新能源汽车电驱动技术课件.ppt

电动汽车电驱动技术电动汽车电驱动技术 个人介绍个人介绍1、基本情况、基本情况朱曰莹朱曰莹 天津科技大学天津科技大学教育经历：教育经历：2008/9 2011/11，哈尔滨工业大学，哈尔滨工业大学，车辆工程车辆工程，博士，博士2006/9 2008/7，哈尔滨工业大学，哈尔滨工业大学，车辆工程车辆工程，硕士，硕士2002/9 2006/7，哈尔滨工业大学，哈尔滨工业大学，汽车运用工程汽车运用工程，学士，学士工作经历：工作经历：2014今，今，天津科技大学，机械工程学院天津科技大学，机械工程学院，副教授副教授2011/12 2014/3，中国汽车技术研究中心，中国汽车技术研究中心，博士后博士后2011/11 2014/6，哈尔滨工业大学哈尔滨工业大学(威海威海)，汽车工程学院，讲师汽车工程学院，讲师电动汽车电驱动技术电动汽车电驱动技术 个人介绍个人介绍2、科研方向、科研方向1、国家自然科学基金国家自然科学基金，51505332，新型励磁模式开关磁阻轮毂，新型励磁模式开关磁阻轮毂电机优化设计及电回馈控制电机优化设计及电回馈控制策略研究，策略研究，2016/012018/12，20万万元，在研，主持。元，在研，主持。2、天津市应用基础与前沿技术研究计划天津市应用基础与前沿技术研究计划，15JCQNJC06900，新，新型励磁模式开关阻轮毂电机设计及无位置型励磁模式开关阻轮毂电机设计及无位置控制，控制，2015/042018/03，6万元，在研，主持。万元，在研，主持。3、教育部教育部博士学科点专项科研基金博士学科点专项科研基金，20122302120087，电动汽，电动汽车用新型励磁模式磁阻电机及其驱动特性多指标同步优化研究，车用新型励磁模式磁阻电机及其驱动特性多指标同步优化研究，2012/122015/12，4万元，在研，主持万元，在研，主持。4、中国博士后科学基金中国博士后科学基金，2012M520589，电动车用开关磁阻电，电动车用开关磁阻电机及其多指标同步优化策略，机及其多指标同步优化策略，2012/102014/3，5万元，结题，万元，结题，主持。主持。电动汽车电驱动技术电动汽车电驱动技术 第第1章章 混合动力电动汽车混合动力电动汽车1.1 概述概述1.2 混合动力电驱动系统工作模式混合动力电驱动系统工作模式1.3 混合动力电动汽车构造混合动力电动汽车构造1.4 串联式混合动力电动汽车串联式混合动力电动汽车1.5 并联式混合动力电动汽车并联式混合动力电动汽车电动汽车电驱动技术电动汽车电驱动技术 1.1 概述概述优点：优点：石油燃料高能量密度，续驶里程长。缺点：缺点：燃油经济性、环境污染。传统内燃机车辆：传统内燃机车辆：电动汽车电驱动技术电动汽车电驱动技术 Engine power output in Urban Driving1.发动机燃油效率特性与实际运行要求不匹配。发动机燃油效率特性与实际运行要求不匹配。1.1 概述概述电动汽车电驱动技术电动汽车电驱动技术 1.1 概述概述2.传统汽车制动时，动能或势能的消耗。传统汽车制动时，动能或势能的消耗。电动汽车电驱动技术电动汽车电驱动技术 3.传统汽车中，液力变矩器的低效率。传统汽车中，液力变矩器的低效率。Performance of a torque converter1.1 概述概述电动汽车电驱动技术电动汽车电驱动技术 1.2 混合动力电驱动系统工作模式混合动力电驱动系统工作模式混合动力车混合动力车：配置有两个或更多个动力系的车辆。混合动力电动汽车混合动力电动汽车：配置有电气动力传动的混合动力车。混合动力驱动系统通常由两个动力系组成。