2011年7月,日野汽車(chē)公司發(fā)布了1款配裝新型混合動(dòng)力系統(tǒng)及新部件的輕型貨車(chē),以平衡低成本與高燃油效率之間的關(guān)系。該混合動(dòng)力車(chē)型采用多項(xiàng)能提高燃油效率的技術(shù),諸如重新設(shè)計(jì)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的布局,采用阿特金森循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī),改進(jìn)混合動(dòng)力控制系統(tǒng)等。同時(shí),還采用新開(kāi)發(fā)的輔助控制技術(shù),以求在各種行駛條件下獲得最佳的扭矩輸出性能。
近年來(lái),由于全球氣溫上升引起氣候異常變化,世界各地發(fā)生多種自然災(zāi)害,已成為重大的社會(huì)問(wèn)題,而針對(duì)引起氣溫升高的原因,即溫室效應(yīng)氣體二氧化碳(CO2),各國(guó)已制定了相關(guān)的法規(guī),以減少其排放量。除日常生活中排放的CO2以外,汽車(chē)的CO2排放量是不容忽視的,其中,支撐社會(huì)經(jīng)濟(jì)的商用車(chē)CO2排放量約占汽車(chē)總排放量的50%。
在這樣的背景下,日野汽車(chē)公司自2003年起就領(lǐng)先于其他汽車(chē)制造商,開(kāi)始批量生產(chǎn)能同時(shí)降低排放和改善燃油經(jīng)濟(jì)性的混合動(dòng)力輕型貨車(chē),并且于2011年7月,向市場(chǎng)推出配裝了新型混合動(dòng)力系統(tǒng)及各種新部件的新車(chē)型,從而滿(mǎn)足了日本后新長(zhǎng)期排放法規(guī)的要求(圖1)。本文介紹該新型混合動(dòng)力系統(tǒng)及其各部件的概要,以及所采用的燃油經(jīng)濟(jì)性改善技術(shù)。
1開(kāi)發(fā)目標(biāo)與開(kāi)發(fā)策略
1.1 開(kāi)發(fā)目標(biāo)
新型混合動(dòng)力系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)目標(biāo)如下:(1)改善燃油經(jīng)濟(jì)性,要求相比傳統(tǒng)柴油車(chē)改善50%;(2)改善駕駛性能,減少因駕駛習(xí)慣引起的燃油耗波動(dòng)。
1.2 開(kāi)發(fā)策略
根據(jù)計(jì)算機(jī)模擬及混合動(dòng)力系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行結(jié)果可知,要實(shí)現(xiàn)相比傳統(tǒng)柴油車(chē)改善50%燃油經(jīng)濟(jì)性的高目標(biāo),只對(duì)傳統(tǒng)的混合動(dòng)力系統(tǒng)實(shí)施改進(jìn)是難以達(dá)到預(yù)期效果的。因此,決定重新研發(fā)包括發(fā)動(dòng)機(jī)在內(nèi)的整個(gè)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng),并確立了以下開(kāi)發(fā)策略:(1)提高制動(dòng)能量再生效率;(2)研發(fā)混合動(dòng)力專(zhuān)用的發(fā)動(dòng)機(jī);(3)優(yōu)化主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的齒輪速比;(4)研發(fā)全新的混合動(dòng)力控制技術(shù)。
2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
2.1動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及基本工作原理
表1列出了新型混合動(dòng)力輕型貨車(chē)的主要技術(shù)規(guī)格。
新型混合動(dòng)力系統(tǒng)采用經(jīng)實(shí)際驗(yàn)證過(guò)的并聯(lián)方式。此外,各部件的安裝也與傳統(tǒng)混合動(dòng)力車(chē)一樣,在底盤(pán)架上安裝功率控制單元(PCU),PCU中內(nèi)置蓄電池、逆變器,以及控制混合動(dòng)力系統(tǒng)的電控單元(HVECU)等。
