4.1控制系统的各状况分析
1. 一键启动，车门解锁；
2?进人；由车门传感器检测：车门开启 -进人动作-车门关闭-车门锁死 3. 设置路径；由语音提示，根据情况分析最优路径，最短距离，最短时间； 4. 开始旅行
（1） 判断蓄电池能否正常行驶
当SOC （剩余电量） 当SOC （剩余电量） （2） 平地行驶
①首先蓄电池驱动， 足下列任意条件
V 60km/h
Tre Tm
Tre （汽车需求转矩）
V （行驶速度）
满足则启动点火装置f 发动机启动；
②此时由发动机驱动，后由车速传感器和扭矩传感器检测分析是否 满足下列所有条件
V 60km/h
Tre Tm
V 40km/h
Tm （纯电动机行驶最大转矩）
满足则关闭发动机，由蓄电池驱动;
③制动
由加速度传感器和节气门位置传感器
（3）爬坡
》0.4将由畜电池启动;
< 0.4全程发动机驱动;
然后由车速传感器和扭矩传感器检测分析是否满
①用坡度传感器检测坡度，同时满足下列时
a 10%
Tre < Tm
a （坡度）
由蓄电池驱动
②用坡度传感器检测坡度，满足下列任一项时
Tre > Tm
发动机启动;
③爬坡制动时
车速传感器和加速度传感器检测车轮的旋转方向当旋转
方向与实际方向相反紧急制动
同时启动电动机发电机；
（4）泥泞及高低不平路段
根据转矩传感器检测数据,
（5 ）大风及恶劣天气行驶
时
根据转矩传感器检测数据,
5.到达目的地旅行结束
电动机缓慢驱动汽车制动，解锁车门;
4.2控制系统的各个流程图
1.由SOC电量判断启动方式启动发动机; 启动发动机;
2.由需求转矩和速度判断工作模式
(1).若由发动机驱动
发动机驱动
(2 )若由蓄电池驱动
3制动工况
1）若由蓄电池驱动时发生制动时由加速度传感器和节气门位置传感器
4.3电子控制装置ECU的选择
1.控制器CPU的选择
1）DS P
DSP（ Digital Sig nal P rocess in g技术，也称为数字信号处理技术，是将一种具有特殊结构的微处理器应用于各种信号处理上，并通过各种信号处
理算法，满足系统的控制要求的技术。
2）飞思卡尔
飞思卡尔有着30多年汽车电子的领导地位，是全球领先的汽车工业半导体供应商。568000系列单芯片数字信号控制器融合了数字信号处理器功能和便利
的微控制器功能，灵活外设借口配置和不同种类的封装，为点击控制、数字电
源，仪器仪表，照明控制和家用电器等应用提供低成本、高性能的解决方案。
3）单片机
单片机是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O 口和
中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、
模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块
硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。主要特点：集成度高、处理功能强、
可靠性高、系统结构简单、价格低廉、灵活性高等特点。
综上所述，与通用微处理器相比根据系统运算量的大小、对运算精度的要求、系统成本以及体积、功耗等方面进行综合考虑，最终决定采用DSP微处理器
来实现能量总成控制器。选择TI公司的TMS320F2812 【15 16】这款芯片作为能量
总成控制器的CPU。
2.传感器的选择
1）气门位置传感器
节气门位置传感器安装在节气门上，用来检测节气门的开度。它通过杠杆机构与节气门联动，进而反映发动机的不同工况。此传感器可把发动机的不
同工况检测后输入电控单元（ecu），从而控制不同的喷油量。
2）曲轴位置传感器
曲轴转角传感器是计算机控制的点火系统中最重要的传感器，其作用是检测上止点信号、曲轴转角信号和发动机转速信号，并将其输入计算机，从
而使计算机能按气缸的点火顺序发出最佳点火时刻指
令。
3）车速传感器
通常是直接或者间接检测汽车轮胎的转速来来获得的，主要是体现在我们可以在汽车行驶的时候可以知道自己的形式的车速。
4）减速传感器
其主要的是要检测汽车在减速的时候的减速速度，也是将这个信号回传到ECU，汽车制动的控制和驱动控制这两方面。
5）加速踏板位置传感器、
6）加速度传感器、
7）节气门位置传感器8）发动机转速传感器9）转矩传感器10）坡度传感器
4.1控制系统的各状况分析 1．一键启动，车门解锁； 2．进人；由车门传感器检测：车门开启 →进人动作→车门关闭→车门锁死 3．设置路径；由语音提示，根据情况分析最优路径，最短距离，最短时间； 4．开始旅行 （1）判断蓄电池能否正常行驶 当SOC （剩余电量）≥0.4 将由蓄电池启动； 当SOC （剩余电量）≤0.4全程发动机驱动； （2）平地行驶 ①首先蓄电池驱动，然后由车速传感器和扭矩传感器检测分析是否满足下列任 意条件 Tre (汽车需求转矩 ) V （行驶速度） 满足则启动点火装置→发动机启动； ②此时由发动机驱动，后由车速传感器和扭矩传感器检测分析是否 满足下 列所有条件 Tm 满足则关闭发动机，由蓄电池驱动； ③制动 由加速度传感器和节气门位置传感器 （3） 爬坡 ①用坡度传感器检测坡度，同时满足下列时 α≤10% Tre≤Tm
α（坡度） 由蓄电池驱动 ②用坡度传感器检测坡度，满足下列任一项时 Tre≥Tm 发动机启动； ③爬坡制动时 车速传感器和加速度传感器检测车轮的旋转方向当旋转方向与实际方向相反紧 急制动 同时启动电动机发电机； （4）泥泞及高低不平路段 根据转矩传感器检测数据，启动发动机； （5）大风及恶劣天气行驶时 根据转矩传感器检测数据，启动发动机； 5.到达目的地旅行结束 电动机缓慢驱动汽车制动，解锁车门； 4.2控制系统的各个流程图 1.由SOC电量判断启动方式
