電動(dòng)汽車(chē)復(fù)合驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

1、|維普賢訊 n廿p:/一5纖|維普賢訊 n廿p:|維普賢訊 n廿p:電動(dòng)汽車(chē)復(fù)合驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)西安公路學(xué)院關(guān)家午AbstractA conipcund power driving systern far electric motor vehicle ccntsisis of an intemsl eortitnuJtion engine drive and an eke trie driwe/t converges tht advantages M bath two driving unit 缶 TKia paper presents variduH compound driying cflaist

2、iuttians of electric motor vehicle t discuses and camp arcfl their advFinUge and disatlvantagea pthen expkins the priricipal problems vpbich»for inaunce series cormcction at patuLleJ cOHUection rshould be consider&d in the pffofiticn of the cornponcKl drivingr,”，4ccnstructionSi. Finally thr

3、 paper gives nn actual example af a aingk axle compound driving conatruc- tian.mn電功汽車(chē)的it音驅(qū)動(dòng)垂就包括內(nèi)燃機(jī)驗(yàn)動(dòng)和電力驅(qū)動(dòng)，它嫌合了這兩種那勒方式的優(yōu) 乩 介紹了電動(dòng)汽車(chē)的善種靈合軀動(dòng)結(jié)構(gòu)，廿析討論丁蠱掘結(jié)構(gòu)的優(yōu)&點(diǎn)述了選擇串聯(lián)還是并 聯(lián)復(fù)合號(hào)動(dòng)站構(gòu)時(shí)應(yīng)夸虎的主要何見(jiàn)，并給出了個(gè)單抽鷲合驅(qū)動(dòng)第構(gòu)的賀倒.主通詞電動(dòng)汽豐単片復(fù)合驅(qū)動(dòng) 井聯(lián)星會(huì)塑Key Words ： Electric Moto(r vehicle t Series Connection of Compound Drivings Para

4、llel Connection of Compound Driving|維普賢訊 n廿p:19盟年第12期所謂境合駝動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)*即指利用電力 和發(fā)動(dòng)機(jī)為汽車(chē)行駛提供動(dòng)力的汽車(chē)n復(fù)合 驅(qū)動(dòng)裝置包ifi內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)及電力隘動(dòng)，它綜 合了傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)寬廣的轉(zhuǎn)速范圍、良好 的性能）及電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)低噪聲、無(wú)排放污 染、不用石油贊源的優(yōu)點(diǎn).復(fù)合軀豹系統(tǒng)主要用來(lái)克服只用蓄電池 提供動(dòng)力的純電功桂車(chē)行駛范圍的限制'也 就是說(shuō)在市區(qū)行駛時(shí)空要用誓電施提供的 動(dòng)力使汽車(chē)行敢，而在高速埜路行駛時(shí)主要 用發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力*一、復(fù)合驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)方案1串聯(lián)復(fù)合驅(qū)動(dòng)串聯(lián)復(fù)合驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)如圖1所示發(fā)動(dòng)機(jī)、 發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)布置成審

5、聯(lián)形式*驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的 所有ai矩來(lái)自電動(dòng)機(jī)而發(fā)動(dòng)機(jī)綺發(fā)電機(jī)提 供動(dòng)力為蓄電池充電*當(dāng)蓄電池放電到一定電于裝空程度時(shí)為電動(dòng)機(jī)提供電能.賽并聯(lián)廈合9E動(dòng)并聯(lián)復(fù)合驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)形式有兩種吐圖勿所 示為單軸驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)*兩種驅(qū)動(dòng)裝置布置在一 個(gè)軸上分別由離合器控制選擇哪一個(gè)驅(qū)動(dòng) 裝置.圖么b所示為取輸驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)”發(fā)動(dòng)機(jī)通 過(guò)一個(gè)離合器與變速器相連，電動(dòng)機(jī)通過(guò)另 個(gè)離合幕與變遠(yuǎn)髀相連.娶動(dòng)車(chē)輪的扭矩 由電動(dòng)機(jī)和發(fā)劫機(jī)提供、南若可單獨(dú)驅(qū)動(dòng)車(chē) 輪也可合在一起共同驅(qū)動(dòng)車(chē)輪電動(dòng)機(jī)也可 作為發(fā)電機(jī)給蕃電池充電。I對(duì)2M分軸復(fù)合驅(qū)動(dòng)分軸復(fù)合驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)如圖3所示*在此種 結(jié)構(gòu)中汽車(chē)的前或后軸中的一個(gè)由電動(dòng)機(jī) 驅(qū)動(dòng)，另一個(gè)由發(fā)動(dòng)帆驅(qū)動(dòng)

