苏州绿控新能源

清华大学苏州绿控新能源混合动力系统方案建议书苏州绿控传动科技有限公司·2013年8月目录1、新能源混合动力客车技术路线介绍；2、新能源混合动力系统部件；3、主要工作模式介绍；4、方案应用及分析；5、产品优势及特点；6、插电式混合动力；7、插电式混合动力仿真分析；8、总结。

一、技术路线客车混合动力系统技术路线：由于绿控AMT变速箱方面的技术积累，绿控在新能源汽车动力总成的生命力上占据着明显优势。

客车混合动力系统按照能量传输方式，技术路线可分为串联式、并联式和混联式三种：结构特点优点三种结构的对比串联式结构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发动机和车辆行驶是完全解耦，发动机在最佳区域内运行，具有良好的经济性和排放性能驱动电动机的功率要求较大，外形尺寸较大，质量也较重，发动机输出的能量利用率也比较低，成本较高并联式结构采用发动机和电动机两套独立驱动系统,可以采用发动机单独驱动,电力单独驱动或者混合驱动三种工作模式电机可驱动、发电，平衡发动机载荷，使其高效运行；采用小容量电机和高倍率电池，使整车质量和成本大大降低；集成电机变速箱一体，提高系统集成度、传动效率，便于整车布置与车轮之间直接机械连接，发动机的运行会受行驶工况的影响，车辆在行驶工况频繁变化的情况下，发动机有可能不在其最佳工作区域内运行混联式结构将发动机、离合器及电动机同轴机械连接，直接驱动车辆，同时将发动机与发电机通过皮带连接混联式系统没有变速箱调节发动机工作点，等于车辆一直在一个挡行驶，运行平稳因没有变速箱增扭，爬坡性能较差，电机轴及发动机曲轴负载较大；采用功率大的电动机，增大了整车重量；发电机采用皮带传动，进行发电或快速启动发动机，皮带会经常断裂综上所述，根据各种结构形式的特点，单轴并联式客车混合动力控制系统是目前最具竞争力的方案，具有绝对的技术优势。

因此，绿控采用同轴并联的技术路线。

苏州绿控传动科技有限公司从2009年开始致力于同轴并联混合动力系统的研究，投入了大量的人力物力，目前已经研制出一套可靠性、舒适性等各方面指标都已经达到国际水平的混合动力系统，目前已经形成了产品的批量生产能力，市场匹配绿控混合动力系统车辆已达1700余辆。

二、系统部件系统部件-AMT变速箱电机/发电机发动机AMT变速箱发动机ECU离合器控制器电机控制器自动离合器额定输入扭矩1200Nm正常二档起步，在坡道上可选择1档起步按钮式换挡面板，面板与TCU之间进行CAN通讯带有M模式(手动模式)和S模式(坡道模式)标配SAE2#离合器壳体500万次超长换挡寿命设计维护方式与传统手动变速箱相同2.2系统部件-自动离合器离合器本体采用常规395mm推式离合器，配件易采购；基于扭矩的离合器自动控制，将离合器滑磨降到最低。

混合动力系统的自动离合器寿命可以达到终生免维护；精确的离合器控制可以在高压电驱动系统失效的情况下使车辆正常起步、换档，保证车辆的出勤率；执行机构采用电机带动一套减速系统控制，拉动离合器摆臂；执行机构按照500万次长寿命设计；执行机构关键部件，如电机、传感器等均为进口；2.3系统部件-集成电机/发电机采用先进的永磁同步电机，能量密度高；高速具有磁阻功能，主动降低高速时自感电动势，提高高速性能；电机峰值功率65kw，额定功率42kw；峰值扭矩500Nm，额定扭矩350Nm；最高转速3000rpm；控制器采用DSP单片机进行控制，IGBT作为功率模块，利用矢量控制方法对电机进行控制，力矩输出平稳；电机效率高达90%以上，并具有很好的发电性能；2.4系统部件-整车控制系统采用英飞凌汽车级16位单片机，运算快速，质量可靠；基于清华大学成熟的传动控制软件平台开发，具有极强的可扩展性；基于能量的控制算法，对发动机、变速箱、电机、电池等进行综合控制，使能量最优化使用；自适应SOC平衡算法，在公交工况下电池电量能够始终维持在40%~60%最高效区间，提高电池使用寿命；双动力切换模式，当电机或电池出现故障时，保证车辆能够以常规动力继续行驶，更加提高车辆的可靠性；智能怠速停机功能，使驾驶员按照开常规车的开发就可达到怠速停机的效果，大大降低了油耗；三、主要工作模式3.1电机启动发动机高压电就绪后，驾驶员仅需正常开动钥匙，即可快速启动发动机。

