四轮驱动混合动力汽车动力系统设计
一种混联式电动四驱混合动力车的结构和原理
混联式电动四驱混合动力车的结构和原理在当今社会，随着环保意识的增强和能源危机的威胁，混合动力车成为了汽车行业的热门话题。
混合动力车结合了传统燃油车和电动车的优点，既可以满足城市交通的经济性和环保需求，又能够在长途行驶时保持较高的续航能力。
而混联式电动四驱混合动力车更是在这个基础上加入了四驱技术，为消费者提供了更加全面的选择。
混联式电动四驱混合动力车的结构和原理是怎样的呢？让我们通过深入的解析来探讨。
一、混联式电动四驱混合动力车的结构1. 发动机和电动机组合混联式电动四驱混合动力车的核心是由发动机和电动机组合而成的动力系统。
通常情况下，发动机负责在高速行驶时提供动力，而电动机则主要用于启动和低速巡航。
两者相互配合，实现了能源的最大化利用。
2. 电池组电池组是混合动力车的能源储存单元，它负责存储来自发动机和制动系统回收的能量。
通过高效的能量转化系统，电池组可以为电动机提供持续、稳定的动力输出。
3. 电控系统电控系统是混合动力车的大脑，负责监控发动机和电动机的工作状态，并根据车辆的行驶情况进行智能调控。
它可以根据驾驶员的操作和路况自主选择动力来源，以实现最佳的燃油经济性和动力输出。
4. 四驱系统混联式电动四驱混合动力车在结构上加入了四驱系统，以提供更好的路面通过能力和驾驶稳定性。
四驱系统通过智能分配前后轮的扭矩，保证了车辆在各种复杂路况下的稳定行驶。
二、混联式电动四驱混合动力车的原理1. 双动力驱动原理混联式电动四驱混合动力车的驱动原理是将发动机和电动机进行有效的组合和配合。
在低速行驶时，电动机可以独立提供动力，减少了发动机的启停次数，提升了燃油经济性；而在高速行驶时，发动机可以发挥最大功率，为车辆提供更强的动力支持。
双动力驱动原理实现了动力的动态平衡，使车辆在不同行驶状态下都能够发挥最佳性能。
2. 能量回收原理混联式电动四驱混合动力车的能量回收原理是通过发动机制动和电动机发动机制动将制动能量回收，转化为电能储存在电池组中。
混合动力汽车的动力系统优化设计与控制
混合动力汽车的动力系统优化设计与控制随着环保意识的不断提高，混合动力汽车已经成为了市场上的热门产品。
混合动力汽车是利用电力驱动和传统内燃机驱动的双重动力来源，通过比单一动力源更加高效的能源利用和环保能力，提高汽车的性能和安全性。
混合动力汽车的动力系统优化设计与控制是一个非常重要的环节，它关乎到汽车的性能和安全，也是市场竞争力的体现。
一、动力系统组成混合动力汽车的动力系统是由内燃机、电动机、电池组、传动系统和控制系统等多个组件组成。
其中，内燃机是混合动力汽车的主要动力源，通常为汽油或柴油发动机。
电动机则是通过电池组提供电能，是从静止到低速驱动的主要动力源。
传动系统通过连接内燃机、电动机和车轮，将动力传递到车轮。
控制系统负责监测车辆行驶的状态，控制车辆的加速、转向、刹车等动作，以保证车辆的性能、经济性和安全性。
二、动力系统的优化设计1、电池系统电池系统是混合动力汽车的重要组成部分，它直接影响到车辆的性能、续航能力和驾驶体验。
现在市面上的混合动力汽车主要使用的是镍氢电池和锂离子电池。
其中，锂离子电池功率密度更高，可以在同样体积下存储更多的电能，因此更加适合混合动力汽车。
2、内燃机优化内燃机在混合动力汽车中仍然是重要的动力装置，因此需要进行优化。
具体措施包括提高内燃机的热效率，通过采用可变气门技术、连续可变气缸技术等方式，将热能转化为机械能的比例尽可能高。
同时，降低发动机的重量和摩擦阻力，提高燃油利用率，通过适当降低排放释放，实现更加环保、安全、经济的汽车动力系统。
3、控制系统优化混合动力汽车的控制系统需要能够实现内燃机和电动机之间的协调，保证能量的高效转化和使用。
同时，还需要使驾驶者能够直观地掌握车辆的状态，进而调整自己的驾驶习惯。
为了实现这一目标，需要通过软硬件相结合的方式，对混合动力汽车控制系统进行升级和优化。
特别是需要加强与动力系统的集成，以保证车辆的安全性和性能。
三、动力系统的控制策略混合动力汽车的控制策略是实现高效能源转化和使用的关键。
四轮驱动混合动力汽车动力系统设计
四轮驱动混合动力汽车动力系统设计
陆玉佩;许思传;陆渊
【期刊名称】《汽车技术》
【年(卷),期】2006(000)008
【摘要】根据混合动力系统零部件选型设计原则和整车在运行条件下的功率、扭矩需求,确定了动力系统的发动机、SSG、轮毂电机和蓄电池的性能参数,并进行了优化匹配、建模仿真和道路试验.结果表明,所设计的混合动力系统可满足整车的性能要求,所述方法和所得结果为混合动力系统的设计提供了理论基础.