在動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)中,將以往布置在電動(dòng)機(jī)與變速器之間的離合器,改為布置在發(fā)動(dòng)機(jī)與電動(dòng)機(jī)之間。由此,可以充分利用傳統(tǒng)混合動(dòng)力車(chē)減速時(shí)因發(fā)動(dòng)機(jī)泵氣損失(摩擦)而被消耗的能量,即在新型混合動(dòng)力車(chē)中,可以通過(guò)斷開(kāi)發(fā)動(dòng)機(jī)與電動(dòng)機(jī)之間的離合器,利用電動(dòng)機(jī)再生利用因摩擦而被損耗的能量。相比傳統(tǒng)混合動(dòng)力車(chē),新型混合動(dòng)力車(chē)的制動(dòng)能量再生效率得到了提高。此外,由于采用了AMT,提高了車(chē)輛的駕駛性能,并降低了因駕駛習(xí)慣而引起的燃油耗波動(dòng)。圖2為新型混合動(dòng)力車(chē)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。
圖3顯示了新型混合動(dòng)力系統(tǒng)的基本工作原理。發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí),在離合器接合的情況下利用電動(dòng)機(jī)起動(dòng)。車(chē)輛起步方式有2種,即電動(dòng)機(jī)起步和輔助動(dòng)力起步。前者是斷開(kāi)離合器,只利用電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力實(shí)現(xiàn)起步;后者是利用發(fā)動(dòng)機(jī)與電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力實(shí)現(xiàn)起步??筛鶕?jù)混合動(dòng)力蓄電池的剩余容量自動(dòng)切換上述2種起步方式。此外,車(chē)輛加速時(shí),與傳統(tǒng)混合動(dòng)力車(chē)一樣,利用電動(dòng)機(jī)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)施扭矩輔助;車(chē)輛減速時(shí),則斷開(kāi)離合器,將車(chē)輛的運(yùn)動(dòng)能轉(zhuǎn)換為電能,并儲(chǔ)存在蓄電池中,實(shí)現(xiàn)制動(dòng)能量再生功能。
2.2PCU組件
PCU采用上、下兩段的結(jié)構(gòu)型式。上段布置蓄電池、蓄電池計(jì)算機(jī)等蓄電池相關(guān)部件。另外,作為蓄電池冷卻系統(tǒng),配置了冷卻風(fēng)扇,以及具備氣、水分離功能的冷卻管道。在PCU下段布置逆變器、HVECU等控制系統(tǒng)部件。圖4為PCU組件的外觀?;旌蟿?dòng)力系統(tǒng)相關(guān)部件都被緊湊地集中在PCU之中,并具備以下優(yōu)點(diǎn):
(1)可以匹配短軸距的輕型貨車(chē);
(2)提高了在汽車(chē)生產(chǎn)線(xiàn)上的裝配效率;
(3)作為混合動(dòng)力車(chē)專(zhuān)用PCU,改善了設(shè)計(jì)性。
2.3電動(dòng)機(jī)單元
電動(dòng)機(jī)的最高輸出功率為36kW。這是在收集市場(chǎng)上輕型貨車(chē)減速力頻率數(shù)據(jù)后經(jīng)分析得出的結(jié)果。為了能在怠速停機(jī)狀態(tài)下毫無(wú)壓力地輕松起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī),將電動(dòng)機(jī)的扭矩確定為350N·m。電動(dòng)機(jī)采用高效率的永磁式同步機(jī)。即使是在使用電力高于傳統(tǒng)混合動(dòng)力系統(tǒng)的新型混合動(dòng)力系統(tǒng)中,也無(wú)須采用強(qiáng)制冷卻措施,而是在自然風(fēng)冷方式的細(xì)節(jié)處作了精心的優(yōu)化設(shè)計(jì)。圖5為電動(dòng)機(jī)單元的外觀。表2列出了電動(dòng)機(jī)單元的主要技術(shù)規(guī)格。
2.4逆變器單元
新型混合動(dòng)力系統(tǒng)逆變器的輸出容量相比傳統(tǒng)混合動(dòng)力系統(tǒng)(64kVA)提高了45%,達(dá)93kVA。此外,其體積由原來(lái)的19L改為11L,縮小了42%,質(zhì)量也減輕了50%。圖6為新開(kāi)發(fā)逆變器的單元外觀。表3列出了傳統(tǒng)混合動(dòng)力系統(tǒng)與新型混合動(dòng)力系統(tǒng)逆變器的主要技術(shù)規(guī)格對(duì)比。
2.5蓄電池單元
新型混合動(dòng)力車(chē)采用已被廣泛用于混合動(dòng)力乘用車(chē)的鎳氫蓄電池,其性能、可靠性及成本均具有優(yōu)勢(shì)。由于本次開(kāi)發(fā)的新型混合動(dòng)力系統(tǒng)(單電機(jī)混合動(dòng)力系統(tǒng))將被用于輕型貨車(chē),因而將額定電壓設(shè)定為288V,額定容量為6.5 A·h。表4列出了蓄電池單元的主要技術(shù)規(guī)格。