2.由需求转矩和速度判断工作模式 （1）.若由发动机驱动 （2）若由蓄电池驱动 4.0>soc
3制动工况 1）若由蓄电池驱动时发生制动时由加速度传感器和节气门位置传感器 2）若由发动机驱动时发生制动时由加速度传感器和节气门位置传感器 4.0>soc h km V /40<4 .0>soc h km V /40<
混合动力汽车发展现状及趋势
混合动力汽车发展现状及趋势 摘要 在能源和环境危机的双重压力之下，汽车行业渐渐从传统地燃油慢慢向新能源汽车转型。其中混合动力汽车在新能源汽车中占有重要的地位。本文主要对混合动力汽车发展的必然性，及其我国在发展中存在的一系列问题进行了分析。指出了混合动力汽车的优缺点，并为其在未来的发展中提出了展望。关键词：混合动力汽车，存在问题，研究前景 引言 随着全球经济的发展, 汽车保有量逐年增加汽车尾气对空气的污染也日益加重, 这对石油资源和生态环境带来极大的挑战。因此汽车行业不得不从传统的耗能模式到节能环保的耗能模式进行转型。近年来，以纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池汽车为代表的新能源汽车取得了重大的进展。但是由于现阶段作为纯电动汽车和燃料电池汽车的关键部件之一的电池存在能量密度低、寿命较短、价格较高和电池本身的污染等问题, 使得电动汽车的发展进度和产业化受到的比较严重的限制。其性价比也无法与传统的内燃机汽车相抗衡。此时混合动力汽车就很好的弥补了电动汽车的缺点。所谓混合动力就是将电动机和辅助动力单元组合作为驱动力，辅助动力单元实际上是一台小型燃料发机或动力发电机组。这样既利用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。在现阶段，混合动力有很好的发展前景。 1.国内外发展现状 1.1 国外发展现状
20世纪90年代以来,世界许多著名汽车生产 厂商已将研究的重点转向了可实施性较强的混合动力电动汽车,目前世界上生产、研发HEV 的国家主要有日本、美国和欧洲汽车强国。其中日本的实力最雄厚。 丰田公司1997 年8 月推出其第一款混合动力 汽车Toyota Coaster Hybrid EV minibus, 同年12 月,推出Toyota Prius（普锐斯）这是世界第一款 大量生产的混合动力汽车。自第一代Prius 开始销 售以来,截止到中Prius 标准型每升汽油可行驶35.5 公里。到2010 年7 月31 日,累计销量已超过268 万辆。目前市场上正热销的两款车型分别为 丰田Prius 和本田Insight 。在2010年4 月份举 办的北京车展上,共有8 款日系混合动力汽车展出, 其中丰田第三代普锐斯性能最优越,本田Insight 被 认为同级中最省油,本田CR-Z 具有运动风格受到人 们的关注。日本国内对混合动力汽车产业有长期的发展规划,政府大力扶持产业技术发展,出台一系列税收优惠政策及奖励措施,促进混合动力汽车销售,拉动内需;规划长远发展战略。 美国三大汽车公司原来只是小批量生产、销售过电动汽车,而混合动力和燃料电池电动汽车还未能实现产业化,日本的混合动力电动汽车在美国市场上占据了主导地位。美国能源部与三大汽车公司于1993 年签订了混合动力电动汽车开发合同,并于1998年在北美国际汽车展上出了样车。2005年9 月通用汽车、戴姆勒·克莱斯勒与宝马集团签署了关于构建全球合作联盟,以共同开发混合动力推进系统的合作。2009 年美国混合动力汽车销量达到 29.032 万辆虽然占美国汽车市场份额只有2.8%,但从2005 年起呈逐年上升趋势预计,美国的混合动力汽车2013 年将达到 87.2 万辆,市场占有率将达到5%。 1.2 国内发展现状目前，我国在新能源汽车的自主创新过
汽车新动力━━━HEV 综述 戴梦萍1 纪永秋2 （1.山东理工大学机械工程学院，255000;2.山东水利技术学院，255000） 摘要：介绍了混合动力电动汽车（HEV ）的概念、HEV 动力总成的组成及型式，阐述了其基本工作原理和驱动模式。 关键词：混合动力电动汽车；串联；并联；混联；驱动模式 随着世界经济的持续增长和世界人口的增加、人民生活水平的提高，人均能源消耗将会高速增加，环境污染会变得更加严重。开发新的替代能源、提高热能转换效率和节约能源被认为是解决或缓解环境污染和保障能源供给的有效办法。汽车燃油发动机是消耗矿石能源和制造环境污染的大户，研发替代燃油发动机的新动力势所必然。替代燃油发动机汽车的方案也越来越多，例如氢能源汽车、燃料电池汽车、混合动力汽车等。但目前最有实用性价值并巳有商业化运转的模式，只有混合动力电动汽车。 根据国际机电委员会下属的电力机动车技术委员会的建议，混合动力电动汽车是指由两种和两种以上的储能器、能源或转换器作驱动能源，其中至少有一种能源提供电能的车辆称为混合动力电动汽车。本文介绍的仅是既有内燃机又有电动机驱动的混合动力电动汽车。混合动力电动汽车的关键是混合动力系统，它的性能直接关系到混合动力汽车整车性能。经过十多年的发展，混合动力系统总成已从原来发动机与电机离散结构向发动机、电机和变速器一体化结构发展，即集成化混合动力总成系统。 1 混合动力电动汽车的组成及种类成 1.1 混合动力总成按照驱动系统能量流和功率流的配置结构关系，可分为串联式（Series hybrid system ）（两种）、并联式（Parallel hybrid system ）和混联式（）等三种。（如图1 （a( （a ） 减（变）速器 车轮 车轮 发动机 发电机 蓄电池 电动机 车轮 车轮 发动机 发电机 蓄电池 电动机 减（变）速器 (a) (b)