【总页数】4页(P1-4)
【作者】陆玉佩;许思传;陆渊
【作者单位】同济大学;同济大学;同济大学
【正文语种】中文
【中图分类】U4
【相关文献】
1.插电式四轮驱动混合动力汽车建模仿真与匹配分析 [J], 毛冲冲;胡军
2.四轮驱动混合动力汽车驱动防滑控制策略的研究 [J], 李军;苏炎召;隗寒冰;胡明辉;张胜根;刘恒硕
3.四轮驱动混合动力汽车整车控制器设计 [J], 申其壮;朱建新;杨林;卓斌
4.四轮驱动混合动力汽车能量管理策略仿真 [J], 马东兵;朱福堂;顾力强
5.四轮驱动混合动力汽车整车控制策略优化 [J], 朱建新;申其壮;姜国权;卓斌
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混合动力车辆驱动系统的优化设计
混合动力车辆驱动系统的优化设计随着汽车工业的发展，混合动力车辆成为了越来越多消费者的选择。
混合动力车辆不仅具有燃油经济性高的特点，同时拥有动力性能强、环保节能等优点。
而混合动力车辆的驱动系统优化设计，则成为其能否发挥出实际性价比的关键。
一、混合动力车辆驱动系统的基本构成混合动力车辆驱动系统主要由电动机、燃油发动机、发电机、蓄电池、电子控制单元等部件组成。
其中，电动机作为混合动力车辆中的主要驱动部件，在车辆运行时可以与燃油发动机同时发挥功效，以实现不同驾驶条件下的动力匹配。
二、混合动力车辆驱动系统优化设计的要点1.电池能量的控制电池是混合动力车辆系统中重要的能源储存和供应部件，直接关系到混合动力车辆的续航性能。
在混合动力车辆驱动系统优化设计中，应重视电池的使用寿命和容量管理，根据驾驶工况和路况条件及时调整电池的充电状态，以确保电池的使用寿命和续航能力。
2.燃油发动机与电动机动力匹配在混合动力车辆运行过程中，燃油发动机与电动机的动力匹配关系是影响车辆性能的主要因素之一。
在设计中，应考虑发动机的输出功率和扭矩特性，从而实现燃油发动机和电动机的动力匹配，确保在不同工况下的车辆性能表现。
3.热管理混合动力车辆驱动系统中存在许多热源，如发动机、电池等，热管理是保障驱动系统正常运行的重要环节。
适当的热管理可以优化系统的热效率，减少能量损失，提高驱动系统的整体性能。
4.充电管理混合动力车辆的电能来源主要是电池和发电机，而发电机负责为电池充电，充电管理是确保混合动力车辆驱动系统电量充足的关键。
在设计中，应注意发电机的输出功率和充电控制策略，以确保车辆在各种运行工况下都可以保持充足的电量。
5.驱动控制策略驱动控制策略是驱动系统中最重要的控制层次，直接决定混合动力车辆驾驶性能和油耗经济性。
在设计中，应结合车辆的使用情况和驾驶习惯，制定优化的驱动控制策略，以实现总体的驾驶感受和经济性表现。
三、结语混合动力车辆能够充分利用燃油和电能的优势，是一种值得发展的新型汽车技术。
混合动力汽车动力系统设计与分析
混合动力汽车动力系统设计与分析混合动力汽车是在传统燃油汽车的基础上加入了电动机和电池系统的一种新型汽车。
它通过电力和燃油两种动力形式的相互配合，既能满足传统汽车的高功率需求，又能在低功率运行时提供更高的燃油经济性和环境友好性。
一、混合动力汽车的基本原理混合动力汽车的动力系统由燃油发动机、电动机、电池和控制器组成。
燃油发动机主要负责高功率运行，电动机则用于低功率运行和辅助发动机。
电池提供电动机所需的能量，同时在制动过程中通过回收能量将一部分动能转化为电能储存起来。
燃油发动机和电动机可以分别独立工作，也可以同时工作以提供更高的动力输出。
在低速行驶或启动时，电动机通过电池供电，并且燃油发动机处于关闭状态。
当速度提高或需要更大动力输出时，燃油发动机启动并提供额外的动力支持。
同时，电动机可以通过回收制动能量继续为电池充电，以便在下一次需要时提供动力。
二、混合动力汽车的动力系统设计混合动力汽车的动力系统设计主要包括燃油发动机的选择、电池和电动机的规格确定以及控制系统的设计。
1. 燃油发动机的选择选择适合的燃油发动机对于混合动力汽车的性能和燃油经济性至关重要。
发动机的功率输出和燃油消耗直接影响到整车的性能和燃油经济性。
一般来说，高效的燃油发动机对于提高车辆的续航里程和减少尾气排放有着重要作用。
2. 电池和电动机规格的确定电池和电动机是混合动力汽车的核心组成部分。
电池的容量和电动机的功率直接决定了车辆的纯电动续航里程和动力输出能力。
因此，在设计过程中，需要根据车辆的使用场景和性能要求来确定电池和电动机的规格。
3. 控制系统的设计混合动力汽车的控制系统设计是整个动力系统设计的关键。
控制系统需要实时监测车辆的工况和动力需求，并根据情况对发动机和电动机进行合理的控制。
在加速、制动和行驶模式转换等过程中，控制系统需要协调各个部件的工作，以实现最佳的能源效率和使用经济性。
