第8章 并联混合动力电动汽车设计
并联式混合动力电动汽车仿真模型设计
AUTO TIME97AUTOMOBILE DESIGN | 汽车设计时代汽车 并联式混合动力电动汽车仿真模型设计刘助春 陈刚 王东涛湖南汽车工程职业学院 湖南省株洲市 412000摘 要： 为了减少混合动力汽车控制策略研发成本，提升研发效率，基于动力学仿真软件，结合数字建模与物理建模开发出一个并联式混合动力汽车仿真模型，搭载一个简单的整车控制策略，在车辆匀速、加速、减速三种循环工况下进行测试，测试结果表明，所开发模型速度跟踪性良好，发动机、驱动电机及发电机的能量曲线正确响应控制策略，符合实际汽车运行状况，能够有效支持混合动力汽车整车控制策略设计，提高混合动力汽车整车控制策略研发效率。
关键词：并联式；模型设计；控制策略1 引言对于混合动力汽车，整车控制策略是核心技术之一，良好的整车控制策略能在有效提升混合动力汽车动力性的同时，还能降低整车能耗，提升车辆使用寿命。
而在新车型控制策略的研制与开发环节中，不能回避的一个问题就是研发成本。
随着仿真技术的逐步提升，其的越来越有效地降低混合动力汽车整车控制策略研发成本，缩短开发周期[1-2]。
目前，混合动力汽车( hybrid electri-calvehicle，HEV) 的建模方法主要分为前向建建模和后向建模两种［3-4］。
本文采用后一种方法，应用物理建模与数学建模相结合的方法，建立并联式混合动力汽车模型，搭载一定的控制策略，在车辆加速、匀速、减速三种循环工况下，对汽车整车性能进行分析，验证模型的合理性，确保其可有效支持混合动力汽车整车控制策略研发设计，提高混合动力汽车整车控制策略研发效率2 整车模型的建立本模型包括电池、DC—DC、驱动电机、发电机、发动机、转矩分配器、车身及控制系统9个系统部件，机械部件之间进行机械连接，电气部件之间通过物理信号之间，控制系统通过全局变量与其余各系统部件进行信息交流。
整车部分参数如表1所示。
图1 整车模型图整车模型主要包括车身、魔术轮胎等，魔术轮胎接受驱动电机提供的转矩，驱动车辆行驶，车身输出整车行驶速度，作为车辆行驶反馈信号，同时也作为发动机启停控制信号。
混合动力电动汽车的动力系统设计与仿真
混合动力电动汽车的动力系统设计与仿真一、本文概述随着全球对环境保护和能源可持续发展的日益关注，混合动力电动汽车（Hybrid Electric Vehicle, HEV）作为一种能够有效降低燃油消耗、减少尾气排放并提升能源利用效率的交通工具，受到了广泛的关注和研究。
本文旨在深入探讨混合动力电动汽车的动力系统设计，包括其主要组成部分、设计原则、关键技术以及仿真模型的构建与验证。
本文首先将对混合动力电动汽车的基本概念和分类进行简要介绍，明确研究背景和研究意义。
随后，将详细阐述混合动力电动汽车动力系统的核心组成部分，如内燃机、电动机、电池组、能量管理系统等，并分析这些部件在车辆运行过程中的相互作用和影响。
在设计原则方面，本文将强调混合动力电动汽车动力系统的整体优化和性能平衡，包括动力性、经济性、排放性等多方面的考量。
同时，还将探讨动力系统设计的关键技术，如能量管理策略、电池管理系统、控制算法等，并分析这些技术在提升车辆性能和效率方面的作用。
为了验证和评估混合动力电动汽车动力系统的性能，本文将构建相应的仿真模型。
该模型将基于实际车辆参数和运行状态，综合考虑各种外部因素，如道路条件、驾驶员行为、环境温度等。
通过仿真模型的运行和分析，可以预测车辆在不同场景下的性能表现，并为后续的优化和改进提供依据。
本文将总结混合动力电动汽车动力系统设计的挑战和趋势，展望未来的发展方向和应用前景。
通过本文的研究，旨在为混合动力电动汽车的设计和开发提供有益的参考和启示。
二、混合动力电动汽车概述混合动力电动汽车（Hybrid Electric Vehicles, HEVs）是一种结合了传统内燃机车辆和纯电动车辆优点的汽车类型。
它们通常配备有内燃机和一个或多个电动机，能够根据行驶条件自动或手动地在不同的动力源之间切换。
本节将概述混合动力电动汽车的基本概念、分类、工作原理以及其在现代交通系统中的重要性。
混合动力电动汽车结合了内燃机车辆和纯电动车辆的特点，旨在提高燃油效率和减少排放。
