串联式混合动力电动汽车的驱动系统主要特点

2016-09-24 10:32:36   来源:陆地方舟集团   评论:0   点击:   [收藏]

串联式混合动力电动汽车(SHEV)主要由发动机、发电机、驱动电机和动力蓄电池组等部件组成。纯电动汽车价格表网:www ddqcjg com
串联式混合动力电动汽车的驱动系统主要特点
串联式混合动力电动汽车(SHEV)主要由发动机、发电机、驱动电机和动力蓄电池组等部件组成。发动机仅仅用于发电,发电机所发出的电能供给电动机,驱动电机驱动汽车行驶,且是汽车行驶的唯一机械动力源。发电机发出的部分电能向电池充电,来延长混合动力电动汽车的行驶里程。另外,电池还可以单独向电动机提供电能来驱动电动汽车。串联式混合动力电动汽车的发动机一发电机组只能看为是一种电能供应系统,类似于一种车用电力传动系统,区别于传统的内燃机汽车发动机并不直接以机械传动形式进行SHEV车辆的驱动。串联式混合动力汽车(SHEV)的驱动如图7-4所示。

串联式混合动力示意图

图7-4  串联式混合动力示意图

当SHEV车辆以低速小负荷行驶时,仅由动力电池提供电能使电动机产生驱动力矩,这是一种纯电动运行模式,为“零’’排放。当负荷较大时,发动机输出的机械能通过电动汽车发电机转化为电能,转化后的电能由电动机和传动装置驱动车轮,若发电机的输出功率大于电动机的输入功率,则多余的电能用于对动力电池充电。当SHEV车辆起步、加速、爬坡时,由于发电机输出功率小于电动机所需的输入功率,动力电浊和发动机一发电机组共同提供电能驱动车辆行驶;另外,可以实现的是当SHE~V车辆制动减速时,电动汽车电动机以发电模式工作回收再生制动能量。

串联式混合动力电动汽车的特点

串联式混合动力电动汽车具备以下优点。

①串联式混合动力电动汽车结构中发动机与电动机无机械连接,可使发动机保持在最佳工作范围内;由于动力蓄电池的蓄能作用,不管汽车处于何种工作状态,发动机都避免在怠速和其他不经济的工况下工作,且可能完全运行在其最大效率区,这明显减少排气污染并提高燃油经济性。

②串联式混合动力电动汽车结构简单,布置灵活,一般不需要多挡的传动装置(如变速器),其结构大为简化,且成本下降(相对于其他混合动力汽车)。

③串联式混合动力电动汽车控制系统相对简单、容易设计,仅需要根据蓄电池充电状态决定发动机的运行及停止。然而,串联式混合动力汽车也有以下一些缺点。

①增加了能量转换环节,降低了动力系统综合效率;电动汽车电池充放电效率有限,导致燃油能量利用率不高。

②需要配置大功率的发电机组,增大了车辆的额外负荷和制造成本;每一动力装置的功率均等于汽车要求的总功率,设备规模庞大,增加了车辆的成本及布置机构的难度。串联式混合动力电动汽车的优越性主要表现在低速、加速等运行工况,因此它适合在市区低速工况下运行。

串联式混合动力电动汽车的控制方法和控制策略

(1)运行棋式串联式混合动力电动汽车驱动系统可以按照以下几种运行模式工作。

①动力电池组驱动模式:发动机关闭,车辆仅由蓄电池组供电至驱动电机,驱动车辆行驶。

②发动机驱动模式:车辆驱动功率仅源于发动机一发电机组,而动力蓄电池组既不供电也不被充电。发动机一发电机组供电至驱动电机,驱动车辆行驶。

③混合驱动模式:驱动功率由发动机一发电机组和动力蓄电池组两者共同提供,两者共同供电至驱动电机,驱动车辆行驶。

④发动机驱动和动力蓄电池组充电模式:发动机一发电机组供给向动力电池组充电的同时,发动机一发电机组供电至驱动电机,驱动车辆行驶。

⑤再生制动模式:发动机一发电机组关闭,驱动电机运行于发电机工况,车辆行驶动能经驱动电机所产生的电功率用于向蓄电池组充电。

⑥动力蓄电池组充电模式:驱动电机不接受发动机一发电机组输出的功率,发动机一发电机组向动力蓄电池组充电。

(2)串联式混合动力汽车控制策略

串联式混合动力汽车控制策略的主要目标是使发动机在最佳效率区和排放区工作,使电池、电力驱动系统、发动机一发电机的总体效率提高。串联型混合动力汽车基本的控制方式为恒温器式控制方式、功率跟踪式控制方式及其他控制策略。

①恒温器式控制  恒温器式控创策略也被称为开关型控制策略,特征是发动机开机后即恒定地工作于效率最高点。该策略的控制逻辑如下。

a.当动力蓄电池组荷电状态(SOC)降到设定的低门限值时,发动机工作,在最低油耗或低排放工作点按恒功率输出(经发电机转化为电能),一部分功率用于满足车轮驱动功率要求,电能提供给驱动电机;另一部分功率向动力蓄电池充电。

b.当动力蓄电池组SOC值上升到所设定的高门限值时,发动机关闭,由动力电池组提供电能,驱动电机驱动车轮。在这种控制策略中动力蓄电池组要满足所有瞬时功率的要求,动力蓄电池组的过度循环所引起的损失可能会减少发动机优化所带来的好处。也就是说,这种控制对发动机比较有利而对动力蓄电池不利。

②功率跟踪式控制  在这种控制策略中由发动机全程跟踪车辆功率需求,根据动力电池组SOC和车辆负荷确定发动机的开关状态和输出功率的大小。该策略的控制逻辑如下。

a.当车辆功率需求大于发动机一发电机组输出功率时,将发动机的输出功率调整为最大值;动力电池组参与工作,向驱动电机提供电能,但前提是动力电池SOC值高于设定下限值。

b.当车辆功率需求小于发动机一发电机组最佳运行区输出功率时,此时的控制按照动力电池的SOC值进行。动力电池SOC值小于设定的上限值时,发动机一发电机的部分输出功率用于供给驱动电机驱动车辆行驶,另一部分功率用于供给动力电池进行充电;动力电池SOC值达到设定的上限值时,友动机一发电机的全部输出用于供给驱动电机驱动车辆行驶。

c.在动力电池的SOC大于SOC设定上限值,且仅由动力电池提供的功率能满足车辆需求时,发动机才停机或怠速运行。采用这种控制策略,动力蓄电池工作循环将消失,充放电形成的动力蓄电池组损失被减少到最低程度。但发动机必须在从低到高的整个负荷区范围内运行,而且发动机的功率快速动态地变化,会损害发动机的效率和排放性能。发动机的功率紧紧跟随车辆功率的变化,这与传统的汽车运行相似。两种控制策略可以结合起来使用,其目的是充分利用发动机和电池的高效率区,使其达到整体效率最高。

本篇文章源自新能源纯电动汽车价格表网:http://www.ddqcjg.com/  转载请注明来源!谢谢

相关热词搜索:串联式 电动汽车 混合动力

分享到:

上一篇:新能源汽车信息电子控制系统主要组成部分有哪些
下一篇:并联式混合动力电动汽车驱动系统有哪些特点?