2.6蓄電池的冷卻
提高混合動(dòng)力車(chē)燃油經(jīng)濟(jì)性最直接而有效的手段是增加電能在運(yùn)行中所占的比例,但這會(huì)造成蓄電池單元的放熱量增加,因而要求其具備良好的冷卻性能。下面將介紹蓄電池冷卻設(shè)計(jì)中的相關(guān)開(kāi)發(fā)內(nèi)容。
2.7溫度上升度的預(yù)測(cè)
在傳統(tǒng)混合動(dòng)力車(chē)中,由于發(fā)動(dòng)機(jī)與電動(dòng)機(jī)直接相連,所以部分制動(dòng)能量會(huì)作為摩擦損失被消耗。而新型混合動(dòng)力車(chē)在減速時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)與電動(dòng)機(jī)之間的離合器會(huì)斷開(kāi),能量不會(huì)因摩擦被消耗,而是作為再生能量轉(zhuǎn)換為電能。由此,新型混合動(dòng)力系統(tǒng)中蓄電池的電荷出入量會(huì)增加,從而引起蓄電池升溫的問(wèn)題。
為此,在設(shè)計(jì)初期階段就計(jì)算蓄電池組的通過(guò)電荷量,由計(jì)算結(jié)果得知,相比傳統(tǒng)混合動(dòng)力系統(tǒng),新型混合動(dòng)力系統(tǒng)的蓄電池組通過(guò)電荷量約增加30%。
隨后,根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果,預(yù)測(cè)蓄電池組的升溫程度,結(jié)果表明,電荷量增加導(dǎo)致新型混合動(dòng)力系統(tǒng)的蓄電池溫度相比傳統(tǒng)混合動(dòng)力系統(tǒng)約升高3℃。作為相應(yīng)對(duì)策,必須將冷卻風(fēng)扇的冷卻性能提高1.8倍。
2.8蓄電池冷卻系統(tǒng)的評(píng)價(jià)
利用新型混合動(dòng)力系統(tǒng)的冷卻風(fēng)扇進(jìn)行實(shí)機(jī)冷卻性能評(píng)價(jià),結(jié)果表明,溫度相比傳統(tǒng)混合動(dòng)力系統(tǒng)升高約2℃,蓄電池模塊間的溫度波動(dòng)也擴(kuò)大了。根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果可以預(yù)測(cè),通過(guò)抑制上述溫度波動(dòng),能將蓄電池的升溫程度維持在傳統(tǒng)混合動(dòng)力系統(tǒng)的水平。
而作為具體的技術(shù)措施,對(duì)冷卻風(fēng)道進(jìn)行了調(diào)整,以抑制溫度的波動(dòng)。圖7為調(diào)整后帶整流板的冷卻風(fēng)道外觀。通過(guò)上述改進(jìn)措施,抑制了蓄電池模塊的溫度波動(dòng),并使其獲得與傳統(tǒng)混合動(dòng)力系統(tǒng)同等的冷卻性能。
對(duì)最終的蓄電池升溫程度與模塊間溫度的波動(dòng)進(jìn)行確認(rèn)后可知,即使新型混合動(dòng)力系統(tǒng)蓄電池的電荷出入量比傳統(tǒng)系統(tǒng)的有所增加,但由于提高了冷卻風(fēng)扇的性能,以及采用了帶整流板的風(fēng)道,所以其升溫程度與傳統(tǒng)混合動(dòng)力系統(tǒng)的處于同等水平。
3為實(shí)現(xiàn)開(kāi)發(fā)目標(biāo)而進(jìn)行的研發(fā)
3.1提高制動(dòng)能量再生效率
在傳統(tǒng)混合動(dòng)力車(chē)中,減速時(shí)的再生制動(dòng)控制并不受車(chē)輛質(zhì)量變化的影響,而是采用等減速度控制技術(shù),以期獲得目標(biāo)減速度值。這種控制方式是通過(guò)反饋減速度,在實(shí)時(shí)計(jì)算扭矩值的同時(shí),按不同變速檔位設(shè)定的減速度實(shí)施控制。新型混合動(dòng)力車(chē)也沿用這一控制方式,同時(shí),由于改變了電動(dòng)機(jī)的布局,所以應(yīng)用下述控制來(lái)提高制動(dòng)能量再生效率:
(1)在實(shí)施制動(dòng)再生時(shí),斷開(kāi)發(fā)動(dòng)機(jī)與電動(dòng)機(jī)之間的離合器;
(2)在超低車(chē)速區(qū)域持續(xù)進(jìn)行制動(dòng)能量再生控制。
