【正文】 滿足汽車行駛時的路面功率需求時，就由電池組單獨(dú)驅(qū)動，發(fā)動機(jī)關(guān)閉。發(fā)動機(jī)一旦起動便在相對經(jīng)濟(jì)的區(qū)域內(nèi)對電動機(jī)的負(fù)載功率進(jìn)行跟蹤，當(dāng)負(fù)載功率大于或小于發(fā)動機(jī)經(jīng)濟(jì)區(qū)域所能輸出的功率時，電池組可以通過充放電對該功率差額進(jìn)行緩沖和補(bǔ)償。具體來說就是兼顧發(fā)動機(jī)和電池的效率，實(shí)現(xiàn)整車效率最優(yōu)。SOC的修正過程為：首先估算需求的發(fā)動機(jī)輸出功率，用來滿足車輛驅(qū)動系統(tǒng)和附件的要求。3部分的功能是使發(fā)動機(jī)在控制文件預(yù)先確定的最佳效率下的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩處工作。當(dāng)SOC低于某一個限值時，APU應(yīng)該開啟。圖41為恒溫器控制策略［１４］的模型，從圖中可以看出，該控制策略與蓄電池SOC值、需求發(fā)動機(jī)的功率、發(fā)動機(jī)前一工作狀態(tài)等參數(shù)有關(guān)，根據(jù)從功率總線向發(fā)動機(jī)的功率請求，計算出所需要的發(fā)動機(jī)的功率，從而滿足汽車驅(qū)動和附屬設(shè)備的需求?！妱訖C(jī)組單獨(dú)驅(qū)動模式當(dāng)汽車處于正常行駛時，如果此時發(fā)動機(jī)工作于高效率區(qū)，而且它提供的能量可以滿足汽車的需要，則采用這種驅(qū)動模式，此時發(fā)動機(jī)—電動機(jī)組發(fā)出的電能能直接驅(qū)動電動機(jī)，電動機(jī)在驅(qū)動車輪實(shí)現(xiàn)汽車行駛，發(fā)動機(jī)—電動機(jī)組輸出功率等于汽車負(fù)載功率。動力電池組管理系統(tǒng)一般采用先進(jìn)的微處理器進(jìn)行控制，通過標(biāo)準(zhǔn)通信接口和控制模塊對動力電池組進(jìn)行管理：監(jiān)視動力電池組的雙向的總電壓和電流、動力電池組的溫升，并通過液晶顯示或其他顯示裝置，動態(tài)顯示總電壓、電流、溫升的變化，避免動力電池組過充電或過放電，使動力電池組不會受到認(rèn)為的損壞。4．發(fā)動機(jī)的控制系統(tǒng)開發(fā)混合動力碼頭牽引車的目的就是解決節(jié)能和環(huán)保問題，因此混合動力碼頭車必須圍繞著節(jié)能和環(huán)保來選擇所需要的發(fā)動機(jī)，發(fā)動機(jī)的動力性、經(jīng)濟(jì)性和排放是選擇發(fā)動機(jī)的基本內(nèi)容。矢量控制方式可以對交流電動機(jī)進(jìn)行高性能的控制，采用矢量控制方式不僅使交流電動機(jī)在調(diào)速范圍內(nèi)可以達(dá)到直流電動機(jī)的水平，而且可以控制交流電動機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩。在混合動力碼頭車上是采用電源—電源轉(zhuǎn)換器—驅(qū)動電動機(jī)的動力系統(tǒng)，是屬于電力驅(qū)動技術(shù)范疇，因此，對混合動力汽車驅(qū)動電動機(jī)的控制和智能控制的研究，是混合動力汽車的關(guān)鍵技術(shù)。根據(jù)車輛的狀態(tài)，確定發(fā)動機(jī)的啟動或關(guān)閉，并根據(jù)電池管理系統(tǒng)模塊反饋的信息，指令柴油機(jī)—發(fā)電機(jī)組發(fā)電，補(bǔ)充動力電池組的電量等。在串聯(lián)式混合動力碼頭牽引車運(yùn)行時時，中央控制器的多能源動力總成管理模塊，對動力電池組的充、放電，動力電池組中每個電池狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控和檢查。（3）電動機(jī)和驅(qū)動系統(tǒng)：電動機(jī)和電動機(jī)驅(qū)動控制系統(tǒng)的控制系統(tǒng)?；旌蟿恿ζ囈话闶莾?nèi)燃機(jī)汽車的替代和延伸，繼承和沿用了很大一部分內(nèi)燃機(jī)汽車的傳動系統(tǒng)，保留了人們已經(jīng)習(xí)慣的內(nèi)燃機(jī)汽車的操縱裝置，包括發(fā)動機(jī)控制裝置加速踏板（控制發(fā)動機(jī)的節(jié)氣門和電動機(jī)）、制動踏板（控制制動反饋和機(jī)械式ABS制動）、離合器、制動離合器、變速器的操縱裝置等。發(fā)動機(jī)與電動機(jī)的動力系統(tǒng)應(yīng)進(jìn)行最有效的組合和實(shí)現(xiàn)最佳匹配，發(fā)動機(jī)和驅(qū)動系統(tǒng)，電動機(jī)和驅(qū)動系統(tǒng)都能具有高效率，能夠回收再生制動能量，延長混合動力碼頭車的行駛里程，改進(jìn)混合動力碼頭車的節(jié)能性。）