DCT混合动力汽车构型分析

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EVT混合动力汽车构型分析报告

一．研究背景和发展进程石油资源短缺与环境恶化问题成为传统汽车的发展瓶颈，为了解决这种问题，近年来将节能技术应用在汽车上成为研究的热点。

除了对发动机本身进行节能的研究外，各汽车企业也开始致力于对新能源汽车的开发。

于是，各样的新能源汽车应运而生，特别是混合动力汽车（Hybrid Electric Vehicle，HEV）出现。

HEV 是指拥有两种不同动力源的汽车，汽车在不同行驶工况下使这两种动力源分别单独驱动或者联合驱动整车。

两种动力源的组合主要是，电能和燃油或者天然气和燃油的组合。

作为由传统车向纯电动过渡的中间车型，油电混合动力汽车利用电能的低成本和无污染的优势来减少燃油消耗和尾气排放，从而实现节油和环保的目的。

并且这种车型还可以制动能量回收，将车辆减速或制动时的机械能转变为电能存储在电池中。

90 年代以来，混合动力汽车（HEV）的开发在许多发达国家（美、欧、日等）中受到高度重视，并取得了重大的进展。

1997 年丰田公司推出Prius 并在市场上热销，目前Prius 也成为比较成功且已经产业化的混合动力汽车。

Prius 采用的是行星齿轮机构结合双电机所构成的动力总成系统。

这种混合动力系统也称为功率分流式混合动力系统。

Prius 这套动力总成系统构型特点决定了发动机工作点控制自由整车控制技术[6]，使Prius 燃油量最大节省50%，达到超低排放水平。

第三代Prius 的混合动力系统是由双行星排加两个电机所构成的，这种构型通过后排的减速增扭使汽车动力性能得到大幅度提升。

通用公司的双模技术也是比较成功的功率分流式混合动力系统，相比于丰田公司的单模系统，双模系统可以匹配较小的电机并在系统效率上具有优势。

这两种系列的功率分流式混合动力系统各有千秋，并将功率分流式HEV 的技术研究推向世界前沿。

依据动力源的能量耦合方式，可将混合动力汽车分为三类：串联混合汽车、并联混合动力汽车和混联混合动力汽车。

串联混合动力汽车串联式混合动力汽车的结构图如图1.1 所示。

毕业论文浅析混合动力汽车系统的结构与原理

题目: 浅析混合动力汽车系统的结构与原理学院: 工学院**: ***专业: 汽车服务工程学号：*************: ***提交日期: 2013年5月24日原创性声明本人郑重声明：本人所呈交的论文是在指导教师的指导下独立进行研究所取得的成果。

学位论文中凡是引用他人已经发表或未经发表的成果、数据、观点等均已明确注明出处。

除文中已经注明引用的内容外，不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。

本声明的法律责任由本人承担。

论文作者签名：郭永强2013年5月24日论文指导教师签名：逯玉林摘要全球能源及环境问题日益突出，一方面传统的燃油发动机车辆所排放的废气对空气造成严重污染；另一方面石油资源作为不可再生能源日益紧缺。

地球上的石油资源总有一天会枯竭，若没有新能源或代替能源，到那时汽车将寸步难行，为此替代燃油发动机汽车已经成为现代汽车研发方向的重点，例如氢能源汽车、燃料电池汽车等。

但以目前的条件和实用性来看，适应社会发展需求的只有混合动力汽车（Hybrid Electric Vehicle,简称HEV）。

混合动力汽车（也称复合动力汽车，Hybrid Power Automobile）是指车上装有两个以上动力源：蓄电池、燃料电池、太阳能电池、内燃机的发电机组。

当前复合动力汽车一般是指内燃机车发电机，再加上蓄电池的汽车。

混合动力汽车的诞生给人类带来了很多好处，不仅减少了石油消耗，而且环境问题也得以改善，由于混合动力汽车在节能和降低排放污染方面的明显优势，因而受到很大的重视，研制开发和产业化的进程相当快。