上述“超低車(chē)速區(qū)域”是指發(fā)動(dòng)機(jī)怠速轉(zhuǎn)速以下的運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域,傳統(tǒng)的混合動(dòng)力車(chē)由于結(jié)構(gòu)上的原因,在這一運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域無(wú)法進(jìn)行制動(dòng)能量再生控制。
圖8為實(shí)際車(chē)輛的驗(yàn)證結(jié)果。從車(chē)速20 km/h起減速的情況下,傳統(tǒng)混合動(dòng)力車(chē)與新型混合動(dòng)力車(chē)的再生能量輸出變化趨勢(shì)表明,新型混合動(dòng)力車(chē)的再生能量中增加了原本因摩擦被消耗的能量,以及超低車(chē)速區(qū)域的運(yùn)動(dòng)能量。另外,表5列出了新、舊車(chē)輛再生能量的差異,由表中數(shù)據(jù)可知,前文所述2項(xiàng)改進(jìn)效果可使再生能量增加33%。
同樣,按日野汽車(chē)公司內(nèi)部的試驗(yàn)運(yùn)行工況實(shí)施燃油耗試驗(yàn)。相比傳統(tǒng)混合動(dòng)力車(chē),新型混合動(dòng)力車(chē)因改變電動(dòng)機(jī)布置而使制動(dòng)能量再生效率提高37%,從而獲得燃油經(jīng)濟(jì)性改善9%的效果。圖9顯示了再生能量輸出的分布情況。表6示出了再生能量與燃油經(jīng)濟(jì)性的改善效果。
3.2混合動(dòng)力專(zhuān)用發(fā)動(dòng)機(jī)的開(kāi)發(fā)
作為新型混合動(dòng)力系統(tǒng)專(zhuān)用的發(fā)動(dòng)機(jī),采用了燃燒效率較高的阿特金森循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)。所謂“阿特金森循環(huán)”,就是通過(guò)擴(kuò)大膨脹比來(lái)提高燃燒效率、降低損失的技術(shù)。但其缺點(diǎn)是低轉(zhuǎn)速區(qū)域的扭矩不足,所以新型混合動(dòng)力系統(tǒng)采用電動(dòng)機(jī)扭矩輔助技術(shù),確保改善燃油經(jīng)濟(jì)性與動(dòng)力性能這兩項(xiàng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。另外,還應(yīng)用多項(xiàng)新技術(shù),如采用大容量廢氣再循環(huán)(EGR)冷卻器、改善燃燒,以及通過(guò)采用DC/DC轉(zhuǎn)換器廢除發(fā)電機(jī)等。
其次,降低了怠速運(yùn)轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速。圖10為傳統(tǒng)混合動(dòng)力車(chē)與新型混合動(dòng)力車(chē)按日野公司內(nèi)部試驗(yàn)運(yùn)行工況行駛時(shí)的燃油耗與放電能量。圖10中的A點(diǎn)和B點(diǎn)分別表示新型混合動(dòng)力車(chē)和傳統(tǒng)混合動(dòng)力車(chē)電量收支達(dá)平衡時(shí)的燃油耗。由圖10可知,相比傳統(tǒng)混合動(dòng)力車(chē),新型混合動(dòng)力車(chē)的再生能量增加了,燃油耗也得到降低。
另一方面,相比傳統(tǒng)混合動(dòng)力車(chē),新型混合動(dòng)力車(chē)在能量再生過(guò)程中的燃油耗也增加了。這是因?yàn)橐_保發(fā)動(dòng)機(jī)輔機(jī)(動(dòng)力轉(zhuǎn)向泵等)性能,必須使發(fā)動(dòng)機(jī)以怠速工況待機(jī)的緣故。作為相應(yīng)對(duì)策,應(yīng)盡可能降低待機(jī)狀態(tài)下的轉(zhuǎn)速,以降低燃油耗。用實(shí)際車(chē)輛評(píng)價(jià)了在不影響發(fā)動(dòng)機(jī)輔機(jī)性能前提下的待機(jī)轉(zhuǎn)速,結(jié)果表明,相比普通的怠速轉(zhuǎn)速,再生制動(dòng)中的待機(jī)轉(zhuǎn)速約降低150r/min。
3.3主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)齒輪速比的優(yōu)化
作為改善燃油經(jīng)濟(jì)性的重要因素,確定了主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的齒輪速比,以及加速換檔時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。