三、混合动力汽车动力系统的分析混合动力汽车动力系统的分析主要包括对系统效率、燃油经济性和排放性能的评估。
混合动力汽车动力系统设计
混合动力汽车动力系统设计随着环保意识的提高和对汽车燃油经济性的要求，混合动力汽车已经成为未来汽车技术的发展方向之一。
混合动力汽车动力系统设计是实现高效能、低排放和可持续性的关键要素。
本文将介绍混合动力汽车动力系统设计中的关键技术和挑战。
混合动力汽车动力系统由两个或多个能源组成，通常包括内燃机和电动机。
内燃机通常是燃油发动机，可以使用汽油、柴油等燃料。
电动机则由电池供电，在低速行驶和启动阶段提供动力。
混合动力汽车的设计目的是在不牺牲车辆性能的前提下，实现更高的燃油经济性和更低的排放量。
在混合动力汽车动力系统设计中，内燃机和电动机的协同工作是至关重要的。
一种常见的设计方案是串联混合动力系统，其中内燃机通过发电机向电动机充电，电动机提供额外的动力。
这种设计可以最大限度地提高燃油利用率，但需要更复杂的控制系统来协调电动机和内燃机的工作。
另一种常见的设计方案是并联混合动力系统，其中内燃机和电动机可以独立工作。
内燃机主要用于高速行驶和提供额外的动力，而电动机则在低速行驶和启动阶段发挥更大的作用。
这种设计可以提供更高的动力输出，并且在低速和城市行驶条件下更加高效。
混合动力汽车动力系统设计还需要考虑能量管理和储能系统。
能量管理系统负责控制内燃机和电动机之间的能量转换，并确保能量的高效利用。
储能系统通常由电池组成，它们存储电能以供电动机使用。
关于储能系统的设计，要考虑电池的容量、重量、寿命和安全性，以满足车辆的使用需求。
此外，混合动力汽车动力系统设计还需要考虑制动能量回收和辅助系统的集成。
制动能量回收技术可以通过回收制动过程中产生的动能，将其转化为电能来充电电池，提高能量的回收利用率。
辅助系统的集成可以提高车辆的整体能效，例如将空调和电力助力系统与动力系统集成，从而减少能量的消耗。
在混合动力汽车动力系统设计中的挑战之一是权衡不同能源之间的转换效率和系统成本。
为了提高能源利用率，设计者需要选择最佳的能源转换策略。
同时，需要考虑成本因素，确保整个系统的经济可行性和商业化前景。
四轮驱动电动汽车驱动方式控制系统设计
四轮驱动电动汽车驱动方式控制系统设计摘要作为电动汽车行业新颖的发展方向，四轮驱动电动汽车由于其理想的控制特性和良好的应用前景，受到学术和工程界的普遍关注，已经成为研究热点。
首先，根据整车参数和动力性的要求，计算出电机的功率、转速等主要指标，选定轮毂式无刷直流电机型号并进行简单的动力匹配。
再根据不同工况，选择适合电动汽车的驱动方式，构建四轮独立驱动电动车的驱动方式控制的系统模型。
其次，根据电动汽车行驶路面的路况和所处的工况，采用一定的控制策略和驱动策略，由切换电动机的工作状态，使电动汽车既可以在不同的工况（例如启动、爬坡及转弯）选择适应的驱动方式，又可以在不同等级的路面下（例如城市路面、高速公路）选择最佳的驱动方式，即做到电动汽车的即时四驱，从而最大程度地发挥电动汽车驱动方式控制的优点。
最后，本文通过建立数学模型，并利用matlab进行软件仿真，来对轮毂电机驱动力模型、整车模型以及控制策略模型这些模型进行仿真试验。
以上研究表明：四轮驱动是一种理想可行的驱动方案；本文建立的仿真模型合理实用。
关键词：四轮驱动；驱动方式控制；不同工况；轮毂式无刷直流电机Design of driving forms control systemof four-wheel drive electric vehicleAbstractThe four-wheel drive(4WD) EV is one of the developing directions for further EV. Because of its perfect Controlling performance and good application prospect in engineering, 4WD EV have been getting universal attention by both academicians and engineers.It also has become a research hotspot of research.Firstly,according to the requirements ofthe vehicle parameters and power performance,we need to calculate main indicators such as the motor power, rotational speed, and select the model for wheel-hub brushless DC motor. According to different