4 串聯(lián)式混合動力碼頭車總成控制策略1．使混合動力碼頭車的動力性能能夠達(dá)到或接近現(xiàn)代碼頭牽引車的水平，逐步實(shí)現(xiàn)混合動力碼頭牽引車的實(shí)用化。由于時間、設(shè)備關(guān)系，現(xiàn)在無法進(jìn)行以上工作，只有通過最高車速的功率需求來估算發(fā)動機(jī)的功率。發(fā)動機(jī)功率的選擇主要取決于車輛所需驅(qū)動功率的分布情況，以及電動機(jī)及其控制器效率、發(fā)動機(jī)－發(fā)電機(jī)系統(tǒng)及其控制器的效率。圖315 車輛爬坡度曲線由圖315可見，％，％有所提高。 如前所述，由于驅(qū)動電機(jī)A和驅(qū)動電機(jī)B的額定功率相同，故其最高車速也相同。另外，僅電機(jī)擴(kuò)大恒功率區(qū)系數(shù)增大時，由式（311）知電機(jī)的峰值功率始終保持不變；僅電機(jī)過載系數(shù)增大時，由式（312）知電機(jī)的峰值功率不斷增大。因此出于加速性能及成本的綜合考慮，驅(qū)動電機(jī)過載系數(shù)時比較合適。綜合以上分析結(jié)果，認(rèn)為驅(qū)動電機(jī)擴(kuò)大恒功率區(qū)系數(shù)時比較合適。驅(qū)動電機(jī)峰值功率保持恒定即電機(jī)過載系數(shù)一定（）時，電機(jī)的擴(kuò)大恒功率區(qū)系數(shù)對整車加速時間的影響 （311）由式（311）可以看出，當(dāng)驅(qū)動電機(jī)峰值功率不變時，峰值轉(zhuǎn)矩與電機(jī)恒功率區(qū)系數(shù)呈正比例線性關(guān)系。根據(jù)汽車的行駛方程式可知： （38）可得 （39）計算爬坡度時，略去(9)式的第4項，這樣爬坡度的計算公式為 （310）帶入?yún)?shù)，計算得到速度—最大爬坡度曲線如圖8所示：圖37 車輛爬坡度曲線由圖37可見，％，％的爬坡度。所以其最大爬坡度達(dá)不到18%，其最大爬坡度約為：＝％為能達(dá)到原車的爬坡要求，我們可使改裝后的最大牽引力等于N?？紤]到爬大坡時液力變矩器的渦輪轉(zhuǎn)速應(yīng)低于泵輪轉(zhuǎn)速（即為發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速）， Km/h，風(fēng)阻可忽略不計。因此這里不將最大爬坡度作為確定驅(qū)動電機(jī)峰值轉(zhuǎn)矩的設(shè)計指標(biāo)，而僅討論一下驅(qū)動電機(jī)峰值轉(zhuǎn)矩=。驅(qū)動電機(jī)A的參數(shù)如表32所示：表32 串聯(lián)混合動力驅(qū)動電動機(jī)A的參數(shù)類型三相交流異步感應(yīng)電機(jī)控制特性矢量控制，基速以下恒轉(zhuǎn)矩，基速以上恒功率額定功率75kw峰值功率182kw額定轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)速rpm峰值轉(zhuǎn)矩最高轉(zhuǎn)速2600rpm電機(jī)過載系數(shù)電機(jī)擴(kuò)大恒功率區(qū)系數(shù)3由以上系數(shù)可得該電機(jī)A的外特性曲線如下［６］。研究表明一般不采用變速器的電動汽車其驅(qū)動電機(jī)的擴(kuò)大恒功率區(qū)系數(shù)，本車取＝3。電動機(jī)最高轉(zhuǎn)速與額定轉(zhuǎn)速的比值，稱為電動機(jī)擴(kuò)大恒功率區(qū)系數(shù)。原車最大車速為3038 Km/h，改裝成混合動力后，設(shè)定空車最大車速為40 Km/h。若車輛空載時最高車速為＝40 Km/h，則所需功率為22Kw。由于車輛以最高車速運(yùn)行的持續(xù)時間較長，因此驅(qū)動電機(jī)的額定功率應(yīng)滿足車輛以最高車速運(yùn)行時的功率需求。 圖 21發(fā)動機(jī)與馬達(dá)之間配置離合器圖2 2 Canter Eco 混合動力系統(tǒng) 日產(chǎn)小型卡車ATLAS20日產(chǎn)汽車在小型卡車“ATLAS20”中追加了混合動力款，并于2006年5月上市。在正常行駛狀態(tài)下該車以電機(jī)驅(qū)動起步加速，然后切換到柴油機(jī)驅(qū)動模式；當(dāng)需求轉(zhuǎn)矩較大時，電動機(jī)和發(fā)動機(jī)同時工作，整車工作在混合驅(qū)動模式；在遇到紅燈或者裝卸貨物等怠速情況下，發(fā)動機(jī)自動熄火。