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  • 科梁HIL仿真技术应用动力总成测试解决方案

    科梁HIL仿真技术应用动力总成测试解决方案

    科梁的实时仿真器通过PCI-Express Link将FPGA和CPU利用起来。通过FPGA实现高精度的信号产生/捕抓，兼容工业领先的模型软件包如Gamma Technologies GT-Power， LMS Imagine. Lab AMESim，AVL Cruise&Boost和Mechanical SimulaTIon Carsim实现实时动态模型运算，为发动机EMS测试，变速箱（AT/AMT）控制器及车辆动力学相关（ABS，EPS，EPS）等提供高精度的测试解决方案。 方案简介 在新能源汽车的开发中，总体设计、整体性能分析以及动力总成控制器的控制策略的优化，通常需要大量的时间、人力和物力、研制和开发的周期长、投资大，难以满足市场的需要。科梁公司提供的HIL仿真技术的应用可以快速建立系统的模型，进行对整车性能及各部分参数的优化匹配，是制定、验证优化控制策略的有效方法。 将部分实际被控对象用高速计算机上实时运行的仿真模型来替代，并与控制单元实物连接成为一个系统，它通过仿真试验实现对控制系统功能进行测试和验证。科梁提供的方案既解决了纯粹计算机仿真对现实条件过于简化和理想化的问题，又克服了实际试验中时间长和费用高的制约，是一种切实可行的既缩短开发周期，又节约开发成本的工程技术手段。 系统特性 高速并行运算 RT-LAB先进的并行运算技术，可以将整车模型，发动机模拟或及电机模型实现传统车动力系统和混合动力系统的模拟。 高性能的IO处理 基于FPGA的同步模型可模拟发动机的所有信号包括： 曲轴 凸轮轴 启动信号 点火信号 燃油油路信号   模型支持 OPAL-RT动力总成模拟系统支持LMS-IMAGINE开发高精密的模型，用于变速器设计，快速原型和控制测试。 模拟器支持Mechanical SimulaTIon公司的Carsim RT， Carsim RT的数学模型可以在系统中实现实时化运行。   应用领域与应用案例  

    时间：2020-08-07 关键词： 动力总成 hil仿真 科梁

  • 浅析上汽全新旗舰SUV荣威RX8的动力系统

    浅析上汽全新旗舰SUV荣威RX8的动力系统

    上个月，上汽推出了全新旗舰SUV——荣威RX8，这也是继广汽传祺GS8和长安CS95之后，一线自主品牌推出的又一台7座旗舰SUV。虽然这三台车的动力总成都选择了2.0T+6AT的组合，并且变速箱的供应商都是爱信，但由于荣威RX8使用了非承载式的车身，动力总成的布局必须相应作出改变，所以，在荣威RX8上，发动机和变速箱都为纵置布局，主要驱动方式为后驱，同时上汽还对这台NLE 2.0T发动机进行了一系列优化，使其满足越野工况下的需求。 经过优化后，这台由上汽自主研发、具有完全自主知识产权的NLE 2.0T发动机的最大功率为165千瓦，最大扭矩为360牛米，动力数据上超过了途昂的EA888 2.0T高功率发动机和GS8的2.0T发动机，与CS95上的2.0T发动机基本相当，只是最大扭矩输出转速较高，扭矩输出平台较窄。 中置缸内直喷+低惯量涡轮+DVVT，兼顾动力与油耗 中置直喷结构示意图 上汽的这台NLE 2.0T发动机最大的技术特点是使用了中置缸内直喷，即燃油喷嘴置于进气门和排气门之间。相比常见的侧置缸内直喷，中置直喷燃油雾化更好，油气混合更充分，能有效减少燃油湿壁现象，提高燃烧效率。同时，配合高滚流比气道和紧凑型燃烧室设计，发动机的湍动能和燃烧速率都得到有效提升。 不仅如此，DVVT的技术在这台发动机上也得到了应用，通过进气门和排气门的大角度可变正时调节，发动机可以根据不同工况，实现多种进排气策略调节，提高进排气效率和燃烧效率，进一步提升动力，降低油耗和排放。 在涡轮增压的部分，NLE发动机使用的是现在比较流行的低惯量涡轮技术，涡轮增压器的供应商为霍尼韦尔。低惯量涡轮增压器具有响应速度快的特点，对提高发动机的加速响应和动力体验是有好处的。不过，该涡轮增压器的泄压阀依然是传统的真空控制的机械式泄压阀，并没有使用电控泄压阀，在响应速度上还有提高空间。 集成程度较高，发动机裙架与油底壳经过强化 上汽的NLE发动机是一台全铝发动机，缸盖、缸体和油底壳全部采用铝合金材质，不仅减轻了发动机的自重，而且有利于发动机散热。当然，我们通常所说的全铝发动机在缸体部分通常还是使用钢制的缸套，以保证缸体的强度和寿命。在这台发动机上，缸套采用的是预铸式，并带有珩磨工艺，能有效降低缸套与活塞之间的摩擦。 而在曲轴的部分，该发动机使用的是高强度的锻造曲轴，并且曲轴上只有4个配重块，有效减少零件重量，但对加工精度要求比较高。 在结构上，这台发动机具有较高的集成化，比如凸轮轴支架集成了凸轮轴轴承盖，缸盖集成了曲轴箱通风系统，前盖集成了发动机支架，就连水泵、机滤和机油冷却器都集合成了一个模块。通过集成化减少了发动机的零件数量，从而减少对空间的占用和发动机的重量，符合当前发动机的发展趋势。 从水泵机滤模块的安装位置我们可以看到，这台NLE发动机的机油滤芯采用顶置设计，有利于机油回流，维护保养时拆装也更方便。而在这个模块中的开关水泵配合发动机的电子节温器，不仅能起到全工况水温MAP控制的作用，而且能实现冷车状态下的快速暖机。 不过，NLE发动机的排气歧管并没有被集成在缸盖内，以进一步加快暖机速度，而是使用了一个单独的零件。从图中我们可以看到，该排气歧管采用了现在比较主流的双涡管设计，减少排气时的干涉，提高排气效率。 同样使用单独零件的还有发动机的油气分离器，NLE发动机的油气分离器使用了迷宫式初滤加旋风式精滤的设计，是目前比较主流的防止发动机烧机油的设计。 前面也提到，为了满足RX8的越野定位，这台发动机作出了很多优化，除了软件上的，比如喷油策略、气门正时的优化，在硬件上也特别作出强化，最主要的部分就是发动机的裙架和油底壳，工程师在这两个部件上都增加了加强筋，提高零件的强度。不过一体式的铝制油底壳如果真是越野磕伤，维修费用肯定少不了，如果能换成上铝下铁的分体式油底壳，可能会更符合硬派越野SUV的定位。 此次RX8的2.0T发动机的优化工作是在上汽的动力研究中心——上海市汽车动力总成重点实验室中进行的，通过使用先进的光学发动机和发动机燃烧系统可视化技术，该实验室可以对发动机的曲轴、活塞等零件的设计进行诊断和验证，同时快速优化发动机的标定，提高研发效率。据了解，上汽是目前国内唯一具备自主开发光学发动机和全套燃烧过程可视化诊断设备的汽车公司。 普拉多同款纵置爱信6AT，可靠性有保障 简单介绍完了发动机，我们再来看看RX8搭载的爱信纵置6AT变速箱，据厂家介绍，RX8使用的是与丰田普拉多同款的变速箱，该变速箱可承受最大扭矩为400牛米。结构上，这台6AT具有2个离合器、3个制动器和1个单向离合器，自重为85公斤，相比上一代产品，重量减轻了7% 。 这台变速箱不仅口碑可靠，而且传动效率也不低。首先，这台变速箱具有6.2的速宽，在同类型产品中具有较大优势，一般来说，速宽越大，变速箱越容易达到更好的动力和油耗的平衡。其次，通过采用低拖曳离合器摩擦材料和小尺寸油泵，该变速箱可最大程度降低扭矩损失。同时，它还具有怠速空挡控制(NIC)，车辆在D挡停车时，C1离合器打开，降低液力变矩器的拖曳损失，从而达到节油的效果，同时也减少发动机震动传递到车内。 与此同时，这台6AT采用了独立线性电磁阀直接控制系统，与上一代产品相比，换挡响应速度提升了44%。在滑行时，kick down急加速也从传统6-4-3两次降挡改进为6-3直接降挡，在实际驾驶时，你可以获得更快的降挡速度和动力响应。 博格华纳智能分动箱，四驱系统的大脑 除了发动机和变速箱，在RX8的动力系统中，还有一个重要的大件，那就是来自博格华纳的智能分动箱。作为一款硬派SUV，四驱性能必然是RX8的重要卖点，而控制车辆四驱的关键零件，就是位于发动机与传动轴之间的分动箱。 通过这个分动箱，车辆可以在高速两驱、智能四驱、运动、雪地、越野、低速四驱这6种驾驶模式中进行切换，实现不同比例的前后轮扭矩分配。同时，该分动箱的行星齿轮可实现1:1和2.48:1(低速四驱模式)两种增扭比，加上变速箱液力变矩器提供的最大1.94的增扭比，在切换到低速四驱模式时，车辆可以获得更大的扭矩放大效果，提高越野、脱困的能力。 通过这次对荣威RX8动力系统的解析，我们可以看到上汽的发动机研发水平和实际出来的成果已经在逐步接近世界一流水平，并且随着自主品牌市场占有率的不断增加，越来越多的国际一流零部件供应商愿意将技术先进的优质零部件提供给自主品牌厂家，自主品牌在新车产品力提升的同时，市场地位也正在逐步提升。

