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混合動力汽車有望打開自動化新市場

時間:2011-11-22

來源:網絡轉載

導語:由于將電動機與輔助動力單元組合在一輛汽車上做為驅動力,汽油驅動與電力驅動優勢互補,混合動力汽車在當前的發展前景十分光明。

  目前,燃油發動汽車的缺點屢遭詬病,不僅因為其動力潛能的利用效率低下,更為嚴重的是排放廢氣造成的環境污染。在這種形勢下,各種新能源汽車脫穎而出。盡管人們普遍認為電動汽車將是未來新能源汽車市場的主導,但電池技術問題也在一定程度上制約著其發展。相比之下,由于將電動機與輔助動力單元組合在一輛汽車上做為驅動力,汽油驅動與電力驅動優勢互補,混合動力汽車在當前的發展前景十分光明。

  采用混合動力驅動方式,汽車可以按照平均需要的功率來確定內燃機的最大功率,此時正處于油耗低、污染少的最優工況。需要大功率時,內燃機功率不足,可由電池來補充;負荷少時,富余的功率可發電給電池充電。作為電動汽車時代到來之前的過渡產品,混合動力汽車構造較為復雜,成本也相應較高。因此,提高效率、降低成本成為了汽車制造商考慮的首要問題。如何在混合動力汽車市場分得一杯羹,“增效、降低成本”也成為了自動化廠商之間競爭的“殺手锏”。其中,有一些自動化企業為汽車制造商提供具有競爭力的控制器解決方案,助力傳統汽車改裝;有些企業則將目光瞄準了混合動力電機驅動器解決方案的開發,力爭為用戶提供高效的硬件和軟件平臺。

  貝加萊:X20系統助力傳統汽車改裝

  插電式混合動力車在短距離行駛時只依靠電能驅動,從而減少燃料消耗。當它們在電力能源供應商處充電時,駕駛員可以選擇是否使用“綠色”能源或常規混合能源。內燃機只用于長途行駛。這使得插電式混合動力車能夠結合電動機(高效率、低能耗)和傳統發動機(遠距離、快加油)的優點。由于充電電池只用于短途行駛,因此它們與純電動車的電池相比更輕且更小。

  Swisscleandrive公司位于瑞士,公司主要為各汽車品牌開發并設計插電式混合動力車。該公司在改裝的菲亞特500車型中采用了來自于貝加萊久負盛名的X20系統,這樣,插電式混合動力技術也相應得到了極大的完善。

  眾所周知,貝加萊X20總線控制器能夠兼容多個主流的現場總線,主要包括:EthernetPOWERLINK、EtherNet/IP、CANopen、Devicenet、Profibus-DP、Profinet、ModbusTCP/IP等。同時,貝加萊還推出了帶有CPU性能的智能總線控制器,該類型的總線控制器在幫助用戶擴展X20I/O模塊的同時,還能進行數據的采集和處理。因此,不論用戶目前或以前所使用的控制系統是哪一家主流的自動化生產廠商所提供的PLC,貝加萊的X20I/O模塊都可以通過總線控制器方便地連接到現有的PLC系統中去。在結構方面,X20總線控制器小體積、模塊化的結構,也為用戶的使用、安裝帶來了便利。相比于其他同類產品,X20系統的優勢不僅限于很高的靈活性和緊湊的設計,良好的性價比和一致性加上統一的工程設計工具AutomationStudio同樣是決定該款產品成功的關鍵因素。

  在評價混合動力汽車性能的指標中,啟動時間是一個很重要的參數,Swisscleandrive公司也一直在研究如何減少啟動時間的問題。據該公司工程師介紹,他們最終采用了插片式I/O系統。憑借出色的規劃與設計,控制器可以保證樣車設計所需要的靈活性。對于該款車型來說,X20系統可以持續確保轎車處于理想的負載范圍內,它能夠根據需要平穩地啟動或停止內燃機或電動機,或兩者相結合。為了預防交通擁堵或發動機氣缸突然爆裂的情況出現,電動機會為后車軸提供額外的40馬力。在通過擁堵的路面時,“疲勞”的電池又將開始充電。

 

  同時,應用了X20系統的控制器也能夠輕松地適應其他車輛,這為Swisscleandrive公司開啟了一條全新的商業化發展之路。例如,如果一位潛在客戶對該技術感興趣,但是他更愿意將此項技術運用到一輛西亞特(Seat)或大眾車上,那么剩下的改動工作僅僅在于機械方面。據了解,從2011年起,每年最多將會有幾百輛菲亞特被改裝成插電式混合動力車。

  在插電式混合動力車的開發過程中,Swisscleandrive公司采用的技術基本上都是現有技術。如果有一個組件能夠被稱之為真正的創新產品的話,那么這必將是該公司采用的控制器。其中,X20系統強大的性能也助推著混合動力汽車控制器的技術發展與升級。

  路斯特:為混合動力汽車提供一體化驅動方案

  在過去的10多年中,路斯特一直在為用戶提供定制化的用于工業車輛的高壓(250V~700V)電機驅動器解決方案,在開發特殊和復雜電機驅動器解決方案上具有豐富的經驗和獨到的專業技能,如今已經開始為用戶批量生產高質量標準的車輛驅動器產品。

  為了快速而高效地應對越來越多的市場需求,例如,混合動力電機驅動器解決方案,路斯特成立了專門的新能源車輛部門,目的是與用戶共同合作開發電機驅動器解決方案,利用現有的車輛上的空間,將電機驅動系統集成進現有的商用車、建筑工程車輛和農用車輛平臺上,在原有的工作環境中高效地工作。另外,路斯特的電機驅動器解決方案也可以很容易地集成進現有的車輛總線技術和協議中,防護等級高并且具有優異的耐高溫和抗振動能力。

  在動力性能與效率方面,路斯特的電機驅動器解決方案把電機和內燃機的扭矩組合在一起,在不犧牲動力系的動力性能的前提下,降低25%或更多的燃油消耗將成為可能;同時,路斯特為混合動力汽車帶來了高效解決方案的理念平臺,現有的硬件和軟件解決方案構成了定制化的動力系電氣化理念的基礎,這些理念不僅包括主動力系,也包括全部輔助系統的供電。該理念的靈活性也允許現有的液壓驅動可用電子驅動來替換,因為電氣化具有更高的能效。除此之外,加速時,電機輔助內燃機,在效率較高的范圍中,允許操作更頻繁、持續時間更長。由于附加了電機功率和扭矩,可以使用較小功率的內燃機,具有燃油消耗減少、發動機重量減輕和成本相對降低的優勢。降速時,外加扭矩,從而具有較高的扭矩。在這種情況下,內燃機的速度可以被降低。利用電機和電機驅動器,額外的動能可被轉換成電能,并存儲到能量存儲系統中,這些能量可以隨后用于驅動電機。

  與此同時,路斯特提供的定制化的解決方案基于模塊化的概念和可伸縮的硬件和軟件平臺。對于控制級的硬件,允許在車輛領域使用標準微處理器并提供如下的選擇:功能性客戶軟件/軟件共享的集成,使用現有總線技術和協議,如CAN協議RJ1939、XCP或KWP2000,支持用戶使用的開發和服務環境。此外,使用可變化的外殼理念設計,路斯特可以將主裝置和輔助系統、接地漏電監視、混合動力控制器、電池管理系統等裝置或功能集成進驅動器或子系統中。

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