6、=圖3本文主要討論串聯(lián)和井聯(lián)復(fù)合驅(qū)動(dòng)結(jié) 構(gòu)而分軸復(fù)合驅(qū)動(dòng)可認(rèn)為是并聯(lián)復(fù)合鑒動(dòng) 的一科特硃悄況。二、串聯(lián)復(fù)舍驅(qū)動(dòng)串聯(lián)復(fù)合驅(qū)動(dòng)的汽車(chē)*是當(dāng)汽車(chē)的蓄電 池充分放電，不能再為汽軍行駛提供能和 動(dòng)力時(shí)，用一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)供給電能的 電動(dòng)汽車(chē)。發(fā)動(dòng)機(jī)*發(fā)電機(jī)的主要功能是使電 動(dòng)汽車(chē)的行鞅里程趙過(guò)只用善電池的范圈. 串聯(lián)埃合驅(qū)動(dòng)的主要優(yōu)點(diǎn)匸在發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩 轉(zhuǎn)速禺L發(fā)動(dòng)機(jī)可以在個(gè)固定點(diǎn)工作. 故可選擇一適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)，使發(fā)動(dòng)機(jī)以最大效率 工作或以最低排放污染點(diǎn)工作口到目前為止. 許多串聯(lián)復(fù)合驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)的目的，只是為了以 相對(duì)較低的城市速度行駛時(shí)，有一個(gè)較大的 續(xù)駛里程因此都選用較低功率的發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā) 電機(jī)裝置G本文討

7、論的串聯(lián)復(fù)合驅(qū)動(dòng)汽車(chē)*是具有 較好的城市加速性能及高連公路行駛范圍的 務(wù)功能汽車(chē)，其復(fù)合驅(qū)動(dòng)裝置的輸出功率待 性取決于汽車(chē)最大行駛速度，串聯(lián)復(fù)合驅(qū)動(dòng) 裝置的加速度和最大車(chē)速受蓄電池的峰值 功率密度和為電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力的捏動(dòng)機(jī)、發(fā) 12 電機(jī)的體積利質(zhì)量的限制"目前串聯(lián)復(fù)合驅(qū) 動(dòng)和井聯(lián)星合驅(qū)動(dòng)在性能和行駛范圉內(nèi)可進(jìn) 行選擇:而10年前，寒功能、高性能的復(fù)合驅(qū) 動(dòng)汽車(chē)貝能用井聯(lián)復(fù)合驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)*設(shè)計(jì)串聯(lián)復(fù)合驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)*應(yīng)考慮的關(guān)鍵 問(wèn)題是電動(dòng)機(jī)的最大扭矩和功率特性+以及 發(fā)電機(jī)的最大功率和可利用的電為范圍。在 選擇著電池時(shí)蓄電池容量由滿(mǎn)足汽車(chē)加速 時(shí)電動(dòng)機(jī)輸岀功奉的需要或者由滿(mǎn)足汽車(chē)行 駛范圍需