本文重点阐述了混合动力汽车的结构性能特点、工作原理，并分析介绍了混合动力汽车的控制策略、其优缺点、技术难题。

关键词：混合动力汽车，结构，原理，控制策略ABSTRACTThe global energy and environmental issues have become increasingly prominent, waste gas emitted from a traditional fuel engine vehicle of the serious pollution of the air; on the other hand, oil as a non-renewable energy shortage. The oil resources on earth will be exhausted one day, if there is no new energy and alternative energy, then the car will can't do anything, this alternative fuel engine automobile has become the focus of modern automobile development direction, such as hydrogen energy, fuel cell vehicles. But in the present conditions and practical, to meet the needs of social development only hybrid electric vehicle (Hybrid Electric Vehicle, referred to as HEV). Hybrid electric vehicle (also known as hybrid car, Hybrid Power Automobile) refers to the vehicles equipped with more than two sources of power: power unit battery, fuel cell, solar battery, internal combustion engine. The composite power automobile generally refers to diesel generator, plus battery cars. The birth of hybrid cars have brought many benefits to human beings, not only to reduce the oil consumption, and environmental issues will also be improved, because hybrid vehicles to reduce pollution emissions has obvious advantage in energy saving and, thus greatly attention, research and development and industrialization process quite quickly. This paper describes the working principle, structure and performance characteristics of the hybrid electric vehicle, and analyses the control strategy of hybrid electric vehicle, the advantages and disadvantages, technical problemsKeywords: H ybrid electric vehicle, structure, principle, control strategy目录1 绪论 (1)2 混合动力汽车的简介与分类 (2)2.1 混合动力汽车的简介 (2)2.2 混合动力汽车系统的分类 (2)3 混合动力汽车的结构与原理 (7)3.1 混合动力汽车的节能机理 (7)3.2 串联式混合动力汽车（SHEV） (7)3.3 并联式混合动力汽车（PHEV） (8)3.4 混联式混合动力汽车（PSHE） (10)4 混合动力汽车的策略 (11)4.1 混合动力系统的控制策略 (11)4.2 混合动力能量管理策略 (11)5 混合动力汽车优缺点分析及技术难点 (13)5.1 串联式混合动力汽车的优却点分析 (13)5.2 并联式混合动力汽车的优缺点分析 (13)5.3 混联式混合动力汽车的优缺点分析 (13)5.4 混合动力汽车的关键技术 (14)结语 (16)参考文献 (17)1 绪论随着全球能源短缺，环境问题的日益突显，开发利用新能源无疑是长久发展的出路之一。

混合动力电动汽车认知

重度混合型混合动力电动汽车是以发动机和/或电机为动力源，且电机可以独立驱动车辆行驶的混合动力电动汽车。重度混合动力系统一般采用200V以上的高压电机，混合度大于30%，可以达到50%以上，在城市循环工况下节油率可以达到30%～50%。
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3.1 混合动力电动汽车的分类与构型——分类
按照是否能够外接充电，混合动力电动汽车可分为外接充电型混合动力电动汽车和非外接充电型混合动力电动汽车。
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3.2.2 串联式混合动力电动汽车的工作模式
沃蓝达混合动力系统由1台峰值功率为111kW的电机、1台 55kW的发电机和和1台1.4L自然进气、峰值功率为63kW的发动机组成，发动机仅用于发电。其中功率较大的电机主要用于驱动车辆，而功率较小的发电机主要用于发电
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3.2.2 串联式混合动力电动汽车的工作模式
沃蓝达混合动力系统通过3个离合器来控制动力的分配，这三个离合器分别命名为C1、C2、C3。C1用于连接行星齿轮齿圈与动力分配系统的壳体（固定）；C2用于连接发电机与行星齿轮齿圈；C3用于连接发动机与发电机。
沃蓝达混合动力系统一共有5种工作模式，分别为EV低速模式、EV高速模式、EREV混合低速模式、EREV混合高速模式以及能量回收模式。
（3）由于只有电机直接驱动，就需要较大功率的电机，增加了整车的质量，同时也增加成本。
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3.3 并联式混合动力电动汽车——组成
并联式混合动力电动汽车是指车辆行驶系统的驱动力由驱动电机及发动机同时或单独供给，结构特点是并联式驱动系统可以单独使用发动机或驱动电机作为动力源，也可以同时使用驱动电机和发动机作为动力源驱动车辆行驶。
3.2.2 串联式混合动力电动汽车的工作模式