新能源汽车电子控制的关键性技术初探 发表时间：2019-09-11T14:19:05.453Z 来源：《基层建设》2019年第16期作者：王露遇 [导读] 摘要：目前，环境污染形势日益严峻，加之石油储量减少、气候变暖等问题层出不穷，全社会已经认识到环保的重要性，及时地采取有效措施对汽车动力系统进行改革迫在眉睫，新能源汽车概念由此诞生。 天津职业技术师范大学天津市河西区 300202 摘要：目前，环境污染形势日益严峻，加之石油储量减少、气候变暖等问题层出不穷，全社会已经认识到环保的重要性，及时地采取有效措施对汽车动力系统进行改革迫在眉睫，新能源汽车概念由此诞生。与传统汽车相比较来说，新能源汽车具有零排放、节能环保等诸多优势，能够在很大程度上减少对环境的污染，对汽车行业未来发展具有非凡意义。电子控制系统是新能源汽车的一部分，由传感器、电控单元等诸多够分构成，对该部分关键性技术的分析能够让我们对新能源汽车具有更深层意义的了解和认识。文章以新能源汽车相关内容作为切入点，从能量管理系统、电动助力转向系统等角度探讨电子控制的关键技术，并在最后对新能源汽车电控技术未来发展作出展望，以期让我们更多的了解新能源汽车。 关键词：新能源汽车；电子控制；关键性技术 前言 工业时代以来，各个国家进入发展快车道，我们在享受经济社会发展带来便利的同时，也产生了诸多负面问题，如资源浪费、环境污染等，这些与我们日常生产和生活存在密切联系。基于此，新能源汽车凭借其自身环保优势受到了极大的关注。据统计，截止到2018年，新能源汽车销量接近130万辆，预计到2040年会突破4000万辆。新能源汽车的广泛普及大幅度降低了人类社会对原油的需求，且为传统汽车行业注入了新鲜血液，引领汽车行业朝着更为健康的方向前进和发展。 1.新能源汽车概述 自20世纪以来，有关专家对新能源汽车展开了系统性分析和研究，并取得了非常喜人的成果。1996年，清华大学研究制造出EV6580型新能源汽车，准载16人，行驶速度80公里，且在一次蓄电后行驶155公里。该款新能源汽车的诞生，对后续研究产生了巨大的影响，此后由中国远望集团研发出新能源大客车公开亮相，在载人、行驶速度方面都获得了更大的进展，能够载50人，且行驶速度较以往提高了10公里。“十五”期间，国家科技部门正式批准了新能源汽车纳入到重大科技专项当中[1]。现阶段，纯新能源汽车已经进入到小批量生产和应用阶段，混动汽车形成了产业化规模，在大街小巷上我们已经能够见到了此类汽车，正式进入到人们生活当中。未来，我国新能源汽车会迎来快速发展阶段，尤其是在经济发达省份将会正式建立起产业基地，并构建与之相配套新能源供应基础设施，为新能源汽车的运行提供更多能源支持。 2.新能源汽车电子控制关键性技术分析 新能源汽车与传统汽车的不同在于，其中集合了大量电子设备、器件，这些都是新能源汽车运行的重要组成部分，涉及到一些关键性技术，具体如下： 2.1能量管理系统 能量管理系统（EMS）是电子控制单元的核心，由放电控制、功率限制等部分构成，在汽车运行系统中，EMS工作过程并不复杂：数据采集电路，实现对电池状态信息的收集，并将获取的信息输送到电子控制单元予以分析，根据分析结果做出相应的处理，发送到对应的功能模块，实现对汽车的支配。从功能角度来看，该系统能够使蓄电池保持在最好的状态，满足汽车行驶需求；对子系统的运行情况进行扫描处理，并根据扫描结果来监督系统运行，及时发现系统存在的问题，调整和控制好充电方式、或者剩余电量预警等；由于新能源汽车运行需要电量的支持，并结合里程数对行驶里程进行预测，实现对车内温度、亮度的自动调节。可见，EMS是新能源汽车运行的根本，缺少能量管理系统的支持，汽车无法正常运行。 2.2电动助力转向系统 无论是传统汽车、还是新能源汽车，转向系统都是必不可少的一部分，电动助力转向系统（EPS），主要负责提供辅助扭矩的动力转向系统，由电机提供，如转矩与车速传感器、电动机及减速器等，在工作过程中，驾驶员使用方向盘转向，最先接收到指令的是转矩传感器，传感器对转矩进行计算，检测到信号，并将其输送至电子控制单元；随后电子控制单元计算并分析转矩信号、车速信号等数据信息；最后根据节后生成指令信号，实现对电机转向的调控[2]。相反，汽车在正常行驶时，如不转向，电子控制单元便不会生成相应的指令，电机处于非工作状态。在汽车运行过程中，EPS便利、环保，且工作效率较高，但同时也对电机等设备提出了更高的要求。基于系统稳定性等方面的考虑，专家要加强对控制策略的研究，确保控制策略更加科学、合理，为人们提供最佳驾驶体验。随着科学技术快速发展，人工智能控制、模糊控制等技术也逐步引入和应用到新能源汽车当中，以此来提高对汽车的控制。 2.3电机驱动控制系统 新能源汽车行驶中，电机驱动控制效果好坏，直接决定汽车行驶安全性。电机驱动控制系统是由传感器、数字控制器等部分构成，该系统负责将蓄电池存储的电能转化为车轮的动能，以此来抵消车辆遇到的阻力，驱动汽车根据驾驶需求灵活调整车速。随着时代发展和进步，人们对新能源汽车的要求也日渐提高，对电机驱动控制系统地完善也愈发完善。系统在运行时，需要保证功率输出恒定；当车辆启动、上坡时，帮助车辆保持低速状态，这样一来，根据行驶具体情况作出相应的反应，实现高低速的灵活切换。与传统汽车比较，电机驱动系统采用的电机多为永磁同步电机、感应电机等，在科学技术的大力支持下，还会朝着集成方向发展。 2.4制动系统 汽车制动是指汽车在行驶过程中，由摩擦力产生的，以此来降低车速，当动能消耗殆尽后，其热能消散到空气当中[4]。但新能源汽车不同，通过牵引电机的方式，实现制动功能，在电能与动能之间实现转换，并为汽车提供足够的动能。同时，能量的循环使用，汽车续航里程便会增加，故为了更好地推动新能源汽车产业规模化发展，需要加强对再生能量回馈装置的研究和发明，在保留原有汽车功能的基础上，更好地促进其性能的有效发挥。 2.5其他系统 除了上述电控系统外，还有底盘综控、信息通信系统等，其中综控系统，能够极大地提高对汽车底盘的控制效果，实现对车身的操控[5]。同时，防抱死制动系统地存在，能够在一定程度上提高汽车行驶安全性，避免失去突然转向的问题。电子控制技术的引入，对汽车行
