1-新能源汽車(chē)電驅(qū)動(dòng)技術(shù)

1、個(gè)人介紹,1、基本情況,朱曰瑩 天津科技大學(xué)zhuyueying@tust.edu.cn教育經(jīng)歷：2008/9 — 2011/11，哈爾濱工業(yè)大學(xué)，車(chē)輛工程，博士2006/9 — 2008/7，哈爾濱工業(yè)大學(xué)，車(chē)輛工程，碩士2002/9 — 2006/7，哈爾濱工業(yè)大學(xué)，汽車(chē)運(yùn)用工程，學(xué)士工作經(jīng)歷：2014—今，天津科技大學(xué)，機(jī)械工程學(xué)院，副教授2011/12 — 2014/3，中國(guó)汽車(chē)技術(shù)研究中心，博士后2

2、011/11 — 2014/6，哈爾濱工業(yè)大學(xué)(威海) ，汽車(chē)工程學(xué)院，講師,個(gè)人介紹,2、科研方向,1、國(guó)家自然科學(xué)基金，51505332，新型勵(lì)磁模式開(kāi)關(guān)磁阻輪轂電機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)及電回饋控制策略研究，2016/01—2018/12，20萬(wàn)元，在研，主持。2、天津市應(yīng)用基礎(chǔ)與前沿技術(shù)研究計(jì)劃，15JCQNJC06900，新型勵(lì)磁模式開(kāi)關(guān)阻輪轂電機(jī)設(shè)計(jì)及無(wú)位置控制，2015/04—2018/03，6萬(wàn)元，在研，主持。 3、教育部博士學(xué)科

3、點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)科研基金，20122302120087，電動(dòng)汽車(chē)用新型勵(lì)磁模式磁阻電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)特性多指標(biāo)同步優(yōu)化研究，2012/12—2015/12，4萬(wàn)元，在研，主持。4、中國(guó)博士后科學(xué)基金，2012M520589，電動(dòng)車(chē)用開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)及其多指標(biāo)同步優(yōu)化策略，2012/10—2014/3，5萬(wàn)元，結(jié)題，主持。,第1章 混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē),1.1 概述1.2 混合動(dòng)力電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)工作模式1.3 混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)構(gòu)造1.4 串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽

4、車(chē)1.5 并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē),1.1 概述,優(yōu)點(diǎn)： 石油燃料高能量密度，續(xù)駛里程長(zhǎng)。缺點(diǎn)： 燃油經(jīng)濟(jì)性、環(huán)境污染。,傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)車(chē)輛：,Engine power output in Urban Driving,,1. 發(fā)動(dòng)機(jī)燃油效率特性與實(shí)際運(yùn)行要求不匹配。,1.1 概述,,1.1 概述,,2. 傳統(tǒng)汽車(chē)制動(dòng)時(shí)，動(dòng)能或勢(shì)能的消耗。,3. 傳統(tǒng)汽車(chē)中，液力變矩器的低效率。,Per

5、formance of a torque converter,1.1 概述,1.2 混合動(dòng)力電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)工作模式,混合動(dòng)力車(chē)：配置有兩個(gè)或更多個(gè)動(dòng)力系的車(chē)輛。混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)：配置有電氣動(dòng)力傳動(dòng)的混合動(dòng)力車(chē)。,混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)通常由兩個(gè)動(dòng)力系組成。,1.2 混合動(dòng)力電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)工作模式,Operation mode of a hybrid drive train,1.2 混合動(dòng)力電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)工作模式,單發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模式：蓄電池組近乎完全放電而

6、發(fā)動(dòng)機(jī)沒(méi)有剩余功率給蓄電池組充電的情況；或者蓄電池組已經(jīng)完全充電而發(fā)動(dòng)機(jī)需供應(yīng)足夠的動(dòng)力滿足車(chē)輛動(dòng)力需求。單電驅(qū)動(dòng)模式：發(fā)動(dòng)機(jī)不能有效運(yùn)行的場(chǎng)合，如車(chē)輛極低速狀態(tài)或嚴(yán)禁尾氣排放區(qū)域?；旌向?qū)動(dòng)模式：需要大量動(dòng)力供給的情況，如急劇加速或爬陡坡等工況。再生制動(dòng)模式：電動(dòng)機(jī)工作在發(fā)電機(jī)狀態(tài)，回收車(chē)輛動(dòng)能或勢(shì)能，儲(chǔ)存于蓄電池中。發(fā)動(dòng)機(jī)向蓄電池組充電模式：車(chē)輛處于停止、慣性滑行等工況，沒(méi)有動(dòng)力應(yīng)用于載荷或來(lái)自載荷。,1.2 混合動(dòng)力電驅(qū)動(dòng)系