2.2 混合动力汽车结构特点及工作模式

2.2.2 并联式混合动力汽车 LOGO
1.结构 1）单轴式并联混合动力系统
2.2.2 并联式混合动力汽车 LOGO
1.结构 2）双轴式并联混合动力系统
2.2.2 并联式混合动力汽车 LOGO
2.特点 1）优点（1）两条驱动路径并联增加驱动功率。（2）动力元件比串联式混合动力驱动系统更小。（3）储能元件容量要求减小。（4）电动机／发动机根据工况灵活工作。 2）缺点（1）发动机工作状态受路面行驶工况影响。（2）相比串联式混合动力汽车结构和布置更复杂。
5. 并联式混合动力汽车的典型工作模式有：纯电驱动、纯发动机驱动、混合驱动、行车充电、制动能量回收、停车充电等。
总结
LOGO
6. 混联式混合动力驱动系统可以在串联混合动力模式下工作，也可以在并联混合动力模式下工作，即两种模式的综合。
7. 混联式混合动力汽车有与串联式混合动力汽车相比动力系统更小、成本降低，多种工作模式获得更好的性能，发动机参与驱动减少能量转换损失，纯电行驶减低排放等优点；但也存在发动机参与驱动在特殊工况下排放劣于串联式混合动力汽车，结构复杂布置困难，整车多能源控制系统要求更高、更复杂等缺点。
3.工作模式根据车上电池荷电状态的变化特点，可以将PHEV 的工作模式分为电量消耗（CD）、电量保持（CS）和常规充电（BC）模式，其中电量消耗又分为纯电动（EV）和混合动力（HEV）两种子模式。
总结
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1. 串联式混合动力汽车具有排放污染小、驱动形式多样、布置方便等优点；但也有对驱动电机、发电单元和电池的要求高、能量转换效率低、对动力电池工作和性能要求高的缺点。
2.2.1串联式混合动力汽车 LOGO
2．特点 1）优点（1）排放污染小。（2）驱动形式多样。（3）布置方便。 2）缺点（1）对驱动电动机、发电单元和电池的要求高。（2）能量转换效率降低。（3）对动力电池工作和性能要求更高。

DDCT技术介绍

融合最新科技的DDCT 菲亚特动力先锋1940年，当德国著名的Darmstadt技术大学教授Rudolph Franke申请了双离合器变速器(DCT)的专利之后，没有谁会想到，这种可以满足消费者对驾驶运动感和车辆节油双重要求的变速器直到70年后的今天也没有真正地在世界范围内被广泛应用。

其实这种变速器不仅在轿车上装配过，还在卡车上试验过，只是由于种种原因，最终没有被投入批量生产。

1985年，奥迪曾率先打破僵局，将双离合器技术应用于赛车场上，并被命名为“AudiSportquattro S1赛车配合双离合器技术”。

双离合器技术的采用，不仅使得奥迪赛车驰骋于当时的各大越野赛场，而且还使得奥迪汽车获得了多项赛事的胜利。

2003年在采用了博格华纳公司生产的模块之后，具有现代意义的首款双离合器自动变速器投放市场。

由于双离合器自动变速器具有卓越的效率和舒适性，其效率比传统的自动变速器提高15%，其舒适性又在各种自动变速器技术中最好。

因此，作为传统自动变速箱的换代产品, DCT一经问世，就取得了巨大的市场成功。

随后，DCT在欧洲市场得以迅速普及。

其中大众的DSG变速器被广泛地应用在了民用车上；法拉利的无缝连接DCT变速器也已应用在了法拉利的高性能跑车和F1赛车上；据悉，宝马也将在自己的高性能轿车上使用最新研发的7前速DKG变速器。

“冰火两重天”。

与国外的发展壮大不同,国内却由于自动变速箱结构复杂一直未能实现自主研发的有效突破，自动变速器完全依赖进口，金额高达上百亿元。

这不仅影响着国内汽车企业（包括合资品牌与自主品牌）的生产成本，也制约着部分自动挡车型的产能。

如何解决自动变速的资源问题显然已经成为关系到我国自主品牌汽车前途命运的大事。

“事实上，关于国内主要应该发展哪种自动变速器，行业内一都存在争议，AT（自动变速箱）、CVT（无级变速箱）、DCT、AMT（手自一体变速箱）都有企业在研发。

但由于DCT 变速器具有换档时间短，动力无损失等诸多优点，因此在各种自动变速箱中，CVT和DCT最能迎合国内汽车企业的需求，它们比传统的液压式自动变速箱的投入成本少，而且研发周期短。

