《双模式混合动力系统是可以同时使用汽油和柴油发动机》由会员分享，可在线阅读，更多相关《双模式混合动力系统是可以同时使用汽油和柴油发动机（10页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、双模式混合动力系统是可以同时使用汽油和柴油发动机，其高度一体化、强有力的动力系统将影响自动变速箱和电子控制系统方面的技术。双模式混合动力系统的核心实质上是一个电控可调变速箱。作为混合动力技术和顶级传动技术的完美结合，该变速箱的结构精巧，其电机系统大小只有普通单模式混合动力系统的一半左右。它利用现有的传动系统，配有两个电动机，可以在两种混合动力运行模式之间实现自如切换。无论在市区还是在高速公路上，都能以更经济、有效的方式源源不断输出动力，在保持车辆高性能的同时进一步优化燃油经济性。第一种模式适用于低速度和负荷较小的情况，这时汽车可以按照三种方式操控：仅使用电力驱动，或仅使用发动机驱动，或发动机和
2、电力驱动的任意组合。如果在交通拥挤，时停时走的状态下，仅使用电力驱动，延长发动机的关闭时间，则可以实现完全意义上的节油。第二种模式主要适用于高速公路驾驶，除电力驱动辅助外，发动机可以在必要时启动全部8 个汽缸，比如超车、拖载或爬坡时。第二种模式整合了尖端电子控制技术，Active Fuel ManagementTM 随选排量技术、凸轮调整以及进气阀延迟启闭系统，使发动机的动力输出更加灵活、有效。 在双模式混合动力系统下，精准的控制机构将决定汽车在特定的行驶状态下采用何种驱动方式。控制机构输入功率将取决于行驶时所需的扭矩，并向发动机和电动机发出相应的指令。发动机和电动机将扭矩传送到变速箱中的一系
3、列齿轮，利用与传统自动变速箱类似的原理将扭矩放大，从而推动汽车前进。但与传统的持续型可变变速箱不同的是，双模式混合动力电子控制系统并不使用皮带或传送带。两种模式之间是同步切换，即切换模式时无需改变发动机速度，从而实现平稳加速。而为本系统提供电能的专用电池组，则可以通过车辆的发动机或在车辆制动过程中充电，因此，一般不需要专门为电池组充电。此外，这项双模式混合动力技术还可以在各种车型上应用，其尺寸和性能参数可根据不同车型的要求进行相应的调整。 单模式混合动力系统只有一种扭矩分配模式，且没有固定机械传动比，它需要通过电传动模式来传送较大的功率。丰田普拉多电动车窗失灵一辆丰田普拉多事故车，该车在修复后
4、出现了左后电动车窗控制开关能控制车窗升降，但无自动控制升降和防夹功能，同时驾驶侧的主开关不能控制左后电动车窗升降的故障，其他车窗自动控制升降和防夹功能正常 欲维修该车的故障，须对该车电动车窗系统的控制原理有所了解。该车装备了车身局域网，电动车窗控制网络是由多路传输网络主开关（内置于驾驶侧车门）、前排乘客侧多路传输网络开关（内置于前排乘客侧车门）、后车门多路传输网络开关（内置于后排左右侧车门）及（车身多路控制）组成（图）。电动车窗电机总成由霍尔传感器、齿轮部分及电动车窗电机主体构成，电机的动作受多路传输网络主开关和相应的各车门多路传输网络开关控制。当按下多路传输网络主开关或各车门多路传输网络开关
5、时，开关将通过通讯线路向相应的车门控制单元传送升降信号，然后由车门控制单元控制电动车窗的升降。每个电动车窗电机上的霍尔传感器输出信号传输至多路传输网络开关内，多路网络传输开关通过脉冲信号计数检测车窗位置，并通过脉冲信号相位差确定车窗的运动方向，从而实现电动车窗的自动升降和防夹功能。既然该车的其他车窗可以实现自动升降功能，惟独左后门不能，那么故障的范围基本上可以确定是在左后门和左后门相关联的线路。为此，笔者先检查了与电动车窗系统电路及车身网络相关的熔丝，但均正常。后来笔者在检查中发现，左后门控制开关上的指示灯在有规律地闪烁，而此车的电动车窗系统是可以通过控制开关上的指示灯显示系统故障码的，于是笔
