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中国混合动力电动汽车技术概要(二)

日期:2010-05-11    来源:国际能源网  作者:本站整理

国际充换电网

2010
05/11
12:01
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关键词: 混合动力汽车 电动汽车 技术

    (二)客车

    【技术方案 1】

    【方案特点】

    ·并联方式

    ·采用 ISBe150 四缸共轨电喷柴油机

    ·采用开关磁阻风冷电机

    ·满足了混合动力城市客车电机低速大扭矩的要求

    ·新设计专用 AMT 和耦合器,保证电动机与发动机高效工作

    ·采用 Ni-MH电池,满足混合动力城市客车电池高功率的要求

    【该方案下的车辆性能指标】
内容   单位   参数 
尺寸(长×宽×高)    mm   11880×2540×3300 
整车整备质量   kg   12300
最大总质量   kg   17500
发动机(或燃料电池发动机)       ISDe160  41 
电机系统  额定转速   r/min   2000
最大发电功率   kw  50
电池组  动力电池类型       方形镍氢电池 
电池组规格      28
驱动 系统  转速(额定/峰值)   r/min   2000/7000 
功率(额定/峰值)   kw   35/60 
扭矩(额定/峰值)   N•m   268
控制器最高效率     93%
最高车速   Km/h   70
0 - 100km/h 加速时间(客车0-50km/h)  s   25.4
最大爬坡度   %   ≥25 
行驶里程   典型城市工况   450km 
百公里经济性   典型城市工况   35L 
排放   GB3847-2005, GB17691-2005  国 IV 
与同级别车相比,工况下行驶CO2、CO、NOX、HC、颗粒物减少及节油     CO2减少2288 kg; CO减少 4.45kg;  HC减少1.40kg; NOX 减少10.6kg;  颗粒物减少0.21kg;节油 870L 

    【技术方案 2】

    【方案特点】

    ·双轴并联结构

    ·具备混合动力发动机怠速停机、低速纯电动、发动机单独驱动、联合驱动以及制

    动能量回收功能

    【该方案下的车辆性能指标】

内容   单位   参数 
尺寸(长×宽×高)    mm   11996×2550×3174 
整车整备质量   kg   12000
最大总质量   kg   18000
发动机(或燃料电池发动机)   DUETZ    BF6M2012-22E4 
电机系统  额定转速   rpm   3600
最大发电功率   kW   90
电池组  动力电池类型       镍氢 
电池组规格     336V  40Ah 
驱动系统   转速(额定/峰值)   rpm   3600/6500 
功率(额定/峰值)   kW   30/90 
扭矩(额定/峰值)   Nm   80/240 
控制器最高效率       95%
最高车速   km/h   >80 
0 - 100km/h 加速时间(客车0-50km/h)  s   <30 
最大爬坡度    25%
行驶里程(北京城市工况下)   km   >500 
百公里经济性(北京城市工况下)   L/100km   <30 
排放       国 IV 
与同级别车相比,工况下行驶,混合动力汽车节油    北京工况下行驶10000km可节油1200L

    三、混合动力汽车核心技术和面临的攻关难题

    根据调查,整车控制单元(HCU) 、电机和电机控制系统、电池和电池管理系统被认为是目前混合动力汽车的三大核心技术
    根据混合动力汽车技术开发人员的观点,以下问题的攻关需要行业的重视:

    ·实验数据

    目前,国内混合动力汽车各系统的实验数据积累还处于较低的水平,数据库不够强大。以电池及其管理系统为例:蓄电池荷电状态(SOC,State of Charge)是电池使用过程中的重要参数,电池管理系统(往往控制几百个电池)的 SOC 的分析与计算,在国外 IPM 集成,外围电路也集成化,给计算和实验带来了很大的方便。而我国在这方面还应加大研发力度。另外,也需要生产线产品的批量上市,通过产品在市场上的实际运行记录和反馈,来解决运行数据的积累。

    ·电池与电机

    ①  动力电池的可靠性和稳定性

    车用动力电池未达到批量生产,电池总成可靠性、一致性难以保证。电池的比功率、比能量要提高,安全性和可靠性要保证,至少要达到 3 年10 万公里。

    ②  电机的可靠性和与发动机的匹配

    目前,国内混合动力车用电机的产业化与未形成,电机性能的一致性也难经保证。

    另外,电机与发动机的匹配性也有待提高,比如:电机控制器的工作温度在 50—60摄氏度以下,而发动机的工作温度的上限为 90 度,那么在总成时,就要对电机控制器设计单独的冷却系统,而国外已经达到把电机的工作温度限度提高到 90 度,这样可以与发动机共用一套冷却系统。

    ·电动转向

     电动转向可以不依赖发动机而实现转向助力,在混合动力汽车上运用电动转向可以在怠速起停时实现电动助力转向,从而降低油耗和排放。

    ·安全管理 

    ①  混合动力汽车的扭矩

    混合动力汽车在一些工况下,需要电机功率和发动机功率的叠加,这就带来了扭矩安全问题,这个问题同样存在于传统内燃机汽车中,也就是扭矩安全管理。目前,联合汽车电子有限公司申请的一项专利正在实质审查期,处于专利文档的公开状态。该发明公开了一种混合动力汽车的扭矩控制安全监控系统的架构,包括用于完成各种控制动作的功能层,对功能层信号的极值进行限制的限制层,对功能层信号进行检验的冗余监控层,以及检查各存储区及程序流是否正常工作的物理检查层。通过采用上述四层结构,在对混合动力汽车扭矩输出进行控制的同时,还对各动力部件的工作状态进行监控,提高了混合动力汽车工作的安全性和可靠性。 该发明还公开了一种混合动力汽车的扭矩控制安全监控系统,包括发动机控制器模块、多能源控制器模块和电机控制器模块等,其保留了发动机控制器模块中已经很成熟的扭矩监控和故障处理模块,当电机控制系统发生故障时,可以将混合动力汽车切换为传统汽车运行,从而提高了混合动力汽车的运行可靠性。
    ②  电压安全管理

    混合动力车的电压系统处于高压等级(110 伏以上),其诊断系统必须特别关注,而国内甚至国外,该项技术都未成熟。

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