    时间：2018-04-08 关键词： 上汽 动力总成 荣威rx8

  • 自动驾驶如何给动力总成一个交代？

    自动驾驶如何给动力总成一个交代？

    自动驾驶会影响动力总成的生命周期，工程师可能会因此陷入一个两难的境地。   就自动驾驶汽车而言，人们关注的更多是安全性和驾驶舒适度，有关自动驾驶对动力总成架构的影响，则很少有人提到。 随着人类驾驶员从各类驾驶任务中解放出来，发动机、传动系统和变速箱会出现怎样的变化? FEV(ForcedEvolutionaryVirus，世界三大权威内燃机研发机构之一)北美首席技术官DeanTomazic给出了自己的答案，他表示，这要看车辆是只有自动驾驶模式，还是可以在手动驾驶和自动驾驶之间切换。 自动驾驶对动力总成的影响表现在诸多方面。   自动还是手动? 根据国际自动机工程师学会(SAE)最新修订的自动驾驶分级标准，L5级自动驾驶汽车指的是那些无需驾驶员干预，可以自主完成驾驶操作的车辆。未来，这些车辆主要会出现在共享出行领域，或是满足个人出行需求。 这类情况下，多数人会在乘车过程中进行办公、浏览网页或是单纯地娱乐放松。因此，人们考虑更多的是舒适度，对车的性能(诸如加速和制动)则没有太高的要求。   “与当前的车辆不同，仅有自动驾驶模式的汽车在动力总成上的需求会简化很多。”Tomazic表示，“对于一辆只能自动驾驶的电动车来说，150kWh的电机就已经够用了，提高到300kWh意义何在?” 但在L4或是更低级别的自动驾驶汽车上，情况就不一样了。这类车可以在手动和自动驾驶之间切换。一般而言，那些希望将主动权掌握在自己手中的人会偏向于购买这样的车型。 “想想，有这么一辆车，工作日能载着你去上班，而不影响你喝咖啡或是接收邮件;周末时，你可以开着它去郊区游玩。”Tomazic说道，“从驾驶动态上来讲，这些要求有着本质的区别;上班时，你想要舒适的体验，不希望把咖啡弄洒;而当你出去兜风时，你可能更需要的是驾驶乐趣。” 习惯于自动驾驶模式的消费者对动力总成可能没有太高的需求。 动力总成寿命会增加? 自动驾驶会影响动力总成的生命周期，工程师可能会因此陷入一个两难的境地。 多数情况下，因为按需移动出行服务的普及，自动驾驶汽车将会比传统汽车得到更好的利用。随着苛刻的驾驶环境消失，动力总成的养护成本会下降，行驶里程也会上升。 一座城市里面，会有成百上千的自动驾驶车辆提供共享出行服务，这些车可能会一周7天、24小时不间断地工作。这与当下人类驾驶员手动驾驶的情况截然不同。 在当下的出租车行业中，疲劳驾驶非常普遍。据报道，曾有Uber司机为了挣钱，每天工作达20小时。出于道路安全考虑，2016年5月，美国纽约政府提议将出租车司机的上班时间调至12小时以下。而在欧洲，专职驾驶员每驾车两小时必须休息至少15分钟。 自动驾驶汽车则不会存在这样的烦恼，只要不出现故障，车辆完全可以24小时不间断运营。“随着城市被自动驾驶和共享汽车覆盖，汽车零部件承受的压力也会随之降低。”Tomazic表示，“加速、扭矩等关系着乘车的舒适度，在办公或是娱乐时，为免受外界干扰，一般人对动力总成的要求可能并没有那么激进。” 确实，消费者需求的下降很可能会延长发动机、传动系统以及其他关联组件的生命周期。但是，这并不意味着车辆可以行驶10年后再进行维修或是更换，Tomazic补充道。 比如，Uber规定，其车辆要想在纽约运营的话，出厂日期不能早于2010年，而在不远的将来，这些车辆可能会需要更加频繁的更新。为保证服务质量，Tomazic建议将共享出行车辆的最长使用年限设为4年，达到规定年限后，运营公司需对车辆动力总成进行及时的升级或更换。 有时，消费者会更看重驾驶乐趣。   内燃机时代的终结? 2017年7月，美国市场研究机构NavigantResearch首席研究分析师丽莎·杰拉姆(LisaJerram)曾指出，自动驾驶移动出行服务的普及可能会促使车辆动力总成向电动化转变。对此，Tomazic则不太认同。在他看来，自动驾驶并不意味着燃油车时代的终结，那些L4或是更低级别的自动驾驶车辆完全有可能继续使用传统内燃机。 “并非只有电动车会拥有自动驾驶能力，内燃机也会是多种动力形式中的一种。”比如，乡下的人进城可能会使用自动驾驶模式。但也有人想要从城里到乡下去。Tomazic强调道：“这些司机的需求可能会受到电动车续航里程的限制，因此内燃机就有了用武之地。” 至于自动驾驶燃料电池车，当下很多地区的基础设施并不完善。“对于开发具备自动驾驶功能的燃料电池车，OEM厂商可能并没有那么高的意愿。”他说道，“目前的燃料电池车非常小众，即便到2035年其销量可能也只会有1%。因此在接下来十年内，我并不认为他们会成为主流。” 总而言之，自动驾驶的路上，动力问题并没有单一的解决方案。动力总成的架构取决于多方面因素，传统内燃机和电动机都会成为其中的一份子。