6、者决定根据闪烁的故障码来确定具体的故障点。经查阅维修手册，得知指示灯闪烁的故障码的含义为脉冲传感器电路故障。根据故障码的提示，笔者对电动车窗电机的脉冲传感器进行了检查，结果脉冲传感器的供电电源为 正常，检查根脉冲传感器信号输出导线，与车身也无短路现象。图 2 故障波图为了准确快速地判定电动车窗电机是否损坏，笔者决定用示波器对电动车窗电机的输出信号波形进行分析，于是用通道示波器分别测量了电动车窗电机在运转时、端子输出的信号波形（图）。由于维修手册中没有提供标准的波形图，笔者测量了右后门电动车窗电机运转时的波形（图）进行参考。通过对比，发现左后车窗电动车窗电机运转时输出的信号波形异常，由此可以确定
7、电动车窗电机损坏。图 3 正常波图在更换电动车窗电机总成（图）后，我们做了脉冲传感器的初始化设定。设定的方法如下：打开点火开关（或位置），用开关将电动车窗打开到半程（车窗落到位置）完全推上开关直至电动车窗完全关闭，并在电动车窗完全关闭之后将开关继续保持 或更长时间。设定完成后，故障排除。 图 4 电动车窗电机附：电动车窗开关操作后开关指示灯闪烁说明。模式：电动窗开关操作后闪烁大约 ，然后再次点亮，此时防夹功能不工作区域偏离指定区域 （向下），防夹功能不工作区域：离车窗全关位置 。模式：电动窗开关操作后闪烁大约 ，然后再次点亮，电动车窗电机中的脉冲传感器回路（霍尔）故障。模式：电动窗开关操作后连
8、续闪烁直到关闭点火开关，此时上述故障同时发生，应重新连接蓄电池端子。电动车用电机的技术发展概况蒸汽机启动了 18 世纪第一次产业革命以后，19 世纪末到 20 世纪上半叶电机又引发了第二次产业革命，使人类进入了电气化时代。20 世纪下半叶的信息技术引发了第三次产业革命，使生产和消费从工业化向自动化、智能化时代转变；推动了新一代高性能电机驱动系统与伺服系统的研究与发展。 21 世纪伊始，世界汽车工业又站在了革命的门槛上。虽然，汽车工业是推动社会现代化进程的重要动力；然而，汽车工业的发展也带来了环境污染愈烈和能源消耗过多两大问题。而对于我国日益扩大的汽车市场，这种危机就更明显。据了解，2000 年
9、我国进口汽油 7000 万吨，预计 2010 年后将超过 1 亿吨，相当于科威特一年的总产量。目前世界上空气污染最严重的 10 个城市中有 7 个在中国，而国家环保中心预测，2010 年汽车尾气排放量将占空气污染源的 64%。虽然，加剧使用传统内燃机技术发展汽车工业，将会给我国的能源安全和环境保护造成巨大的影响。为此，国家科技部启动了十五“863”电动汽车重大专项。 高密度、高效率、宽调速的车辆牵引电机及其控制系统既是电动汽车的心脏又是电动汽车研制的关键技术之一，已被列为 863 电动汽车重大专项的共性关键技术课题。20 世纪 80 年代前，几乎所有的车辆牵引电机均为直流电机，这是因为直流牵引
10、电机具有起步加速牵引力大，控制系统较简单等优点。直流电机的缺点是有机械换向器，当在高速大负载下运行时，换向器表面会产生火花，所以电机的运转不能太高。由于直流电机的换向器需保养，又不适合高速运转，除小型车外，目前一般已不采用。 近十年来，主要发展交流异步电机和无刷永磁电机系统。与原有的直流牵引电机系统相比，具有明显优势，其突出优点是体积小，质量轻（其比质量为 0.5-1.0kg/Kw）、效率高、基本免维护、调速范围广。其研究开发现状和发展趋势如下。 1.异步电机驱动系统 异步电机其特点是结构简单、坚固耐用、成本低廉、运行可靠，低转矩脉动，低噪声，不需要位置传感器，转速极限高。 异步电机矢量控制调
11、速技术比较成熟，使得异步电机驱动系统具有明显的优势，因此被较早应用于电动汽车的驱动系统，目前仍然是电动汽车驱动系统的主流产品（尤其在美国），但已被其它新型无刷永磁牵引电机驱动系统逐步取代。 最大缺点是驱动电路复杂，成本高；相对永磁电机而言，异步电机效率和功率密度偏低。 2.无刷永磁同步电机驱动系统 无刷永磁同步电机可采用圆柱形径向磁场结构或盘式轴向磁场结构，由于具有较高的功率密度和效率以及宽广的调速范围，发展前景十分广阔，在电动车辆牵引电机中是强有力的竞争者，已在国内外多种电动车辆中获得应用。 内置式永磁同步电机也称为混合式永磁磁阻电机。该电机在永磁转矩的基础上迭加了磁阻转矩，磁阻转矩的存在有
