新型车辆动力系统仿真及控制技术实验室简介.ppt

1、牛牛牛牛继继高高高高 工学博士工学博士工学博士工学博士中原工学院机中原工学院机中原工学院机中原工学院机电电学院学院学院学院车辆车辆工程系工程系工程系工程系新型新型新型新型车辆动车辆动力系力系力系力系统统仿真及控制技仿真及控制技仿真及控制技仿真及控制技术实验术实验室室室室2022202220222022年年年年11111111月月月月10101010日日日日新型车辆动力系统新型车辆动力系统仿真及控制技术实验室介绍仿真及控制技术实验室介绍 Page 22022/11/101234合作方式合作方式合作方式合作方式合作领域合作领域合作领域合作领域项目鉴定项目鉴定项目鉴定项目鉴定/专利申请专利申请专利申

2、请专利申请合作领域合作领域合作领域合作领域控制系统设计与开发控制系统设计与开发控制系统设计与开发控制系统设计与开发5合作领域合作领域合作领域合作领域新能源汽车建模与仿真新能源汽车建模与仿真新能源汽车建模与仿真新能源汽车建模与仿真团队合作与项目经历团队合作与项目经历团队合作与项目经历团队合作与项目经历 Page 3在传统内燃机汽车继续发展完善的基础上，开发节能、环保的新能源电动汽车已成为各国政府、汽车生产商、相关高校车辆专业的重点发展方向。地面交通工具技术路线图新能源汽新能源汽车的的发展展趋势2022/11/10 Page 4特斯拉纯电动汽车特斯拉纯电动汽车特斯拉纯电动汽车特斯拉纯电动汽车宝马纯

3、电动汽车宝马纯电动汽车宝马纯电动汽车宝马纯电动汽车比亚迪纯电动汽车比亚迪纯电动汽车比亚迪纯电动汽车比亚迪纯电动汽车江淮纯电动汽车江淮纯电动汽车江淮纯电动汽车江淮纯电动汽车2022/11/10新能源汽新能源汽车纯电动汽汽车（EV）Page 52022/11/10动力电池的能量管理系统（动力电池的能量管理系统（动力电池的能量管理系统（动力电池的能量管理系统（BMSBMS）电机驱动控制系统（电机驱动控制系统（电机驱动控制系统（电机驱动控制系统（MCUMCU）整车控制系统（整车控制系统（整车控制系统（整车控制系统（VCUVCU）新能源汽新能源汽车纯电动汽汽车的三大核心技的三大核心技术 Page 6混合

4、动力公交车混合动力公交车混合动力公交车混合动力公交车混合动力轿车（上海）混合动力轿车（上海）混合动力轿车（上海）混合动力轿车（上海）混合动力轿车（混合动力轿车（混合动力轿车（混合动力轿车（PriusPrius）2022/11/10新能源汽新能源汽车混合混合动力汽力汽车（HEV）Page 7混联式混联式混联式混联式HEVHEV驱动系统驱动系统驱动系统驱动系统双轴并联式双轴并联式双轴并联式双轴并联式HEVHEV驱动系统驱动系统驱动系统驱动系统串联式串联式串联式串联式HEVHEV驱动系统驱动系统驱动系统驱动系统2022/11/10新能源汽新能源汽车混合混合动力汽力汽车（HEV）Page 8新能源汽新

5、能源汽车插插电式混合式混合动力汽力汽车（PHEV）2022/11/10 Page 9新能源汽新能源汽车增程式增程式电动汽汽车（EREV）通用通用通用通用-雪佛兰雪佛兰雪佛兰雪佛兰 Volt Volt 增程式电动汽车增程式电动汽车增程式电动汽车增程式电动汽车VoltVolt 纯电动驱动系统纯电动驱动系统纯电动驱动系统纯电动驱动系统2022/11/10 Page 10新能源汽新能源汽车增程式增程式电动汽汽车（EREV）E-REVE-REV动动力系力系力系力系统统方案确定及其工作模式分析方案确定及其工作模式分析方案确定及其工作模式分析方案确定及其工作模式分析采用串采用串采用串采用串联联式式式式动动力