论混合动力汽车结构、原理及发展前景

混合动力汽车是一种结合了传统内燃机和电动机的动力系统的汽车。

它的出现标志着汽车行业的技术革新和环保意识的提升。

混合动力汽车结构复杂、原理先进，其发展前景也备受瞩目。

1. 结构混合动力汽车的结构包括内燃机、电动机、变速器、电池和控制系统等几个关键部件。

内燃机主要负责在高速行驶或急加速时提供动力，而电动机则主要负责低速行驶和起步阶段的动力输出。

这两种动力系统可以实现相互补充，提高汽车的燃油经济性和环保性能。

2. 原理混合动力汽车的原理可以简单概括为“高效能源转化、智能能量管理、动力分配和再生制动”等几个方面。

通过内燃机和电动机的合理运用，能够实现能量的有效利用和再生，减少能源的浪费。

智能能量管理系统可以根据车辆的运行状态和驾驶方式，实现能源的智能分配和管理，最大限度地提高燃油利用率。

3. 发展前景混合动力汽车由于具有节能、环保和高效的特点，因此在未来的发展前景备受期待。

随着技术的不断进步和成本的逐渐下降，混合动力汽车将逐渐走向成熟和普及。

未来可能会出现更加先进和智能化的混合动力汽车，大大改善城市交通拥堵和环境污染问题。

个人观点和理解我对混合动力汽车持乐观态度，认为它能够成为未来汽车发展的主流趋势。

我也希望在文章中更深入地探讨混合动力汽车的技术原理和未来发展趋势，以便更好地理解这一主题。

在制作文章的过程中，我将尽量深入浅出地解释混合动力汽车的结构、原理，同时展望其未来的发展前景。

希望这篇文章能够帮助你更好地理解混合动力汽车并形成自己独特的见解。

以上是初稿，如需修改或补充，请随时告诉我。

混合动力汽车的出现标志着汽车行业的技术革新和环保意识的提升，而其结构复杂、原理先进和发展前景备受瞩目的特点也让人们对它充满了期待。

混合动力汽车的结构包括内燃机、电动机、变速器、电池和控制系统等关键部件。

这些部件相互配合，使得混合动力汽车能够充分发挥两种动力系统的优势，提高汽车的燃油经济性和环保性能。

内燃机主要负责在高速行驶或急加速时提供动力，而电动机则主要负责低速行驶和起步阶段的动力输出。

新能源汽车混合动力变速箱_part4

Hybrid dual clutch transmission （HDCT）
Working principle of Hybrid dual clutch transmission - continued Constraints on engine and motor-generator speed
• As shown in figure (a) and figure (c) the 5-2 gear combination, that is, fifth gear used by the engine and second gear used by the motor, has a speed limit on the engine to be around 3800 rpm beyond which the motorgenerator speed will exceed its maximum speed limit.
Hale Waihona Puke Figure (a): HDCT transmission plot; Possible combinations of engine, motor and vehicle speed
Figure (b): HDCT transmission plot; Bottom view 301
4. 混合动力系统架构简介
• Considering the fact that the gear step in electric mode (2nd gear to 4th; 4th gear to 6th) in HDCT is high, testing might be required to evaluate the shift quality, time, and power loss. Also, it must be noted that due to the torque characteristic and high rated motor-generator speed the frequency of the gear shifting in electric mode can be made less.

混联式混合动力汽车结构原理

混联式混合动力汽车结构原理1、混联式混合动力汽车结构混联式驱动系统是串联式与并联式的综合系统，其系统结构如下图所示：▲混联式混合动力汽车系统机构它主要由发动机、发电机、电动机、行星齿轮机构和蓄电池组等部件组成。

发动机发出的功率一部分通过机械传动装置输送给驱动桥，另一部分则驱动发电机发电。

发电机输出的电能输送给电动机或蓄电池，电动机产生的驱动力矩通过动力复合装置传送给驱动桥。

2、混联式混合动力汽车结构原理混联式驱动系统的控制策略：汽车低速行驶时，驱动系统主要以串联方式工作，汽车高速稳定行驶时，驱动系统主要以并联方式工作。

它的综合性能优于串联式（电耦合）和并联式（单一转矩或转速耦合）混合动力驱动系统。

就转矩和转速的约束条件而言，在这一驱动系统中，转矩和转速耦合从驱动轮处解脱了发动机，使瞬时的发动机转矩和转速不受车辆负载转矩和车速制约。

因此，发动机能以类似于串联式（电耦合）混合动力驱动系统的方式，运行在高效率区。

此外，部分发动机功率直接传递到驱动轮，未经多形式转换，这与并联式（转矩或转速耦合）混合动力驱动系统相似。

目前，混联式混合动力结构一般采用行星齿轮机构作为动力分配装置。

有一种最佳的混联式结构是将发动机、发电机和电动机通过一个行星齿轮装置连接起来，动力从发动机输出到与其相连的行星架，行星架将一部分转矩传送到发电机，另一部分传送到传动轴，同时，发电机也可通过向电动机供电来驱动传动轴。

这种机构有两个自由度，可自由地控制两个不同的速度。

此时车辆并不是串联式或并联式，而是两种驱动形式同时存在，充分利用两种驱动形式的优点，其动力流程如下图所示。

▲混联式混合动力汽车动力流程图混联式驱动系统充分发挥了串联式和并联式驱动系统的优点，能使发动机、发电机、电动机等部件进行更多的优化匹配，从而在结构上保证了在更复杂的工况下使系统在最优状态下工作，因此更容易实现排放和油耗的控制目标，是最具影响力的混合动力驱动系统。