    时间：2017-11-01 关键词： 自动驾驶 动力总成

  • 加大技术研发 康明斯推广电气化动力总成

    加大技术研发 康明斯推广电气化动力总成

    据外媒报道，康明斯高管公布其产品计划，未来将提供与柴油发动机及天然气发动机相关的动力技术，全面推动纯电动动力总成及混动动力总成。康明斯将于2019年开始交付电气化动力总成，包括电动及插电式混动系统。康明斯表示，上述举措仅仅只是第一步，公司旨在成为电气化动力总成的主要供应商。 康明斯旗下的研究与技术部将长期致力于生物燃料、合成燃料及氢气等替代能源的可行性研究，公司还将继续研究探索项目(exploratory projects)，致力于质子交换膜电池(Proton Exchange Membrane Cell)及固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell)的相关技术。相较于传统内燃机技术，上述技术将大幅提升电池性能，提供卓越的能量密度。 康明斯将持续关注其核心业务细分市场——发动机、动力系统、组件及分销业务。今年初，康明斯大力推动电气化进程，将康明斯的专业知识与与电气化动力总成领域的重要经验相结合。 此外，康明斯正尝试与其他公司展开合作，确保其储能、电力电子、电机系统及元件控制领域内先进技术的研发及商业化应用。康明斯交付的零排放天然气发动机系统非常适用于改善城市区域空气质量问题及要求。 此外，康明斯还投资了研发项目，提升其对各类燃料产品的研发能力。公司正在研发高效能的汽油技术，将提供类似柴油机的卓越性能及耐用性，在满足最严苛排放标准的同时确保其燃油经济性在市场中保有竞争力。

    时间：2017-06-20 关键词： 动力总成 电气化 康明斯

  • 中电瑞华新能源汽车动力总成测试解决方案助力节能减排

    中电瑞华新能源汽车动力总成测试解决方案助力节能减排

    21ic讯 中电瑞华电子科技有限公司(以下简称中电瑞华)一直致力于新能源汽车动力电池组(模块)测试系统市场领域解决方案的研发。公司与国外著名厂家合作，结合自己系统集成整合能力，开发完善了一整套新能源汽车动力总成测试解决方案。这一日臻成熟的解决方案体现了强强联合的优势，充分满足汽车生产厂商和开发商近年来出现的新能源汽车动力总成测试需求。 整套测试解决方案由六种检测设备组成，可以实现专用电池化成和实验检测、动力电池单体测试、动力电池模块测试、动力电池总成(电池包)测试、电动汽车充电桩(机)测试，以及电池管理系统(BMS)测试等功能，已成为生产和研发新能源汽车动力总成的理想测试选择。 在电池化成和实验检测方面，中电瑞华提供的Bitrode生产专用电池化成和实验检测设备具有使用便捷，准确可靠，高稳定性的优势，采用最先进的软件工具(电路控制和数据采集)、电池仿真和制造自动化工具，以及实验室配件(水浴、电池架、充电跳线)，适用于所有电池的应用和电化学研究。该设备具备能源回收能力，可以将能量返回到电网，从而从根本上消除热耗散。领先业界的HEV / EV电池、模块和组件测试系统为用户提供了交钥匙解决方案。 中电瑞华的动力电池单体测试解决方案利用标准电动车辆测试FUDS、SFUDS、GSFUDS、DST和ECE-15L来驱动仿真，驱动循环转换实用程序可利用采集的电池使用情况数据自动化测试程序开发。该方案的其他功能包括：恒定电流、功率或电压控制;低于零伏的双极电容放电能力;测试规范中更灵活的并联电路操作;可分配数据通道;采用Bitrode的VisuaLCN的测试控制和数据管理。 中电瑞华提供的动力电池模块测试解决方案除具备与动力电池单体测试解决方案相同的功能外，还具有回收放电功率送至交流线路实现更凉爽、更节能的操作;欠压控制无性能损失;通过可用第三方软件控制的以太网连接的远程二进制协议;程序的执行独立于采用VisuaLCN软件的PC。 在动力电池总成(电池包)测试方面，中电瑞华提供的解决方案在上面两个方案的基础上增加了内置隔离变压器、交流输入滤波器，以及直流输出滤波器，以保证与BMS或ECU的稳定通信;所有单元的构建均符合CE规范;仅需20分钟的基于软件的完全校准;包括机柜门打开时电路关断的安全功能。 中电瑞华的电动汽车充电桩(机)测试系统可模拟测试不同充电设备模式的输出，如恒流转恒压、恒流、恒压、快速充电等方式;可以完全仿真充电桩真实的带载情况，除了定电流(CC)、定电压(CV)、定电阻(CR)及定功率(CP)这几种常见的工作模式以外，还增加了CZ定阻抗模式，可以模拟感性或容性负载，并且带载斜率可进行设置，可调斜率空间为0.0001至2.5A/μs。其测试参数包括交流输入特性测试、直流输出特性测试、整体特性测试、保护特性测试和特殊功能测试。 电池管理系统是电池与用户之间的纽带，中电瑞华的电池管理系统(BMS)测试解决方案就是对其进行测试的设备。它有助于提高电池的利用率，均衡电池电量，保持电池的一致性，延长电池使用寿命，对蓄电池容量进行精确评估及监控。该方案由高精度单体电压模拟源、高精度恒流源、高精度高压恒压源、电子负载、高精度温度采集模块、控制电脑、CAN总线分析仪、BMS供电电源、绝缘电阻测试仪、绝缘耐压测试仪、I/O开关量板卡、操作台、通讯模块等组成。其适用于功能验证包括：电池充放电控制功能、电池总电压和电流监测功能、电池单体电压监测功能、电池组温度管理功能、电池组安全控制功能、故障诊断和处理功能、系统间通信功能，以及电池SOC估算功能。该方案可实现对BMS系统工作状态的全方位真实仿真模拟，为BMS系统的安全可靠性评估提供准确的科学依据，主要针对BMS生产、性能检测、BMS管理系统的研发，应用领域包括电动汽车、分布式储能电站、微网储能等。

