汽车混合动力发动机电机与曲轴同轴联接方案的选择
长城汽车经营分析报告
长城汽车经营分析报告2020年12月1. 为何长城如此重视混动技术？1.1. 政策+技术导向，混动市场前景广阔受限于国内充电设施尚未完善，BEV 及 PHEV 汽车难以快速普及。
混合动力作为从燃油车向新能源汽车过渡时期的中间产品，能够有效降低能耗和排放，在国家碳中和的目标压力下，正逐渐得到重视。
近期中国汽车工程学会发布《节能与新能源汽车技术路线图 2.0》，指出到 2035 年节能车与新能源车销量各占 50%。
纯电动车在新能源领域占比超过 95%，在节能车领域，2025/2030/2035 年占比分别达到 50%/75%/100%，据测算销量分别为 1011/1350/1500 万辆，而在 2020 年预测销量约为 75 万辆左右，市场成长前景广阔。
同时，混动燃油效率的目标，在 2035 年为 4L/100km ，仅凭 48V 轻混系统难以做到，最终需要依靠 HEV 混动技术。
图 1：技术路线图 2.0—里程碑及产品应用图 2：市场份额测算及混动燃油效率目标数据来源：中国汽车工程学会，数据来源：中国汽车工程协会，1.2. 日系占据先发优势，自主替代有望加速推进丰田汽车 1997 年在“Prius ”上首次搭载混合动力系统，经过二十多年的发展，HEV混合动力基本上已成为了日系的代名词。
丰田和本田通过先发优势建立了较高的专利壁垒，使得后来者难以追赶，并占据了目前强混市场 99%以上的份额。
据 2020 1-11 月销售数据显示，HEV 全国销量为 66.8 万辆，占乘用车比例仅 4.31%。
随着混动技术逐渐受到政策和市场的重视，未来增长空间打开，长城推出“柠檬 DHT ”混动技术，积极响应政策导向，打破合资技术垄断，满足市场需求，加速推进国产替代，利于自主崛起。
表 1：各类型车辆销量测算单位（万辆）纯电2017201871.2725.16201971.4820.902020E 90.5421.242021E 155.0025.002022E 265.7939.722025E 455.0450.562030E 1116.7484.062035E 1425.0075.00PHEV/EREV混动14.1921.8645.9673.55156.40347.571011.201350.901500.00汽油2245.38 2008.971908.581677.671798.601696.941011.20450.300.00乘用车合计2259.57 2127.252046.921863.0021352350252830023000（交强险）数据来源：交强险，测算2. 混动系统源何能省油？2.1. 目的：使发动机更有效的工作作为介于发动机驱动和纯电动汽车的中间产物，混合动力汽车的出现，主要目的是为了能够使发动机的工作更靠近有效的区间。
混合动力城市客车新技术、新结构
混合动力城市客车新技术、新结构系统说明BJ6127PHEVCA-2北汽福田汽车股份有限公司2016年6月目录1、混合动力城市客车动力系统的构型2、混合动力城市客车关键技术开发3、混合动力城市客车系统选型计算4、制动能量回馈系统说明5、动力电池参数6、电机及控制系统7、福田混合动力城市客车的特点BJ6127PHEVCA-2混合动力城市客车新技术、新结构整车系统说明1、混合动力城市客车动力系统的构型福田混合动力城市客车采用并联式油电混合动力技术路线，结构如图1所示，它基于成熟和先进的自动离合器和机械式自动变速器(AMT)技术，在自动离合器的输出和自动变速箱的输入之间加入一个高效率低速大扭矩永磁式牵引电动机/发电机，可以根据车辆的实际使用工况进行智能化控制，内燃机和电机既可分别单独驱动车辆, 也可联合动作共同驱动车辆，实现不同的系统工作模式，使车辆经济性及排放处于最佳状态。
这种并联系统提供了串联系统中所没有的冗余操作运行模式，因此，在电机系统出现故障时，仍然可以像传统车一样运行,从而大大提高整车的出勤率。