working condition, we should choose suitable driving forms for EV, and build up the model of driving control system about four-wheel independent drive EV.Then,according to EV working condition of pavement, we need to adopt certain control strategy and drive strategy.By switching the working state of the motor, 4WD EV can not only work in different conditions (such as starting, climbing and turning) to choose adapted drive forms, but also under different levels of the road (such as urban roads, highways) to choose the best way of driving.Which achieve the real-time four-wheel drive for EV, so as to maximize the advantages of EV driving forms control.Finally,by establishing the mathematical models and using MATLAB to simulation,we can set up the simulation models for driving force models of wheel-hub motor, vehicle models and control strategy models. Above research shows that the 4WD is a kind of ideal andfeasible driving form; the simulation models in this paper is reasonable and practical.Key words：Four-wheel drive;The control of driving forms;Different working conditions;Wheel brushless DC motor目录1 绪论 11.1 课题研究背景 11.2 电动汽车国内外发展状况 11.2.1 国外发展状况 11.2.2 国内发展状况 21.3 电动汽车驱动方式控制的研究状况 31.4 本章小结 42 四轮电动汽车的驱动分析 52.1 电动汽车的行驶阻力 52.2 四轮电驱汽车的驱动力 62.3 四轮电驱汽车的受力特点 72.4 驱动电机的介绍 92.5 本章小结 113 四轮独立驱动电动汽车驱动模型的建立 12 3.1 永磁无刷直流电机特性分析 123.2 轮毂式永磁无刷直流电机模型 143.3 整车模型 173.3.1 电动汽车整车动力学模型的建立 17 3.3.2 纵向承载横向不承载车身结构 193.3.3 整车控制策略 203.4 本章小结 224 四轮电动汽车的驱动方式控制 234.1 驱动工况研究 234.1.1 平路工况 234.1.2 启动工况 254.1.3 加速工况 254.1.4 坡道工况 264.1.5 跛行工况 264.2 电动汽车驱动方式的控制 264.2.1 电动车几种简单的行驶状态 274.2.2 简单力学条件 284.2.3 复杂受力情况 294.2.4 电动汽车驱动方式应用情况 304.3 本章小结 325 四轮驱动电动汽车不同条件下的优化和仿真 33 5.1 电动汽车数据处理 335.2 模型仿真 366 总结和展望 47参考文献 48致谢 491 绪论1.1 课题研究背景电动汽车以车载电源作为动力，由电动机来驱动，符合交通法规等规定的车辆。
【干货】新能源时代：混合动力汽车四驱技术
【干货】新能源时代：混合动力汽车四驱技术在当前的混合动力汽车四驱技术中，可分为：发动机后桥电机、发动机双电机（带发电机）、发动机双电机（不带发电机）、发动机三电机这四种模式。
●发动机后桥电机在原有的横置发动机的结构基础下，沃尔沃采用了后桥布置一台电机实现电动四驱，取消了中央传动轴、分动箱等结构，提高了空间的利用率。
能够实现后驱到四驱的切换，可以视为”适时四驱“。
以V60为例，该车在默认状态下为纯电后驱形式，当需要加速、爬坡，或遇到雨雪路面时，发动机介入以实现四驱，也可以手动强制车辆锁在”hybrid'模式，体验四驱系统更好的公路表现。
