【文章內(nèi)容簡介】 ，得出的結(jié)論是: 在國內(nèi)使用的Hybrid電動(dòng)車，才有可能滿足上述要求。電動(dòng)車的發(fā)展史幾乎和內(nèi)燃機(jī)一樣長，但在此之前不能普及的根本原因，就是電池雖經(jīng)過100年左右的改進(jìn)，限于其基本原理不能有突破性的發(fā)展，至今為止，蓄電池的能量密度和功率密度仍不能滿足車輛要求。另一方面，內(nèi)燃機(jī)的性能則得到極大的改善，相比之下，電動(dòng)車在技術(shù)性能上遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于內(nèi)燃機(jī)車輛。電動(dòng)車的運(yùn)行中，更換電池的費(fèi)用是非常大的。電池在使用過程中維護(hù)的麻煩，也不是所有的用戶都可以接受的。但最重要的是，電池的性能沒有可能在短期內(nèi)得到突破性發(fā)展，對(duì)電池的研究和開發(fā)工作也不是我們力所能及的，如果一定要糾纏在電池的問題上，電動(dòng)車的專案是很難成功的。因此我們將研究的重點(diǎn)方向轉(zhuǎn)移，在新型的Hybrid電動(dòng)車上，由于採用了混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)模式，減輕了電池的重量，極大的延長了電池的壽命，使其壽命達(dá)到30萬公里以上。免除了繁復(fù)的維護(hù)和更換工作。對(duì)電動(dòng)車來說，目前存在的最大問題依然是電池的使用壽命。超級(jí)電容的貯能量平均為電池十分之一，從資料上來分析是不可能代替電池的，但如果運(yùn)用在作為混合動(dòng)力電動(dòng)公車上，用來輔助鉛酸蓄電池工作，可以有非常好的效果， 如果采用鉛酸蓄電池+超級(jí)電容的方案，最適宜用做雙層巴士及超低底盤公車，可以大幅度減小蓄電池容量，提高制動(dòng)能量回收效率。216。 貯能方案的確定：比較上面各種貯能方案，我們最后確定選用GP生產(chǎn)的60AH大電流充放電鎳氫電池，最高可用10C的電量充放電，電池組的體積和重量僅為常規(guī)設(shè)計(jì)的一半。為了提高電池的使用壽命，特別是為了保證電池在使用后期性能下降后，仍能滿足車輛加速性能，我們?cè)谠O(shè)計(jì)上最大充放電為5C。由于使用了ECU超級(jí)能源控制系統(tǒng)，電池組的使用壽命在無需維護(hù)的情況下，可達(dá)三年或保證行駛逾30萬公里！最新設(shè)計(jì)的ECU採用了高可靠性的控制概念，這種控制方式與我們即將開發(fā)的水冷式變頻器配合使用，可以令電車的可靠性大為提高。在極端的情況下，全新方案設(shè)計(jì)的混合動(dòng)力電車仍然可以按以下模式運(yùn)行：216。 驅(qū)動(dòng)電機(jī)技術(shù)● 加大電動(dòng)汽車電機(jī)研發(fā)力度。改進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、電磁設(shè)計(jì)和散熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)，以及控制器的電磁相容設(shè)計(jì)；進(jìn)一步提高電機(jī)的比功率、效率，降低噪音和溫升，加強(qiáng)耐久性和可靠性研究；解決開關(guān)磁阻驅(qū)動(dòng)電機(jī)力矩波動(dòng)、永磁驅(qū)動(dòng)電機(jī)去磁和力矩波動(dòng)等問題，提高電流線性度和超載能力?！?加強(qiáng)客車用電機(jī)及其控制系統(tǒng)的性能優(yōu)化及其與整車的匹配，并重視可靠性研究?！?在轎車用電機(jī)及其控制系統(tǒng)研發(fā)中要綜合考慮體積、重量、功率、溫升、工作環(huán)境、材料與工藝結(jié)構(gòu)等方面的較高要求，提高峰值功率，儘快使性能達(dá)到整車要求?！?在驅(qū)動(dòng)電機(jī)研發(fā)中要充分考慮工程化、產(chǎn)品化需要，加強(qiáng)電機(jī)與控制器、整車課題單位之間的合作，提高配套制造能力。a. 如APU發(fā)生故障(或燃油耗盡時(shí))，電池組提供的能量可以維持繼續(xù)行駛30km以上，足夠返回維修基地。b. 在電池組發(fā)生故障時(shí)(實(shí)際上由于有ECU系統(tǒng)的作用，電池組突發(fā)性故障的可能性非常低)，ECU會(huì)協(xié)調(diào)控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出電力，令電動(dòng)車可以維持達(dá)50km/hr以下的速度繼續(xù)行駛。由原理圖可見,ECU主要是從主電池組取得剩餘電量資料，再按照即定的方案來控制APU的輸出功率及驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出功率。控制項(xiàng)目車 匙 位 置說 明ACCONSTAR電池監(jiān)測電路ONON驅(qū)動(dòng)電機(jī)變頻器ON需經(jīng)STAR后接通空調(diào)電機(jī)變頻器ON同時(shí)受ECU系統(tǒng)電量控輔助變頻器ON需經(jīng)TAR后接通空氣壓縮機(jī)同時(shí)受壓力開關(guān)控制方向機(jī)油泵ON同時(shí)受行車方向控制DC/DC轉(zhuǎn)換器ON車燈系/低壓電器ON電池均流電路ON同時(shí)受ECU檢測壓差控制216。 