这种方式提高发动机启动速度，降低噪音和油耗，并减少了发动机的磨损。

3.2怠速停机在等红绿灯时，当驾驶员换到空挡，并拉起手刹后，无需驾驶员关闭发动机，发动机会自动熄火；当驾驶员松开手刹或挂档的瞬间，电机启动发动机。

驾驶员也可以根据工况关闭怠速停机功能。

3.3纯电动工作模式车辆低速时，由电机驱动车辆。

此时离合器处于分离状态，发动机处于怠速工况。

整车控制器会根据当前电量自动判断切换到发动机的时机，若电量充足，25km/h 以下车速均为纯电动。

3.4纯发动机工作模式当车速达到一定限值，将由纯电动工况自动切换到发动机工作模式。

此时，整车控制器会自动判断最合适的档位和发动机扭矩，并控制发动机和变速箱实现最优能量控制。

3.5坡道起步在坡道上起步时，发动机和电机将同时工作以提供更大的驱动力。

整车最大爬坡度达到35%。

3.6加速助力当驾驶员重踩油门需要加速超车时，电机将辅助发动机一起加速。

此时采用180马力发动机的动力总成将爆发出280马力的动力，快速提速，确保超车安全。

3.7制动能量回收车辆减速时，电机发电以进行制动能量回收。

这样即节约了能源又减少了刹车片磨损。

据统计，刹车片磨损仅为常规车的三分之一。

四、方案应用及分析4.1：混合动力传动系统总成：4.2：发动机软件程序改动由于混合动力系统匹配的变速箱为AMT变速箱，在换档过程中要求发动机能够响应TCU发出的扭矩请求，因此需要协调发动机厂家对发动机程序进行改动，按照以下要求开通发动机扭矩响应：1)格式定义参考SAE J1939，采用250k波特率，29位ID；2)ECU需要发出的信息列表a)Electronic Engine Controller1(EEC1)PGN Transmite Period(ms)PDUFormatPDUSpecificPriorityLength(byte)SourceAddress6144 4EEC1EngineSpeedDependent2404380EngineControlUnit(ECU)Start length SPN Parameter Name1.14bits899Engine Torque Mode21byte512Driver's Demand Engine-Percent Torque31byte513Actual Engine-Percent Torque4-52bytes190Engine Speed61byte1483Source Address of Controlling Device for Engine Control 7.14bits1675Engine Starter Mode81byte2432Engine Demand–Percent Torqueb)Electronic Engine Controller2(EEC2)PGN Transmite Period(ms)PDUFormatPDUSpecificPriorityLength(byte)SourceAddress6144 3EEC250ms2403380EngineControl Unit(ECU)Start length SPN Parameter Name21byte91Accelerator Pedal Position131byte92Engine Percent Load At Current Speed71byte3357Actual Maximum Available Engine-Percent Torquec)Electronic Engine Controller3(EEC3)PGN Transmite Period(ms)PDUFormatPDUSpecificPriorityLength(byte)SourceAddress65247EEC3250ms254223680Engine Control Unit(ECU)Start length SPN Parameter Name11byte514Nominal Friction-Percent Torque51byte2978Estimated Engine Parasitic Losses-Percent Torqued)Engine Configuration1(EC1)PGN Transmite Period(ms)PDUFormat PDUSpecificPriority Length(byte)SourceAddress65251EC1On change oftorque/speedpoints ofmore than10%sincelasttransmission.Alternative:Every5s.2542276390EngineControlUnit(ECU)Start length SPN Parameter Name1-22bytes188Engine Speed At Idle,Point1(Engine Configuration)31byte539Engine Percent Torque At Idle,Point1(Engine Configuration) 4-52bytes528Engine Speed At Point2(Engine Configuration)61bytes540Engine Percent Torque At Point2(Engine Configuration)7-82bytes529Engine Speed At Point3(Engine Configuration)91byte541Engine Percent Torque At Point3(Engine Configuration)10-112bytes530Engine Speed At Point4(Engine Configuration)121byte542Engine Percent Torque At Point4(Engine Configuration)13-142bytes531Engine Speed At Point5(Engine Configuration)151byte543Engine Percent Torque At Point5(Engine Configuration)16-172bytes532Engine Speed At High Idle,Point6(Engine Configuration)18-192bytes 545Engine Gain(Kp)Of The Endspeed Governor(Engine Configuration)20-212bytes544Engine Reference Torque(Engine Configuration)22-232bytes533Engine Maximum Momentary Override Speed,Point7(EngineConfiguration)e)Enging Temperature1(ET1)PGN Transmite Period(ms)PDUFormatPDUSpecificPriorityLength(byte)Source Address65262ET11s254238680EngineControl Unit (ECU)Start length SPN Parameter Name11byte110Engine Coolant Temperature3)需要响应TCU 发出的扭矩/转速请求a)Torque/Speed Control 1(TSC1)标注：ECU 需要响应TCU 的三种扭矩/转速控制模式1.降低扭矩；2.增加扭矩；3.转速控制Start Length SPN Parameter Name1.12bits 695Engine Override Control Mode1.32bits 696Engine Requested Speed Control Conditions 1.52bits897Override Control Mode Priority 2-32bytes 898Engine Requested Speed/Speed Limit 41byte 518Engine Requested Torque/Torque Limit5.13bits 3349TSC1Transmission Rate 5.45bits3350TSC1Control PurposePGN TransmitePeriod (ms)PDU FormatPDU SpecificPriorityLength (byte)Source AddressTSC1To engine:Control Purposedependent or10ms To retarder:50msDA383Transmission Control Unit (TCU)4.3：选档面板AMT自动变速器要求电子选档器，选档面板的尺寸图纸如下：选档器总成需要在驾驶台左侧安装选档面板支架。