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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 車用電輔助式混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡(jiǎn)介：
- 傳統(tǒng)的混合動(dòng)力汽車結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高。本作品是在原有前置發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)汽車上，加一套后置電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，兩套驅(qū)動(dòng)裝置單獨(dú)工作。電驅(qū)動(dòng)適用于低速、短距離和小加速的城市工況，實(shí)現(xiàn)汽車的低排放、低油耗和低噪聲；發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)適用于高速、長(zhǎng)距離和大加速的行駛工況，使其處于較高效率區(qū)，提高行駛的燃油經(jīng)濟(jì)性。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力切換基于駕駛員判斷工況后操作動(dòng)力轉(zhuǎn)換開關(guān)以及控制系統(tǒng)對(duì)行駛參數(shù)的判斷。本系統(tǒng)改裝成本低、實(shí)用可靠。
- 詳細(xì)介紹：
- 傳統(tǒng)的混合動(dòng)力汽車采用復(fù)雜的控制系統(tǒng)和機(jī)械結(jié)構(gòu)，需要大功率電子器件，其成本較高。本作品是在原有的前置發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)汽車上，加一套后置電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，兩套驅(qū)動(dòng)裝置之間沒有動(dòng)力連接、單獨(dú)工作，并保持了原有的汽車性能不降低。在系統(tǒng)中用油門踏板及相應(yīng)的控制單元代替?zhèn)鹘y(tǒng)的油門踏板，該油門踏板及控制器分別根據(jù)行駛條件確定的工況分別控制發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)。而工況的轉(zhuǎn)換基于駕駛員人工判斷操縱動(dòng)力轉(zhuǎn)換開關(guān)，以及相應(yīng)的動(dòng)力轉(zhuǎn)換裝置中的控制系統(tǒng)對(duì)行駛參數(shù)的判斷，實(shí)現(xiàn)雙保險(xiǎn)。由于電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)適合城市工況的低速、短距離、小加速度的行駛要求，可選用較小功率的電機(jī)和較小容量的電池，滿足在城市工況運(yùn)行下采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)零排放、零耗油量、低噪聲等優(yōu)點(diǎn)；成本較低（3萬(wàn)左右），但實(shí)現(xiàn)了汽車在復(fù)雜城市工況下的經(jīng)濟(jì)性行駛需求，真正的實(shí)現(xiàn)了油耗的降低和排放減少，具有實(shí)用價(jià)值和市場(chǎng)前景。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 目的和基本思路 本產(chǎn)品主要基于城市工況下，傳統(tǒng)汽車長(zhǎng)期低速短距離行駛時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)處于低效率、高油耗狀態(tài)下運(yùn)行。純電動(dòng)汽車由于續(xù)駛里程較短且充電較長(zhǎng)而不便于推廣?，F(xiàn)有的串聯(lián)混合動(dòng)力和并聯(lián)混合動(dòng)力汽車匹配的大功率電機(jī)和功率器件、大容量動(dòng)力電池其成本較高，機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，控制難度大，且機(jī)電耦合不能達(dá)到理想的效果。為此我們?cè)O(shè)計(jì)一種改裝方案，在原有的前置發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)汽車加裝一套后置電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。該系統(tǒng)在原有總體結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上直接驅(qū)動(dòng)后輪，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，3萬(wàn)左右。該系統(tǒng)不降低原有汽車性能，同時(shí)減少燃油消耗和降低排放，適應(yīng)城市低速、短距離行駛工況的需求。 創(chuàng)新點(diǎn) 1 不用機(jī)電耦合裝置實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)與電動(dòng)機(jī)兩種動(dòng)力驅(qū)動(dòng) 2 電控單元加駕駛員的主觀判斷構(gòu)成控制策略 3 低成本實(shí)現(xiàn)城市工況節(jié)約燃油減少排放 技術(shù)關(guān)鍵 1 動(dòng)力切換裝置 該控制器相當(dāng)于混合動(dòng)力汽車多能源控制器，需保證工況切換時(shí)行駛參數(shù)的平穩(wěn)交替，且考慮工作可靠性和電磁兼容性。 2 發(fā)動(dòng)機(jī)啟停控制 在變速器操縱桿置于空擋時(shí)，按下手動(dòng)動(dòng)力切換開關(guān)，發(fā)動(dòng)機(jī)被停止供油，后輪以電機(jī)驅(qū)動(dòng)模式工作。當(dāng)手動(dòng)動(dòng)力切換開關(guān)恢復(fù)到發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模式時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)立刻被起動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，等待駕駛員掛擋。 3 能量回饋時(shí)電池的保護(hù) 主要技術(shù)指標(biāo) 1 電機(jī)功率：8kw 2 電機(jī)峰值效率：0.94 3 電池容量：16AH 4 電池電壓：288V 5 續(xù)駛里程：30.2km 6 最大車速：不低于50km/h
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 1、冷啟動(dòng)、低速工況或短距離行駛時(shí)（如汽車挪位等），采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，輸出動(dòng)力平穩(wěn)，無(wú)需消耗燃油。 2、高速工況或長(zhǎng)距離行駛時(shí)，采用發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，保證發(fā)動(dòng)機(jī)在最佳的工作狀態(tài)下工作，可很大程度上節(jié)省燃油。 3、當(dāng)前驅(qū)汽車底盤較高時(shí)，電機(jī)通過主減速器與后驅(qū)動(dòng)橋相連，便于安裝和實(shí)現(xiàn)。當(dāng)前驅(qū)汽車底盤較低時(shí)，采用輪轂式電機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，改動(dòng)較少。 4、采用油門踏板加動(dòng)力轉(zhuǎn)換裝置來(lái)控制發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)的工作.其作用相當(dāng)于混合動(dòng)力汽車的多能源控制器,但比其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,可靠性高.