在普通發(fā)動(dòng)機(jī)中,一般在加速時(shí)提高主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的齒輪速比,或在加速換檔時(shí)降低轉(zhuǎn)速,以此來(lái)改善燃油經(jīng)濟(jì)性。這是由于發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域趨向移至較低轉(zhuǎn)速區(qū)域的緣故,在混合動(dòng)力車(chē)中也呈現(xiàn)這種趨勢(shì)。而在車(chē)輛減速時(shí),由電動(dòng)機(jī)發(fā)電效率及可控轉(zhuǎn)速產(chǎn)生的再生能量會(huì)受到限制。這一普通發(fā)動(dòng)機(jī)的特性在新型混合動(dòng)力系統(tǒng)與阿特金森循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的組合中也未改變,因此,對(duì)主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的齒輪速比,以及加速換檔時(shí)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行了優(yōu)化。
最初,在發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)上,以主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)齒輪速比及加速換檔時(shí)的轉(zhuǎn)速為參數(shù),預(yù)測(cè)了燃油經(jīng)濟(jì)性。由結(jié)果可知,按日野汽車(chē)公司內(nèi)部試驗(yàn)運(yùn)行工況,當(dāng)主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)齒輪速比約為3.9,并且加速換檔時(shí)的轉(zhuǎn)速約為1400r/min時(shí),燃油經(jīng)濟(jì)性達(dá)最佳值。圖11顯示了預(yù)測(cè)結(jié)果。
其次,在實(shí)際車(chē)輛上進(jìn)行驗(yàn)證,將齒輪速比為3:9的主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)配裝在車(chē)輛上,在公司內(nèi)部試驗(yàn)運(yùn)行工況下,測(cè)定燃油耗。
圖12顯示了以加速換檔轉(zhuǎn)速為參數(shù),改變混合動(dòng)力系統(tǒng)放電能量后的燃油經(jīng)濟(jì)性。圖12中以不同符號(hào)表示相對(duì)于每種運(yùn)行工況下所得的再生能量,當(dāng)電量收支達(dá)平衡時(shí)的燃油經(jīng)濟(jì)性指標(biāo),其結(jié)果與發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)結(jié)果一致,即加速換檔轉(zhuǎn)速為1400r/min時(shí),燃油經(jīng)濟(jì)性達(dá)最佳值。
綜上所述,確定主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的齒輪速比應(yīng)為3:9。此外,以加速換檔轉(zhuǎn)速1400 r/min為基準(zhǔn)值,構(gòu)建了變速程序。
3.4新型混合動(dòng)力系統(tǒng)控制技術(shù)的開(kāi)發(fā)
3.4.1起步輔助控制
阿特金森循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒效率較高,但缺點(diǎn)是低轉(zhuǎn)速區(qū)域的扭矩不足。隨著道路坡度狀態(tài)及貨物裝載條件等情況的變化,扭矩不足可能會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)熄火。為避免這一現(xiàn)象,需提高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速,并接合離合器。但這樣做不僅會(huì)增加燃油耗,而且會(huì)加大離合器片的負(fù)擔(dān)。作為相應(yīng)對(duì)策,開(kāi)發(fā)了起步輔助控制技術(shù),即在踩下油門(mén)之后并接合離合器之前,提升電動(dòng)機(jī)的扭矩,以輔助車(chē)輛起步。如圖13所示,利用這一控制方法后,不必過(guò)度提高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速就可使車(chē)輛起步,并能改善燃油經(jīng)濟(jì)性,同時(shí)也減輕了離合器片的負(fù)擔(dān)。