APU的控制APU的工作狀態(tài)取決于電池的電量。在ECU系統(tǒng)中，我們將電池的的剩餘電量取4個(gè)動(dòng)作點(diǎn)，分別是35%、40%、80%及85%，至于取這幾個(gè)點(diǎn)的原因是我們綜合了大量的電池資料及使用經(jīng)驗(yàn)而定；這里不做詳細(xì)解釋。電池電量及功率輸出控制比例表電池電量及功率輸出控制比例表電池組剩余電量%APU的輸出功率驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率輸空調(diào)電機(jī)的工況85OFF OFF100% ON8025% OFF100% ON7550% 50%100% ON7075% 100%100% ON60100% 100%75% ON35100% 100%50% OFF216。 ECU中的放電電流均衡電路真正的BMS管理系統(tǒng)對(duì)于電池管理系統(tǒng)來說，監(jiān)控的作用遠(yuǎn)不如直接在車輛運(yùn)行中，即時(shí)對(duì)容量小的電池補(bǔ)充電來得有效。如果能實(shí)現(xiàn)1C的均衡補(bǔ)充電流，電池組的容量偏差值便可容許達(dá)35%以上，這樣的結(jié)果是大大減少了電池的維修工作，整體電池使用壽命可提高達(dá)50%以上。在我們的設(shè)計(jì)中，採用了1C的補(bǔ)充電流，電路的工作原理是當(dāng)ECU檢測到在放電狀態(tài)中，任何比最高電壓單體(12V電池) 相差約10%的電壓時(shí)，即起動(dòng)相對(duì)應(yīng)的均壓補(bǔ)充電路工作。系統(tǒng)中一共有40個(gè)相等輸出電壓的均流電路，每一路輸出最大電流可達(dá)45A。與之相連的任何電池低于平均值電壓10%時(shí)即有持續(xù)45A的電流輸入補(bǔ)充，電壓越低的電池得到的補(bǔ)充電量越多，這樣就達(dá)到了均流/均壓目的。ECU最大的均流功率為8KW, 足以補(bǔ)償總數(shù)量達(dá)三分之一的容量偏小的12V電池組。7. ECU系統(tǒng)主要技術(shù)規(guī)格表 項(xiàng)目名稱 詳細(xì)技術(shù)規(guī)格 額定輸出額定容量(KVA) 10額定電流(A) 45A最大電流(A) 50A(5min)額定電壓(V) 12輸出端數(shù)目(組) 28DC/(A) 45DC/DC27V(A) 45 輸 入額定電壓(V) DC336V (APU550V)額定電流(A) 100APU功率(額定/最大) 55/60KW 主 要技術(shù) 性 能適用電池類型 SLA. NiCad. NMH. LiLon適用電池規(guī)格 83AH/480V(也可用於其他電壓)放電資料檢測放電時(shí)檢測每一個(gè)電池端電壓并記錄低于最高值的電池，同時(shí)啟動(dòng)均壓補(bǔ)充電路。電池故障報(bào)警任何一個(gè)電池的工作電壓低于最低值時(shí)報(bào)警。沖入電量顯示記憶總輸入電池的電量，輸入密碼方可清除。發(fā)電時(shí)最大補(bǔ)充電流 50AAPU控制功率 (kw) 2060電池剩余容量顯示 0%至100%其他功能觸摸屏規(guī)格。資料輸出介面配標(biāo)準(zhǔn)R232介面與個(gè)人計(jì)算器進(jìn)行通訊和列印。資料修改功能用觸摸屏修改各項(xiàng)參數(shù)。資料保護(hù)功能需輸入4位元數(shù)密碼才能修改。規(guī)格外型尺寸(mm) **整機(jī)凈重(kg) 約20安 全保護(hù)超載保護(hù)超過額定負(fù)載120%及3min后動(dòng)作過熱保護(hù)主散熱器超溫或冷卻風(fēng)扇故障時(shí)保護(hù)及報(bào)警。電池開路保護(hù)電池接線端子斷開或內(nèi)部開路時(shí)報(bào)警。電池漏電保護(hù)電池對(duì)車殼漏電電流超過30MA時(shí)報(bào)警。ECU系統(tǒng)成本對(duì)照表項(xiàng)目規(guī)格國外同類產(chǎn)品價(jià)備注車載式充電機(jī)550V/100A(55kw)$50,000VMS控制器55kw$15,000控制APUBMS控制器12V/40路監(jiān)控系統(tǒng)$50,000DC/DC轉(zhuǎn)換器$6,000DC/DC轉(zhuǎn)換器27V/45A$11,000AH電量表$1,000直流電量表500A$300超級(jí)電容控制器略$35,000合 計(jì)$ECU系統(tǒng)有以上全部功能$以上全部功能注：超級(jí)電容與電池并聯(lián)可以延長電池的使用壽命，但同樣地電池和電容工作在同一狀態(tài)，因此對(duì)壽命的提高相當(dāng)有限，計(jì)算的結(jié)果是與ECU一起使用可延長50%左右。但我們?cè)贓CU中增加了超級(jí)電容控制器線路功能之后，電池的充放電電流進(jìn)一步減少了70%。最保守的計(jì)算，電池的使用壽命可由原來的410萬公里提高到30萬公里(視電池類型而定)，完全可以滿足用戶的要求。四. 混合電動(dòng)城市公交客車的市場分析和預(yù)測 從技術(shù)角度來分析，我們認(rèn)為直至2008/2009年，作為公車市場，仍會(huì)以混合動(dòng)力電車為主導(dǎo)，因?yàn)樵?