图1 混合动力城市客车的动力系统构型示意图2、混合动力城市客车关键技术开发2.1、关键部件选型北汽福田欧辉客车公司从2004年开始从事混合动力客车的研发工作，通过考察、比较国内外混合动力系统技术路线的优缺点，确定了立足于自主开发，拥有独立的自主知识产权，走引进消化吸收创新的研发模式。
①技术路线选型通过比较当前串联、并联及混联三种典型技术路线的优缺点，结合计划开发的城市客车使用环境、特点要求，福田汽车选择了可靠性更有保障、性价比更优的并联技术路线。
②自动变速箱技术选型福田汽车通过借鉴国外特别是混合动力客车应用较为普遍的国外市场成功的经验：应用较为成熟的混合动力系统均基于一个成熟的自动变速箱（AT或AMT）技术基础，如美国商用车应用最多的基于ALLISON AT技术基础的ALLISON EV(EP40和EP50) 混合动力系统、基于AMT 技术基础的EATON HYBRID系统等；反观国内制约混合动力客车应用推广的技术瓶颈恰恰正是没有一套成熟的自动变速箱技术，同期通过比较AT与AMT的性能价格比，相（近）同扭矩条件AT一般为AMT价格的2.5～3倍，结合国内产品市场潜在的消费能力，福田汽车确定了选择基于AMT技术基础构建混合动力系统的基本思路。
插电式混合动力汽车系统整车建模及动力性仿真分析
收稿日期：2020年3月12日，修回日期：2020年4月17日作者简介：黄珊珊，女，硕士，副教授，研究方向：计算机及控制系统技术。
∗1引言新能源汽车具有和传统汽车不同的动力来源，既可以采用非常规车用燃料，也可以在采用常规车用燃料的情况下增加新的动力设备［1~2］。
由于新能源汽车综合运用了高效的车辆动力控制与驱动技术，促进了整体技术水平的提升。
EV 是一种以电能提供驱动力的汽车，既可以选择电机驱动方式，也可以通过轮毂电机实现车轮的驱动作用，上述技术需克服的难点是如何提高电力的储存能力［3~5］。
纯电动汽车不会在行驶阶段产生污染废气。
由于电动汽车属于一个储存与消耗电能的设备，因此可将其充电过程安排在夜间用电低谷时期，从而确保发电设备可以长期维持高利用率的状态。
HEV 是根据传统汽车进一步开发得到的，在传统汽车动力结构中新增了电动机，有效提升了汽车低速动力特性并达到更高的燃油利用率［6~8］。
插电式混合动力（PHEV ）汽车指的是利用插电方式完成充电过程的混合动力汽车。
通常可将其分成增程式与混联插电式共两类，或将其称为全电型与混合型插电方式［9~11］。
其中，增程式电动汽车在汽车动力结构中设置了增程器，因此这是一种特插电式混合动力汽车系统整车建模及动力性仿真分析∗黄珊珊（陕西交通职业技术学院汽车工程系西安710018）摘要同轴并联结构作为动力总成系统的布局方式，以获得紧凑结构并达到更高的传递效率，开展插电式混合动力汽车系统研究具有重要的意义。
为了提高对PHEV 车型的行经济性与动力性能，建立了整车模型。
采用CRUISE 软件完成整车建模的过程，同时比较了PHEV 车型和传统车型的运行经济性与动力性能，对控制策略进行分析。
研究结果表明：原车和纯电动模式下汽车系统动力性结果不是很理想。
在混合驱动模式下，实际车速和目标车速之间形成了良好的贴合状态，实际车速可以精确跟随目标车速，表现出优异的整车动力性。
关键词混合动力汽车；整车建模；动力性；仿真分析中图分类号U469.72；U462.2DOI ：10.3969/j.issn.1672-9722.2020.09.043Whole Vehicle Modeling and Dynamic Simulation Analysis ofPlug-in Hybrid Electric Vehicle SystemHUANG Shanshan（Department of Automotive Engineering ，Shaanxi College of Communication Technology ，Xi 'an 710018）AbstractThe coaxial parallel structure is used as the layout of powertrain system to obtain compact structure and achievehigher transfer