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 無(wú)
作品所處階段
- 實(shí)物簡(jiǎn)化模型已完成，目前樣機(jī)正在制作中。
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 技術(shù)入股，合作生產(chǎn)。
作品可展示的形式
- 實(shí)物樣品
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 本系統(tǒng)是基于傳統(tǒng)汽車基礎(chǔ)上進(jìn)行改裝，其成本約3萬(wàn)元，與現(xiàn)有的混合動(dòng)力相比，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)、經(jīng)濟(jì)實(shí)用可靠、通用性強(qiáng)等特點(diǎn)。由于本系統(tǒng)是在原有的前置發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)汽車上，加裝一套后置電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，兩套驅(qū)動(dòng)裝置能互不干涉單獨(dú)工作。故該系統(tǒng)不降低原有汽車的動(dòng)力性，同時(shí)能減少燃油消耗和降低排放，能滿足城市的低速、短距離復(fù)雜工況的要求，符合當(dāng)前汽車工業(yè)節(jié)能減排的發(fā)展趨勢(shì)。 市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)： 1、成本低，可行性高 2、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn) 3、節(jié)能環(huán)保 4、應(yīng)用廣泛
同類課題研究水平概述
- 1997年底日本豐田公司推出世界上首輛商品化混合動(dòng)力轎車。自第一輛豐田Prius上市到現(xiàn)在已經(jīng)有13年，豐田混合動(dòng)力汽車在全世界的銷量也已經(jīng)超過了200萬(wàn)輛。2010年豐田又推出第三代Prius，進(jìn)一步提升了整車動(dòng)力性能和燃油經(jīng)濟(jì)性。 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀分析，國(guó)內(nèi)混合動(dòng)力轎車的開發(fā)起步較晚，混合動(dòng)力汽車研究始于2001年啟動(dòng)的“十五”863計(jì)劃電動(dòng)車重大專項(xiàng)，該專項(xiàng)包含混合動(dòng)力轎車和客車研究的專項(xiàng)子課題。作為電動(dòng)汽車三大關(guān)鍵技術(shù)：多能源動(dòng)力總成控制系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)和動(dòng)力電池，在863計(jì)劃資助和產(chǎn)、學(xué)、研各單位的努力下，自主攻關(guān)，取得了重大進(jìn)展，實(shí)現(xiàn)了從無(wú)到有的突破，在系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)、控制算法設(shè)計(jì)等方面都有了一定的積累。目前一汽、東風(fēng)、奇瑞和長(zhǎng)安等汽車制造廠家都在進(jìn)行混合動(dòng)力轎車的研發(fā)，相繼推出HEV樣車，其中有些已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品化。 一汽紅旗牌混合動(dòng)力轎車采用混聯(lián)方案，通過三輪樣車開發(fā)，整車技術(shù)指標(biāo)達(dá)到開發(fā)要求。動(dòng)力總成為雙電機(jī)混聯(lián)結(jié)構(gòu)，采用電控發(fā)動(dòng)機(jī)、AMT自動(dòng)變速器、交流感應(yīng)電機(jī)、鎳氫動(dòng)力電池組。該車0-100km/h的加速時(shí)間小于14s， ECE工況法測(cè)得燃油消耗為4.9L/100km。 東風(fēng)電動(dòng)車輛股份有限公司推出的混合動(dòng)力轎車EQ7200HEV采用了以AMT為核心的機(jī)電耦合方式，開發(fā)經(jīng)歷了功能樣車、性能樣車和產(chǎn)品樣車3個(gè)階段。完成了13輛樣車的開發(fā)，其中包括1輛功能樣車、2輛部分性能樣車、2輛全性能樣車、5輛定型樣車和3輛示范樣車。性能樣車城市工況油耗為7.2L/100km， 0-100km/h的加速時(shí)間小于14s。 長(zhǎng)安推出了中度混合的混合動(dòng)力轎車杰勛和志翔，都采用1.5L發(fā)動(dòng)機(jī)、額定功率13kW的ISG電機(jī)和144V 6.5Ah的鎳氫電池。目前已經(jīng)有杰勛HEV在重慶、南昌、杭州、昆明等13個(gè)城市區(qū)域中已經(jīng)廣泛開展示范運(yùn)行，涉及政府機(jī)關(guān)公務(wù)用車、出租車行業(yè)。其中重慶有300余輛，昆明50多輛，南昌近200輛，截止目前，已累計(jì)投放近500多輛，累計(jì)里程達(dá)719萬(wàn)公里。