而这套系统存在较为明显的问题便是，由于只有一台电机，没有配备发电机（不是电瓶的发动机），当电量耗尽时，车辆只能依靠前桥发动机驱动。
用于家轿倒问题不太。
如果是SUV，再碰上喜欢越野的车主，突然没电的后果就不堪设想了。
事实上，如果沃尔沃能够给车辆加装目前公认靠谱的机械式差速锁，合理的教导车主各种模式的使用，偶尔的工地巡视、户外游走也是没什么问题的。
●发动机双电机（带发电机）雷克萨斯E-four电动四驱系统，该系统由丰田THS-II改造而来，雷克萨斯通过在后桥加装一台电机实现“适时四驱”功能。
一般情况下，车辆默认为前驱形式，当车辆检测到路面附着力较低，如雨雪路面时，系统会启动后桥电机自动切换至四驱行驶，只能系统自检，车主无法随心所欲地切换。
究其原因，还是电池容量“太小”在作怪，如果长时间保持在四驱模式，耗尽电量也就几分钟的事，那么等到真正需要四驱的时候就有点尴尬了。
因此，保守的雷克萨斯只能设定为系统自检，最大可能地避免这种情况发生。
采用这种结构的还有三菱，也就是欧蓝德PHEV（混动版）上使用的双电机4WD系统，它基于普通欧蓝德改造而来，分别在前后桥各配备了一台驱动电机，并且还有一台功率较大的发电机，纯电续航可达60公里。
具有三种驱动模式：纯电模式、串联模式、并联模式。
混合动力汽车动力系统优化设计
混合动力汽车动力系统优化设计混合动力汽车被认为是未来汽车发展的方向，它将传统的内燃机与电动机相结合，减少了燃料消耗和碳排放，提高了燃油经济性和环境友好性。
而混合动力汽车的核心技术就是动力系统优化设计，只有通过优化设计，才能发挥混合动力汽车的最大潜力。
首先，在混合动力汽车动力系统的优化设计中，需要确定最佳的功率平衡方案。
混合动力汽车可以采用串级或并级动力系统，也可以采用并行动力系统。
为了实现最佳的燃油经济性和动力性能，需要根据车辆用途和用户需求来选择适合的动力平衡方案。
例如，在城市道路上行驶的混合动力汽车，可以选择并行动力系统，以提供更高的纯电动模式行驶里程；而长途行驶的混合动力汽车，可以选择串级动力系统，以提供更高的动力输出。
其次，混合动力汽车的动力系统优化设计还需要考虑具体的动力组成部分。
传统的内燃机需要与电动机和电池组相结合，共同配合工作，才能实现高效的动力输出。
在内燃机的选择上，可以考虑采用高效的汽油直喷或柴油直喷技术，以提高燃烧效率和动力输出。
在电动机和电池组的选择上，需要考虑其功率和能量密度，以确保足够的动力输出和纯电动模式行驶里程。
另外，还需要考虑混合动力控制策略，将内燃机和电动机的工作状态进行合理的调控，以实现最佳的燃油经济性和动力性能。
此外，混合动力汽车的动力系统优化设计还需要考虑能量回收和再利用。
在制动过程中，混合动力汽车的电动机可以实现能量回收，将制动产生的能量转化为电能储存到电池组中，从而提高能量利用效率。
在行驶过程中，可以通过电动机的主动辅助行驶（比如启停辅助、动力增压辅助）来利用储存的电能，降低内燃机的负荷，减少燃料消耗。
此外，还可以考虑利用太阳能或动能回收装置来进一步提高能量回收和再利用。
最后，混合动力汽车的动力系统优化设计需要结合车辆的整体设计。
在车辆的重量和空气动力学设计上，需要考虑到混合动力系统的安装和散热问题，以确保混合动力汽车的性能和可靠性。
此外，还需要结合车辆的悬挂系统、轮胎和刹车系统等组成部分，进行综合优化设计，以实现更好的操控性和安全性。
电动四驱混合动力汽车工作模式分析及关键参数设计
电动四驱混合动力汽车工作模式分析及关键参数设计随着气候变化和环境保护意识的增强，电动汽车成为未来出行的主流趋势。
电动四驱混合动力汽车是一种同时采用电动机和内燃机驱动车辆的混合动力汽车，能够提供更高的动力性和更长的续航里程。
电动四驱混合动力汽车的工作模式分为多种形式，以下主要讨论串并联两种模式。
串联模式下，发动机通过发电机为电动机供电，电动机驱动车轮，电动机和发动机可以同时工作，也可以单独工作。
并联模式下，发动机和电动机通过传动系统共同驱动车轮，发动机主要用于高速公路等高速行驶情况下提供动力，电动机主要用于低速行驶和启动过程，两者配合以实现最佳的油耗和动力性能。
与传统汽车不同，电动四驱混合动力汽车关键参数设计包括电池容量、电动机功率、发动机功率、驱动电机数量、传动系统和充电设备等。
首先，电池容量是影响续航里程的决定性因素。
电池容量越大，续航里程越远。
其次，电动机功率和发动机功率的匹配也非常重要。
发动机功率越大，可以为电动机提供更充足的电力，提供更好的行驶性能。
同时，高功率电动机可以提供更大的扭矩和加速度。
驱动电机数量决定了汽车的驱动方式和成本，选择电机数量需要根据车型和性能要求进行权衡。
传动系统的设计影响到车轮的转速和扭矩分配，需要平衡油耗和动力性能。
充电设备的配置决定了车辆充电效率和充电方式，需要充分考虑用户体验和充电设施的普及程度。