efficiency.Therefore ，it is of great significance to carry out research on plug-in hybrid electric vehicle system.In or ⁃der to improve the economy and power performance of the PHEV model ，the whole vehicle model is established.CRUISE software is used to complete the whole vehicle modeling process.Meanwhile ，the operation economy and power performance of PHEV models and traditional models are compared ，and the control strategy is analyzed.The results show that the dynamic performance of the vehi ⁃cle system in the original and pure electric modes is not very good.In the hybrid drive mode ，a good fit state is formed between the actual speed and the target speed.The actual speed can accurately follow the target speed ，show that excellent vehicle power perfor ⁃mance.Key Wordshybrid electric vehicle ，vehicle modeling ，power performance ，simulation analysis Class NumberU469.72，U462.2第48卷殊PHEV ，属于全型PHEV ，是以纯电动汽车为基础发展形成的，电机属于增程式结构的唯一动力源，所有功率都由电机提供，是一种串连形式的混合动力结构；PHEV 是在混合动力汽车基础上发展形成的，由电机与发动机共同组成驱动源，功率并不是全部由电机提供，但已经把之前的功率型电池采用能量型电池进行了代替，进一步提高了纯电动运行条件下的续航里程，相对于HEV 车型，可以达到更高的燃油经济性，这使其成为现阶段的一个重点研究领域［12~14］。
单轴并联式混合动力总成的设计
油消 耗 的降低 有 了多种 可能 ， 控 制规律 较 复杂 。 但 为 了使 整 车结 构更 紧凑 ， 性能 更优越 ， 于控制 便 并有 效降 低成 本 ， 目前 ， 电动机 和发 电机 于一体 的 集
ＩＧ 电 机 已 用 于 ＨＥ 的 开 发 ， 果 再 将 驱 动 装 置 Ｓ Ｖ 如 与 之集 成在一 起 ， Ｖ 驱 动系统 将得 到 大大简 化 。 ＨＥ
维普资讯
２０ ０ ７年 ２ 月
韩 同 群 ， ： 轴并 联式 混 合 动 力 总 成 的 设 计 等 单
下， 曲轴 与 Ｉ Ｇ 电 机 转 子对 接 ， 转 子 上再 装 发 动 Ｓ 在
机 飞轮 （ 飞轮 后是 离 合 器） 电机 外 壳 装 于发 动 机 气 ， 缸 体上 ， 轮壳 及 离合 器 壳 与 电 机 壳相 接 。由 于盘 飞
油
电池充 放 电 平 衡 和 发 动 机 燃 油 经 济 性 模 糊 控 制 策
略 ， 现 了混 合 动力 系 统 的 扭矩 分 配 和 不 同工作 模 实 式 以及 模式 间 的切换 。
１ —共轨柴油机 ； —直流无刷盘式电机 ； —３ ６ ２ ３ ３ Ｖ电池组 ； —离 ４ 合 器；５ 自动变速器 （ Ｍ ；６ 一 Ａ Ｔ） —驱动桥 ；７ Ｍ ＿Ａ Ｔ电控单元； ８ 一电机 电控单元 ； —柴 油机 电控单元 ； ｏ ＿ 车电控单元 ９ １＿ 整
案进 行 比较 和深入 研究 之后 发现 ［３， １］ 串联式 系统 能 ＿