該混合動力系統(tǒng)由發(fā)動機(jī)、起動器、驅(qū)動電機(jī)兼發(fā)電機(jī)，以及電控單元構(gòu)成（如圖21所示）。上世紀(jì)90年代以來，混合電動汽車的開發(fā)得到了歐美及日本等許多發(fā)達(dá)國家的高度重視，在轎車及卡車等方面都托人了大量的人力財力進(jìn)行研究，并已取得了一些重大成果和進(jìn)展，混合動力技術(shù)在汽車工業(yè)發(fā)達(dá)的國家已日趨成熟，有些已經(jīng)進(jìn)入實(shí)用階段?；旌蟿恿ο到y(tǒng)有兩個能量源，同時具有多種運(yùn)行模式（混合驅(qū)動模式、發(fā)動機(jī)單獨(dú)驅(qū)動模式、行駛發(fā)電模式、再生制動模式等）。近年來，能源危機(jī)、環(huán)境污染和溫室效應(yīng)以關(guān)系到國家安全和可持續(xù)發(fā)展，為了從根本上解決這些問題，各國家紛紛著手研究新能源和可替代能源汽車。由于并聯(lián)式驅(qū)動系統(tǒng)的發(fā)動機(jī)工況要受汽車行駛工況的影響，因此不適合汽車行駛工況變化較多、較大的路況；相比串聯(lián)式，需要變速裝置和動力復(fù)合裝置，傳動機(jī)構(gòu)較為復(fù)雜。2．并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)并聯(lián)式混合動力汽車可有發(fā)電機(jī)和電動機(jī)共同驅(qū)動或各自單獨(dú)驅(qū)動。串聯(lián)式結(jié)構(gòu)可使發(fā)動機(jī)不受汽車行駛工況的影響，始終在其最佳的工作區(qū)穩(wěn)定運(yùn)行，因此，可使汽車的油耗和排污降低。目前世界各國研究開發(fā)的混合動力汽車有不同的結(jié)構(gòu)形式，根據(jù)其動力傳動系統(tǒng)的配置和組合方式不同，分為串聯(lián)式、并聯(lián)式和混聯(lián)式3種組合方式，各自的結(jié)構(gòu)形式和特點(diǎn)如下[3]。一般轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒效率比較高，排放也比較潔凈，采用不同的發(fā)動機(jī)就可以組成不同的混合動力汽車。本課題通過與中國集裝箱集團(tuán)、安乃達(dá)電機(jī)有限公司合作，結(jié)合碼頭牽引車輛的實(shí)際行駛特點(diǎn)，對碼頭牽引混合動力系統(tǒng)進(jìn)行研究，重點(diǎn)研究動力系統(tǒng)總成及仿真技術(shù)平臺；整車能源管理與協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)、儲能元件的能量管理系統(tǒng)、牽引電機(jī)控制系統(tǒng)；并最終實(shí)現(xiàn)整車混合動力系統(tǒng)的工程化和產(chǎn)業(yè)化。因此，針對現(xiàn)有的碼頭牽引車進(jìn)行混合動力設(shè)計，減少排放并提高燃油利用率，對于建設(shè)節(jié)約型港口，乃至建立節(jié)約型社會都具有重要意義[2]。我國90%以上的外貿(mào)貨運(yùn)要依靠港口實(shí)現(xiàn)，而主要的運(yùn)輸方式就是集裝箱，2006年上半年，%，并依然保持著較高增長態(tài)勢。專家預(yù)測，在未來十年內(nèi)將可能有40%的燃油汽車實(shí)現(xiàn)混合動力驅(qū)動?；旌蟿恿ζ囯m然沒有實(shí)現(xiàn)零排放，但其動力性、經(jīng)濟(jì)性和排放等綜合指標(biāo)均能滿足當(dāng)前各國苛刻的法規(guī)要求，可緩解汽車需求與環(huán)境污染及石油短缺的矛盾。受現(xiàn)在科技條件所限制，純電動汽車和燃料汽車很難實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，而融合內(nèi)燃機(jī)汽車和電動汽車優(yōu)點(diǎn)的混合動力汽車，在世界范圍內(nèi)成為新型汽車開發(fā)得熱點(diǎn)。s method in kind, then both timeconsuming and takes the trouble, the price is expensive, and the effect is not good. Analyzes the simulation and the experiment in the research and development process is similarly important, has the unreplaceable function, to analyzes the simulation result through the prototypical experiment in kind to