电动汽车电驱动技术电动汽车电驱动技术 1.2 混合动力电驱动系统工作模式混合动力电驱动系统工作模式Operation mode of a hybrid drive train电动汽车电驱动技术电动汽车电驱动技术 1.2 混合动力电驱动系统工作模式混合动力电驱动系统工作模式单发动机驱动模式单发动机驱动模式：蓄电池组近乎完全放电而发动机没有剩余功率给蓄电池组充电的情况；或者蓄电池组已经完全充电而发动机需供应足够的动力满足车辆动力需求。单电驱动模式单电驱动模式：发动机不能有效运行的场合，如车辆极低速状态或严禁尾气排放区域。混合驱动模式混合驱动模式：需要大量动力供给的情况，如急剧加速或爬陡坡等工况。再生制动模式再生制动模式：电动机工作在发电机状态，回收车辆动能或势能，储存于蓄电池中。发动机向蓄电池组充电模式发动机向蓄电池组充电模式：车辆处于停止、惯性滑行等工况，没有动力应用于载荷或来自载荷。电动汽车电驱动技术电动汽车电驱动技术 1.2 混合动力电驱动系统工作模式混合动力电驱动系统工作模式再生制动和内燃机向蓄电池组充电模式再生制动和内燃机向蓄电池组充电模式。发动机驱动车辆并同时向蓄电池组充电模式发动机驱动车辆并同时向蓄电池组充电模式。发动机向蓄电池组充电，同时蓄电池组向载荷供应功率模发动机向蓄电池组充电，同时蓄电池组向载荷供应功率模式式。借助于车辆的质量，来自于发动机的动力进入蓄电池组的借助于车辆的质量，来自于发动机的动力进入蓄电池组的模式模式：该模式主要应用于两动力系统分别安装在车辆的前后两轴上。电动汽车电驱动技术电动汽车电驱动技术 1.2 混合动力电驱动系统工作模式混合动力电驱动系统工作模式载荷功率包括稳定功率和动态功率。动态功率只是功率调节作用。载荷功率分解载荷功率分解电动汽车电驱动技术电动汽车电驱动技术 1.3 混合动力电驱动系统的构造混合动力电驱动系统的构造串联式（电耦合）串联式（电耦合）电动汽车电驱动技术电动汽车电驱动技术 1.3 混合动力电驱动系统的构造混合动力电驱动系统的构造并联式（机械耦合）并联式（机械耦合）电动汽车电驱动技术电动汽车电驱动技术 1.3 混合动力电驱动系统的构造混合动力电驱动系统的构造混联式（机械和电气耦合）混联式（机械和电气耦合）电动汽车电驱动技术电动汽车电驱动技术 1.3 混合动力电驱动系统的构造混合动力电驱动系统的构造复合式（机械和电气耦合）复合式（机械和电气耦合）电动汽车电驱动技术电动汽车电驱动技术 1.4 串联式混合动力电动汽车串联式混合动力电动汽车1、结构组成、结构组成几种工作模式几种工作模式？电动汽车电驱动技术电动汽车电驱动技术 1.4 串联式混合动力电动汽车串联式混合动力电动汽车2、工作模式、工作模式单电牵引模式。单电牵引模式。单发动机牵引模式。单发动机牵引模式。混合牵引模式。混合牵引模式。发动机牵引和蓄电池组充电模式。发动机牵引和蓄电池组充电模式。再生制动模式。再生制动模式。蓄电池组充电模式。蓄电池组充电模式。混合式蓄电池充电模式。混合式蓄电池充电模式。电动汽车电驱动技术电动汽车电驱动技术 1.4 串联式混合动力电动汽车串联式混合动力电动汽车3、性能特点、性能特点发动机工作区域可控。发动机工作区域可控。可以利用高速发动机。可以利用高速发动机。电动机完美的工作特性，可简化结构、提高车辆性能。电动机完美的工作特性，可简化结构、提高车辆性能。结构的简化使控制策略得以简化。结构的简化使控制策略得以简化。能量的转化频繁、影响效率。能量的转化频繁、影响效率。发电机增加了车辆质量和成本。发电机增加了车辆质量和成本。牵引电机为唯一驱动源，牵引特性需设计完善。牵引电机为唯一驱动源，牵引特性需设计完善。电动汽车电驱动技术电动汽车电驱动技术 1.5 并联式混合动力电动汽车并联式混合动力电动汽车1、结构组成、结构组成电动汽车电驱动技术电动汽车电驱动技术 1.5 并联式混合动力电动汽车并联式混合动力电动汽车2、性能特点、性能特点具备串联式混合动力电动汽车的各种工作模式。