并联式式混合动力汽车的全速控制策略 摘要：并联式混合动力汽车综合了传统汽车和电动汽车的优点，不仅具有低油耗、低排放等优点，而且续驶里程不受限制，是目前最有希望替代传统汽车的方案。因此，对混合动力汽车关键技术的研究具有非常重要的应用价值。利用瞬态优化控制策略，通过对发动机、电动机、电动机在不同功率进行分配组合，来确定混合动力系统最佳工作模式和工作点切换。本文利用混合动力汽车的数学模型，在MATLAB/Simulink环境中建立了前向仿真模型，进行整车控制策略的研究，并对全速范围的运行控制策略进行了验证。 关键词：并联式混合动力汽车 MATLAB/Simulink 全速范围1 引言 并联式混合动力电动汽车主要由发动机、电动/发电机、电池组、能量管理系统等部件组成，与串联式混合动力电动汽车不同的是，发动机和电动/发电机以机械能叠加的方式来驱动汽车，可以组合成不同的功率输出模式。发动机功率和电动/发电机功率约为电动汽车所需最大驱动功率的50%～100%，其能量利用率高。因此，可以采用小功率的发动机与电动/发电机，使得整个动力系统的装配尺寸、质量都较小，造价也更低，行程也可以比串联式混合动力电动汽车的长些，但布置结构相对复杂，实现形式也多样化，其特
点更加接近内燃机汽车。并联式式混合动力驱动系统通常应用在小型混合动力电动汽车上。 因此，并联式驱动系统最适合在城市间道路和高速公路上行驶，工况稳定，发动机经济性和排放性都会有所改善，和混联式混合动力电动汽车相比较而言结构简单，价格也容易被广大消费者接受，因此，在电池技术问题没有得到很好的解决的情况下，它有望在不久的将来成为汽车商业的主流产品。 2 并联式式混合动力汽车的关键技术 混合动力汽车兼具传统燃油汽车和纯电动汽车的优点，是二者的完美结合，这个结合的纽带就是混合动力汽车的整车控制系统，整车控制系统的主要功能是进行整车能量管理和混合动力系统的控制。整车控制系统如同混合动力汽车的大脑，指挥各个系统的协调工作，以达到效率、排放和动力性的最优，同时兼顾行驶的平稳性。整车控制系统根据驾驶员的操作，如加速踏板、制动踏板、变速杆的操作等，判断驾驶员的意图，在满足驾驶需求的前提下，最优的分配电机、发动机、电池等动力部件的功率输出，实现能量的最优管理，使有限的燃油发挥最大的功效。 目前的混合动力汽车都不需要外部充电，因此，与传统汽车一样，混合动力汽车的能量全部来自于发动机的燃料燃烧所释放的热能，电机驱动所需的电能是燃料的热能在车
4.1控制系统的各状况分析 1. 一键启动，车门解锁； 2?进人；由车门传感器检测：车门开启 -进人动作-车门关闭-车门锁死 3. 设置路径；由语音提示，根据情况分析最优路径，最短距离，最短时间； 4. 开始旅行 （1） 判断蓄电池能否正常行驶 当SOC （剩余电量） 当SOC （剩余电量） （2） 平地行驶 ①首先蓄电池驱动， 足下列任意条件 V 60km/h Tre Tm Tre （汽车需求转矩） V （行驶速度） 满足则启动点火装置f 发动机启动； ②此时由发动机驱动，后由车速传感器和扭矩传感器检测分析是否 满足下列所有条件 V 60km/h Tre Tm V 40km/h Tm （纯电动机行驶最大转矩） 满足则关闭发动机，由蓄电池驱动; ③制动 由加速度传感器和节气门位置传感器 （3）爬坡 》0.4将由畜电池启动; < 0.4全程发动机驱动; 然后由车速传感器和扭矩传感器检测分析是否满
①用坡度传感器检测坡度，同时满足下列时 a 10% Tre < Tm
a （坡度） 由蓄电池驱动 ②用坡度传感器检测坡度，满足下列任一项时 Tre > Tm 发动机启动; ③爬坡制动时 车速传感器和加速度传感器检测车轮的旋转方向当旋转 方向与实际方向相反紧急制动 同时启动电动机发电机； （4）泥泞及高低不平路段 根据转矩传感器检测数据, （5 ）大风及恶劣天气行驶 时 根据转矩传感器检测数据, 5.到达目的地旅行结束 电动机缓慢驱动汽车制动，解锁车门; 4.2控制系统的各个流程图 1.由SOC电量判断启动方式启动发动机; 启动发动机;
2.由需求转矩和速度判断工作模式 (1).若由发动机驱动 发动机驱动 (2 )若由蓄电池驱动
汽车对人类的影响——动力技术 姓名：冯雷 专业：环境工程 学号：120193475 摘要： 汽车是当今必不可少的交通工具，它方便了人们的生活，推动了社会的发展，自英国的第一次工业革命以来，汽车的发展无非是工业发展史上重要的一环。谈起汽车，每个人都能说出很多，其中最能让人感兴趣的就是汽车的品牌、种类、性能、价位，关于汽车的起源、发展历史、汽车技术，知道的很少，这篇沦文就给大家探讨一下有关这方面的话题，主要讲汽车的动力技术及对汽车发展的重要作用。 主体： 发动机是汽车的动力装置，称之为汽车的心脏，它的发展强有力的推动了汽车的发展，蒸汽机的发展、电池和电动机的发展、到内燃机的发展，引导着汽车发展的方向。 蒸汽机与蒸汽机车 1688年，法国物理学家德尼斯·帕潘，曾用一个圆筒和活塞制造出第一台简单的蒸汽机。但是，帕潘的发明没有实际运用到工业生产上。十年后，英国人托易斯·塞维利发明了蒸汽抽水机，主要用于矿井抽水。1705年，英国人托马斯·纽科门经过长期研究，综合帕潘和塞维利发明的优点，创造了空气蒸汽机。1712年，他发明了第一台蒸汽机，被称为纽科门蒸汽机；1763年，瓦特对纽科门蒸汽机进行了改进，1769年，瓦特与博尔顿合作，发明了装有冷凝器的蒸汽机，1774年11月，他俩又合作制造了真正意义的蒸汽机。