6、系力系力系力系统结统结构方案构方案构方案构方案蓄蓄蓄蓄电电池池池池单单独独独独驱动驱动模模模模式式式式发动发动机机机机单单独独独独驱动驱动模模模模式式式式双双双双动动力源力源力源力源驱动驱动模式模式模式模式行行行行车车充充充充电电驱动驱动模式模式模式模式制制制制动动能量能量能量能量回回回回馈馈模式模式模式模式串串串串联联型型型型E-REVE-REV的工作模式分的工作模式分的工作模式分的工作模式分析析析析2022/11/10 Page 11新能源汽新能源汽车燃料燃料电池池电动汽汽车（FCEV）燃料电池基本原理燃料电池基本原理燃料电池基本原理燃料电池基本原理2022/11/10 Page 12新能

7、源汽新能源汽车燃料燃料电池池电动汽汽车（FCEV）同济大学研发的燃料电池发动机同济大学研发的燃料电池发动机同济大学研发的燃料电池发动机同济大学研发的燃料电池发动机2022/11/10 Page 13新能源汽新能源汽车燃料燃料电池池电动汽汽车（FCEV）军工上的应用军工上的应用军工上的应用军工上的应用空间领域的应用空间领域的应用空间领域的应用空间领域的应用家庭应用家庭应用家庭应用家庭应用开发的燃料电池发电机组开发的燃料电池发电机组开发的燃料电池发电机组开发的燃料电池发电机组2022/11/10 Page 14新能源汽新能源汽车燃料燃料电池池电动汽汽车（FCEV）n n燃料电池汽车是当今世界各大汽

8、车生产商研究的热点燃料电池汽车是当今世界各大汽车生产商研究的热点燃料电池汽车是当今世界各大汽车生产商研究的热点燃料电池汽车是当今世界各大汽车生产商研究的热点2022/11/10 Page 15新能源汽新能源汽车技技术瓶瓶颈l l 动力电池性能及其管理系统动力电池性能及其管理系统 比功率，比能量较低，限制了续驶里程；比功率，比能量较低，限制了续驶里程；SOCSOC估计，电池热管理等估计，电池热管理等l l 电机性能及其控制系统电机性能及其控制系统 外特性，机械结构的改变；高电压，大电流，控制算法等外特性，机械结构的改变；高电压，大电流，控制算法等l l 整车能量管理整车能量管理 能量管理策略是整

9、车控制的核心，直接关系到新能源汽车的经济能量管理策略是整车控制的核心，直接关系到新能源汽车的经济 性、动力性以及适应复杂工况的能力，是实现车辆低油耗和低排性、动力性以及适应复杂工况的能力，是实现车辆低油耗和低排 放等目标的关键所在。放等目标的关键所在。2022/11/10 Page 16参与的参与的项目目燃料电池应急电源系统设计与开发燃料电池应急电源系统设计与开发燃料电池应急电源主回路电气原理图燃料电池应急电源主回路电气原理图燃料电池应急电源主回路电气原理图燃料电池应急电源主回路电气原理图2022/11/10 Page 17参与的参与的项目目燃料电池应急电源系统设计与开发燃料电池应急电源系统设

10、计与开发EPSEPS控制系统整体结构框图控制系统整体结构框图控制系统整体结构框图控制系统整体结构框图2022/11/10 Page 18参与的参与的项目目燃料电池应急电源系统设计与开发燃料电池应急电源系统设计与开发DC/DCDC/DC磷酸铁锂电池组磷酸铁锂电池组磷酸铁锂电池组磷酸铁锂电池组DC/ACDC/AC逆变器逆变器逆变器逆变器1kW1kW燃料电池堆燃料电池堆燃料电池堆燃料电池堆DSP2812DSP2812控制系统控制系统控制系统控制系统2022/11/10 Page 19参与的参与的项目目增程式燃料增程式燃料电池微型池微型车设计与开发设计与开发裸车照片裸车照片裸车照片裸车照片2022/1

11、1/10 Page 20参与的参与的项目目增程式燃料增程式燃料电池微型池微型车设计与开发设计与开发改装后改装后改装后改装后改装前改装前改装前改装前2022/11/10 Page 21参与的参与的项目目增程式燃料增程式燃料电池微型池微型车设计与开发设计与开发控制原理示意图控制原理示意图控制原理示意图控制原理示意图2022/11/10 Page 22参与的参与的项目目增程式燃料增程式燃料电池微型池微型车设计与开发设计与开发整整整整车车车车控控控控制制制制方方方方案案案案2022/11/10 Page 23参与的参与的项目目增程式燃料增程式燃料电池微型池微型车设计与开发设计与开发动力电池组动力电池组

