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1、 毕业论文题目：比亚迪秦动力系统研究 学 院 年 级 2012级 专 业 汽车运用与维修 学 号 学生姓名 指导教师 2015 年 3 月摘 要随着石油供应的日趋紧缺和环境污染的日益加剧，电动车这种以电能为动力的交通工具凭借其节能、环保的优点日渐成为业界关注的焦点。节能成为新世纪全球的主题，日益短缺的能源要求出现新的动力技术。本文详细的阐述了比亚迪汽车混合动力技术原理及应用现状，并且分析了该汽车混合动力核心技术，综合分析了其需要解决的关键技术问题和面临的挑战与机遇。关键词：秦；混合动力；动力系统目 录前 言1第1章 新能源汽车21.1新能源汽车的概念21.2新能源汽车的种类21.3新能源汽车的
2、发展2第2章 比亚迪秦动力系统32.1概况32.2发展历程52.2.1 F3DM绕开丰田专利52.2.2 变速箱问题解决电机合二为一秦问世62.2.3 秦的性能指标72.3秦的特点82.4 秦的前景8第3章 原理及工作模式93.1 短途用电与长途混动93.2 节能模式103.3 DM代技术 快省绿兼备10第4章 秦面临的问题11第5章 结语115.1展望115.2智能化配置12参考文献13前 言当前普遍使用的燃油发动机汽车存在种种弊病，统计表明在占80%以上的道路条件下，一辆普通轿车仅利用了动力潜能的40%，在市区还会跌至25%，更为严重的是排放废气污染环境。20世纪90年代以来，世界各国对改
3、善环保的呼声日益高涨，各种各样的电动汽车脱颖而出。虽然人们普遍认为未来是电动汽车的天下，但是电池技术问题阻碍了电动汽车的应用。由于电池的能量密度与汽油相比差上百倍，远未达到人们所要求的数值，专家估计在10年以内电动汽车还无法取代燃油发动机汽车（除非燃料电池技术有重大突破）。现实迫使工程师们想出了一个两全其美的办法，开发了一种混合动力装置（Hybrid-ElectricVehicle，缩写HEV）的汽车。所谓混合动力装置就是将电动机与辅助动力单元组合在一辆汽车上做驱动力，辅助动力单元实际上是一台小型燃料发动机或动力发电机组。形象一点说，就是将传统发动机尽量做小，让一部分动力由电池-电动机系统承担
4、。这种混合动力装置既发挥了发动机持续工作时间长，动力性好的优点，又可以发挥电动机无污染、低噪声的好处，二者“并肩战斗”，取长补短，汽车的热效率可提高10%以上，废气排放可改善30%以上。第1章 新能源汽车1.1新能源汽车的概念新能源汽车是指采用非常规车用燃料作为动力来源（或使用常规车用燃料、采用新型车载动力装置），综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。1.2新能源汽车的种类新能源汽车包括燃气汽车（液化天然气、压缩天然气）、燃料电池电动汽车（FCEV）、纯电动汽车（BEV）、液化石油气汽车、氢能源动力汽车、混合动力汽车（油气混合、油电混合）太阳能汽
5、车和其他新能源（如高效储能器）汽车等，其废气排放量比较低。1.3新能源汽车的发展从世界范围内的整个形势来看，日本是电动汽车技术发展速度最快的少数几个国家之一，特别是在发展混合动力汽车方面，日本居世界领先地位。世界上能够批量产销混合动力汽车的企业，只有日本的两家汽车公司。1997年12月，首先在日本市场上推出了世界上第一款批量生产的混合动力轿车。到2012年时，其所有的车型将全部装上混合动力发动机。在实现混合动力系统低能耗、低排放和改进行驶性能方面已经走在了世界的前列。混合动力汽车是目前国内新能源领域内产业化进行的比较好的一类汽车，目前，已有部分实现小规模的生产。如在2005 年12 月，中国得