简述并联式混合动力汽车的工作模式
简述并联式混合动力汽车的工作模式一、引言近年来，随着环保意识的增强和能源危机的日益严峻，混合动力汽车作为一种新型节能环保汽车，受到了越来越多人的关注。
而并联式混合动力汽车，由于其具有高效节能、动力强劲等优点，成为了众多消费者的首选。
本文将详细介绍并联式混合动力汽车的工作原理和模式。
二、并联式混合动力汽车的基本概念并联式混合动力汽车是指在传统燃油发动机和电动机之间采用并联方式进行驱动的一种混合动力汽车。
该类型汽车可以通过燃油发动机或电池驱动电机或两者同时驱动电机来提供驱动力。
三、并联式混合动力汽车的工作原理1. 燃油发动机工作原理当燃油发动机启动时，它会通过传统方式将燃料转化为能量，并将其传递到变速器中。
在这个过程中，燃油发动机还会通过发电机为电池充电。
2. 电池工作原理当电池充满时，在加速时辅助燃油发动机提供动力。
当电池电量降低时，燃油发动机会自动启动并为电池充电。
3. 电动机工作原理当需要更多的驱动力时，电动机会被启用。
在这种情况下，燃油发动机和电动机将同时工作，以提供更大的驱动力。
四、并联式混合动力汽车的工作模式1. 纯电模式在纯电模式下，汽车仅由电池驱动。
这种模式适用于低速行驶和短距离行驶。
2. 混合模式在混合模式下，汽车同时使用燃油发动机和电池驱动器。
这种模式适用于高速行驶和长距离行驶。
3. 充能模式在充能模式下，汽车仅使用燃油发动机来为电池充电。
这种模式适用于长时间停车后需要快速充电的情况。
五、并联式混合动力汽车的优点1. 高效节能：并联式混合动力汽车采用了先进的节能技术，在城市道路上可以显著降低油耗。
2. 动力强劲：并联式混合动力汽车的电池和燃油发动机可以同时工作，提供更大的驱动力。
3. 环保节能：并联式混合动力汽车减少了对环境的污染，降低了对石油等有限资源的依赖。
六、总结并联式混合动力汽车是一种新型节能环保汽车，具有高效节能、动力强劲等优点。
其工作模式包括纯电模式、混合模式和充能模式。
第八章 电动汽车整车控制系统
第八章 电动汽车整车控制系统
10.远程控制 （1）远程查询功能
用户可以通过手机APP实时查询车辆状态，实时了解车辆 的状况包括：剩余SOC值、续驶里程等。 （2）远程空调控制
无论是在炎热的夏季还是在寒冷的冬季，用户在出门前就 可以通过手机指令实现远程的空调制冷、空调暖风和除霜功能。 （3） 远程充电控制
第八章 电动汽车整车控制系统
（3）下电过程控制 下电过程是指动力系统高压下电过程，在车辆遇到紧
急情况时切断高压电源与动力系统的连接，保证乘车安全， 高压下电包括正常停车断电和紧急故障断电。 正常停车断电时，整车管理系统接受到关机断电信号后电 动汽车进入自动断电程序，按照时序完成动力系统的高压 下电过程，并对下电过程进行诊断和检测。下电时启动计 时器，表明下电时的持续时间。
第八章 电动汽车整车控制系统
图8-1 整车控制原理图
第八章 电动汽车整车控制系统
2. 整车控制器软件架构图 整车控制器需要能适应不同的要求，因此需要整车控制器
软件平台架构，并依靠软件实现模块数据共享，软件通常采用 分层模块化结构（图8-2）。
电源模变
附加控制
输
输
入
入
信
接
号
口
处
理
运行模变 扭矩需求 扭矩限定
第八章 电动汽车整车控制系统
《汽车新技术》课件 第8章 新能源汽车技术
第二节 混合动力汽车技术
二、混合动力汽车的特点
与传统的内燃机汽车相比，混合动力汽车具有如下优点。 ①可使发动机在最佳的工况区域稳定运行，使发动机的排污和油耗
大为降低； ②在人口密集的商业区、居民区等地可用纯电动方式驱动车辆，实
现零排放； ③可通过电动机提供动力，因此可配备功率较小的发动机，并可通
二、混合动力汽车的特点
与纯电动汽车相比，混合动力汽车具有如下优点： ①由于有发动机作为辅助动力，蓄电池的数量和质量可减少，因此
汽车自身重量可以减小。 ②汽车的续驶里程和动力性可达传统汽车的水平。 ③借助发动机的动力，可带动空调、真空助力、转向助力及其他辅
助电器，不用消耗蓄电池组有限的电能，从而保证了驾车和乘坐 的舒适性。