Ｔｔ 一 Ｔｔ ＋ 丁ｔ ・Ｄ。 Ｉ
当 ｌ取 １时 ， 个 动 力 源 转 速 相 等 ， 扭 矩 各 自独 Ｄ 两 而 立 ， 比例关 系 ， 动 系总扭矩 是 发动机 扭矩 和电动 无 传 机 扭矩 之和 。根 据 以上 思 路 ， 设 计 的混 合 动 力 总 所 成在整 车上 的布 置如 图 ２所 示 。
混合动力电动汽车能量管理策略研究开题报告
开题报告题的研究进展及现状进行了全面总结,从不同角度对混合动力电动汽车的能量管理问题进行描述,并对主要能量管理策略进行了分析和对比研究,指出各种控制方法的优点及其存在的问题与不足,最后对混合动力电动汽车能量管理策略研究的未来发展方向进行了展望[6]。
面对能源和环境的巨大压力,混合动力汽车已成为世界汽车产业重点发展领域,其中,能量管理系统是相关研究领域的重点和难点.根据算法,现阶段的能量管理策略可以分为基于确定规则的控制策略、基于模糊规则的控制策略、基于瞬时优化的控制策略、基于全局优化的控制策略四种[7]文中分析并比较这四种能量管理策略,基于模糊规则的控制策略自适应性强和基于瞬时优化的控制策略精确度高,应给予关注。
燃料电池/蓄电池混合动力电动汽车存在动力的耦合和分离过程,能量管理策略比较复杂。
为了进一步合理分配燃料电池和蓄电池之间的动力输出,增强其能量管理策略的鲁棒性,从理论上分析了燃料电池/蓄电池双能源电动汽车的功率分配方法[8],用Matlab/Simulink建立了功率跟随模式控制策略的仿真模型,利用ADVISOR2002的并联框架完成燃料电池/蓄电池双能源混合动力汽车能量管理的建模与仿真。
结果表明该电动汽车动力传动系统参数匹配合理,能满足动力性设计指标要求。
能源管理系统[9]是混合动力电动车的一个重要管理系统.该系统全面管理能源在电动车上的释放、存储、分配与回收,是实现混合动力电动车的关键技术之一.和其他同类系统相比,本系统具有抗干扰性好、可靠性高、控制简单、成本低等特点.该系统已经研制成功,试运行情况良好。
电动汽车电能供给方式、电动汽车充电站建设典型模式、系统功能需求,以形成系统服务体系的框架,结合物联网、多代理等新技术,从硬件设备及通信角度设计了能量管理系统的开发方案,使充电站结合自身的情况,在电网稳定的前提下尽可能地满足电动车的要求,统筹好电网、充电站、电动汽车三者的利益。
研究成果对于促进电动汽车产业化进程具有重要的意义[10]。
ISG型混合动力汽车中液力变矩器与发动机的匹配优化
循环圆直径为设计变量 ， Ｘ ＝ ［ ］ 即 Ｄ ． 根据 上 文所述 ＩＧ混 合 动 力 汽 车 中液 力 变矩 Ｓ 器 与发 动机 的 匹配 原 则 ， 以两者 匹配 的动力性 和 经 济 ｌ为 目标函数 ， 生 分别用失速时共同工作点对应扭 矩 ｒ（ ｏ ）与最 大扭矩 的 比值 、 比 ｉ：０７时 速 ． 共 同工作点对应 比燃油 消耗 率 ６ （ ， ）与最小 比 燃 油率 ｂ 的 比值 、 比 ｉ＝０ ９时共 同工作 点 对 速 ． 应 功率 Ⅳ．（ ０ ）与 最大 功 率 Ⅳ一 的 比值 乘 以相 应 ，
要根据车辆的用途不 同进行改变． 对于混合动力汽 车， 合理的匹配应满足以下几点 ： （） １ 液力 变矩器 与发动机 的共 同工作 区域应 处于发动机燃油消耗较低的区域 ， 使车辆具有 良好
的燃 油经 济性 ； （ ） 力 变矩器 在 失速 工况 （ ２液 ｉ＝０） 的负载 下
图 ３ 优化前后液力 变矩器与发动机输 人特性 曲线
褂 耀 涎 墓
ｎ 为 发 动 机 转 速 （ｐ ； 为 ＩＧ 电机 转 速 目＿一 。 ｒｍ）ｒ ｔ Ｓ 一 褂 嚣 一 Ｎ ≥
（ｐ ； 为泵轮 转速 （ｐ ｒｍ） ｎ ｒｍ）
５ Ｏ Ｏ ４ ０ ５ ４ ０ ０ ３ Ｏ ５ ｇ３ ０ Ｏ Ｚ ５ ２ ０ ２ ０ ０
生 改变 ． 了获得 良好 的动 力 性 与 经 济性 ， 对 变 为 需
（） １ 矩器 进行 优化 ， 以满 足混合 动力 汽 车的工作 要求 ．
厂ｎ （ ）
口
＝ Ａ ｇｎ Ｄ ２
２
式 中 ： 为发 动机 输 出扭 矩 （ 。 ； 为 电 动机 Ｎ ｍ）