12、动力电池组动力电池组高压供氢系统高压供氢系统高压供氢系统高压供氢系统燃料电池系统燃料电池系统燃料电池系统燃料电池系统DC/DCDC/DC变换器变换器变换器变换器液晶仪表显示器液晶仪表显示器液晶仪表显示器液晶仪表显示器增程器控制器增程器控制器增程器控制器增程器控制器2022/11/10 Page 24参与的参与的项目目增程式燃料增程式燃料电池微型池微型车设计与开发设计与开发研发团队合影照片研发团队合影照片研发团队合影照片研发团队合影照片上海世博会参展照片上海世博会参展照片上海世博会参展照片上海世博会参展照片原教育部副部长试驾照片原教育部副部长试驾照片原教育部副部长试驾照片原教育部副部长试驾照片2

13、022/11/10 Page 25参与的参与的项目目永磁无刷直流电机控制器设计与开发永磁无刷直流电机控制器设计与开发船用电机控制器船用电机控制器船用电机控制器船用电机控制器电机控制器（调试阶段）电机控制器（调试阶段）电机控制器（调试阶段）电机控制器（调试阶段）2022/11/10 Page 26参与的参与的项目目十二五面向示范的燃料电池轿车及其关键技术十二五面向示范的燃料电池轿车及其关键技术子课题：混合模式对动力系统平台性能的影响子课题：混合模式对动力系统平台性能的影响子课题：混合模式对动力系统平台性能的影响子课题：混合模式对动力系统平台性能的影响研究内容 建立典型工况条件下动力系统不同混合模

14、式的对比分析评价体系，分析混合模式对系统性能、控制效果的影响。研究现状 北京汽车研究总院有限公司的林逸等人基于中国客车典型循环工况建立了燃料电池混合动力系统的优化模型，分析了燃料电池发动机与动力蓄电池之间的功率分配比对整车燃料经济性的影响，为燃料电池混合动力汽车的构型提供指导。北京工业大学刘旭东博士从混合比的角度对串联式混合动力电动汽车（SHEV）进行了分析研究，在不同的混合比下对SHEV的百公里油耗、动力性能、蓄电池组工作效率以及行驶性能进行了仿真分析。2022/11/10 Page 27参与的参与的项目目十二五面向示范的燃料电池轿车及其关键技术十二五面向示范的燃料电池轿车及其关键技术利用利

15、用利用利用Matlab/SimulinkMatlab/Simulink软件建立的控制策略模型软件建立的控制策略模型软件建立的控制策略模型软件建立的控制策略模型2022/11/10 Page 28参与的参与的项目目十二五面向示范的燃料电池轿车及其关键技术十二五面向示范的燃料电池轿车及其关键技术利用利用利用利用CruiseCruise软件建立的软件建立的软件建立的软件建立的FCEVFCEV整车模型整车模型整车模型整车模型2022/11/10 Page 29参与的参与的项目目十二五面向示范的燃料电池轿车及其关键技术十二五面向示范的燃料电池轿车及其关键技术锂电锂电池池池池燃料燃料燃料燃料电电池功池功池

16、功池功率率率率/最小功率最小功率最小功率最小功率限制限制限制限制/kW/kW混合度混合度混合度混合度动动力源部件力源部件力源部件力源部件质质量量量量试验质试验质量量量量/kg/kg容量容量容量容量/A/A h h功率功率功率功率/最大充最大充最大充最大充电电功率功率功率功率kWkW电电池池池池/kg/kg燃料燃料燃料燃料电电池池池池/kg/kg0 00 01001000 00 0400400229322935 510/13.1610/13.1690/990/90.10.1|min|min292936036022822282101020/26.3220/26.3280/880/80.20.2585832032022712271151530/39.4830/39.4870/770/70.30.3878728028022602260202040/52.6440/52.6460/660/60.40.411611624024022492249252550/65.850/65.850/550/50.50.514514520020022382238303060/78.9660/78.9640/440