蒸汽机是将蒸汽的能量转换为机械功的往复式动力机械。蒸汽机的工作原理如图所示，蒸汽从蒸汽锅炉经蒸汽管路和蒸汽分配装置(滑阀室)进入汽缸、汽缸内的活塞在蒸汽压力作用下按次序地自一端到另一端作往复运动。当活塞的一面在进汽时，废汽从活塞的另一面排出。活塞借活塞杆与连杆的一端相连接。连杆的另一端与曲柄轴相迎接，蒸汽分配装置(滑阀)是由安装在蒸汽机曲柄轴上的偏心轮来带动的。当活塞在蒸汽压力作用下向右移动时，滑阀向左移动；当活塞向左移动时，滑阀则向右移动。纽科门的蒸汽机将蒸汽引入气缸后阀门被关闭，然后冷水被撒入汽缸，蒸汽凝结时造成真空。活塞另一面的空气压力推动活塞。这种蒸汽机耗煤量大，效率低。瓦特蒸汽机在纽科门蒸汽机的基础上，发明了分离式冷凝器、汽缸外设置绝热层、用油润滑活塞、行星式齿轮、平行运动连杆机构、离心式调速器、节气阀、压力计等等，使蒸汽机的效率提高到原来纽科门机的3倍多，最终发明出了现代意义上的蒸汽机。
新能源汽车控制系统》教学大纲 总学时：32H 学分：2 基本面向：自动化所属单位：自动化系 一、本课程的目的、性质及任务本课程是专业方向任选课程，是机械、电力电子、自动控制、化工等诸多技术和学科应用于汽车工程上的一门综合技术，也是一个国家现代化水平的重要标志之一。本课程的任务是使学生学习综合、系统地应用自动控制专业知识，熟悉并初步掌握新能源汽车控制系统的原理和基本设计思路与方法，具备开发新能源汽车控制系统的初步研制能力。力求使学生能结合我国汽车工业和控制技术应用等领域的现状和发展，了解国内外新能源汽车研制的新成果和新动态，拓展知识面，提高相关的专业技能。 二、本课程的基本要求 1、全面理解新能源汽车与燃油汽车的区别，了解新能源汽车的性能、特点、结构与指标要求，以及最新的发展动态。 2、综合应用自动控制专业知识，进一步理解掌握新能源汽车的控制技术，包括新能源汽车驱动系统控制机构和控制策略。掌握新能源汽车构成原理及设计步骤。 3、以新能源汽车为控制对象，进一步学习新能源汽车控制系统的新技术和发展趋势，学习系统地应用自动控制专业知识的方法，提高专业实际分析能力和应用技能。 三、本课程与其它课程的关系（课程的前修后续关系）前修课程：自动控制原理、电力电子技术、电机与拖动基础、运动控制系统、汽车理论与构造基础、汽车电子控制技术后续课程：无四、本课程的教学内容 第一章绪论 1、新能源汽车的定义和分类 2、新能源汽车产生和发展的原因 3、新能源汽车的发展历史 4、新能源汽车的基本结构 5、新能源汽车的主要行驶性能指标 第二章新能源汽车 1、纯电动汽车 2、混合动力电动汽车 3、太阳能电动汽车 4、燃料电池电动汽车
汽车动力装置发展趋势分析 近几十年来，世界各国汽车工业都面临着能源危机与环境保护两大挑战。为此，各国政府纷纷制定相应对策，力图开发出新一代清洁节能型汽车。以电能作为动力源、无污染、清洁、高效的电动汽车因此逐渐登上历史舞台，发展前景十分诱人。电动汽车(EV)是一种电力驱动的道路交通工具，具有广泛的内涵，一般包括以高效能蓄电池驱动的电动汽车(EV)、以燃科电池为动力源的电动汽车(FCEV)和以燃油发动机与电动机混合驱动的混合动力电动汽车(HEY)。 电动汽车的研究是从单独依靠蓄电池供电的纯电动汽车开始的，纯电动汽车或零排放新燃料汽车无疑是我们的最终目标，但目前纯电动汽车初始成本高，行驶里程较短。由于高效能蓄电池、燃料电池及其系统发展相对滞后，影响了纯电动汽车的商业化进程，而燃油发动机和电动机混合驱动的混合动力电动汽车正是在纯电动汽车开发过程中为有利于市场化而产生的一种新的车型。它将现有内燃机与一定容量的储能器件通过先进控制系统相组合，可以大幅度降低油耗，减少污染物排放。目前，混合动力电动汽车由于其高的能量效率和低的排放性能向传统汽车提出了极大挑战、发展势态迅猛、市场化进程很快。混合动力汽车是目前新型清洁动力汽车中最具有产业化和市场化前景的车型，其发展方向是真正零排放、无污染、不消耗燃油的燃料电池车辆。在太阳能，电能等替代能源真正进入实用阶段之前，混合动力汽车因其低油耗、低排放的优势越来越受到人们的关注。 汽车动力装置是汽车的重要部分，对实现车辆“节能、环保、安全”的要求起到关键的作用。混合动力电动汽车(Hybrid Electric Vehicle)是传统燃油汽车和纯电动汽车相结合的新车型，具有燃油汽车的动力性能和较低的排放，是当前解决节能、环保问题切实可行的过渡方案。混合动力电动汽车，融合了内燃机汽车和电动汽车的优点，在不降低动力性的前提下，可大幅提高燃油经济性及减少汽车排放，是目前清洁汽车研究的主要方向。 混合动力车辆的驱动系统从能源输入、原动机到机械能的传递其组成方式多种多样，具体的结构设计也各不相同。根据驱动系统各部件在汽车上的位簧及功能，混合动力汽车可分为以下三种类型：串联式混合动力电动汽车(SHEV)、并联式混合动力电动汽车(PHEV)、和混联式混合动力电动汽车(PSHVE)。
浅谈混合动力汽车工作模式和控制策略 王志杰 （福建信息职业技术学院福州，350003） 摘要：依据混合动力电动汽车发展现状,介绍串联式、并联式和混联式的混合动力电动汽车的概况,探讨三种结构方式下的工作模式及其能量流动和几种典型控制策略。 关键词:混合动力汽车；HEV；控制策略； 0 前言 近几十年来,世界各国汽车工业都一直面对能源安全与环境保护两大挑战,为此,各国政府纷纷制定相应的对策,力图开发新一代的清洁节能型汽车。从上世纪90年代开始,全球各大汽公司首先把目光投放到电动汽车研究上,但由于车用蓄电池的能量密度低、质量较大,使得纯电动汽车的续驶里程短且成本较高,很难实现市场化，而混合动力汽车的出现正好解决了这一难题。 混合动力汽车（Hybrid-Electric Vehicel,缩写HEV）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。混合动力汽车结合了传统和电动驱动系统的特点，即明显减少汽车排放和降低油耗，又有大的行程。 控制策略是混合动力汽车的核心,它根据驾驶员意图和行驶工况,协调各部件间的能量流动合理进行动力分配,优化车载能源,提高整车经济性,适当降低排放,并在不牺牲整车性能的况下,实现两者之间的折中优化。 