8、要的能議來(lái)決定.對(duì)于一輛要求 3Qkm續(xù)駛里程鮎km/h的加速時(shí)間不 超過(guò)1品的串聯(lián)復(fù)含驪動(dòng)臂車(chē)其葺電池的 容暈應(yīng)由加速功率來(lái)決定“因申聯(lián)復(fù)合驅(qū)動(dòng)結(jié)拘中的發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電 典、電動(dòng)抑豈甲聯(lián)形吾布置發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的機(jī) 條能通任疳電'機(jī)強(qiáng)駆應(yīng)點(diǎn)給電能乂在電動(dòng) 機(jī)中被轉(zhuǎn)換成機(jī)械能而每個(gè)轉(zhuǎn)換過(guò)稈都要 以損失功率為代價(jià)所以這是串聯(lián)復(fù)合驅(qū)動(dòng) 的個(gè)主要缺點(diǎn).串聯(lián)復(fù)合驅(qū)動(dòng)的另一個(gè)缺 點(diǎn)是質(zhì)量大如果馳勒軸需要最大功率尸“ 厲求達(dá)到最大車(chē)邃，電動(dòng)機(jī)必須設(shè)計(jì)成能產(chǎn) 生這梯大的功率尸a°如果驅(qū)動(dòng)裝置需以這 個(gè)最大車(chē)速長(zhǎng)距離運(yùn)行善電池提供動(dòng)力而 不用充電，發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)必須設(shè)計(jì)成能提供 這樣大的功率&

9、,心 由于電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)的 能量轉(zhuǎn)換損失用發(fā)動(dòng)機(jī)供給的功率要更大 一些，大約3幾廠(chǎng)三、并聯(lián)復(fù)合驅(qū)動(dòng)考慮到串聯(lián)復(fù)合驅(qū)動(dòng)的功峯損失問(wèn)題. 發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)可布置成并聯(lián)復(fù)合驅(qū)動(dòng)方 式.此時(shí)，可由璧動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)兩個(gè)動(dòng)力裝置 同時(shí)分別給電動(dòng)汽車(chē)提供能及扭矩即當(dāng) 鑒動(dòng)電踰汽車(chē)IS功率尸一時(shí)，由發(fā)動(dòng)機(jī)和電 動(dòng)機(jī)各提供Px/2的功率*左井聯(lián)復(fù)合驅(qū)動(dòng) 中，只需一個(gè)電動(dòng)裝置，如果發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力沒(méi) 全部用來(lái)驅(qū)動(dòng)汽車(chē)時(shí)電劫機(jī)也可作為發(fā)電 機(jī)給薔電池充電在高速公路長(zhǎng)距離行駛時(shí)， 并聯(lián)復(fù)合驅(qū)動(dòng)需長(zhǎng)時(shí)間維持驅(qū)動(dòng)功車(chē)Ps 此時(shí)可單獨(dú)用發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)；而在市區(qū)，可用襦 汽車(chē)技術(shù)|維普法訊 nttp:|電池供電的電動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)"

10、;并聯(lián)復(fù)合驅(qū)動(dòng)與串聯(lián)復(fù)含驅(qū)動(dòng)相比具 有以下優(yōu)點(diǎn)匕效率高a發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械 能直接被用來(lái)驅(qū)動(dòng)肯車(chē)（只是在驅(qū)動(dòng)車(chē)輛的 同時(shí)給蓄電池充電時(shí)兩種復(fù)合驅(qū)動(dòng)有相同 的低效率升不需要發(fā)電機(jī)半質(zhì)凰小；成 本低。在設(shè)計(jì)井聯(lián)復(fù)合驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)時(shí)要考慮：發(fā) 動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)共同承擔(dān)負(fù)荷，當(dāng)蕃赴池電很 充足時(shí)，用電動(dòng)機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)并聯(lián)驅(qū)動(dòng)的最大 功率等于串聯(lián)復(fù)合駆動(dòng)中電動(dòng)機(jī)的功率。此 時(shí)，負(fù)荷共擔(dān)的控制由駕駛員根據(jù)汽車(chē)速度、 功率要求和蕭電池的電量來(lái)分配“這種并聯(lián) 境合驅(qū)動(dòng)控制比串聯(lián)復(fù)合驅(qū)動(dòng)的控制境雜. 控制系統(tǒng)要控制發(fā)動(dòng)機(jī)生短時(shí)聞內(nèi)頻繁開(kāi) 機(jī)、停機(jī)，變速裝置與發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)輸出扭 矩的結(jié)合必須在較寬赳速度范圍內(nèi)，保距平 穩(wěn)且在不