过电动机回收汽车减速和制动时的能量，进一步降低了汽车的能 量消耗和排污。 与电动汽车和内燃机汽车相比，混合动力汽车也有其不足之处： ①结构形式多种多样，构型相对复杂，开发难度较大。 ②制造及养护成本较高。 ③仍然依赖于传统的石化燃料，对环境的污染仍然存在。 ④节能潜力受到具体的结构构型、控制策略和运行工况的影响较大 2，02其1/2节/2能0 效果受不稳定因素影响严重。
传统汽车
发动机功率Pe
图8.13 按混合动划分的混合动力汽车
第二节 混合动力汽车技术
一、混合动力汽车的定义与分类
2．混合动力汽车的分类 （3）按照外接充电能力划分 外接充电型混合动力汽车和不可外接充电型混合动力汽车； 插电式混合动力汽车（Plug-In HEV）是一种能极大减少燃油消耗的
混合动力汽车；
机发出的部分电能向蓄电池充电，延长混合动力汽车的行驶里程
另外蓄电池还可以单独向电动机提供电能来驱动电动汽车，使混合 动力汽车在零污染状态下行驶。
《混合动力汽车构造、原理与检修》电子教案2 第八章
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第一节线控换挡变速驱动桥控制
• 三、驻车挡/空挡开关 • 1.简述 • 与传统换挡杆的驻车挡不同，P挡开关由换挡杆上部独立控制。开
关为点动复位开关。P挡开关包含电阻器R1和R2。当P挡开关没有按 下时，开关提供R1和R2两串联电阻;当P挡开关按下时，开关只提供 R1电阻。HV-ECU的P1端子上的电压随着开关电阻的变化而改变。 HV-ECU根据这个信号，控制变速驱动桥内部电动机转动，电动机的 高速转动经减速机构减速后再锁止行星排的内齿圈，实现P挡锁止驱 动轮的操作，操作时会有明显的电机工作噪声。
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第二节变速驱动桥系统数据流
• 变速驱动桥ECU系统数据流有3页，如图8-9~图8-11所示，数据分析 略。
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图 8-1
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图 8-2
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图 8-3
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图 8-4
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图 8-5
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图 8-6
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图 8-7
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图 8-8
返回Biblioteka 图 8-9返回图 8-10
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图 8-11
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第一节线控换挡变速驱动桥控制
• 2.故障检修 • 如图8-2所示变速驱动桥挡位信号电路，出现变速器控制ECU的车
身电气网络(BEAN)通信故障、ECU点火开关供电断开故障和ECU故 障，应检修线束或连接器、变速器控制ECU , HV-ECU和电源控制 ECU。出现P挡(PPOS)信号逻辑矛盾、P挡(PPOS)信号电路GND短 路、P挡(PPOS}信号电路+B短路和P挡(PPOS)信号故障(输出脉冲异 常)时，应检修线束或连接器、变速器控制ECU , HV-ECU和电源控制 ECU。 • 检查HV-ECU连接器端子PCON(H43一9)和GND1(H10一1)、端子 PPOS (H13-10)和GND4(H10一1)间的电压波形，以检查信号线路 PCON和PPOS是否+B短路。如果信号线路中存在+B短路，则输出 电压保持在9一14 V。如果信号线路正常，则波形如图8-3所示。