总之，电动四驱混合动力汽车的工作模式和关键参数设计需要充分考虑车辆的性能需求、能量管理、充电设施等多方面因素。
在不断发展的新能源汽车市场，科技进步和用户需求变化将不断引领电动汽车技术的变革和创新。
随着全球范围内对环境污染和气候变化的认识加深，各国政府也在出台一系列政策鼓励电动汽车的发展和普及。
在这样的背景下，电动四驱混合动力汽车的市场前景十分广阔。
然而，虽然电动四驱混合动力汽车具有很多优点，但是也存在着技术难点。
首先，电动四驱混合动力汽车的成本较高。
相对于内燃机汽车，电动四驱混合动力汽车的电机、电池等核心零部件成本十分昂贵。
混合动力汽车驱动系统的研究与设计
混合动力汽车驱动系统的研究与设计
混合动力汽车的驱动系统一般由内燃机、电动机以及电池组成。
内燃
机主要负责提供动力和充电电池，而电动机主要通过电池供电来提供驱动力。
由于电动机的高能量转换效率和电动机启动时的高扭矩特性，混合动
力汽车在起步加速时通常由电动机独立驱动，而在高速行驶时则由内燃机
提供动力。
混合动力汽车的研究与设计要考虑到多个方面因素。
首先，需要确定
合理的内燃机与电动机之间的功率匹配。
内燃机通常在高速行驶时效率更高，而电动机在低速和起步时效率更高，因此需要根据车辆的使用情况和
驾驶模式来确定两者的功率配比。
其次，需要选择合适的电池类型与大小。
电池的能量密度和功率密度对于电动机的输出能力和续航里程具有重要影响，因此需要综合考虑不同电池类型的能量密度、充电效率和成本等因素。
此外，还需要考虑到充电设施的建设情况和用户的使用习惯，以确定适合
的电池容量。
此外，在混合动力汽车的研究与设计中，还需要考虑到能源管理系统
与控制策略。
能源管理系统主要负责根据实时的驾驶条件和车辆状态来控
制内燃机和电动机之间的切换和功率分配，以最大限度地提高能源利用效
率和驾驶性能。
控制策略则需要根据具体的驾驶模式和需求来制定，比如
在城市行驶时更多地利用电动机，而在高速行驶时更多地利用内燃机。
总之，混合动力汽车驱动系统的研究与设计需要综合考虑内燃机和电
动机的功率匹配、电池的选择与容量、能源管理系统与控制策略等多个因素。
通过合理设计和实施有效的控制策略，混合动力汽车可以在提高经济
性和环保性的同时，确保良好的驾驶性能和舒适性。
四轮驱动车辆的动力学控制及优化策略
四轮驱动车辆的动力学控制及优化策略一、引言近年来，越来越多的豪华车以及运动型车辆采用四轮驱动系统，优异的车辆性能得到了广泛认可。
四轮驱动系统相比于传统的二轮驱动系统拥有更好的操控性、加速性能、抓地性以及越野能力等方面，逐渐成为了现代汽车发展的趋势。
在四轮驱动车辆动力学控制及优化策略方面，已经有了一定的研究进展。
本文将从四轮驱动车辆的动力系统、四轮驱动模式选取以及动力分配策略等方面对四轮驱动车辆的动力学控制及优化策略进行讨论。
二、四轮驱动车辆的动力系统四轮驱动车辆的动力系统由发动机、变速器、传动系统、差速器以及方向盘等部件组成。
其中对于四轮驱动车辆，差速器的设计尤为重要。
差速器的作用是实现驱动轮的不同转速，以达到差速同步。
在四轮驱动车辆中，前、后轴差速器的作用相当于分别控制车辆前面轮胎和后面轮胎的转速，以克服车辆转弯时轮胎的自然不同步现象。
为了提高汽车的通过性和操控性，通常四轮驱动车辆会包括两个以上的差速器，比如中央差速器以及前、后差速器。
通过中央差速器可以实现前后轮的动力分配，从而实现更加优化的行驶。
三、四轮驱动车辆的四轮驱动模式选取常见的四轮驱动模式包括普通四驱、自动四驱、全时四驱和主动式四驱等。
其中普通四驱是指固定的前、后轮驱动模式，适用于复杂路况的情况，但是在好路况下的行驶就会导致油耗增加。
自动四驱是指在正常路况下前轮和后轮进行分配，但是当出现车辆滑动时，后轮会进行额外的驱动以增加车辆抓地力。
全时四驱是指车辆全时驱动四个轮子，适用于较为复杂的路况下行驶，但在好的路况下，油耗可能较高。
主动式四驱是指根据车辆行驶路况，动态进行前后轮驱动模式的调节，从而实现最佳的动力分配和行驶性能。
四、四轮驱动车辆的动力分配策略动力分配策略是保证车辆在复杂路况下能够快速响应的一个重要环节。
常见的动力分配策略有恒定的动力分配策略和变化的动力分配策略。
恒定的动力分配策略是指在不同路况下，保持一定比例的前后轮驱动模式，从而获得平衡的性能表现。
混合动力电动汽车驱动系统方案设计
混合动力电动汽车驱动系统方案设计摘要：面对新世纪能源和环保的巨大压力，混合动力电动汽车(HEV)成为当前主流清洁能源汽车。
混合动力汽车的动力性、燃油经济性和排放性能与驱动系统结构设计和参数的匹配以及车辆在行驶过程中的协调控制密切相关。
文章以某并联混合动力电动大客车为研究对象，进行了混合动力驱动系统配置、混合动力驱动系统部件选型和参数设计、多能源动力总成控制系统及其控制策略方面的研究。