由
输 出扭矩 （ ｍ） 为 泵轮 转矩 （ ｍ）ｇ 重力 Ｎ・ ； Ｎ・ ；为 加 速度 （ ｓ）Ａ ｍ／ ； 为泵 轮转 矩 系数 （ ｉ２ｒ ・ ； ｍ ｎ／２ ｍ）
典型混合动力汽车技术解析
图4-13 第三代丰田混合动力系统THS-Ⅲ
1.2 丰田混合动力系统简介
第四代丰田混合动力系统THS-Ⅳ如图4-14所示，与前三代相比，最大的区别就是原来的电机属于串联结构，现 在则变成了平衡轴结构。而转换成此结构的目的除了让整个E-CVT更短以外，也是用这种传统减速齿轮的方式代 替THS-Ⅲ中MG2电机的行星齿轮减速结构。这样E-CVT整体尺寸更短，部件更少，摩擦更低，整体能效上升， 且依然能保证对MG1的减速效果。一系列的改进，让第四代普锐斯的纯电行驶最高车速由70km/h提升到 110km/h。
图4-3 第一代普锐斯混合动力汽车透视图
1.1 丰田混合动力汽车的发展历程
第一代普锐斯混合动力汽车车身长为4275mm，宽为1695mm，高为1490mm，轴距为2550mm，整车质量为 1254kg，是一款三箱车型。第一代普锐斯混合动力汽车使用1NZ-FXE型1.5L四缸汽油发动机和一台288V永磁同步 电机，如图4-4所示。汽油发动机峰值功率为43kW，峰值转矩为102N·m；电机峰值功率为29kW，峰值转矩为 305N·m，电压为288V。配备电控无级变速器（Electronic Continuously Variable Transmission，E-CVT），以 金属氢化物镍蓄电池组作为电源，丰田将这套油电混合动力系统称之为“Toyota Hybrid System”，简称THS。 第一代普锐斯混合动力汽车实测油耗为31km/L，约合3.22L/100km。 为了满足欧美消费者对高速和长途驾驶的需求，普锐斯出口车型性能有所提升，1NZ-FXE型1.5L四缸汽油发动机 加入了可变正时气门技术，峰值功率提升至59kW，峰值转矩提升至110N·m；电机的峰值功率增加到32kW，峰 值转矩提升到350N·m。
汽车发动机设计手册(3篇)
第1篇第一章：概述1.1 发动机设计的重要性发动机是汽车的心脏，其性能直接影响到汽车的动力性、经济性、可靠性和环保性。
因此，发动机设计在汽车行业中占有举足轻重的地位。
本手册旨在为从事汽车发动机设计工作的工程师提供一份全面、实用的设计指导。
1.2 发动机设计手册的内容本手册主要包括以下内容：1. 发动机概述2. 发动机类型及特点3. 发动机结构设计4. 发动机性能设计5. 发动机材料与工艺6. 发动机测试与验证7. 发动机设计实例8. 发动机设计发展趋势第二章：发动机概述2.1 发动机的定义发动机是一种将燃料燃烧产生的热能转化为机械能的装置，广泛应用于汽车、船舶、飞机等交通工具。
2.2 发动机的分类根据燃料的不同，发动机可分为内燃机和电动机两大类。
内燃机又分为汽油机、柴油机和燃气轮机等；电动机分为直流电动机、交流电动机和燃料电池等。
2.3 发动机的基本工作原理发动机的基本工作原理是通过燃烧燃料产生高温高压气体，推动活塞运动，从而带动曲轴旋转，实现能量转换。
第三章：发动机类型及特点3.1 汽油机汽油机是一种将汽油作为燃料的内燃机，具有以下特点：（1）燃烧温度低，热效率较高；（2）排放污染物较少；（3）结构简单，制造成本较低；（4）启动性能好，便于小型化。
3.2 柴油机柴油机是一种将柴油作为燃料的内燃机，具有以下特点：（1）燃烧温度高，热效率较高；（2）排放污染物较多；（3）结构复杂，制造成本较高；（4）启动性能较差，不易小型化。
3.3 燃气轮机燃气轮机是一种将燃气作为燃料的内燃机，具有以下特点：（1）燃烧温度高，热效率较高；（2）排放污染物较少；（3）结构复杂，制造成本较高；（4）启动性能较差，不易小型化。
第四章：发动机结构设计4.1 发动机总体结构发动机总体结构包括气缸体、曲轴箱、气缸盖、活塞、连杆、曲轴、凸轮轴、配气机构、燃油喷射系统、润滑系统、冷却系统等。
4.2 气缸体设计气缸体是发动机的基础结构，其设计要点如下：（1）结构强度和刚度满足使用要求；（2）散热性能良好；（3）易于加工和装配。
