中，城市配送车共销售14.8万台。2017年我国新能源汽车产销量分别达到了79.4万辆和77.7万辆，同比分别增长53.8%和53.4%。统计口径不同，报告的数据有差异。 在动力电池配套企业数量方面，2017年企业数量为83家。动力电池全年达374亿瓦时，同比增33%。2017年我国再次成为全球最大的动力电池应用市场。新能源整车规模代表产业链的综合水平，年产能82万辆，同比增长58.7%。又是世界第一是水平。动力电池全年达374亿瓦时，同比增33%，代表中国动力电池产业，这一关键技术，完成可以支持中国纯电动汽车技术往前推进下去。 （三）国内外新能源汽车产业发展 发展新能源汽车已经成为世界各国的共识，中国更是将其列入到七大战略新兴产业之中。中央政府对其陆续出台了各种扶持培育政策。为新能源汽车的发展营造良好的政策环境。时至今日，中国新能源汽车发展虽然取得了长足的进步，但与国外相比仍有较大差距。在此背景下，新能源汽车的发展已迫在眉睫，近几年，我国政府也因此出台了相关政策对新能源汽车的发展给予支持和鼓励。 中国新能源乘用车销量占比低于其它国家水平。根据汽车工业协会统计数据。2017年新能源汽车销量为49万辆，同比增长45％，其中纯电动31.4万辆，插电式混合动力7.9万辆。分车型看，新能源乘用车销售超50万辆；新能源客车及专用车销售9.7万辆，同比增长3.9％。 从近几年的发展情况看，EV乘用车和PHEV乘用车发展较为缓慢，难以实现近期目标，预计在中远期，技术和成本有所突破、油价有所回升以后才能带动其快速发展。美国有丰富的电力资源和强大的电力网络，这是美国发展以电动汽车为主的新能源汽车的良好基础。为了避免再次受到石油危机的冲击，美国从20世纪70年代就开始了新能源汽车的研发。 欧美日等汽车发达国家极为重视的核心内容,不同程度的采用了政府，企业和研究机构相结合的研发体系。但由子各国汽车工业基础的区别、产业优势的不同以及发展理念的差异,最终形成了不同的技术侧重路线。日系企业以温合动力为主力车型,已经开发出了可以大规模应用的油电温合动力技术；欧洲在温合动力技术,纯电动汽车技术和氢燃料汽车领域部有涉及，氢燃料汽车是欧洲研发的重点,其中既有氢燃料电池汽车也包括氢内燃机汽车，此外欧洲在生物柴油汽车产业化应用领域处子世界领先地位；美国在新能源技术的技术研发和产业实践方面，主要集中在氢能源和燃料电池汽车领域。 四、新能源汽车发展趋势 尽管当今世界对于新能源汽车已经掌握了很多实用性技术，但每一种新兴技术又有自身的缺陷，与产业化要求相比还有很多工作要做。虽然电动汽车技术趋于成熟，但在续驶里程、制造成本等方面还无法与传统燃油汽车相比。作为动力源的各类型蓄电池不同程度地存在着成本高、功率小、体积和重量大、充电时间长等问题，是电动汽车发展和皆及应用的瓶颈。 现阶段汽车主要由分别消耗液体、气体和电力的汽柴油车、天然气和电动车为主，随着科技不断创新，未来汽车产品将由混合动力、氢燃料和纯电动分别取而代之。然而在未来的20年内，汽油和柴油仍将是汽车主要的能量来源，但传统汽油机汽车的市场份额将在此后明显下降，而柴油车仍将在重型车辆领域继续保持很高的市场份额；新能源汽车发展将是沿着传统内燃机新技术和替代燃料汽车、混合动力

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

汽车新能源技术浅析毕业论文

汽车新能源技术浅析毕业 论文 Last revision on 21 December 2020

汽车运用技术（专科）毕业论文 题目：汽车新能源技术浅析 姓名： 学号： 班级： 指导教师： 二○一三年四月二十日 目录 摘要 (1) 关键词 (1) 前言 (1) 正文 一、汽车的新能源技术以及要求 (1) 二、中国新能源汽车发展状况 (2) 三、目前新能源汽车的分类以及优缺点 (3) 四、其他方案 (6) 五、新能源研究领域的最新方向以及各能源的对比 (8) 六、目前新能源技术的主要瓶颈——电池和充电技术 (10) 七、总结 (11)

致谢词 (12) 参考文献 (12) 汽车新能源技术浅析 [摘要]汽车是支柱产业，也是基本的交通工具，目前各国政府都力求用保持汽车的发展来促进经济的发展和民众生活福利的提高。发展新能源汽车可以在保持汽车增长的状况下降低石油消耗、保护大气环境，各国政府普遍把发展新能源汽车看成实现其能源环境政策和汽车工业可持续发展的重要组成部分。因此，新能源汽车是世界各国的共同追求。 [关键词]：交通新能源汽车 前言 新能源汽车是指除、之外所有其它汽车。包括燃料汽车、混合动力汽车、动力汽车和汽车等。其排放量比较低。据不完全统计，全世界现有超过400万辆，100多万辆天然气汽车。 正文 一、汽车的新能源技术以及要求 新能源又称非常规能源。英文名称：New energy vehicles。是指传统能源之外的各种能源形式。指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源，如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等。新能源汽车对于系统的要求更加严苛。作为新能源汽车的核心部件，电机控制不仅关系着整车性能，还与行车安全息息相关。高性能电机控制系统对处理器的处理能力和安全特性都提出了很高要求。 二、中国新能源汽车发展状况 中国新能源汽车产业始于21世纪初。2001年，新能源汽车研究项目被列入国家“十五”期间的“863”重大科技课题，并规划了以汽油车为起

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