    时间：2015-11-23 关键词： 新能源汽车 中电瑞华 动力总成

  • 解读奔驰首款插电混动SUV动力总成

    解读奔驰首款插电混动SUV动力总成

    日前，奔驰汽车公司宣布推出了其第一款插电式混合动力SUV——GLE550e。在此之前奔驰汽车公司就曾对外宣布将于2017年前推出十款混合动力车型。此次，奔驰汽车公司推出的全新GLE550e 4MATIC车型是一款插电式混合动力车型，同时其还属于奔驰GLE车型家族中的又一款全尺寸SUV车型。除了全新奔驰GLE550e 4MATIC插电式混合动力车型外，奔驰汽车公司推出的全新AMG GLE63 4MATIC车型和GLE63 4MATIC车型在此次的美国纽约国际汽车展上也悉数得到了首发亮相。 全新奔驰GLE550e 4MATIC插电式混合动力车型最大输出功率可以达到436马力(约合325千瓦)，其欧洲标准的二氧化碳排放量为78克/千米(约合百公里油耗为3.3 升，美国标准燃油效率为71英里/加仑)，该车百公里电量消耗为16.7千瓦时，在纯电力驱动模式下该车续航里程可以达到30公里(约合18.6英里)。 全新奔驰GLE550e 4MATIC插电式混合动力车型与全新奔驰GLE330d车型相比，虽然后者是奔驰公司推出的截止至目前最为省油SUV车型，但是全新奔驰GLE550e 4MATIC插电式混合动力车型的燃油经济性优势还是非常的明显。全新奔驰GLE330d车型配备有四缸柴油发动机，其百公里油耗可以达到5.4升，美国标准的燃油效率可以达到44英里/加仑，同时其四缸柴油发动机的动力性能也达到了V8发动机的水准。除外，全新奔驰GLE家族车型还具有非常出色的正常道路驾驶功能和越野功能。与此同时，全新奔驰GLE还具有非常丰富的主动式或被动式安全功能。 动力总成 该车采用的动力总成组合包含有一个V6直喷汽油发动机和一个电动机。发动机输出功率可以达到329马力(约合245千瓦)，电动机输出功率也可以达到 114马力(约合85千瓦)。该车的峰值扭矩可以达到479磅英尺(约合637牛米)。同时，该车还配备有车辆起步功能，因此其起步性能非常的出色。该车在纯电力驱动模式下其最高时速也可以达到81英里/小时(约合130千米/小时)。该车还配备有一套智能能量回收系统，通过该系统车辆可以实现最优化的能量回收。除外，该车还配备有空调提前启动等舒适性功能配置，通过该功能就可以使得车辆在夏天或冬天提前开启车内空调以提高车内的舒适度。 该车还配备有四种驾驶模式可供选择，驾驶员可以通过车内中控台和仪表面板上的选择开关选择进入相应的驾驶模式。其中这四种驾驶模式分别包括： 混合动力驾驶模式：在该驾驶模式下车辆可以自动地选择发动机与电动机的最有工作配比，通过自动化的工作配比控制可以实现车辆整体的能量平衡。 电动驾驶模式：该模式就是纯电力驱动驾驶模式。 绿色电动驾驶模式：在该驾驶模式下会自动关闭车辆的电力输出从而维持车辆的电能以备后续城市道路使用。 充电模式：如果在车辆行驶过程中选择进入该模式，那么车辆会自动对车辆电池进行充电，如果在车辆静止时选择进入该模式则对应着车辆的正常充电过程。 智能驾驶系统。燃油效率最高的驾驶模式其实并不在于混动比例的多少，其关键在于能否提前预知前方交通状况以减少不必要的刹车和加速过程。这一点对于混合动力汽车而言格外重要，其主要原因就是因为混合动力汽车的制动部件不仅要为车辆起到刹车效果，而且其还需要能够对车辆的制动能量进行回收。由于交通道路状况会对车辆高压电池的充电、放电过程造成影响，因此该车配备的智能驾驶系统就可以根据实施情况辅助驾驶员实现最高效的车辆驾驶。   BlueDIRECT V6、V8汽油发动机 该车采用的就是BlueDIRECT燃油直喷双涡轮增压V6发动机。该V6发动机采用了燃油定向喷射燃烧技术，其还配备了全新的压电式喷油嘴以及MSI多火花塞点火技术。该发动机输出功率可以达到329马力(约合245千瓦)，其发动机转速在超过1400转/分钟后其峰值扭矩就可以达到354磅英尺(约合 480牛米)，其百公里油耗可以达到8.8升(美国标准燃油效率为27英里/加仑)，欧洲标准的二氧化碳排放量为209克/千米。 柴油发动机 随着奔驰汽车公司全新GLE车型的推出，其柴油机车型将可以选配安装专为越野而推出的降速齿轮和内传动轴差速器锁。该车柴油机车 型的变速箱还配备了一个全新类型的扭矩转化器，该扭矩转换器的工作效率可以达到92%。此外变速箱是一款9速变速箱，其每个档位之间的减速比都可以达到 9.15。通过技术的应用均大幅提升了该车的燃油效率。此外，该车还配备有一个带有离心式摆杆的螺旋扭力梁减震器以及一个带有自复位弹簧的扭矩转换离合器，通过零部件的应用可以充分确保车辆的操控性。根据车辆DYNAMIC SELECT系统选择的不同动力驾驶模式，该车的7G-TRONIC 9速变速箱既可以满足换挡灵敏性需求，又可以满足换挡快速响应特性，还可以满足换挡平滑舒适性要求。 配备有越野驾驶模式的DYNAMIC SELECT动力选择系统 该车配备的DYNAMIC SELECT动力选择系统可以为车辆提供6种驾驶模式。除了所有GLE车型标配的个人定制驾驶模式、舒适驾驶模式、路滑驾驶模式以及运动驾驶模式外，GLE车型的4MATIC车型还可以选择安装选配的OFFROAD越野驾驶套件，在该OFFROAD越野驾驶模式下车辆就可以具备一定的越野驾驶功能。此外，用户还可以选择配备OFF-ROAD越野工程套件，在配备了该越野工程套件后用户就可以选择进入OFFROAD 超级越野驾驶模式。在该驾驶模式下车辆的越野减速齿轮与一个真正意义上的100%内传动轴差速器锁将介入工作为车辆获取更大的牵引力输出以此来适应更加具有挑战性的道路。此外，用户还可以选择配备AIRMATIC空气弹簧以进一步提升车辆的越野性能，通过该AIRMATIC空气弹簧的配备可以使得车辆的底盘进一步的升高，通过该AIRMATIC空气弹簧的应用可以使得车辆的离地间隙达到11英寸，涉水高度可以达到23英寸。超级越野套件还包含有强度进一步加强的底盘面板，通过该底盘面板的应用可以避免车辆底部部件与地面接触从而起到有效保护车辆底部的效果。[!--empirenews.page--] 通过车辆DYNAMIC SELECT动力选择系统选择进入的不同车辆驾驶模式会使得车辆控制系统产生不同的控制效果。车辆的控制系统网络会根据驾驶模式的不同而产生不同的控制参数从而实现不同的驾驶体验。每种驾驶模式从字面意义上就可以看出其代表的不同驾驶体验。运动驾驶模式下GLE车型的动力输出就会更加的运动，该驾驶模式下的车辆具有非常出色的直线加速性能和侧向动力性能。舒适驾驶模式则与运动驾驶模式完全相反，该模式下车辆更加注重驾驶的舒适性，这一点与传统意义上的奔驰派对汽车休闲、舒适、燃油效率高等特点是相吻合的。路滑驾驶模式主要针对的是冰雪等低摩擦系数道路下的车辆行驶模式，该模式下车辆的控制系统会针对车辆的操控系统进行最优化处理。可选配的OFFROAD越野驾驶模式下车辆重点控制的是车辆的防抱死系统(ABS)、四轮驱动电子牵引系统(4ETS)以及车身电子稳定系统(ESP)等。除驾驶模式外，个人定制驾驶模式可以让驾驶员根据自己的驾驶喜好来存储设定自己喜欢的车辆控制策略，而无需考虑对车辆发动机的影响。 在用户选择进入所有不同的驾驶模式时，车辆内部的中控多媒体显示屏会同步显示不同驾驶模式下的车辆动作。尤其是在车辆选择进入超级越野驾驶模式下，车内的中控多媒体显示屏会实时动态地显示关于车辆的一系列信息，其中就包括车辆所处道路的倾角、车辆的倾角、车辆方向盘转角以及车辆的朝向等信息。