11、需要時(shí)可使賢孑機(jī)及電諾機(jī)與驅(qū) 動(dòng)軸迅速而平穩(wěn)地脫離.在并聯(lián)復(fù)合驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，電驅(qū)動(dòng)輸出的 最大額定功率比串聯(lián)復(fù)合驅(qū)動(dòng)的小，一股需 要電昭動(dòng)提供大約最大功率的40%,而串聯(lián) 復(fù)合驅(qū)動(dòng)的電驅(qū)動(dòng)需提供100%的最人功 率"所以并聯(lián)復(fù)合驅(qū)動(dòng)對(duì)電驅(qū)動(dòng)零部件的強(qiáng) 度等要求低于串聯(lián)復(fù)合驅(qū)動(dòng)，所需蓄電池的 峰值功率也低*這也是并聯(lián)復(fù)合騾動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)。 對(duì)于并聯(lián)廈合驅(qū)動(dòng)，要獲得發(fā)動(dòng)機(jī)的超低排 放比串聯(lián)逐合驅(qū)動(dòng)困難，這是因?yàn)橐@得良 好的驅(qū)動(dòng)性能且保持汽車(chē)平穩(wěn)運(yùn)行，即使在 發(fā)動(dòng)機(jī)冷態(tài)和熱態(tài)時(shí)，也要頻繁而迅速地開(kāi) 機(jī)、停機(jī).四、兩種驅(qū)動(dòng)方式的選擇在復(fù)合驅(qū)動(dòng)汽車(chē)上是采用串聯(lián)還是并 聯(lián)復(fù)合驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu),應(yīng)考慮以下因素:

12、首先是安 裝空間，如果一種驅(qū)動(dòng)裝琵中滿(mǎn)足汽車(chē)最大 功率要我的高能量蒂電池.能被放到可利用 的空間內(nèi)那么可采用串聯(lián)境合驅(qū)動(dòng)，否則汽 車(chē)應(yīng)設(shè)計(jì)盛井聯(lián)復(fù)合驅(qū)動(dòng)方案卜排除使用串 聯(lián)境合驅(qū)動(dòng)的第二種考慮是其系統(tǒng)效率低、 1994年痢遼期其發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率達(dá)到3-才能荻得電 動(dòng)機(jī)的最大驪動(dòng)功率尸“°在高速公路上行駛時(shí)如釆用串聯(lián)復(fù)合 驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)的電能大部分直接 供給電動(dòng)機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)汽車(chē) > 如果發(fā)電機(jī).電動(dòng)機(jī) 及電子裝爲(wèi)有90知的效率那么從發(fā)動(dòng)機(jī)輸 出到車(chē)輪的功率的20%被損失掉了。而并聯(lián) 復(fù)合驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)在這種情況下發(fā)動(dòng)機(jī)和車(chē)輪 之間的唯一損矢發(fā)生在變速裝置或戲 它嚙合 中*變遽裝置

13、大約有95%的效率。因此在高 速公路行駛時(shí)兩種方案損失的差別大約有 15 9億對(duì)比兩種復(fù)合驅(qū)動(dòng)方案串聯(lián)復(fù)合驅(qū)動(dòng) 裝置可鋁比并聯(lián)復(fù)合驅(qū)動(dòng)裝置質(zhì)凰稍大些* 價(jià)格也貴一些但它比并聯(lián)復(fù)合驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)更. 可緒有效且具有低的廢氣排放在實(shí)際應(yīng)用 中對(duì)兩種方案進(jìn)行選擇時(shí)，詳細(xì)的定量分析 兩種結(jié)構(gòu)方-案的差異是必要的 <然而當(dāng)蕃電 池技術(shù)有新的實(shí)破時(shí)選擇串聯(lián)復(fù)合驅(qū)動(dòng)便 明顯更為有利。五、實(shí)例一個(gè)適合于電動(dòng)汽車(chē)的零湊結(jié)構(gòu)（髙爾 夫單軸復(fù)合驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)EVWDin圖4所示.這種緊湊結(jié)構(gòu)不僅有電動(dòng)機(jī)的功能及發(fā) 電機(jī)（與60V蓄電池連接）的功能（制動(dòng)再生 能兒而且它也代替了傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)申的起動(dòng) 機(jī)接合離合器Kz起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)