并联式混合动力汽车功率分配与总成设计
并联式混合动力汽车功率分配与总成设计【摘要】在原有车型的基础上通过增减某些部件来实现双动力源驱动，本文主要研究并联式混合动力汽车发动机功率、电动机功率、驱动附件功率及变速器、主减速器传动比的分配与计算问题，并结合实例做了相关计算。
【关键词】混合动力汽车;传动系统;参数匹配;传动比分配能源危机、排放控制不断地对传统内燃机提出了新的挑战，迫使工程师们在完善传统内燃机的同时，不得不开始研发新的动力装置。
虽然纯电动汽车被视为零排放的洁能型动力汽车，但是它受到燃料电池的限制，为了能达到与传统内燃机的动力性能相近，且排放有进一步的降低的效果，混合动力汽车就应运而生了。
混合动力汽车与传统内燃机驱动汽车的优越之处在于：（1）当车速低于某一设定汽车车速时，可由电动机单独驱动，从而避免发动机怠速及低负荷工况，可大大降低排放和提高燃油经济性，尤其是对于我国大中型城市车流量出现拥堵或是红灯停车。
（2）当车速超过某一设定车速时，电动机停止驱动，改为发动机作为动力源，此外发动机的富裕功率还可通过转矩合成装置和发电机转换为电能，为电池充电，为下次电动驱动储存能量。
（3）当汽车负荷较大时，可由发动机和电动机同时驱动，以满足汽车高负荷状况（如汽车加速、爬坡等）。
有助于发动机高效率工作。
1.混合动力汽车参数选取混合动力汽车主要的动力参数有：发动机功率、电动机功率和传动比分配等，本文主要针对图1并联式混合动力汽车布置作动力系统分析与计算。
图1 并联式混合动力汽车布置方案1.1 车辆性能指标五菱公司某一汽车的具体参数如表1所示：表1 原车型整车参数满载总重（N）空气阻力系数迎风面积（m2）滚动半径（m）滚动阻力系数15500 0.4 3.162 0.3 0.013按照项目要求，初步确定主要性能指标如下：（1）巡航车速：135km/h;（2）最大车速150km/h;（3）最大爬坡度：30%（4）纯电动匀速20km/h，最大爬坡度20%，爬坡车速5km/h。
新能源车辆并联混合动力系统设计研究
新能源车辆并联混合动力系统设计研究随着全球环境问题的日益严峻，新能源车辆逐渐成为人们关注的焦点。
其中，并联混合动力系统作为一种高效可持续的动力方案，在新能源汽车领域具有广阔的应用前景。
本文旨在对新能源车辆并联混合动力系统的设计研究进行探讨和分析。
首先，新能源车辆并联混合动力系统是指将传统燃油发动机与电动机相结合，以提高车辆燃油经济性和减少污染排放。
并联混合动力系统由发动机、电动机、传动系统、电源系统等组成。
通过动力优化和系统协调控制，以达到最佳的能源利用效率和动力输出性能。
设计一台高效可靠的并联混合动力系统需要考虑以下几个关键因素。
首先，在电池选型上，应该选择高容量、长寿命、低自放电率的电池。
同时，电池的重量和体积也需要控制在合理的范围内，以不影响整车的性能和操控稳定性。
其次，在电动机的设计上，应选择高效率的电动机，并通过控制算法实现对电机的精确控制。
此外，电动机的散热系统也需要进行合理设计，以保证电机运行时的热平衡和稳定性。
在传动系统设计上，应尽量减少能量的损耗。
采用先进的变速器和最佳的齿轮比，可以提高传动系统的效率。
此外，应考虑变速器的结构紧凑、质量轻、噪音小的特点，兼顾操控性和舒适性，满足用户的需求。
另外，新能源车辆并联混合动力系统的能量管理是一个重要的问题。
通过阶段性地选择电力和燃油，合理地分配动力输出，可以最大限度地提高整车的能源利用率。
因此，需要设计一套先进的能量管理系统，具备智能化的控制算法和实时的能源优化策略。
在系统控制策略方面，应考虑动力输出的平滑性和响应速度。
采用先进的控制算法和传感器技术，可以实现对电动机和发动机的精确控制，确保整车在各种工况下的动力输出稳定性。
最后，在整车测试和验证阶段，应充分考虑工况差异和系统兼容性的问题。
通过严格的测试和验证，可以发现并改进新能源车辆并联混合动力系统设计中的问题，提高整车的可靠性和耐久性。
综上所述，新能源车辆并联混合动力系统的设计研究是关乎汽车工业发展和环境保护的重要课题。