隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展,汽車(chē)的需求不斷增加,預(yù)計(jì)到2030年我國(guó)汽車(chē)保有量將達(dá)到2.7億輛,這將會(huì)導(dǎo)致石油資源過(guò)度消耗,加劇環(huán)境污染。混合動(dòng)力汽車(chē)的節(jié)能環(huán)保、技術(shù)成熟和成本相對(duì)較低的特點(diǎn)將使之成為近期內(nèi)替代傳統(tǒng)汽車(chē)的優(yōu)選方案之一。
插電式串聯(lián)混合動(dòng)力轎車(chē)適用于城市內(nèi)頻繁起步和低速運(yùn)行工況,使發(fā)動(dòng)機(jī)避免了怠速和低速運(yùn)轉(zhuǎn)的工況,從而提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的效率,同時(shí)可以從供電網(wǎng)獲取電能,在一定的行駛距離內(nèi)以純電動(dòng)模式行駛,降低對(duì)石油資源的依賴,減少有害氣體的排放。
驅(qū)動(dòng)電機(jī)選用永磁同步電機(jī),其參數(shù)應(yīng)由整車(chē)參數(shù)及其性能要求決定。相對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)而言,電機(jī)具有一定的過(guò)載能力。選擇電機(jī)功率時(shí)要綜合考慮電機(jī)的額定功率和最大功率,在設(shè)計(jì)中一般根據(jù)最高車(chē)速確定電機(jī)的額定功率,整車(chē)的加速、爬坡性能則與峰值功率密切相關(guān)。
電機(jī)功率越大,整車(chē)的加速和爬坡性能越好,但增大電機(jī)功率將導(dǎo)致電機(jī)的體積和質(zhì)量迅速增加,而且會(huì)使電機(jī)不能經(jīng)常工作在額定功率附近,電機(jī)的效率和功率因數(shù)下降。
混合動(dòng)力轎車(chē)的儲(chǔ)能系統(tǒng)是指動(dòng)力電池、電池控制系統(tǒng)和外接充電系統(tǒng)。磷酸鐵鋰電池以其超長(zhǎng)壽命、使用安全、可大電流快速充放電、耐高溫、大容量、無(wú)記憶效應(yīng)、體積小、質(zhì)量輕和綠色環(huán)保等特點(diǎn)成為當(dāng)前最佳的車(chē)用動(dòng)力電源,因而選用磷酸鐵鋰動(dòng)力電池。
電池的主要參數(shù)包括電壓等級(jí)、容量和最大充放電功率。參數(shù)確定的原則為:電壓要和HEV的電壓等級(jí)和變化范圍一致,容量要滿足HEV在運(yùn)行過(guò)程中對(duì)能量的要求;最大充電功率和放電功率要滿足ISG電機(jī)和電機(jī)的功率要求。
考慮到電機(jī)外電壓,選擇電池端電壓為336V。電池組容量的選擇主要考慮車(chē)輛行駛時(shí)的最大輸出功率和消耗的能量,以保證電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力性和續(xù)駛里程的要求。結(jié)合整車(chē)純電動(dòng)續(xù)駛里程指標(biāo)計(jì)算所需動(dòng)力電池的容量。為避免電池過(guò)度放電,純電動(dòng)續(xù)駛里程一般以電池容量的75%來(lái)計(jì)算。
能源短缺、環(huán)境污染、氣候變暖是全球汽車(chē)產(chǎn)業(yè)面臨的共同挑戰(zhàn),而傳統(tǒng)燃油汽車(chē)的節(jié)能減排技術(shù)已不能滿足社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的需求。發(fā)展新能源汽車(chē)已經(jīng)成為各國(guó)汽車(chē)工業(yè)發(fā)展的必然選擇,以此為出發(fā)點(diǎn),全球正在推動(dòng)一次汽車(chē)動(dòng)力技術(shù)革命。
以美國(guó)為主掀起的插電式混合動(dòng)力汽車(chē)研發(fā)成為近期解決動(dòng)力電池能量密度低、車(chē)輛續(xù)駛里程短的問(wèn)題,達(dá)到城市內(nèi)應(yīng)用零排放目的的有效技術(shù)途徑之一。
隨著石油短缺問(wèn)題日益加劇和溫室效應(yīng)逐年加大,促使各國(guó)政府出臺(tái)越來(lái)越嚴(yán)格的汽車(chē)燃油消耗和排放的控制法規(guī)。如歐洲制定了旨在限制汽車(chē)污染排放的歐和歐標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)新標(biāo)準(zhǔn),未來(lái)歐盟國(guó)家對(duì)本地生產(chǎn)及進(jìn)口汽車(chē)的污染物排放量,特別是氮氧化物和顆粒物排放量的控制將日益嚴(yán)格。
而傳統(tǒng)燃油汽車(chē)的節(jié)能和減排潛力已不能滿足法規(guī)的要求。因此推動(dòng)了新能源汽車(chē)的發(fā)展,開(kāi)始了一次重要的汽車(chē)動(dòng)力技術(shù)革命。新能源汽車(chē)能夠從跟本上減少汽車(chē)對(duì)石油能源的依賴,并大幅度降低排放,將解決制約汽車(chē)工業(yè)發(fā)展的最主要障礙,成為實(shí)現(xiàn)汽車(chē)工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的最主要技術(shù)途徑。