与并联式相比，混联式的动力复合形式更复杂，因此对动力复合装置的要求更高。

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主题词：混合动力汽车
双离合器自动变速器
构型
中图分类号：Ｕ４６３．２１２文献标识码：Ａ文章编号：１０００ — ３７０３（２０１３）０５ — ００２９ — ０４
ＣｏｎｉｇｆｕｒａｔｉｏｎＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＨｙｂｒｉｄＥｌｅｃｔｒｉｃＶｅｈｉｃｌｅＥｑｕｉｐｐｅｄｗｉｔｈＤｕａ１
．
第五届国际汽车变速器和电驱动技术研讨会优秀论文选登．
ＤＣＴ混合动力汽车构型分析 ★
王琪赵治国陈海军刁威振
（同济大学新能源汽车工程中心）
【摘要】介绍了在混合动力汽车中应用ＤＣＴ技术的优势，提出了装备ＤＣＴ的几种混合动力系统构型，从结构、
１前言
变速装置是并联式或混联式混合动力系统的关键部件，也可作为多个动力源的动力耦合装置。通过设计合理的换挡策略．可改善发动机和电机工作点，延长动力电池使用寿命．进而提升整车燃油经济
性和动力性ｌ１】
．
ＣｌｕｔｃｈＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ
ＷａｎｇＱｉ，ＺｈａｏＺｈｉｇｕｏ，ＣｈｅｎＨａｉｊｕｎ，ＤｉａｏＷｅｉｚｈｅｎ
（ＣｌｅａｎＥｎｅｒ￣ＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｅｎｔｅｒ，ＴｏｎｇｊｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ）
【Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｏｆｔｈｅＤＣＴｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｐｐｌｉｅｄｉｎｈｙｂｉｒｄｅｌｅｃｔｒｉｃｖｅｈｉｃｌｅ（ＨＥＶ）ｉｓ
ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ａｎｄｓｏｍｅｃｏｎｉｆｇｕｒａｔｉｏｎｓｏｆＨＥＶｅｑｕｉｐｐｅｄｗｉｔｈＤＣＴａｒｅｐｒｅｓｅｎｔｅｄｗｉｔｈａｔｈｏｒｏｕｇｈａｎａｌｙｓｉｓｏｆｉｔｓａｄｖａｎｔａｇｅｓ
ｃｏｎｉｆｇｕｒａｔｉｏｎｉｓｔｈｅｍａｉｎｓｔｒｅａｍｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｔｒｅｎｄｏｆＨＥＶｅｑｕｉｐｐｅｄｗｉｔｈＤＣＴ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｈｙｂｒｉｄｅｌｅｃｔｒｉｃｖｅｈｉｃｌｅ，Ｄｕａｌｃｌｕｔｃｈｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ，Ｃｏｎｉｇｆ缺点，并从工程化实现、研发
ａｎｄｒｅｓｅａｒｃｈｖａｌｕｅ：ＢＳＧ＋ｍａｉｎｍｏｔｏｒｒｅａｒＤＣＴｐｌａｎｈａｓｇｏｏｄｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙｉｎｓｈｏｒｔｔｅｒｍ；ＢＳＧ＋ＤＣＴｏｄｄｓｈｉｔｆｄｕａｌｍｏｔｏｒ
ａｎｄｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓ，ｔｈｅｎｑｕａｌｉｔａｔｉｖｅａｎａｌｙｓｉｓｉｓｍａｄｅｔｏｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆｅａｃｈｃｏｎｉｆｇｕｒａｔｉｏｎｉｎｔｅｒｍｓｏｆｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｒｅｌｉａｚａｔｉｏｎ，
ｒｅｓｅａｒｃｈａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｃｏｓｔａｎｄｌｅａｄｃｙｃｌｅ．Ｔｈｅｐａｐｅｒｌａｙｓｆｏｃｕｓｏｎｅｘｐｏｕｎｄｉｎｇｔｗｏｃｏｎｉｆｇｕｒａｔｉｏｎｓｗｉｔｈｈｉｇｈｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ
功能等方面对各构型的优缺点进行了分析．并从工程化实现、研发成本和研发周期角度对每种构型的可行性进行定
性分析。重点阐述了２种具备高可行性和研究价值的构型：ＢＳＧ＋主电机ＤＣＴ后布置方案在短期内具有较好可行性：ＢＳＧ＋ＤＣＴ奇数轴电机双电机结构是ＤＣＴ混合动力汽车的主要发展趋势