carry on the confirmation and the revision, optimizes repeatedly to the system, thus advances the research and development advancement powerfully.Key Words: Hybrid terminal tractor,Drive motor parameters,Vehicle dynamic analysis目 錄1 概述 12 混合動力汽車的結(jié)構(gòu)分析 4 4 4 5 Volvo重型卡車 6 三菱Canter Eco輕型卡車 6 日產(chǎn)小型卡車ATLAS20 73 串聯(lián)式混合動力碼頭車動力裝置參數(shù)的選定 9 9 9 9 10 10 11 16— 行駛阻力平衡圖和功率平衡圖 17 電機(jī)擴(kuò)大恒功率區(qū)系數(shù)和過載系數(shù)對加速時間的影響 19 19 21 22 22 23 264 串聯(lián)式混合動力碼頭車總成控制策略 27 27 27 29 30 30 30 串聯(lián)式混合動力碼頭車發(fā)動機(jī)的控制策略 315 結(jié)論及展望 33 33 33參考文獻(xiàn)： 34致 謝 36英文資料與翻譯 37譯文 5264天津工程師范學(xué)院2009屆本科畢業(yè)生論文1 概述隨著世界范圍內(nèi)能源危機(jī)和環(huán)境污染問題的出現(xiàn)，節(jié)能和環(huán)保成為汽車工業(yè)所面臨的最大挑戰(zhàn)。在研發(fā)過程中分析仿真與試驗同樣重要，都具有不可替代的作用，通過實(shí)物樣機(jī)試驗對分析仿真結(jié)果進(jìn)行驗證與修正，對系統(tǒng)反復(fù)優(yōu)化，從而有力地推進(jìn)研發(fā)進(jìn)程。分析與仿真的主要作用是在進(jìn)行昂貴且費(fèi)時的原型實(shí)驗之前對物理系統(tǒng)的性能進(jìn)行模擬分析，工程設(shè)計人員可以利用它全面地評估其設(shè)計，并通過它發(fā)現(xiàn)設(shè)計中的一些問題，而這些問題通過測量和實(shí)驗是不易發(fā)現(xiàn)的。混合動力汽車將至少在30年內(nèi)都是汽車工業(yè)最切實(shí)可行的解決能源和污染問題的途徑。學(xué)?？梢怨颊撐模ㄔO(shè)計）的全部或部分內(nèi)容。據(jù)我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文（設(shè)計）不包含其他個人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。對本論文（設(shè)計）的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中作了明確說明并表示謝意。保密的論文（設(shè)計）在解密后適用本規(guī)定。碼頭牽引車運(yùn)行速度低，起停頻繁，且長時間怠速，導(dǎo)致其燃油經(jīng)濟(jì)性差，排放高。分析與仿真技術(shù)不僅可以節(jié)省大量開發(fā)費(fèi)用，而且提高了復(fù)雜系統(tǒng)的系統(tǒng)級優(yōu)化水平。關(guān)鍵詞：混合動力碼頭牽引車，驅(qū)動電機(jī)參數(shù)，車輛動力性分析ABSTRACTHybrid electric vehicle developed rapidly in recent years and has achieved industrialization. Hybrid Electric Vehicle will be at least 30 years in the automotive industry are the most practical solution to energy and pollution problems. Lowspeed terminal tractor, since the frequent stops and idling time, resulting in poor fuel economy, emissions high. The development of hybrid terminal tractor, its fuelefficient vehicle emission reduction effect is more obvious than the other. In this paper, the use of motor vehiclerelated theory by puter simulation analysis to determine the hybrid electric