    时间：2015-04-08 关键词： 奔驰 插电混动 动力总成

  • 伟世通使用NI LabVIEW简化汽车动力总成控制

    “在当今应用于汽车工业的软件中，LabVIEW主要具有两个主要优势：一个是其前面板，可以作为强大的用户界面;另一个是其生动的开发环境，可以避免底层语言编程。” 挑战： 对多个变量进行仿真，验证复杂的汽车发动机设计，以获得最佳的耗油量、发动机性能以及尾气排放控制。 解决方案： 使用NI LabVIEW控制设计和仿真模块，我们开发了一个可以进行实时控制、分析和测试的应用。 如今，汽车动力总成控制系统必须保持持续的发展以满足要求。这些要求包括调节尾气的排放以适应日益严格的排放标准;提供更好的耗油量以遵守企业平均耗油量的标准;并满足用户对性能和舒适性的需要。 这些要求是相互联系的，甚至经常是相互矛盾的。比如，贫燃技术可以显著地减少油耗，但同时降低了三元催化转换的效率，造成了额外的空气污染。 有两种方式可以满足如今的汽车规范，一种为改进现有的结构，另一种为引进新的更加复杂的机械设计。 在决定发动机性能的参数中，凸轮轴外形是最重要的设计参数。 在设计过程中，一些发动机着重满足扭矩的需要，另一些着重优化速度，因此没有某种外形可以满足所有的设计参数的要求。 双顶置凸轮轴(Double overhead camshaft, DOHC)发动机主要有四种可变凸轮定时策略： • 只有进气凸轮相移 (只进气) • 只有排气凸轮相移(只排气) • 进气凸轮和排气凸轮等量相移 (两者相等) • 进气凸轮和排气凸轮独立相移 (双独立) 在双独立可变凸轮轴发动机发动机(Twin-independent variable camshaft timing, TIVCT)中，进气凸轮轴和排气凸轮轴均独立完成校正。其变化量是气门位置和发动机速度的函数。 为提高发动机性能，系统提供了很大的自由度。正因如此，需要找到一种途径，能够优化气门定时参数，以获得最好的耗油量、发动机性能以及排放控制。 然而，这项技术的结果是一个高度复杂的实时控制算法。虽然在几年前TIVCT就已经被引入汽车发动机领域，但其仍然是如今研究和探索的焦点。 使用LabVIEW完成实时控制、分析和测试 此工程是基于TIVCT发动机进行建模和最优控制器设计，以达到特殊的发动机性能要求。控制策略的目标是为发动机提供扭矩的参考量跟踪，同时最大限度地减少制动时的油耗率，并优化燃料燃烧的稳定性。 使用LabVIEW控制设计和仿真模块及其自带的线性代数函数来完成此项目。在当今应用于汽车工业的软件中，LabVIEW主要具有两个主要优势：一个是其前面板，可以作为强大的用户界面;另一个是其生动的开发环境，可以避免底层语言编程。 另外，NI的很多硬件都集成了用来控制、设计和仿真的工具，以便于开发实时控制、分析和测试应用。这也让LabVIEW对于汽车研发部门来说很有吸引力。 对于发动机模型，控制系统操作最主要的变量包括进气歧管的气流量、独立凸轮轴在入口处的位置和相对于曲轴的排气阀排气时间。 控制输出为发动机扭矩，制动的油耗率以及平均有效压力示值的变化系数。其它影响系统性能的变量(如发动机转速，发动机冷却液温度)被当作外部参数，作为控制系统的调度变量使用。 通过使用LabVIEW控制设计和仿真模块，时间连续的TIVCT发动机模型将一种静态的典型燃烧过程特征方程与描述驱动器和进气歧管的微分方程结合，以得到一种动态模型。 最后得到的非线性TIVCT发动机模型具有多路输入、多路输出(Multiple input, multiple output, MIMO)的特性。通过操纵每一个输入变量，其输入输出关系出了明显的交叉作用。在此控制应用中，使用LabVIEW将系统设定于特定的工作点，将非线性的发动机模型线性化，从而开发了一种线性的模型。 使用LabVIEW前面板进行交互仿真 使用LabVIEW中的线性二次型调节器(LQR)设计了一种先进的优化控制器。功能上，此控制器完成两个目标：最小化偏移和实现校准器的作用。在有外界干扰的情况下，通过引入循环内积分可消除稳态误差，从而达到上述控制器的设计目标。 为了定义性能指标，并最小化输出误差和输出变化率，使用LabVIEW基于连续时域系统的最优化对理论对TIVCT发动机进行状态反馈和参考点追踪，并通过该工具来获得预期的增益。 本地控制器和线性模型在LabVIEW中搭建和仿真。在最小化制动油耗率(BSFC)和平均指示压力变动系数(COVIMEP)的同时，系统通过与设定值相关的一个准确的稳态值来追踪发动机扭矩。 将Q和R两个调谐变量置于前面板，可以保证对控制器直观的检测并进行在线调整，这也充分利用了LabVIEW交互仿真的特点。 为了可以轻松地将仿真转移到计算机硬件中以便最终应用，通常会将模型和控制器应用到离散时间系统中。离散控制器可以从连续控制器中衍生，也可以直接在离散时间系统中使用同样的线性二次型调节器VI重新设计。 由于模型是非线性的，在某个工作点产生预期响应的理想增益参数也许并不能在另外的工作点产生同样令人满意的响应。 因此，需要通过在非线性模型的不同的工作范围中使用相应的理想增益参数来实现增益调度。通过前面板完成参数的交互调整，以使增益调谐的过程合理化。 使用LabVIEW进行交互仿真、实时控制、分析和测试 演示多路输入多路输出控制(MIMO)设计方法的屏幕截屏

