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插电式混合动力新能源汽车技术特征研究(2)

来源:汽车实用技术 作者:张志强;张晓莉;熊禹;
发布于:2017-02-20 共3228字
  图5给出了三种混合动力类型下,各种插电式混合动力汽车的纯电续航里程与电池包电能的关系。尽管不同车型和不同技术路线下的电池包电能不同,但纯电续航里程基本与电池电量正相关。一般为达到国家针对插电式混合动力汽车补贴要求(即纯电续航里程需大于50km),插电式混合动力汽车的电能大多为12 k Wh~14k Wh.
  
  三种混合方式下,综合百公里油耗和电池包电能的关系如图6所示。不同串联、并联和混联式插电混合动力汽车的综合百公里油耗与电池包电能负相关,即电池包电能越大,综合百公里油耗越低;为了更好地起到降低企业平均油耗目的,实现插电式混合动力车的综合百公里油耗低于2L,电池包电能一般大于10k Wh.
  
  不同混合动力方式的百公里油耗对比
  
  综合纯电续航里程和百公里油耗等混合动力汽车核心参数特点,为满足我国现行补贴要求和纯电使用便利性,相应车型所需具备的电池包电能至少要为10k Wh,一般多为12~14k Wh.
  
  本文以百公里加速时间来评价动力性,百公里加速时间越小,动力性越好。图7给出了不同类型插电式混动动力车型的百公里加速时间与整车动力总和的关系。在串联式插电混合动力汽车中,由于只有一台电机驱动,动力性较差,百公里加速时间基本大于7s;在并联式插电混合动力汽车中,同时具有发动机和电动机双动力源,动力总和较大,动力性较好;混联式插电混合动力汽车中,同样具有发动机和电动机双动力源,动力总和较大,动力性较好。
  
  不同混合动力方式的百公里加速时间对比
  
  3、并联式插电混合动力技术分析和探讨
  
  鉴于采用并联式的插电混合动力车型较多,一定程度上可视为目前主流混合动力类型。为此根据电机在发动机、离合器及变速箱的位置不同,将并联插电式混合动力细分为以下三种形式,并针对其可行性和优劣性进行探讨分析。
  
  3.1 P1 并联方式
  
  P1并联方式如图8所示,电机通过皮带及发动机侧的轮系相连,并位于发动机和变速箱之前。不同公司对P1并联方式的叫法不同,如通用公司称之为“BAS”系统,博世公司称之为“BRS”系统。由于受限于电机布置空间,及皮带传递扭矩的限值,导致电机的功率和扭矩不能较大,为此混合度不高,驱动功能较弱,节油率较小。其优点是其布置较为便利,对原机改动不大,成本亦不高。
  
  P1 并联方式
  
  3.2 P2 并联方式
  
  P2并联方式如图9所示,电机位于汽油机和变速箱之间,电机与发动机之间通过电控离合器相连,电机与变速箱也通过电控离合器相连。该方式可以实现联合驱动、纯发动机驱动、纯电驱动、行车发电(发动机带电机发电)、制动能量回收(发动机停,电机发电)、怠速发电等功能模式。这种方式下,为了减少动力总成的横向尺寸,电机一般为盘式电机,其最大功率有限,但相比P1并联方式,P2方式下的电机的功率较大,易于实现纯电行驶,节油率较高。但由于这种方式下需要二个离合器和一个电机,在发动机前舱的布置难度较大。P2并联方式常见车型如现代索纳塔、本田IMA、奔驰S500Le等等。
  
  P2 并联方式
  
  在P2方式下,根据电机、电控离合器、变速箱之间集成关系的不同,有电机和电控离合器集成的P2模块(变速箱为传统CVT、DCT或AT),如舍弗勒和采埃孚的相关模块;亦有将电机及离合器集成到变速箱的模块,如Jatco的CVT8、格特拉克的7HDT300、奔驰采用的7G-TRONIC Plus 7等。
  
  3.3 P3 并联方式
  
  P3并联方式如图10所示,电机布置在变速箱的上方,变速箱无法对电机进行变速调节,只有主减速器对电机进行变速调节。这种方式对传统动力总成(汽油机和变速箱等)改动较小,但是由于电机不能够得到变速箱的传动调节,只有主减速器的增扭降速调节,在车速较低时,电机的转速不高,运行效果较差。常见车型如比亚迪秦。
  
  P3 并联方式
  
  综合而言,P1方式下电机功率较小,混合度较低,节油率低,一般为弱混。P2方式可以达到较强的混合度,节油率高。采用这种方式的车型最多,是目前主流的并联方式。P3方式虽然可以达到较强的混合度,但是由于只有主减速器对电机进行增扭降速调节,电机效率较低,采用该方式的车型不多。
  
  4、结论
  
  (1)结合串联、并联及混联式插电混合动力汽车特点及市场应用情况来分析,目前较主流的类型为并联式。
  
  (2)针对所有类型插电式混合动力车型,为满足我国现行补贴要求和纯电使用便利性,电池包电能至少要为10k Wh.
  
  (3)由于并联式和混联式具备多个动力源,动力总和较大,整车动力性比串联式较好,百公里加速时间较少。
  
  (4) P1并联式中电机功率扭矩较小,混合度较低;P2并联式对发动机前舱的集成度要求较高,混合度较高,降低综合油耗效果较好;P3并联式结构较P2简单,但总体效率相对较低,较少车型采用P3并联方式。
  
  参考文献
  
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原文出处:张志强,张晓莉,熊禹,韦杰宏,伍健. 插电式混合动力汽车技术特点综述[J]. 汽车实用技术,2016,06:120-122+139.
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