关键词：混合动力电动汽车；驱动系统设计；控制策略；Drive System Design for Hybrid Electric VehicleAbstract: Facing the challenges of oil shortage and air pollution, Hybrid Electric Vehicle(HEV) becomes one of the main clean vehicles. In this dissertation, With a parallel hybrid electric transit bus as the main research subject, the hybrid power drive system(HPDS), the multi-energy power train control system，the power control strategy modeling are studied and analyzed. Performances of HEV, in terms of driving,, fuel consumption, and exhaust emission, strongly depend on the coordination of the drive train and their control strategy.Key words: Hybrid Electric Vehicle; Drive System Design; Controls strategy引言近几十年来，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。
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空气密度 !&/ ( ’8(4 为车速 !’ ( 1($ 为旋转质量换算 系数 " 将已知数据代入式 ,5%!得出轮毂电机转矩及额 定功率与车辆加速时间的关系 " 为了满足车辆的加速性指标要求 ! 选用每个后 轮 轮 毂 电 机 的 峰 值 转 矩 % =5"" 2* ’! 峰 值 功 率 为
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汽车对电机的一般要求是具有较大范围内的调速性 能 $ 能通过四象限工作实现制动能反馈 %高效率和低 损耗 # 并联和混联式结构则要求电机能适应频繁的 起 % 停和电动 , 发电状态的切换 # 目前适合混合动力 汽车使用的电机主要是异步电机 !感应电机 " 和永磁 同步电机 #
A6 56 96 06 6 6 96
起动转矩为 56 2 * ’ !最大功率为 $35$ &7"
%!># &7" 轮毂电机的效率值取 9" ! !得出所需要的 电机峰值功率为 %5 &7 " 8>8>8 轮毂电机制动能回收转矩的确定
混合动力汽车利用电制动 ! 将其自身的动能转 化为电能给电池充电 ! 起到了进一步回收能量的作 用 ! 对提高车辆的燃油经济性具有重要的影响 " 车辆的制动主要有 8 种模式 #紧急制动 & 中轻度 制动和汽车长下坡时的制动 " 对于混合动力车 ! 在中 轻度制动和汽车下坡制动时 ! 后轮上两轮毂电机作 为发电机产生制动扭矩 ! 一方面对车辆进行制动 ! 另 一方面对电池充电 ! 实现了制动能反馈的目的 " 车辆在不同的工况下所需要的功率和扭矩是不 同的 ! 我国目前的道路工况与欧洲的 2?@A 工况非 常相似 ! 因此在实际的测试和仿真中都用此工况作 为标准 " 在这一特定工况下 !车辆在制动过程中所需 要的制动扭矩和功率如图 8 和图 5 所示 "
%( 为 节 气 门 全 开 时 发 动 机 起 动 阻 力 矩 !2* ’ ($ 为 **+ 与 发 动 机 之 间 的 传 动 比 (" % 为 带 轮 的 传 动 效 率 (" & 为 **+ 的效率 + 由 于 混 合 动 力 汽 车 的 动 力 性 指 标 要 求 **+ 的 冷起动发动机时间 )!"34 1 ! 由此可以选定 **+ 的
&4;4A:C=A #与发动机通过皮带连接 ’ 实现汽车自动起
停和发电的功能 ’ 后轮上的两个轮毂电机直接与后 轮 轴 相 连 ’起 到 单 独 驱 动 &功 率 补 偿 和 制 动 能 反 馈 的作用 )
轮毂 电机 主减 速器 差速器
由于内燃机最大功率点的转速通常低于其最高 转速 ’ 另一方面最高转速附近通常不属于内燃机的 燃油经济区域和排放优化区域 ’ 因此根据运行条件 实际选择的内燃机标定功率大于最高转速时内燃机 发出的功率 ’ 这样就能保证内燃机在最高车速下有 较好的燃油经济性和排放性能 ) 选用电动机的额定功率要根据电动机的性能特 点来定’一般电动机的峰值功率为额定功率的 !M/ 倍) 蓄电池的容量则要根据车辆运行条件和使用的 混合动力系统控制策略来确定 ) 如果对纯电动行驶 没有特殊要求 ’ 则要求在有利于提高工作效率和寿 , ! ,