本文就混合动力汽车工作模式、能量流动和控制策略作了初步的论述，使人们对混合动力汽车技术有一定了解。 1 混合动力汽车技术 1.1串联式混合动力汽车 串联式混合动力电动汽车由发动机、发电机和电动机三大主要部件总成组成。发动机仅仅用于发电，发电机所发出的电能供给电动机，电动机驱动汽车行驶。发电机发出的部分电能向电池充电，来延长混合动力电动汽车的行驶里程。另外电池还可以单独向电动机提供电能驱动电动汽车，使混合动力电动汽车在零污染状态下行驶。 1.1.1工作模式及其能量流动 1.1.1.1纯蓄电池模式 当混合动力汽车负荷小(空载)时，由电池驱动电动机带动车轮转动，此时的能量流 动如图1所示。 1.1.1.2纯发动机模式 载荷比较大时，则由发动机带动发电机发电驱动电动机带动车轮转动。此时的能量流动如图2所示。 1.1.1.3混合驱动模式 当车处于启动、加速、爬坡的工况时，发动机-发电机和蓄电池共同向电动机提供电能。能量流动图如图3所示。
汽车混合动力新架构：双电机全功能混合动力系统全解析 随着地球环境每况愈下，新能源汽车行业蒸蒸日上，全球汽车企业纷纷推出各种新能源汽车，最近大众、通用、本田、宝马以及比亚迪、吉利等也纷纷推出混动车型，可以说混动进入了百家争鸣的时代，发展混合动力汽车的动力系统主要趋势。前提是选择性发展的基于这些新能源技术有着高效的能耗管理系统，尤其是代表中小型车新能源发展趋势的混连式技术。 混联式技术需要精细化的能耗管理，将发动机更长时间维持在高效率区间运转，以及高效、充分的回收减速和制动的能量。混联式装置包含了串联式和并联式的特点。混合动力的出现就是把发动机低负荷工况下的剩余能量储存在电池里，然后在车辆运行在高负荷工况时通过电机释放出来，从而实现发动机尽可能多的在高效工况下运行，达到降低油耗、节能减排的初衷。对于混合动力汽车来说，离合器、变速器、传动轴、差速器都是必不可少的，而这些部件不但重量不轻、让车辆的结构更为复杂，同时零部件越多存在故障率高的问题。在混动技术从丰田的混动是靠单排行星轮开始，雄霸混合动力汽车十多年，丰田只采用了一个行星齿轮组，现弱混合动力系统是将电机与曲轴直接连接，这种系统也意味着无法纯电动行驶，弊端是发动机和电动机无法保证同时在最佳工况时工作。本田的混动就是串联+发动机直驱加上离合器，这套机构的原理倒为简单，粗暴复杂化，仅仅是在传统发动机和传统变速箱之间埋一个电机的做法肯定是不够的。而通用的混动技术则是集合了两家之所长但又相对复杂。它是由两组电机、两组行星轮和三组离合器组成。主要有四种动力输出方式，纯电动模式（低负荷工况），混合驱动模式（常规行驶），混合驱动模式（中高速），制动发电模式（减速刹车）。一直都是用的两个行星系齿轮，并辅以三个离合器。听上去很复杂，其实也真的复杂。 对于插电式混合动力确认为新能源车汽车可通过电网获取电能充电具有高效节能、排放低、续航里程长等优点而成为各大汽车公司研发的热点，被视为目前最具有应用前景的新能源汽车，这个可从电网获取电能充电，虽然只是这么一点简单的改变，传统混合动力汽
汽车发动机的发展历程 【摘要】发动机是汽车的“心脏”。汽车的发展与发动机的进步有着直接的联系发动机是汽车的动力源。汽车发动机大多是热能动力装置，简称热力机。热力机是借助工质的状态变化将燃料燃烧产生的热能转变为机械能发动机用煤气和空气的混合气体取代往复式蒸汽机的蒸汽，使用电池和感应线圈产生电火花，用电火花将混合气点燃爆发。这种发动机有气缸、活塞、连杆、飞轮等。 【关键词】发动机；外燃机；内燃机；历史；趋势；汽油发动机；柴油发动机
第一章：汽车发动机的历史及其发展 1.1汽油发动机的历史及其发展 18世纪中叶，瓦特发明了蒸气机，此后人们开始设想把蒸汽机装到车子上载人。法国的居纽（N.J.Cugnot）是第一个将蒸汽机装到车子上的人。1770年，居纽制作了一辆三轮蒸汽机车。这辆车全长7.23米，时速为3.5公里,是世界上第一辆蒸汽机车。 1858年，定居在法国巴黎的里诺发明了煤气发动机，并于1860年申请了专利。发动机用煤气和空气的混合气体取代往复式蒸汽机的蒸汽，使用电池和感应线圈产生电火花，用电火花将混合气点燃爆发。这种发动机有气缸、活塞、连杆、飞轮等。煤气机是内燃机的初级产品，因为煤气发动机的压缩比为零. 1867年，德国人奥托（Nicolaus August Otto）受里诺研制煤气发动机的启发，对煤气发动机进行了大量的研究，制作了一台卧式气压煤气发动机，后经过改进，于1878年在法国举办的国际展览会上展出了他制作的样品。由于该发动机工作效率高，引起了参观者极大的兴趣。在长期的研究过程中，奥托提出了内燃机的四冲程理论，为内燃机的发明奠定了理论基础。德国人奥姆勒和卡尔·本茨根据奥托发动机的原理，各自研制出具有现代意义的汽油发动机，为汽车的发展铺平了道路。 1892年，德国工程师狄塞尔根据定压热功循环原理，研制出压燃式柴油机，并取得了制造这种发动机的专利权。 1957年，德国人汪克尔发明了转子活塞发动机，这是汽油发动机发展的一个重要分支。转子发动机的特点是利用内转子圆外旋轮线和外转子圆内旋轮线相结合的机构，无曲轴连杆和配气机构，可将三角活塞运动直接转换为旋转运动。它的零件数比往复活塞式汽油少40%，质量轻、体积小、转速高、功率大。1958年汪克尔将外转子改为固定转子为行星运动，制成功率为22.79千瓦、转速为5500转/分的新型旋转活塞发动机。该机具有重要的开发价值，因而引起各国的重视。日本东洋公司（马自达公司）买下了转子发动机的样机，并把转子发动机装在汽车上，可以说，转子发动机生在德国，长在日本。
