同济大学发展新能源汽车集成与控制技术实践与思考.pdf

超越1号
2003
超越2号
2004
超越3号 巴黎必比登比赛创佳绩
2005
研发历程回顾
同济大学 新能源汽车工程中心
New Energy Automotive Engineering Center, Tongji University
新一代燃料电池动力系统平台及示范运行
2006年起，新一代燃料电池轿车动力系统技术平台研制成功，并将该技 术平台应用于多种车型，在多次国内外重大活动中成功进行示范运营
New Energy Automotive Engineering Center, Tongji University
燃料电池客车动力系统平台集成研发
基本思想：利用技术上较成熟的两套燃料电池轿车动力系统组成一套客车动 力系统，与轿车共享动力系统关键另部件产业链。
• 动力系统结构及可靠性研究
+
F1 B1
一、研发历程回顾 二、动力系统集成技术 三、分布式控制系统实现技术
四、思考与建议
研发里程回顾
同济大学 新能源汽车工程中心
New Energy Automotive Engineering Center, Tongji University
“超越系列”燃料电池轿车动力系统平台
2001-2005年期间成功研制了具有完全自主知识产权的、“超越系列 ”燃料电池轿车动力系统技术平台，开发出多款“超越系列”燃料电 池轿车的示范样车，填补了我国燃料电池轿车研制的空白。
2009年美国示范运行
2008年奥运会
2010年世界博览会
研发历程回顾
同济大学 新能源汽车工程中心
New Energy Automotive Engineering Center, Tongji University
燃料电池城市客车动力系统平台
为了配合联合国UNDP 上海示范项目的进行，从2005年起利用燃料电 池轿车研发的技术成果开展了两个轮次的燃料电池城市客车动力平台的研 发。与上汽集团合作的UNDP示范车在上海市博会进行了示范运行。
=~
Fuel Cell Engine (FCE)
- 可实现再生制动能量回馈，提高 运行经济性；
锂离子电池组 (BM)
2. 采用恒流控制的DC/DC 与 FCE串联，实现FCE与锂离 子蓄电池输出功率的汇流。
电-电混合燃料电池轿车动力系统结构
- 可按FCE实际输出能力较精确的控制FCE的功率输出;
- 可以很好的实现燃料电池输出阻抗与驱动电机逆变器输入阻抗的匹配
燃料电池:45Kw(长方体结构) 锂动力电池:15Ah 驱动电机:24/65Kw D/DC、DC/AC 集成 = PCU
燃料电池:35Kw(长方 体结构) 锂动力电池:30Ah 驱动电机:24/65Kw D/DC、DC/AC 分立
第一、二代动力系统
第三代动力系统
第四代动力系统
动力系统集成
同济大学 新能源汽车工程中心
超越系列燃料电池轿车动力系统平台（专利技术）
1. 主动力源FCE提供持续的平 均驱动功率，辅助动力源锂 离子动力蓄电池提供加速所 需的瞬态附加功率。
- 可大大降低燃料电池的容量；
- 可降低对燃料电池发动机的瞬态 响应 要求；
E-Motor
~=
DC/AC (MC)
DC/DC
(DCF) = =
DC/AC
报告内容
同济大学 新能源汽车工程中心
New Energy Automotive Engineering Center, Tongji University
一、研发历程回顾 二、动力系统集成技术 三、分布式控制系统实现技术 四、思考与建议
动力系统集成
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• 典型工况系统驱动功率需求分析
Vehicle speed/(km/h) Percentage
60
70%
60%
58.36%
50
50% 40
40%
30 30%
20
20%
15.26% 13.57%
10 0 0
10%
6.06% 2.92% 1.23% 1.53% 0.55% 0.57% 0.15%
M1
+
M2
B2 F2
-
-
完全并联结构
+
F1 B1
F2 B2
M1
M2
-
准并准联并结联构结构
+
F1
B1
M1
M2
F2
B2
-
准串联结构
F
B来自百度文库
M
典型FCV结构
传统FCV结构
动力系统集成
同济大学 新能源汽车工程中心
New Energy Automotive Engineering Center, Tongji University
燃料电池轿车分布式控制系统基本结构
动力系统集成
燃料电池轿车动力系统集成技 术的技术进步
同济大学 新能源汽车工程中心
New Energy Automotive Engineering Center, Tongji University
燃料电池:55Kw(扁平结构) 锂动力电池:8Ah 驱动电机:42/88Kw D/DC、DC/AC 、DCL、 AC、WCP集成 = PCU
第一轮UNDP预研样车
UNDP示范样车
研发历程回顾
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New Energy Automotive Engineering Center, Tongji University
混合动力汽车动力系统平台技术研发
从2003年在上海市科委和教委的支持下，开始混合动力汽车动力系统 技术的研发。十一五期间主要支持了华晨中华牌轻度混合动力轿车和深 圳五洲龙深度混合动力公交客车动力系统的产业化技术开发工作
- 可大大增加整个动力系统的可靠性 .
H-Tank
动力系统集成
同济大学 新能源汽车工程中心
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具有能量管理和车辆控制递进阶次的分布式控制系统基本结 构的建立，其实现技术的持续研发和不断的完善
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同济大学发展新能源汽车集成与控制技术 实践与思考
同济大学汽车学院 孙泽昌
报告内容
同济大学 新能源汽车工程中心
New Energy Automotive Engineering Center, Tongji University