混合動力電動汽車關(guān)鍵技術(shù)探析

1、混合動力電動汽車關(guān)鍵技術(shù)探析 摘要：在新能源汽車高速發(fā)展的大背景下，電動汽車的關(guān)鍵技術(shù)已經(jīng)成為國內(nèi)外新能源汽車公司研究的熱點。本文分析了混合動力汽車的核心和技術(shù)，其驅(qū)動電機與控制技術(shù)、電池及其管理技術(shù)和車輛控制技術(shù)，指出了新能源電動汽車在發(fā)展過程中可能出現(xiàn)的情況及未來發(fā)展趨勢，僅供參考。 關(guān)鍵詞：新能源；電動汽車；混合動力汽車 未來發(fā)展的三大趨勢，即“智能、環(huán)保、安全”，在其影響下，國內(nèi)外正在積極的開發(fā)電動汽車及其技術(shù)。與傳統(tǒng)汽車相比，電動汽車正越來越成為國內(nèi)外研究的主要熱點。 1電動汽車電機及其控制技術(shù) 1）在汽車行駛過程中電機的類型和性能比較，工作條件復雜多變，常伴有頻繁的啟動、加速、減速

2、、怠速等。因此，電動汽車的驅(qū)動電機應(yīng)具有高速和大速度范圍，高功率密度，強過載能力。四種主要驅(qū)動電動機：直流電動機、交流電動機、永磁同步電動機和開關(guān)磁阻電動機。直流電機控制簡單，早期廣泛用于電動汽車的開發(fā)1。然而，當它以高速運行時，在刷子和轉(zhuǎn)向裝置之間產(chǎn)生火花，可靠性大大降低，并且使用壽命也很短。目前主要用于低速、低成本的小型電動汽車。交流電動機結(jié)構(gòu)簡單，易于操作，可靠性好，成本低，在大功率應(yīng)用中優(yōu)于直流電動機，但控制器成本太高，調(diào)速性能差。目前，歐洲和美國市場上的電動汽車有很多應(yīng)用。開關(guān)磁阻電機結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)速范圍寬，電機響應(yīng)速度快，控制靈活。然而，在實際應(yīng)用中存在諸如大扭矩波動和大噪聲的缺點。

3、目前，電動汽車領(lǐng)域的應(yīng)用范圍是永磁同步電動機。其功率密度高，扭矩穩(wěn)定性強，速度范圍寬，運行可靠性好。2）混合制動系統(tǒng)建模與仿真方法。為了驗證所設(shè)計的混合制動系統(tǒng)的有效性，考慮到應(yīng)用成本和工作量等，通常建立所涉及的每個子系統(tǒng)的數(shù)學模型，識別駕駛員的制動意圖，并在既定的控制策略下使用它。針對不同條件的仿真軟件數(shù)值模擬，車輛制動性能和能量回收利用率2。 2混合動力電動汽車動力系統(tǒng)選型與分析 1）串聯(lián)式。串聯(lián)結(jié)構(gòu)簡單，比較好控制，容易開發(fā)。不過它的負荷能力受電動機的制約，因此電動機的體積就會很大，這樣才能保證汽車的正常啟動、爬升和它的提速性能3。從中國開發(fā)的試驗車輛數(shù)據(jù)來看，大多數(shù)串聯(lián)電動汽車都減少了

4、排放。燃料消耗量與傳統(tǒng)燃料汽車基本相同。爬升和提速功能差一般它們只適合近距離并且載重量小的運輸用途。如何提高發(fā)動機運作效率以及如何提高車輛爬升和提速性能，是串聯(lián)混合動力汽車下一步要重點研究的工作。2）并聯(lián)式。并聯(lián)式混合動力汽車適用于各種工況，不僅可以在市中心實現(xiàn)零污染，而且可以實現(xiàn)在郊外和傳統(tǒng)的內(nèi)燃機車輛聯(lián)合完成工作，并聯(lián)式與串聯(lián)式相比較而言，并聯(lián)式的電動機是直接驅(qū)動到驅(qū)動軸上的，所以就沒有太多的動力損耗，效率也就大大提高了；電動機發(fā)動與傳統(tǒng)發(fā)動機發(fā)動不同，它做到了揚長避短，避免了一些缺點，效率區(qū)減少了車輛燃料消耗和排放；并聯(lián)控制策略采用電源維護方式，SOC控制在有效安全范圍內(nèi)，使電池壽命變長

5、，波動變小，系統(tǒng)經(jīng)濟性也變得更好。由于車輛包括兩個單獨的驅(qū)動結(jié)構(gòu)，整體車輛質(zhì)量已經(jīng)增加。3）混聯(lián)式。雖然混合型在理論上容易實現(xiàn)最佳燃料消耗和低排放，但是難以掌握具體的發(fā)展。一方面，由于混合動力型需要更高功率的復合裝置，行星齒輪動力復合裝置的機械框架只能以固定的比例分配動力，難以滿足系統(tǒng)更復雜的動力復合要求。另一方面，為了滿足混合動力車輛在各種工況下的低排放和低油耗，必須將控制策略設(shè)計得大而復雜。目前，混合控制的控制策略普遍較差，開發(fā)難度較大。開發(fā)成本很高。高性能動力復合裝置的發(fā)展，控制策略的優(yōu)化和成本降低是混合動力電動汽車未來發(fā)展的重中之重4。4）電動輪式。驅(qū)動控制系統(tǒng)從傳統(tǒng)的機械連接變?yōu)殡娺B

6、接，省略了傳統(tǒng)車輛所需的一整套機械部件。該車結(jié)構(gòu)簡單，傳動效率高，可通過現(xiàn)代計算機控制技術(shù)直接控制電動輪實現(xiàn)電子差異。速度已成為電動汽車發(fā)展的獨特方向。目前，電動輪混合動力汽車存在的問題主要集中在電動機和整車的結(jié)構(gòu)上，新型大功率，高密度電機的開發(fā)以及電動輪系統(tǒng)中各種功能部件的集成設(shè)計需要進一步深化。 3結(jié)束語 綜上所述，中國在汽車領(lǐng)域的科技技術(shù)與發(fā)達國家比還較落后，現(xiàn)在主要存在高排放量和低燃油性的問題。大力發(fā)展混合動力汽車是解決城市空氣污染問題的最積極有效的途徑，對中國汽車工業(yè)實現(xiàn)飛速發(fā)展具有重大的意義。然而，目前的混合動力汽車技術(shù)并不成熟，還存在眾多的弊端，需要我們做更加深入的研究和開發(fā)。本文介紹了四種不同形式的混合動力汽車結(jié)構(gòu)和控制策略，希望能夠極大地幫助混合動力汽車技術(shù)研究人員。 參考文獻： 1雷汝婧.混合動力電動汽車關(guān)鍵技術(shù)研究J.時代汽車，2017(6)：17-18. 2許約翰.試論混合動力電動汽車技術(shù)J.電子測試，2017(11)：108+103. 3吳昊鵬，王雅坤.新能源汽車技術(shù)原理及關(guān)鍵技術(shù)研究J.南方農(nóng)機，2017，48(6)：84. 4李明杰.混合動力電動汽