7、統(tǒng)工作模式,再生制動(dòng)和內(nèi)燃機(jī)向蓄電池組充電模式。發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)車(chē)輛并同時(shí)向蓄電池組充電模式。發(fā)動(dòng)機(jī)向蓄電池組充電，同時(shí)蓄電池組向載荷供應(yīng)功率模式。借助于車(chē)輛的質(zhì)量，來(lái)自于發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力進(jìn)入蓄電池組的模式：該模式主要應(yīng)用于兩動(dòng)力系統(tǒng)分別安裝在車(chē)輛的前后兩軸上。,1.2 混合動(dòng)力電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)工作模式,載荷功率包括穩(wěn)定功率和動(dòng)態(tài)功率。動(dòng)態(tài)功率只是功率調(diào)節(jié)作用。,載荷功率分解,1.3 混合動(dòng)力電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的構(gòu)造,串聯(lián)式（電耦合）,,,,1.3 混

8、合動(dòng)力電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的構(gòu)造,并聯(lián)式（機(jī)械耦合）,,,,,1.3 混合動(dòng)力電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的構(gòu)造,混聯(lián)式（機(jī)械和電氣耦合）,,,,,1.3 混合動(dòng)力電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的構(gòu)造,復(fù)合式（機(jī)械和電氣耦合）,,,,,1.4 串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē),1、結(jié)構(gòu)組成,,,,,,,幾種工作模式？,1.4 串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē),2、工作模式,單電牽引模式。單發(fā)動(dòng)機(jī)牽引模式。混合牽引模式。發(fā)動(dòng)機(jī)牽引和蓄電池組充電模式。再生制動(dòng)模式。蓄電池組充電模式?；旌鲜叫铍姵?/p>

9、充電模式。,1.4 串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē),3、性能特點(diǎn),發(fā)動(dòng)機(jī)工作區(qū)域可控?？梢岳酶咚侔l(fā)動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)完美的工作特性，可簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)、提高車(chē)輛性能。結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化使控制策略得以簡(jiǎn)化。能量的轉(zhuǎn)化頻繁、影響效率。發(fā)電機(jī)增加了車(chē)輛質(zhì)量和成本。牽引電機(jī)為唯一驅(qū)動(dòng)源，牽引特性需設(shè)計(jì)完善。,1.5 并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē),1、結(jié)構(gòu)組成,,,,1.5 并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē),2、性能特點(diǎn),具備串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的各種工作模式。不存在能量

10、的相互轉(zhuǎn)換，效率較高。不需要額外的發(fā)電機(jī)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。牽引電機(jī)特性要求不苛刻，降低車(chē)輛質(zhì)量。發(fā)動(dòng)機(jī)工作區(qū)不固定。結(jié)構(gòu)及控制策略較復(fù)雜。,1.5 并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē),3、轉(zhuǎn)矩耦合的并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē),功率平衡：,耦合特性：,約束：,1.5 并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē),常用的機(jī)械轉(zhuǎn)矩耦合裝置 1,1.5 并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē),常用的機(jī)械轉(zhuǎn)矩耦合裝置 2,K1=? K2=?,1.5 并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē),常用的機(jī)械轉(zhuǎn)矩耦合裝

11、置 3,1.5 并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē),常用的機(jī)械轉(zhuǎn)矩耦合裝置 4,1.5 并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē),常用的機(jī)械轉(zhuǎn)矩耦合裝置 5,1.5 并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē),4、轉(zhuǎn)矩耦合的并聯(lián)式混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系結(jié)構(gòu)1,,,1.5 并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē),擋位設(shè)置形式 1,性能和效率發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制系統(tǒng),1.5 并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē),擋位設(shè)置形式 2,單擋傳動(dòng)裝置2可以發(fā)揮電動(dòng)機(jī)低速轉(zhuǎn)矩特性。多擋傳動(dòng)裝置1可以改善發(fā)動(dòng)機(jī)工作特

12、性。,1.5 并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē),擋位設(shè)置形式 3,沒(méi)有利用兩種動(dòng)力源裝置的優(yōu)點(diǎn)，是一種失敗的設(shè)計(jì)。,1.5 并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē),擋位設(shè)置形式 4,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單控制容易參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)牽引力輸出,1.5 并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē),5、轉(zhuǎn)矩耦合的并聯(lián)式混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系結(jié)構(gòu)2,,,,1.5 并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē),6、轉(zhuǎn)矩耦合的并聯(lián)式混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系結(jié)構(gòu)3,輕度混合動(dòng)力電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，應(yīng)用小型電動(dòng)機(jī)：起動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)/動(dòng)力輔助機(jī)/再生制動(dòng),,,,