进行合理的选型设计 #在驱动过程中 $ 考虑皮带轮的 效率问题 $ 得出在发电状态下 !!> 所需要的最大功 率为 0A :<$其最大的输出转矩为 56 C ( 2# 在行驶过程中 $ 控制发动机工作于经济油耗区 $ 将其释放能量的一部分驱动车辆前进 $ 另一部分给 电池充电 # 根据其行驶工况 $ 经研究表明 $其用于给 电池充电的多余能量最大不会超过发动机发出转矩 的 =6 ! # 由于发动机在经济油耗区工作时 $ 其最大 的 扭 矩 为 /66 C( 2 !4 666 * , 2?@"$ 考 虑 到 电 机 的 效 ( 率 $ 通过计算分析得出 !!> 的额定转矩为 46 C 2$ 其额定功率为 =-8 :< #
!""# 年
第$期
( ( ( ( 设计 计算 研究 命的蓄电池荷电状态 !"# !!$%$& ’( #)%*+&" 区间内的 电量能够满足行驶循环或车辆运行条件下的电能需 求#
!"1!#$%&2%3 , 4 5667’()&2%3 , 85 /96" , ! *
4
!/ "
式中 $# 为整车质量 $:+ ’% 为滚阻系数 ’’+ 为风阻系 数 ’) 为迎风面积 $20’&2%3 为最高车速 ’! * 为机械效 率# 根据计算得出 $ 发动机在最高车速情况下的功 率需求为 9;-9 :<# 在得到了良好动力性能的前提 下 $ 使混合驱动模式下发动机保持在经济工况下运 行 $ 再加 /= ! 的功率裕量 $ 最终确定发动机的最 大 功率为 =8 :<#
陆
渊
主题词 * 混合动力汽车 中图分类号 *’(#)*+*"!
四轮驱动
动力系统
优化匹配
文献标识码 *,
文章编号 *-"""./+"/ "!""# #"$."""-."(
!"#$%& ’( )’*"+,+-$& ./#,"0 $& 1’2+345""6 !+$7" 89:
01 21345671 %5891:;601 21:;
4-0-/ !!> 发电状态下功率的确定 根据 !!> 工作特性的要求 $ 当电池的 !"# 低于 最低限值时 $!!> 对电池进行充电 #
由于所选用的此款发动机经济油耗区在 0 666
$
动力系统各部件参数匹配
图 / 所示的混合动力车前轮由发动机驱动 $ 后
轮由轮毂电机驱动 $将电动驱动和机械驱动相分离 $ 利用地面合成方式实现四轮驱动 # 对这种结构布置 方式的研究 $ 关键在于首先要确定传动系中各部件 的特性参数 $ 使部件之间达到优化匹配 $充分显示混 合动力汽车较好的经济性和排放性能 #
/06 /66
功率 ! , :<
!"#
内燃机 混合动力车用内燃机与传统汽车中的内燃机相
比$主要追求的是高效率 $而并不是高功率# 为了追求 良好的油耗和排放性能 $会对其最高工作转速进行控 制$因此不要求其零部件具有象传统内燃机那样的强 度 $可以使其更小和更轻 $从而减少摩擦损失#
!"!
轮毂电机 与纯电动汽车对电动机的要求相似 $ 混合动力
在水平路面最高车速情况下 $ 由车辆的行驶方 程式求得发动机的功率需求为 & ) ! )
4-0-0 !!> 起动转矩的确定
汽 车 技 术
* * * * 设计 计算 研究 在汽车静止起步之前 ! 自动变速器处于空挡 " 起 步时 ! 首先由后轮上的轮毂电机带动车辆前进 ! 当车 速 达 到 %" &’ ( ) 时 ! 发 动 机 起 动 ! 此 时 **+ 通 过 皮 带带动发动机 ! 当发动机的转速达到 $"" , ( ’-. 时 ! 式中 !*) 为驱动力 (*+ 为滚动阻力 (*- 为空气阻力 (*. 为加速阻力 由式 ,8 %得出 #
F
零部件选型原则
在混合动力系统中 ’电动机在四象限运行 ’ 既以
发电机状态工作又以电动机状态工作 ’ 因此混合动 力系统零部件选型主要是内燃机 & 电动机和蓄电池 的选择 ) 混合动力系统基本的控制策略是用内燃机提供 车辆稳速行驶的功率 ’用电动机提供加 &减速时的额 外功率 ) 内燃机的功率应该保证不小于最高车速下 所需发动机的功率 ’ 电动机应该保证其峰值功率不 小于最大加减速度下所需的电机功率 )
机 混 合 程 度 的 大 小 ’被 分 为 轻 度 混 合 +中 度 混 合 和 完全混合 ) 以制造成本低 & 改型设计少 &性能指标优 为 出 发 点 ’在 轻 度 混 合 动 力 汽 车 的 基 础 上 ’开 发 了 一款四轮驱动的完全混合动力汽车 ’ 其组成如图 所示 ) 在这一系统中 ’%%& "%5F4.I=1;C4F %C:AC4A :;F