具备串联式混合动力电动汽车的各种工作模式。不存在能量的相互转换，效率较高。不存在能量的相互转换，效率较高。不需要额外的发电机，结构简单。不需要额外的发电机，结构简单。牵引电机特性要求不苛刻，降低车辆质量。牵引电机特性要求不苛刻，降低车辆质量。发动机工作区不固定。发动机工作区不固定。结构及控制策略较复杂。结构及控制策略较复杂。电动汽车电驱动技术电动汽车电驱动技术 1.5 并联式混合动力电动汽车并联式混合动力电动汽车3、转矩耦合的并联式混合动力电动汽车、转矩耦合的并联式混合动力电动汽车功率平衡：功率平衡：耦合特性：耦合特性：约束：约束：电动汽车电驱动技术电动汽车电驱动技术 1.5 并联式混合动力电动汽车并联式混合动力电动汽车常用的机械转矩耦合装置常用的机械转矩耦合装置 1电动汽车电驱动技术电动汽车电驱动技术 1.5 并联式混合动力电动汽车并联式混合动力电动汽车常用的机械转矩耦合装置常用的机械转矩耦合装置 2K1=?K2=?电动汽车电驱动技术电动汽车电驱动技术 1.5 并联式混合动力电动汽车并联式混合动力电动汽车常用的机械转矩耦合装置常用的机械转矩耦合装置 3电动汽车电驱动技术电动汽车电驱动技术 1.5 并联式混合动力电动汽车并联式混合动力电动汽车常用的机械转矩耦合装置常用的机械转矩耦合装置 4电动汽车电驱动技术电动汽车电驱动技术 1.5 并联式混合动力电动汽车并联式混合动力电动汽车常用的机械转矩耦合装置常用的机械转矩耦合装置 5电动汽车电驱动技术电动汽车电驱动技术 1.5 并联式混合动力电动汽车并联式混合动力电动汽车4、转矩耦合的并联式混合动力驱动系结构、转矩耦合的并联式混合动力驱动系结构1电动汽车电驱动技术电动汽车电驱动技术 1.5 并联式混合动力电动汽车并联式混合动力电动汽车挡位设置形式挡位设置形式 1性能和效率性能和效率发动机设计发动机设计电动机设计电动机设计驱动系统驱动系统控制系统控制系统电动汽车电驱动技术电动汽车电驱动技术 1.5 并联式混合动力电动汽车并联式混合动力电动汽车挡位设置形式挡位设置形式 2单挡传动装置单挡传动装置2可以发挥电动机可以发挥电动机低速转矩特性。低速转矩特性。多挡传动装置多挡传动装置1可以改善发动机可以改善发动机工作特性。工作特性。电动汽车电驱动技术电动汽车电驱动技术 1.5 并联式混合动力电动汽车并联式混合动力电动汽车挡位设置形式挡位设置形式 3没有利用两种没有利用两种动力源装置的动力源装置的优点，是一种优点，是一种失败的设计。失败的设计。电动汽车电驱动技术电动汽车电驱动技术 1.5 并联式混合动力电动汽车并联式混合动力电动汽车挡位设置形式挡位设置形式 4结构简单结构简单控制容易控制容易参数优化设计参数优化设计牵引力输出牵引力输出电动汽车电驱动技术电动汽车电驱动技术 1.5 并联式混合动力电动汽车并联式混合动力电动汽车5、转矩耦合的并联式混合动力驱动系结构、转矩耦合的并联式混合动力驱动系结构2电动汽车电驱动技术电动汽车电驱动技术 1.5 并联式混合动力电动汽车并联式混合动力电动汽车6、转矩耦合的并联式混合动力驱动系结构、转矩耦合的并联式混合动力驱动系结构3轻度混合动轻度混合动力电驱动系力电驱动系统，应用小统，应用小型电动机：型电动机：起动机起动机/发电发电机机/动力辅助动力辅助机机/再生制动再生制动电动汽车电驱动技术电动汽车电驱动技术 1.5 并联式混合动力电动汽车并联式混合动力电动汽车7、转矩耦合的并联式混合动力驱动系结构、转矩耦合的并联式混合动力驱动系结构4传动装置仅传动装置仅用于改变发用于改变发动机运行工动机运行工作点，以改作点，以改进车辆性能进车辆性能和运行效率和运行效率电动汽车电驱动技术电动汽车电驱动技术 1.5 并联式混合动力电动汽车并联式混合动力电动汽车8、转矩耦合的并联式混合动力驱动系结构、转矩耦合的并联式混合动力驱动系结构5