6、一汽集团就下线了Prius，实现小批量生产。在2008 年，本田的思域混合动力汽车、丰田雷克萨斯RX400H 和LS600H 以及GS450H、RX450H 多款混合动力车型也进入我国市场，同时通用公司的君越汽车也已在我国上市。当前，我国一些自主品牌也走进该领域的前列，如比亚迪油电混合车BYD F6 DM等。比亚迪的F3DM双模混合动力车已进入节能与新能源汽车示范应用工程推荐车型目录。2003年，比亚迪收购西安秦川汽车有限责任公司（现“比亚迪汽车有限公司”），正式进入汽车制造与销售领域，开始民族自主品牌汽车的发展征程。发展至今，比亚迪已建成西安、北京、深圳、上海、长沙五大汽车产业基地，在整车制
7、造、模具研发、车型开发等方面都达到了国际领先水平，产业格局日渐完善并已迅速成长为中国最具创新的新锐品牌。汽车产品包括各种高、中、低端系列燃油轿车，以及 汽车模具、汽车零部件、双模电动汽车及纯电动汽车等。代表车型包括F3、F3R、F6、F0、G3、G3R、L3/G6、速锐等传统高品质燃油汽车，S8运动型硬顶敞篷跑车、高端SUV车型S6和MPV车型M6，以及领先全球的F3DM、F6DM双模电动汽车和纯电动汽车E6等。 2012年4月23日，比亚迪 秦、F3速锐、e6先行者、S6、G6、F0等车型亮相北京车展，还在现场发布了三项世界级顶尖技术。秦，搭载DM代动力系统。秦是比亚迪在全新平台上开发的一款
8、全新插电式双模电动车，即可充电又可用油，用电用油模式自由切换。第2章 比亚迪秦动力系统2.1概况作为比亚迪在全新平台上开发的插电式混合动力车，在110kW电机和1.5TID发动机共同驱动下，秦的最大功率和最大扭矩达到223kW和440Nm，最高时速可达185km/h，0到百公里加速时间仅为5.9秒。比亚迪“秦”采用了DM 双模技术（比亚迪最新双模技术），搭载高电压、高转速电机，功率大幅提升，F3DM用“16度电才能跑60公里，而秦10度电即可达到50公里”，因为秦的电池重量较F3DM减轻一半，同时车身也更加轻盈。百公里综合使用成本16元，仅相当于目前2升油的价格。秦的充电口设计在后行李箱盖上，
9、通过主驾门板上的按键电动解锁充电口盖实现自动开启；购车将随车配送一个充电包，只要接上220V家用电源就可使用，5小时即可充满电。 秦采用了比亚迪的DMII双模混动系统，采用并联模式，即系统可以以纯电动或汽油+电动模式进行驱动。与之前的DMI相比，DMII系统将发动机部分升级为1.5L TI发动机，同时采用了DCT双离合变速箱，此外在电动机以及系统电路参数方面也都进行了改变。在发动机方面，比亚迪目前主推的1.5L TI缸内直喷+涡轮增压发动机自然是秦获得优秀动力表现的功臣之一，最大功率154Ps（113kW）/5200rpm、最大扭矩240Nm/1750-3500rpm的参数相比于之前DMI的那
10、台1.0L自然吸气发动机要强悍了不少，同时其保持了较好的燃油经济性。图2-1 发动机实物图比亚迪秦上的永磁同步电机最高转速可达12000转/分钟，最大功率110kW，最大扭矩250Nm，采用冷却液进行冷却。电机是直接驱动变速箱输出轴的，因而在结构上相当简洁，而且无需增大变速箱扭矩承受能力。值得一提的是DM II模块上的电机控制器与DM I上的相比，体积更小，重量更轻，防护等级更高，在性能上全面提升。 比亚迪秦采用了自主开发的6速DCT干式双离合自动变速器，该款变速器基于速锐那台变速器打造。由于系统加入电机，变速器已经进一步优化改良，可以说是一台根据混合动力系统特制的双离合变速器。理论上可以减少