3.4.2節(jié)油運(yùn)行控制
節(jié)油運(yùn)行控制的目的是防止因反復(fù)加減速而使燃油經(jīng)濟(jì)性變差,駕駛員過(guò)度踩踏油門(mén)會(huì)限制發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率,進(jìn)而抑制車(chē)輛的加速度。按不同的齒輪變速檔位優(yōu)化受限的加速度,將因加速而產(chǎn)生的異樣感控制在最低限度。
3.4.3自適應(yīng)型輔助控制
傳統(tǒng)的混合動(dòng)力系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)是固定運(yùn)行區(qū)域,并根據(jù)蓄電池的剩余電量,利用可變扭矩為加速提供輔助動(dòng)力。為新型混合動(dòng)力系統(tǒng)研發(fā)了自適應(yīng)型輔助控制技術(shù),即對(duì)車(chē)輛行駛狀態(tài)實(shí)施監(jiān)控,以實(shí)時(shí)計(jì)算燃油耗達(dá)最佳值時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)與電動(dòng)機(jī)扭矩分配比,并依此實(shí)施輔助控制。
圖14為分別應(yīng)用可變扭矩輔助控制與自適應(yīng)型扭矩輔助控制技術(shù)時(shí),日野汽車(chē)公司內(nèi)部試驗(yàn)運(yùn)行工況下發(fā)動(dòng)機(jī)瞬態(tài)燃油耗的頻率。根據(jù)結(jié)果可知,相比采用可變扭矩輔助控制技術(shù),采用新開(kāi)發(fā)的控制方法后,發(fā)動(dòng)機(jī)的效率更高。
3.5 通過(guò)提高駕駛性能抑制燃油耗的波動(dòng)
由于采用AMT,抑制了由駕駛習(xí)慣差異引起的變速轉(zhuǎn)速波動(dòng)。在固定行駛路線(xiàn),但更換駕駛員、不同工作日及時(shí)間段的條件下,驗(yàn)證了實(shí)際行駛?cè)加秃牡念l率。結(jié)果表明,提高車(chē)輛的駕駛性能后,相比配裝手動(dòng)變速器的傳統(tǒng)車(chē)輛,新型混合動(dòng)力車(chē)的燃油耗波動(dòng)降低了19%。
4研究成果
采用上述各項(xiàng)改善燃油經(jīng)濟(jì)性的技術(shù),并且優(yōu)化控制方法后,按日野汽車(chē)公司內(nèi)部的試驗(yàn)運(yùn)行工況實(shí)施驗(yàn)證。結(jié)果表明,通過(guò)對(duì)電動(dòng)機(jī)的布置實(shí)施改進(jìn),提高了制動(dòng)能量再生效率,同時(shí)由于新開(kāi)發(fā)的混合動(dòng)力系統(tǒng)控制技術(shù)帶來(lái)的效果,最終改善了車(chē)輛的燃油經(jīng)濟(jì)性。此外,還采用了以下各項(xiàng)改善燃油經(jīng)濟(jì)性的技術(shù):開(kāi)發(fā)混合動(dòng)力專(zhuān)用的發(fā)動(dòng)機(jī),優(yōu)化主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的齒輪速比,優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)恒溫器閥門(mén)的開(kāi)啟溫度等。與傳統(tǒng)柴油車(chē)相比,新型混合動(dòng)力車(chē)的燃油經(jīng)濟(jì)性改善50%以上。此外,在模擬平均車(chē)速較低的大城市貨物集散用途的公司內(nèi)部試驗(yàn)運(yùn)行工況下,因頻繁起步與停車(chē)而產(chǎn)生的再生能量增加,提高了混合動(dòng)力系統(tǒng)的效率,從而改善燃油經(jīng)濟(jì)性達(dá)56%。圖15為燃油經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)結(jié)果。
5結(jié)語(yǔ)
(1)重新研發(fā)了包括混合動(dòng)力系統(tǒng)及發(fā)動(dòng)機(jī)在內(nèi)的整個(gè)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng),優(yōu)化各單元的控制方法,相比傳統(tǒng)柴油車(chē),新型混合動(dòng)力車(chē)改善燃油經(jīng)濟(jì)性達(dá)50%以上;
(2)采用AMT,同時(shí)兼顧了改善燃油經(jīng)濟(jì)性與提高駕駛性能的目標(biāo)。
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