2014年國內(nèi)新能源汽車產(chǎn)銷突破8萬輛，發(fā)展態(tài)勢喜人。為了使新能源愛好者和初級研發(fā)人員更好地了解新能源汽車的核心技術，筆者結合研發(fā)過程中的經(jīng)驗總結，從新能源汽車分類、模塊規(guī)劃、電控技術和充電設施等方面進行了分析。
1新能源汽車分類
在新能源汽車分類中，“弱混、強混”與“串聯(lián)、并聯(lián)”不同分類方法令非業(yè)內(nèi)人士感到困惑，其實這些名稱是從不同角度給出的解釋、并不矛盾。
1.1消費者角度
消費者角度通常按照混合度進行劃分，可分為起停、弱混、中混、強混、插電和純電動，節(jié)油效果和成本增等指標加如表1所示。表中“-”表示無此功能或較弱、“+”個數(shù)越多表示效果越好，從表中可以看出隨著節(jié)油效果改善、成本增加也較多。
表1 消費者角度分類
1.2技術角度
圖1 技術角度分類
技術角度由簡到繁分為純電動、串聯(lián)混合動力、并聯(lián)混合動力及混聯(lián)混合動力，具體如圖1所示。其中P0表示BSG（Belt starter generator，帶傳動啟停裝置）系統(tǒng)，P1代表ISG（Integrated starter generator，啟動機和發(fā)電機一體化裝置）系統(tǒng)、電機處于發(fā)動機和離合器之間，P2中電機處于離合器和變速器輸入端之間，P3表示電機處于變速器輸出端或布置于后軸，P03表示P0和P3的組合。從統(tǒng)計表中可以看出，各種結構在國內(nèi)外乘用或商用車中均得到廣泛應用，相對來說P2在歐洲比較流行，行星排結構在日系和美系車輛中占主導地位，P03等組合結構在四驅(qū)車輛中應用較為普遍、歐藍德和標致3008均已實現(xiàn)量產(chǎn)。新能源車型選擇應綜合考慮結構復雜性、節(jié)油效果和成本增加，例如由通用、克萊斯勒和寶馬聯(lián)合開發(fā)的三行星排雙模系統(tǒng)，盡管節(jié)油效果較好，但由于結構復雜且成本較高，近十年間的市場表現(xiàn)不盡如人意。
2新能源汽車模塊規(guī)劃
盡管新能源汽車分類復雜，但其中共用的模塊較多，在開發(fā)過程中可采用模塊化方法，共享平臺、提高開發(fā)速度。總體上講，整個新能源汽車可分為三級模塊體系、如圖2所示，一級模塊主要是指執(zhí)行系統(tǒng)，包括充電設備、電動附件、儲能系統(tǒng)、發(fā)動機、發(fā)電機、離合器、驅(qū)動電機和齒輪箱。二級模塊分為執(zhí)行系統(tǒng)和控制系統(tǒng)兩部分，執(zhí)行部分包括充電設備的地面充電機、集電器和車載充電機，儲能系統(tǒng)的單體、電箱和PACK，發(fā)動機部分的氣體機、汽油機和柴油機，發(fā)電機的永磁同步和交流異步，離合器中的干式和濕式，驅(qū)動電機的永磁同步和交流異步，齒輪箱部分的有級式自動變速器（包括AMT、AT和DCT等）、行星排和減速齒輪；二級模塊的控制系統(tǒng)包括BMS、ECU、GCU、CCU、MCU、TCU和VCU，分別表示電池管理系統(tǒng)、發(fā)動機電子控制單元、發(fā)電機控制器、離合器控制單元、電機控制器、變速器控制系統(tǒng)和整車控制器。三級模塊體系中，包括電池單體的功率型和能量型，永磁和異步電機的水冷和風冷形式，控制系統(tǒng)的三級模塊主要包括硬件、底層和應用層軟件。
圖2 三級模塊體系
根據(jù)功能和控制的相似性，三級模塊體系的部分模塊可組成純電動（含增程式）、插電并聯(lián)混動和插電混聯(lián)混動三種平臺架構，例如純電動（含增程式）由充電設備、電動附件、儲能系統(tǒng)、驅(qū)動電機和齒輪箱組成。各平臺模塊的通用性較強，采用平臺和模塊的開發(fā)方法，可共享核心部件資源，提升新能源系統(tǒng)的安全性和可靠性，縮短周期、降低研發(fā)及采購成本。
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