    时间：2013-08-30 关键词： 汽车 LabVIEW 动力总成

  • 汽车动力总成的信息化解决方案[二]

    (4)维修管理(TPM) 根据专家实际应用经验，建立维修保养计划，系统会自动提示需要维修保养的设备和维修保养的内容，比如清洁、换油、维修等。在维修保养过程中，从显示屏幕上可以看到车间正在进行的维修保养工作和设备信息，并可查询已经完成的工作和将要进行的维修保养工作。做到定期维修保养，减少误工时间，延长设备使用寿命，提高设备的利用率。图5显示的是正在进行维修保养的设备画面和已经完成工作的统计。 (5)远程诊断(RCS) 服务管理提供两种远程控制系统，用于远程操作和监控以及在故障报警时通过电子邮件进行通知。详细信息包含在下列模块中： RCS Host 远程控制系统主机 RCS Viewer 远程控制系统查看器 RCS @Event 远程控制系统@Event 远程诊断功能使机床制造商或服务人员能够迅速联机到现场，异地对机床进行远程诊断，能够对服务任务进行更为详细的准备，几位专家用电话会议形式同时提出解决方案，最终达到缩短停机时间的目的。当发生故障报警时，自动以电子邮件的形式发送给管理者和技术人员，及时做出处理。 工程应用 国内某柴油机厂新建的发动机车间生产线由缸体、缸盖线组成，现场控制设备包括西门子的数控设备840D和可编程控制器S7等，每台机床分别连接一个PCU50。把这些不同的工控产品连接到同一个信息系统中，首先要建立工业以太网。根据用户所要实现的功能，我们选择MDA、DNC和RCS建成一个车间级信息管理系统，实现图形监视、报警信息归档统计、机床运行状态参数分析比较、OEE设备整体效率分析、加工程序管理和远程诊断等功能。 图形化的监视功能：机床的工作状态通过七种颜色的图形显示出来，监视管理员从图形的不同颜色很容易了解机床的工作状态，不用到机床运行现场巡查就可知道机床的运行情况，图6所示的是缸体生产线的图形监视画面。 报警归档统计功能：机床的当前报警和历史报警都被归档到服务器的数据库中，管理员可以根据需要定义报警过滤器，对数据库进行分类处理，集中显示经过过滤后的报警信息，便于分析发生报警的原因;对于历史报警，数据库分类归档处理，统计出一段时期内发生报警的时间和报警发生的频率，统计结果如图7所示，可以分别用表格和棒图显示。 机床运行状态参数分析比较功能：对机床运行的状态归类分析比较，计算出机床运行过程中各状态占用的时间及其所占百分比，特别是机床可利用率和实际使用率以棒图和表格的形式进行比较，给生产管理者提供了直观的决策依据。机床状态参数统计结果如图8 所示。 OEE设备整体效率分析：OEE指标是一个统计规律的综合性指标，它反映了设备可利用率、实际使用率、产品合格率和设备运行性能等指标，它涉及到设备和管理的各个方面，利用该项指标，可以从宏观上评价出车间的生产运行管理情况。OEE显示结果如图9所示，其中Availability表示在计划生产时间内设备的可利用率，Utilization表示设备的实际使用率，Performance表示实际循环周期与目标循环周期之间的差别，Quality表示产品质量合格率，OEE综合反映以上指标。 DNC程序管理：使用该软件模块实现了NC加工程序的统一管理，完成NC 程序管理和归档，完成程序的上传、下传，可为整条生产线机床提供最新的 NC 程序。对于每个NC 程序都有可在 SINUMERIK 上显示的详细信息。NC 程序的管理信息包括NC 程序名称、NC 数据类型(例如，MPF、SPF、TOA 等)、NC 程序的版本识别(1 到 99)、NC 程序启用识别、NC 程序试车识别、NC 程序的作者和修改者、最后访问 NC 程序的日期、NC 程序的评论文件。同时具有NC 程序比较、分级授权管理功能。图10所示的是加工程序下载时的一个画面。

    时间：2012-12-17 关键词： 方案 汽车 信息化 动力总成

  • 汽车动力总成的信息化解决方案[一]