汽车发动机电子控制系统开发现状及趋势 丁志盛叶挺宁 摘要：介绍了汽车发动机电子控制系统相关技术背景、开发现状及发展趋势。 关键词：EECS,ECU汽车发动机电喷 一、汽车发动机电子控制系统概述 汽车发动机电子控制系统(Engine Electronic Control System，简称EECS)通过电子控制手段对发动机点火、喷油、空气与燃油的比率、排放废气等进行优化控制，使发动机工作在最佳工况，达到提高性能、安全、节能、降低废气排放的目的。汽车发动机电子控制系统主要包括： - 燃油喷射控制； - 点火系统控制； - 怠速控制； - 尾气排放控制； - 进气控制； - 增压控制； - 失效保护； - 后备系统； - 诊断系统等功能。 另外，随着网络、集成控制技术的广泛应用，作为汽车控制主要单元的EMS系统通过 CAN(Controllers Area Network)总线与其他控制系统，例如：安全系统(如ABS、牵引力电子稳定装置ESP (Electronic Stability Program))、底盘系统（如主动悬挂ABC(Active Body Control)）、巡航控制系统（Speed Control System或Cruse Control System）以及空调、防盗、音响等系统实现网络互联，实现信息共享并实施集成优化统一控制。在不久的将来，车载通讯平台将利用现有无线通讯网络为汽车驾驶提供更广泛的咨询、娱乐等增值服务（如GPS全球定位系统的应用）。 汽车发动机电子控制系统的开发主要涉及以下技术内容： - 传感器
主要包括空气流量传感器、空气温度传感器、节气门位置传感器、冷却液温度传感器、转速传感器、曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、爆燃传感器、车速传感器、氧传感器等。 - 执行器 主要包括喷油器、点火控制模块、怠速空气控制阀以及各种电磁阀等。 - 电控单元ECU(Electronic Control Unit) 和控制算法程序软件其作用是通过采集各种传感器输入信号并将信号进行调理，根据发动机管理控制算法进行运算，然后输出控制信号并进行功率放大给执行器。同时检测传感器信号正常状态，出现故障时报警。 图1描述了汽车发动机电子控制系统示意图。 图1 另外，为了应对汽车产业产品作为多种产品链状集成开发的特点以及快速更新的市场需求，高性能的发动机试验台架、集成开发环境工具以及测试产品耐环境性能的设备为快速开发高质量面向不同汽车发动机的管理系统产品提供保障：
HEV（Hybrid-Electric Vehicle）—混合动力装置 定义 HEV（Hybrid-Electric Vehicle）—混合动力装置。混合动力就是指汽车使用汽油驱动和电力驱动两种驱动方式，优点在于车辆启动和停止时，只靠发电机带动，不达到一定速度，发动机就不工作，因此，便能使发动机一直保持在最佳工况状态，动力性好，排放量很低，而且电能的来源都是发动机，只需加油即可。 分类 混合动力汽车的关键是混合动力系统，它的性能直接关系到混合动力汽车整车性能。经过十多年的发展，混合动力系统总成已从原来发动机与电机离散结构向发动机电机和变速箱一体化结构发展，即集成化混合动力总成系统。混合动力总成以动力传输路线分类，可分为串联式、并联式和混联式等三种。 串联式动力：串联式动力由发动机、发电机和电动机三部分动力总成组成，它们之间用串联方式组成SHEV动力单元系统，发动机驱动发电机发电，电能通过控制器输送到电池或电动机，由电动机通过变速机构驱动汽车。小负荷时由电池驱动电动机驱动车轮，大负荷时由发动机带动发电机发电驱动电动机。当车辆处于启动、加速、爬坡工况况时，发动机、电动机组和电池组共同向电动机提供电能；当电动车处于低速、滑行、怠速的工况时，则由电池组驱动电动机，当电池组缺电时则由发动机-发电机组向电池组充电。串联式结构适用于城市内频繁起步和低速运行工况，可以将发动机调整在最佳工况点附近稳定运转，通过调整电池和电动机的输出来达到调整车速的目的。使发动机避免了怠速和低速运转的工况，从而提高了发动机的效率，减少了废气排放。但是它的缺点是能量几经转换，机械效率较低。 并联式动力：并联式装置的发动机和电动机共同驱动汽车，发动机与电动机分属两套系统，可以分别独立地向汽车传动系提供扭矩，在不同的路面上既可以共同驱动又可以单独驱动。当汽车加速爬坡时，电动机和发动机能够同时向传动机构提供动力，一旦汽车车速达到巡航速度，汽车将仅仅依靠发动机维持该速度。电动机既可以作电动机又可以作发电机使用，又称为电动－发电机组。由于没有单独的发电机，发动机可以直接通过传动机构驱动车轮，这种装置更接近传统的汽车驱动系统，机械效率损耗与普通汽车差不多，得到比较广泛的应用。 混联式动力：混联式装置包含了串联式和并联式的特点。动力系统包括发动机、发电机和电动机，根据助力装置不同，它又分为发动机为主和
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１００福建工程学院学报第６卷 电扭矩和电池系统的充电状态来决定。当制动回收充电力，机械制动系统开始工作，以确矩不能满足要求时保车辆的制动安全性。当车速低于设定值或者电机转速低于设定值时，此时电机充电效率较低，能量回收系统不启动，直接采用机械制动，其基本控制策略如下： ａ．Ｍｂ＞帆，若ＳＤＣ＜Ｓ０ｃ一，则帆＝膨。；若舳ｃ≥ｓＯＣ一，则电机停止工作肘ｂ＝Ｍ。。 ｂ．帆＞肘。，若ＳＤＣ＜ｓ０Ｃ一，则帆＝＾ｆ。＋肘。；若ＳＤＣ≥ＳＤｃ一，则电机停止工作肘ｈ＝Ｍ。。式中，帆为整车需求的制动转距；肘。为机械摩擦制动转距。 ３．２．４故障工况 当电机分总成出现故障时，采用纯发动机模式驱动；当发动机出现故障时，采用纯电动模式运行。３．３模型仿真简介 利用美国Ａ呻ｎｅ国家实验室为响应美国政府的新—代车辆合作计划而开发的电动汽车仿真软件ＰｓＡＴ，根据需要对肘函数和Ｓｉ枷１ｉｎｋ模块进行修改，可建立自己需要的整车仿真模型［４３（图６）。 图６混联式肛Ｖ仿真结构模型 矾ｇ．