12、助于提高电机的过载能力和功率密度，而且易于弱磁调速，扩大恒功率范围运行。内置式永磁同步电机驱动系统的设计理论正在不断完善和继续深入，该机结构灵活，设计自由度大，有望得到高性能，适合用作电动汽车高效、高密度、宽调速牵引驱动。这些引起了各大汽车公司同行们的关注，特别是获得了日本汽车公司同行的青睐。当前，美国汽车公司同行在新车型设计中主要采用内置式永磁同步电机。 表面凸出式永磁同步电机也称为永磁转矩电机，相对内置式永磁同步电机而言，其弱磁调速范围小，功率密度低。该结构电机动态响应快，并可望得到低转矩脉动，适合用作汽车的电子伺服驱动，如汽车电子动力方向盘的伺服电机。 无位置传感器永磁同步电机驱动系统也
13、是当前永磁同步电机驱动系统研究的一个热点，将成为永磁同步电机驱动系统的发展趋势之一，具有潜在的竞争优势。 永磁同步电机驱动系统低速时常采用矢量控制，高速时用弱磁控制。 3.新一代牵引电机驱动系统 从 20 世纪 80 年代开关磁阻电机驱动系统问世后，打破了传统的电机设计理论和正弦波电压源供电方式；并随着磁阻电机，永磁电机、电力电子技术和计算机技术的发展，交流电机驱动系统设计进入一个新的黄金时代；新的电机拓朴结构与控制方式层出不究，推出了新一代机电一体化电机驱动系统迅猛发展。高密度、高效率、轻量化、低成本、宽调速牵引电机驱动系统已成为各国研究和开发的主要热点之一。 SRD 开关磁阻电机驱动系统的
14、主要特点是电机结构紧凑牢固，适合于高速运行，并且驱动电路简单成本低、性能可靠，在宽广的转速范围内效率都比较高，而且可以方便地实现四象限控制。这些特点使 SRD 开关磁阻电机驱动系统很适合电动车辆的各种工况下运行，是电动车辆中极具有潜力的机种。SRD 的最大特点是转矩脉动大，噪声大；此外，相对永磁电机而言，功率密度和效率偏低；另一个缺点是要使用位置传感器，增加了结构复杂性，降低了可靠性。因此无传感器的 SRD 也是未来的发展趋势之一。 永磁式开关磁阻电机也称为双凸极永磁电机，永磁式开关磁阻电机可采用圆柱形径向磁场结构、盘式轴向磁场结构和环形横向磁场结构。该电机在磁阻转矩的基础上迭加了永磁转矩，永
15、磁转矩的存在有助于提高电机的功率密度和减小转矩脉动，以利于它在电动车辆驱动系统中应用。 转子磁极分割型混合励磁结构同步电机这一概念一提出就引起国际电工界和各大汽车公司研发中心的极大关注。转子磁极分割型混合励磁结构同步电机具有磁场控制能力，类似直流电机的低速助磁控制和高速弱磁控制，符合电动车辆牵引电机低速大力矩和恒功率宽调速的需求。目前该电机的研究处于探索阶段，电机的机理和设计理论有待于进一步深入研究与完善，作为假选的电动车辆牵引电机具有较强的潜在的竞争优势。 此外，正在研发的热点课题还有： 具有磁场控制能力的永磁同步电机驱动系统； 车轮电机驱动系统； 动力传动一体化部件（电机、减速齿轮、传动轴
16、）； 双馈电异步电机驱动系统和双馈电永磁同步电机驱动系统。 4.下一代汽车电子伺服系统及其车用伺服电机 1993 年美国能源部、商务部、贸易部、国防部、环保局、宇航局、国家科学基金会七个政府部门下美国三个最大的汽车制造公司，克莱斯勒、福特和通用，建立了新一代车辆伙伴关系（PNGV，PartnershipforaNewGenerationofVehicles），目标是开发新一代机动车技术，以增强美国汽车工业的实力。1998 年至 2002 年期间，美国国家自然科学基金（NSF）资助美国国家电力电子中心（由美国 Virginia 和美国 Wisconsin 等四所大学组建）研发车辆电子动力驱动系统、电子伺服控制系统和各种车辆专用 IC 模块，提高汽车电子电气部件的可靠性，降低其成本和抢占车辆电气自动化技术的制高点，增强在国际市场的竞争力。线控的汽车电子