11、动力损失，同时保持换挡时的动力传递更加平顺。用于储能的电池位于车辆尾箱位置。该电池组容量达到13kWh，标称电压为506V，类型为磷酸铁锂电池。由于比DM I模块的电池电压更高因而系统效率也随之提升。DM II模块的电池组的防护等级达到IP67，拥有极好的防尘防水性能及安全性。除此以外，对于电池组极为关键的电池管理器在DM II模块上也得到升级，体积重量更小，管理更为细致，有效防止电池过热过充过放，延长电池寿命及保证乘客安全。图2-2 电动图2.2发展历程秦是一步一个脚印发展出来的。通过王传福自己的讲话，和比亚迪研发工程师提供的资料，我们可以勾勒出秦的发展轨迹。2.2.1 F3DM绕开丰田专利
12、（1）丰田混合动力结构 比亚迪想要做混合动力汽车遇到了丰田的专利。丰田发展混合动力汽车很早，发展出一套采用行星齿轮动力分配机构的混合动力模式。这套模式包含两个电机、一个发动机，一个行星齿轮动力分配机构，而核心是这个行星齿轮动力分配机构，可以巧妙的让三者构成并联发动机和电机一起驱动车辆，或者串联模式发动机发电，一个电机充当发电机，另外一个充当电动机驱动车辆。而这个动力分配机构是有专利的。图2-3 丰田混合动力结构（2）F3DM混动结构 比亚迪要做混合动力汽车就面临着专利问题，对此比亚迪采取绕过的模式。比亚迪F3DM没有动力分配机构，只有简单的几个离合器，两个电机和1.0升的发动机在一个轴上。这个
13、轴通过减速器直接驱动车轮。需要全功率并联，发动机与两个电机锁定结合，一起驱动车辆；需要串联，发动机和一个电机锁定组成发电机，另外一个电机和车轮锁定，变成纯电力驱动。这样同样可以达到串联、并联结合的目的，也绕开了丰田的专利。但是这种模式有一个致命弱点，就是在并联模式下，发动机转速和车轮直接相关，速度高了，发动机转速很快，噪音震动很大，舒适性很差。比亚迪曾经想在发动机和轴直接加上一个变速箱，但是当时比亚迪自己没有变速箱技术，做不了。F3DM就只能将究，尽量用串联模式回避这个问题，所以F3DM只有省油的特性，没有混合动力车加速快的优点。但是在F3DM上，比亚迪在电池、电机相关的技术上有了相当的积累，
14、为秦的出现打下了基础。图2-4 F3DM混动结构2.2.2 变速箱问题解决电机合二为一秦问世随着技术的发展，比亚迪研发出了双离合变速器，并成功运用在G6、速锐等车型上。尽管还有一些问题，但是比亚迪终于有了自己的变速箱。F3DM上的难题有了解决的办法。同时，全产业链推进比亚迪，在电池容量重量比，功率重量比，电机功率重量比上都有了长足的进步。而这三个指标都是衡量电动车的核心技术的指标，电池容量重量比高，意味着纯电模式跑的远。电池和电机功率重量比高，意味着加速快，秦的5.9秒百公里加速就是建立在这些技术突破的基础之上的。相比F3DM，秦把两个小电机，变成一个大电机，没有串联模式，不追求油电模式下的省
15、油，转而追求高性能。图2-5 电动原理在发动机和电机之间，不再是简单的离合器，而是加上了比亚迪自己的双离合变速箱。这样就解决了比亚迪F3DM发动机噪音大舒适性差的弱点，同时还有非常好的性能。虽然秦和F3DM都是插电混合动力汽车，但是两种完全不同，F3DM是混联，而且是不太成熟的混联，性能实际不佳；而秦是追求极限性能并联，不追求省油。而且还不是一般的并联，我们后面会提到秦并联的特殊之处。2.2.3 秦的性能指标当初秦公布性能指标，很多人都表示不信，因为混合动力的汽车很多，5.9秒对于采用比亚迪速锐（底盘仿造丰田卡罗拉，发动机和变速箱逆向大众1.4T和双离合）为基础的原型车来说太科幻了一点。而秦用北京密云的400