６Ｓｉｍｌｌｌｉｎｋ舳ｍｃｔｕ弛ｍｏｄｅｌｆｏｒｓ盯ｉａｌ－ｐａｒａＩｌｅｌＩ皿ＶｓｙｓｔｅＩｍ 从仿真性能及结果可以看出，在基础起步阶段混合动力汽车混联式与串联式和混联式相比，由于都由电机驱动，因此性能相近；在高速行驶时，由于串联式只是依靠电机驱动，动力性不如混联式，且油耗方面混联车也优于串联车。同时，串联车发电机的发电功率与驱动电机的驱动功率必须相当，才能保证整车的动力性；混联车可以避免这种情况，可选用更小的发电机与驱动电机，但是在机械与功率控制实现方面要复杂得多，实现多个能源的最优匹配难度更大。 ４混合汽车应用前景和需要解决的问题 ４．１混合汽车应用前景 串联式动力总成要求选择发动机的功率大，并且对电池要求很高，容量大，增加了电池和汽车的制造成本及重量，电机是唯一的动力源，能量转换效率低，所以比较适合大型公交车。并联式动力总成由发动机和电机２部分组成。因为发动机的变化受到车子工况变化的影响大，所以排放性较差，使用的范围较小，仅限于小型汽车，更适合在高速公路上行驶。混联式发动机功率选择较小，排放性能较好，对电池依赖比较小，基本上不需外来充电系统，发动机工作不受车辆行驶工况的影响，不要求像传统发动机那样具有良好的响应特性及宽广的转速运行范围。另外，可以充分利用串联式和并联式的优点，确保发动机和电动机基本上工作在经济区，大大提高了车辆的经济性。并且动力源传递效率高，使用车型范围广。但结构和控制复杂，从而成本也较高，目前主要应用于轿车。 ４．２需要解决的关键技术问题 混合动力汽车要进入实用化，需要具备高比能量和高比功率的能量存储装置，低成本、高效率的功率电子设备和燃料经济性高、排放低的发动机，所面临的关键性技术和需要解决的问题包括以下几个方面： １）内燃机与电机藕合功率分配比的最优控制。混合动力汽车发动机和电动机要相互配合工作，而根据运行工况控制它们适时启动和关闭，并使发动机始终工作在低油耗区的整个控制过程十分复杂，因此需要用成熟可靠的动力藕合装置以及先进的检测系统和控制策略实现功率的合理分配，以达到低油耗和良好的动力性目标。因此，可发展多种动力耦合装置，有传统的行星齿轮耦合器等，也可尝试集离合、动力合成、变速功能于一体的双离合自动变速动力偶合器等［５。；在控制策略上，可建立更优的模型，比如瞬时优化算法与逻辑门限判断相结合的白适应控制策略阳］。 ２）能量存储装置（电池）要具有较高的比功率，以满足汽车加速和爬坡时对大功率的需要。 电池还要具有快速充电能力，以保证制动时能量 万方数据
混合动力汽车动力系统概述Ningbo Tuopu Vibro-acoustics Technology Co.,Ltd Ningbo T op Vibro aco stics Technolog Co Ltd 段小成 Mar 14, 2009
目录 2009-3-14 2 ?混合动力汽车结构形式分类 ?混合动力汽车动力传动关键部件—ISG与蓄电池 ?混合动力汽车常见运行工况 混合动力汽车先驱丰田P i ?混合动力汽车先驱—丰田Prius ?混合动力汽车激励与NVH挑战
3 ?混合动力汽车产生背景：能源危机与环境污染，而混合动力汽车（HEV）由于油耗低、污染小，应用前景乐观。 ?根据电力驱动系统和内燃机动力总成的布置形式的不同，混合动力汽车可以分为三类： (Series Hybrid Electronic Vehicle--SHEV) ?串联式混合动力汽车(Series Hybrid Electronic Vehicle (Parallel Hybrid Electronic Vehicle--PHEV) ?并联式混合动力汽车(Parallel Hybrid Electronic Vehicle 混合式混合动力汽车(Parallel/Series Hybrid Electronic Vehicle PSHEV) (Parallel/Series Hybrid Electronic Vehicle-- ?Vehicle ?根据电机的输出功率在整个系统输出功率中占的比重，也就是常说的混合度的不同，混合动力系统还可以分为以下四类： ?微混合动力系统、轻混合动力系统、中混合动力系统、完全混合动力系统
车辆系统动力学发展1
汽车系统动力学的发展和现状 摘要：近年来，随着汽车工业的飞速发展，人们对汽车的舒适性、可靠性以及安全性也提出越来越高的要求，这些要求的实现都与汽车系统动力学相关。汽车系统动力学是研究所有与汽车系统运动有关的学科，它涉及的范围较广，除了影响车辆纵向运动及其子系统的动力学响应，还有车辆在垂向和横向两个方面的动力学内容。本文通过对汽车系统动力学的的介绍，对这一新兴学科的发展和现状做一阐述。 关键字：汽车系统动力学动力学响应发展历史Summary：In recent years, with the rapid development of automobile industry, people on the vehicle comfort, reliability and safety are also put forward higher requirements, to achieve these requirements are related to vehicle system dynamics.Vehicle system dynamics is the study of all related to the movement of the car system discipline, it involves the scope is broad, in addition to the effects of dynamic response of vehicle longitudinal motion and its subsystems, and vehicles to and dynamic content crosswise two