新能源汽车技术练习题与参考答案
新能源汽车技术练习题与参考答案一、判断题（共100题，每题1分，共100分）1、目前，纯电动汽车是美国能源部EERE项目发展新能源汽车的主要方向A、正确B、错误正确答案：B2、在混联式混合传动机构中，用于实现能量分流和综合的动力分配装置是一个行星齿轮机构A、正确B、错误正确答案：A3、电动汽车顾名思义就是由车载非充电蓄电池或其他能量储存装置提供电能、由电机驱动的汽车A、正确B、错误正确答案：B4、BISG系统可以通过电动机高速驱动运转，将发动机起动转速迅速提高到800r/min以上，从而避开曲轴低速起动运转时过浓混合汽而引起的过多有害物质排放A、正确B、错误正确答案：B5、比亚迪E6电动机最大功率为56KWA、正确B、错误正确答案：B6、太阳能的利用主要有三种：光热转换、光电转换以及光化学转换。
A、正确B、错误正确答案：A7、异步电动机，也叫三相异步电动机，在新能源汽车里通常采用鼠笼型异步电动机。
（）A、正确B、错误正确答案：A8、国家通过财政补贴支持节能照明器具等节能产品的推广和使用。
A、正确B、错误正确答案：B9、从动力分类来说，EV是纯电动，HEV是混合动力。
A、正确B、错误正确答案：A10、新能源汽车保养的重点在于大三电，其他项目不需要保养A、正确B、错误正确答案：B11、串联式混合动力汽车的不足之处有发动机由燃料的化学能转换的机械能必须先转换为电能A、正确B、错误正确答案：A12、动力电池组应该与汽车驾乘空间紧密靠近，以利于汽车紧凑性设计。
A、正确B、错误正确答案：B13、交流感应电动机具有结构简单、坚固耐用、成本低廉、驱动电路复杂、低转矩脉动和低噪音等优点A、正确B、错误正确答案：B14、电动机峰值功率和发动机的额定功率比为5%-15%是微度混合动力汽车A、正确B、错误正确答案：B15、目前，氢然料电池是美国能源部EERE项目发展新能源汽车的主要方向A、正确B、错误正确答案：A16、电池比功率越大，表示它可以承受的电流越大。
汽车维修高级技师技师考试题库(新能源汽车类必考)
汽车维修高级技师/技师考试题库（新能源汽车类必考）1.锂离子单体电池的工作电压是A、1.8~2VB、2.75~3.6VC、1.5~1.8VD、12~15V2.姚明买了一支手机，发现说明书上注明手机电池容量是3600 ：A、mA.hB、A.hC、VD、Ma3. 实用中的化学电源，其实际容量总是低于理论容量而通常比额定容量大：A、30%~40%B、1倍C、50%D、10%~20%3.倍率，是指电池在规定时间内放出额定容量所输出的电流值，数值上等于额定容量的倍数。
一块电池的容量是3A.h，以2倍率放电，则放电电流为A、1.5AB、6AC、3AD、2A4.SOC是能源管理系统检测的重点和难点，也是人们最关心的参数，可是却不容易获得。
SOC是指A、荷电状态B、系统芯片C、呼救信号D、续航里程6.一块手机电池的使用寿命通常在2~3年（假设每天充放电循环一次），因为锂离子电池的充放电循环次数是有限的，锂离子电池的充放电循环寿命是A、200~500次B、900-2500次C、100~580次D、600~1000次电池的最佳工作温度是（）。
A、25~40度B、0~10度C、45~80度D、88~100度13.动力电池组的英文表示为（）。
A、PACK B、BATTERYC、ELECTRICD、CAR14.下列不属于电池故障级别信息的是（）。
A、尽快维修B、立即维修C、电池报废D、电池寿命15.下列不属于电池成组后会出现的问题的是（）。
A、过充/过放B、温度过高C、短路或漏电D、充电过慢7.比能量和比功率是我们选择电池的重要依据，下列电池在这方面具有极强的竞争力的是A、铅酸蓄电池B、镍氢蓄电池C、干电池D、锂离子电池8.接触式电池特点是简单、效率高，但是充电电流较小，其通常充电时间是:(h是小时的单位)A、1~3hB、3~5hC、5~8hD、8~11h9.不是电动汽车用电池的主要性能指标的是（）。
A、电压B、内阻C、容量和比容量D、流量10.能量管理系统是电动汽车的智能核心，其英文表示为（）。