    西门子MCIS是针对发动机和变速箱等汽车动力总成部件生产而提供的完整信息化解决方案，是为适应车间级和工厂级信息化需求而开发的运动控制信息系统。它具有较强的开放性，不同的工控产品可以连接在共同的网络结构下，软件平台统一，硬件结构一致，提供与上位管理软件开放性的接口，为实现全厂ERP提供了软件保障。 随着计算机及网络技术的日益普遍运用，汽车制造业走向网络化、集成化已成为必然的趋势和方向。目前流行的ERP对于汽车制造业来说，侧重于通常的管理部门(人、财、物、产、供、销)或设计、开发等上层部门，而工厂、车间的最底层加工设备——数控机床不能够连接网络或信息化系统就必然成为制约汽车制造业工厂信息化的瓶颈。ERP没能真正地解决汽车制造工厂最关键的问题，而对于面临日益全球化竞争的现代汽车制造工厂来说，第一是要大大提高机床的数控化率，即数控机床必须达到起码的数量或比例，第二就是所拥有的数控机床必须具有双向、高速的联网通讯功能，以保证信息流在工厂、车间的底层之间及底层与上层之间通讯的畅通无阻。 西门子MCIS ( Motion Control Information System ) 正是为适应汽车动力总成车间信息化而设计开发的，它包含了基于以太网的众多信息模块，根据实际应用的不同要求，定制成车间级信息管理系统，并提供了完善的通讯接口与ERP连接，为汽车工厂实施ERP管理提供可靠的软件保障。 MCIS的结构与功能 1. 系统结构 通常的制造业信息系统由ERP、MES和生产控制级三层结构组成(如图 1所示)。西门子MCIS是中间层的制造执行系统，是连接生产级与ERP的桥梁，以实现信息流在底层和上层的畅通无阻，同时具有信息收集、统计、分析和处理功能。MCIS与ERP之间相互独立又相互关联， MCIS构成了一个功能完善的车间管理信息系统。 2. MCIS的功能模块 MCIS是针对发动机和变速箱等汽车动力总成部件生产而提供的完整信息化解决方案，它具有分布式的网络优点，是一个开放性的运动控制信息系统。在实际工程应用中，不同的工控产品可以连接在共同的网络结构下，软件平台统一，硬件结构一致。它主要由以下几大模块组成：生产数据管理、NC程序管理、刀具管理、维修管理和远程诊断(如图2所示)。 (1)生产数据管理 生产数据管理包含机床数据获取(MDA)、工件监控和跟踪(PMT)、生产数据获取(PDA)功能模块。 机床数据获取(MDA) 该功能模块通过OPC自动化接口和工业以太网进行生产数据的收集统计?瓿杀ň?畔⒌姆掷喙榈怠⒒?苍诵凶刺?问?治霰冉稀⑸璞刚?逍?史治龅裙δ堋M?中，MDA IFC安装在连接单台机床的控制面板上，MDA HMI安装在工作站上，最多可连接16台设备、MDA PLANT安装在服务器上，负责信息的分析和管理。信息显示方式可选择表格、曲线、棒图等多种形式。 机床操作面板(如PCU50)与PLC之间的数据传递是通过OPC自动化接口来完成的。PLC向上传递的数据统一放在DB13数据块中，同类数据信息放在相同的位、字节、字或双字中，MDA软件模块以相同的地址收集数据信息。到目前为止，全球范围内已有近300家公司加入了OPC基金会这个国际标准组织，其中包括了所有大型的控制设备厂商和控制软件供应商，这样保证了西门子MCIS具有很大的开放性，可以集成不同厂商的控制设备在同一个网络中。当操作面板与服务器之间的工业以太网通讯出现故障时，收集的生产数据被暂时缓存在操作面板的小型数据库中，通讯恢复正常后再向服务器中的大型数据库传送，避免生产数据丢失。 工件监控和跟踪(PMT) 生产数据管理软件包PMT为操作员提供了对生产设施的最优化支持。许多功能的目的在于优化车间操作。将所有的加工结果以及来自生产和装配的附加数据长期地保存在永久性存储器中，对于调查产品责任来说非常重要。用户获得对车间操作的最优化支持：透明的零件管理、满足产品责任立法的要求和在索赔情况下，通过零件跟踪和目标检索，减少优惠和保修成本。 生产数据获取(PDA) 生产数据管理PDA软件包从ERP系统(例如SAP R / 3)获得例如生产订单等规定数据，并使操作员在生产级通过操作人员对话框使用这些数据。反过来，工件计数或者报废原因等来自生产的反馈信息记录在生产服务器中，这些项还可以传送到ERP系统。 PDA允许将来自ERP系统的生产订单数据传送以后独立地运行。将订单分发给较低级别的工作站，可以保证在出现电源或者服务器故障的情况下也可以在生产级别独立地运行。这种双级独立的方案保证了系统的高可靠性 (2)NC程序管理(DNC) DNC用于工件程序的管理，可进行NC程序和数据的上载及下传，其结构如图3所示。DNC IFC SINUMERIK安装在连接单台机床的控制面板上;DNC HMI安装在工作站上，最多可连接16台设备;DNC PLANT安装在服务器上，实现各机床加工程序的统一管理。NC程序存放在Windows或Unix文件系统中，通过工业以太网进行文件的传递。 (3)刀具管理( TDI ) 刀具管理是运动控制信息系统获取刀具数据信息( MCIS TDI )的接口，通过该功能模块可以得到车间所有刀具的详细信息，方便操作人员浏览和操作。它能设定刀具的功能参数，生成刀具管理计划，根据一定的数学模型生成刀具订单，并提供了外围设备接口。图4显示的是刀具信息浏览和刀具订单的画面。

    时间：2012-12-17 关键词： 方案 汽车 信息化 动力总成

  • MPC563xM系列动力总成微控制器提供排放控制技术

    32位汽车微控制器MPC563xM系列中引入了集成的排放控制技术，有助于减少二氧化碳废气。 MPC563xM系列包括3个32位动力总成MCU，用以改善拥有一至四个气缸的小型引擎的效率和性能。MPC563xM器件基于Power Architecture技术，不但增强了动力总成的功能，如片上排放控制等，而且还满足了引擎和变速箱供应商的成本限制。这些器件采用90nm技术生产。 MPC563xM动力总成MCU包括综合的排放控制技术，该技术利用在Power Architecture e200内核中构建的数字信号处理(DSP)引擎的功能优势。这一集成的DSP功能支持引擎设计者能最大限度实现燃料的经济性和性能，同时最大限度减少引擎“爆震”，从而将二氧化碳排放量降低3%～5%。DSP功能基于单输入/多数据(SIMD)处理技术，还可以用作获得专利的传感器诊断机制，解决已交付车辆的诊断问题。 全球预计共有8.2亿辆车辆(资料来源：J.D. Power and Associates)，每辆车平均每年排放4吨二氧化碳，因此排放总量达33亿吨。汽车二氧化碳排放量每降低5%，每年大气中的二氧化碳排放量就会减少 1.65吨。二氧化碳是主要的温室气体，因此是导致全球升温的温室效应的罪魁祸首。仅在美国，二氧化碳就占所有温室气体排放量的80%以上。 MPC563xM产品系列由飞思卡尔与STMicroelectronics合作开发。因此，STMicroelectronics还提供结构上相似的双源产品。这一前所未有的双源排列有助于降低汽车客户在供应链中的风险。 MPC563xM系列特性如下：Power Architecture e200z3内核，包括40 MHz、 60 MHz 和80 MHz 多个选项 ;SIMD模块可用于 DSP和浮点操作;可变长度代码(VLE)功能最多可将代码占地空间减少30%，从而提高代码密度和降低内存要求。ECC提供768 KB、1 MB 和 1.5 MB 闪存选项;81 KB SRAM;32通道 eTPU2能够处理复杂的定时器应用，卸载CPU负荷;硬件取电路 – 将DMA用作抗爆剂过滤器，从而最大限度减少DSP计算，并将CPU负荷降低5%。2 x FlexCAN – 与TouCAN和 64 + 32 缓存器兼容;2 x eSCI;2 x DSPI (16位宽) ，每个最多提供6个芯片选择，包括连续模式和DMA支持。34通道的双模数转换器 (ADC);接合处的温度感应器;32通道 DMA 控制器;196 个源中断控制器;Nexus IEEE-ISTO 5001-2003 Class 2+ (eTPU2 Class 1);5V的单电源;根据闪存大小，可以提供100 LQFP、144LQFP、176 LQFP、08 MAPBGA和 VertiCal Calibration System多个 封装选项 。