14、.此復(fù)合驅(qū)渤 的控制及操縱很簡(jiǎn)單，只用加速踏板而無(wú)離 合器踏板當(dāng)踏卜加速踏板，系統(tǒng)自動(dòng)接合離 合器K“汽車(chē)開(kāi)動(dòng)并加速當(dāng)離合器踏板被 抬高很多時(shí)，亦即只需較低功率（下轉(zhuǎn)第飾頁(yè)主要技術(shù)爭(zhēng)蠡?？喾Q(chēng)（單位）”藝數(shù)I公稱(chēng)壓力（kN）2 00D液體工作壓力（MPa20滑塊戰(zhàn)大行程【mmJ000主油缸柱塞直徑£mm）360副油缸活嘉直63滑塊速度gm%）快速下存時(shí)150加壓下行時(shí)5回程時(shí)150工作臺(tái)有效而積800X700外砸尺寸底部五積1 450X1 100頂部面積2 300X 1 750工作合距地而高StmTijy.8曲總高度 < 其中主機(jī)高Xmm4 060(3 610>總質(zhì)盤(pán)武中主

15、機(jī)質(zhì)7 200(6 0701電機(jī)功率【kW）15五、用途及特點(diǎn)1.用途JFY200型2000kN專(zhuān)用液壓機(jī)是根據(jù) 摩擦材料制品壓力成型的工藝耍求為拔壓 成型前壓制掩型而專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的一種設(shè)備*是 參考園際先進(jìn)機(jī)型的優(yōu)點(diǎn)并結(jié)合我國(guó)國(guó)情和、 用戶(hù)要求而開(kāi)發(fā)的液壓機(jī)新產(chǎn)品"該產(chǎn)品適 用于各種車(chē)型康用的鼓式制動(dòng)摩擦片、盤(pán)式 制動(dòng)摩擦片等各種摩擦材料的冷型馬制n將 墊板換成加熱板,并墊上20mm厚的石棉隔 熱板也可用于各種制動(dòng)摩擦片的熱壓成型.（上接第13頁(yè)）軀動(dòng)時(shí)心自動(dòng)脫離，發(fā)動(dòng)機(jī) （無(wú)飛輪、立即停機(jī)汽車(chē)由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)*電驅(qū)動(dòng)也代薦發(fā)電機(jī)"當(dāng)覽動(dòng)機(jī)馳動(dòng)時(shí) 給車(chē)用12V g電池充電除了制動(dòng)

16、再生能* 發(fā)動(dòng)機(jī)沒(méi)有給盹¥蓄電池充電"但在行駛結(jié) 還可用于木材深加工中的熱壓成型.2-特原門(mén)）主機(jī)為板框結(jié)構(gòu)，安裝調(diào)整方便*易 于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化，<2】主機(jī)釆用柱塞缸維修方便，行穆速度快"上卞空行程速度達(dá) 150 mm /fii（4配有單向或取向移動(dòng)工作臺(tái).工作臺(tái) 上裝有自動(dòng)頂出裝置生產(chǎn)效率高*毎小時(shí)可 壓制諄型240-360片口取向移動(dòng)工作臺(tái)可實(shí) 現(xiàn)壓制、取件歴裝料同時(shí)進(jìn)行操作方便省 人.省力及皆時(shí).（5）設(shè)備基礎(chǔ)無(wú)地坑節(jié)省安裝費(fèi)用和便 于設(shè)備遷移。液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)上置，占地面積小= J（廠(chǎng)具有獨(dú)立的動(dòng)力機(jī)枸和電氣控制系統(tǒng)采用中控制可宴現(xiàn)手動(dòng)和半自動(dòng) 操作方式電氣采用FC機(jī)控制每個(gè)工作循 環(huán)的自動(dòng)