    时间：2012-12-17 关键词： mpc 动力总成 563 xm

  • 超级电容集成优化混合动力公交车动力总成

    天然资源的枯竭、空气污染、交通堵塞和矿物燃料价格的上涨等等问题，迫使社会和个人寻求替代运输工具。这当中就有用于公交车和卡车的混合电力、氢气和基于燃料电池的动力系统，例如ISE(San Diego, CA)从1996年以来所生产的那些。 这些动力系统在整个汽车工业之所以受到欢迎，是因为它们提高了燃油效率，降低了有害排放。ISE公司专长于生产串联混合电力动力系统，其中的引擎完全与动力传动系统脱离，且仅仅被用于产生电力。 图1 该类型混合架构对于执行大量“停走”驱动的大型车辆特别有吸引力，如市内运输公交车和货运卡车。传统的公交车和卡车的效率很低，产生高度有害的排放，因为它们硕大的引擎(通常是柴油机)持续不断地给车辆加速和减速--这是一种效率最低的产生动力的方式。 在ISE的串联混合系统中，较小的引擎与发电机紧密配合，在恒定、有效的速度和功率输出级上工作。当车辆动力暂时需要增加的时候，如加速期间或爬山时，要从车上由电池和超级电容组成的能量储存系统吸取电力。当车辆的动力需求较低时，该能量储存系统被充电。这样不仅仅能量效率增加了，而且车辆能够通过再生制动(regenerative braking)在它减速时重新回收(加速时付出的)能量。 面临的问题 ISE的混合电动车(HEV)技术的目标是利用燃料驱动引擎、电力电机驱动和能量储存组件的最佳特性。他们的混合架构设计采用了担当主动力源的内燃机，以及一个担当二次动力源的、具有电力储存系统的电机。设计工程师能够将内燃机的规格设计为满足巡航动力的要求，因为二次动力源要满足加速对峰值动力需求。此外，再生制动能量被二次动力系统所捕获。该能量被用于进一步的加速或满足附属电器系统的基本能量需求。 存在的缺点 仅仅采用电池提供电力储存的标准混合动力设计存在缺陷。这些不足之处很多，它们给汽车设计工程师带来了许多设计挑战。首先，电池要在低温正常工作存在困难；其次，电池需要非常复杂精密的电荷均衡管理技术；第三，电池在极端条件下的寿命大为缩短，从而导致贯穿车辆生命期内高昂的换电池成本。 由于要购买和安装新电池，旧电池就不得不拆除并处置掉。除非制造商已有电池回收设施，否则电池的处置可能成为问题。所有这些问题都增加了基于电池的系统的成本，更不用说车辆停工期造成的损失。 或许最重要的是：电池捕获和再生能量、或短持续时间事件(诸如加速和刹车)期间提供突发大功率的能力有限。这种高功率局限性降低了混合电力动力系统设计的效率。因为大多数城市公交车都工作在不变的制动-加速模式，捕获和再生刹车能量的能力就成为了ISE设计的中心。 在实现高效率公交车和卡车系统设计目标的征程中，电池限制因素是ISE工程师面临的严峻挑战，他们要在克服传统的低效率问题的同时，提供满足人们期望的牢靠、全天侯、走走停停的运输能力。为了给市场带来真实的可选替代方案，ISE需要设计一种电力和储存系统，以克服混合电力电池及传统卡车和公交车的局限性。 解决方案 为了寻求解决方案，ISE要求Maxwell Technologies帮助开发超级电容解决方案。紧凑、高性能、长寿命的超级电容器实现了许多电池的功能，但是可靠性更高、储存功能更先进、整体性能更佳。超级电容补足了电池的性能或完全替代电池。 与电池动力相比，Maxwell的超级电容(BOOSTCAP)提供的好处包括： 低温性能：容许在零下40度工作；而电池在零度以下未经加热就不能可靠工作。 安全性：对于公交运输车，超级电容是一种安全的解决方案，作为一个包，一夜之间就可以放电完毕。 寿命长：超级电容本质上寿命与它们所装入的设备一样长，低维护需求节省了成本。 效率高：效率高达85-95%，而电池在类似应用中只有70%甚至更低(ISE测量的结果)。 环保：超级电容环保，因为它们除了重金属70%可以再生利用。 输出功率大：电源输出是电池的10倍，在车辆加速时这是一个特别重要的属性。 架构好：超级电容能够有效地捕获一种刹车的能量，并将其储存以满足下一次加速对能量的需求。 图2 下表是ISE开发的专用、加热电池解决方案(ZEBRA)及其专有的Thunderpack II(上图)超级电容解决方案的比较。 图表 两种方案的最佳之处 从该表格可以清楚地看到，电池具有高能量的能力，而超级电容具有高功率的能力。在优化的混合储存系统中，两技术的结合最大限度地发挥了两者的优势。 ISE公司新业务经理Tom Bartley说：“由于其优异的功率特性，超级电容就是ISE动力系统设计的实质。超级电容提高了性能、可靠性和车载能量储存装置的耐久力，公交车配备它之后，对加速环保运输工具的社会影响和生存发展有着重要的作用。” 本文小结 自从2003年实现成功测试以来，ISE已经将Maxwell的超级电容整合到汽油、柴油和燃料电池混合动力车之中。特别需要说明的是，自从开发Thundercap II超级电容系统，ISE已经将其动力系统引入到汽-电混合动力车、柴-电混合动力车、氢-电混合动力车和燃料电池混合动力车的设计之中。清洁运行、安静、低维护要求的车辆已经走上了一些美国的城市，包括Long Beach和Sacramento CA。ISE已经与西门子及Flyer公司结成伙伴关系，共同生产这些混合动力车。 Bartley补充说，去年已经有102辆混合动力车投入使用，今年还要增加60辆，预计2007年将交付使用100到200台。目前，在ISE的混合动力和燃料电池公交车上，有3万多超级电容器在工作，提供超过7500万法拉的电力驱动和再生刹车功率。早在2006年初，Bartley就估计超级电容供电的公交车队已经提供了超过200万英里的清洁、可靠的服务，为我们的星球提供了清洁的运输服务。  

    时间：2012-04-26 关键词： 集成 混合动力 超级电容 动力总成

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