宇通混合动力城市客车原理及操作手册(培训)

1、宇通混合动力城市客车（ZK6126CHEVGQCA）原理及操作手册,郑州宇通客车售后服务部,2011-5-3,目录,1、宇通混合动力结构原理及其特点2、系统元器件识别3、车辆运行操作指南4、车辆常见故障处理故障指导简易教材（福工、万向系统）5、车辆日常维护6、车辆紧急处理7、车辆维修注意事项,一、宇通混合动力结构原理及其特点,1、混合动力系统结构,宇通混合动力系统结构示意图,锂电池,发电电机,驱动电机,电机驱动器,超级电容,主控制器,发动机,离合器,电磁离合器,2、宇通混联式混合动力原理,混合动力车辆的特点：混合度高，集成了串联、并联系统的优点；综合行车工况、动力电池/超级电容状况、发动机工作

2、区域，灵活地改变系统的工作模式，效率高；实现无级变速，操作方便。,3、混合动力系统原理简图,宇通混合动力系统原理简图,发动机带动发电机给蓄电池充电动力电池为电动机提供电力驱动车辆,4、混合动力系统工作原理,车速低于临界速度,发动机与电动机同时提供动力发动机平稳工作，电动机负责加速出力,车速高于临界速度,驱动桥带动电动机（再生发电）为动力电池充电（能量回收）,减速/制动,5、混合动力系统元件清单,二、系统元器件识别,系统识别-储能元件,高压元件超级电容组，16个超级电容模块8并2两串而成，总电压384V，每个模块电压48V，上下4层布置，位于高压舱内，车辆右侧,高压元件锂电池组，10个电池模块串

3、联而成，总电池256V，每个模块电压25.6V，上下两层布置，位于高压舱内，车辆左侧,电池管理系统,系统识别-整车控制器,高压元件位于高压舱内，靠近锂电池侧，混合动力控制系统的核心部件，控制整个系统的逻辑单元，能够满足新型混合动力客车的实时控制要求，管理和协调混合动力控制系统中各部件的正常运行，以使整车能够安全、顺畅的运行。,系统识别-电机控制器,高压元件位于高压舱内，靠近超级电容侧，输入为直流电压输出为频率可变的三相交流电的控制器，是高性能矢量控制型转矩控制型变频器,（1）混合动力整车控制器,用途：电机驱动与发电自动切换制动能量回收滑行能量回收联合驱动油门控制基本电量控制,（2）电机控制器,

4、用途：适用于电机的矢量控制。功能：电机驱动：控制电机转速，转矩。电机制动：控制电机制动,（3）驱动电机,接线盒,位置传感器,电机吊环,分离气缸,驱动：起步，轻载发电减速回电：减速回收能量,组成部分：永磁电机电磁离合器皮带轮,（4）永磁电机总成,用途：用于机械能转化为电能功能：发电（辅助发电）,（5）超级电容总成系统,原理：1、48.6V工作电压；2、超低内阻；3、超过一百万个工作周期；4、单体间平衡；5、内含过电压和温度传感器信号输出；6、紧密、坚固耐用、全封闭。,用途：用于储存能量功能：1、快速充电：大电流储存能量2、快带放电：大电流释放能量,（6）锂电池总成系统,用途：用于储存能量功能：辅

5、助放电（大电流释放能量）,（7）电动打气泵,位于车辆左侧，24V蓄电池舱内应急用车辆气压不足，离合器无法分离时，可手动启动电动打气泵将离合器推开，以启动发动机。,（8）高压线束,（9）熔断器,橙色为高压线,熔断器,在整车上所有高压线均为橙色，整车上驱动电机、永磁发电机、超级电容、电池、整车控制器、电机控制器等均由高压线束连接。,熔断器能够在出现短路、大电流情况时及时断开电路，保护设备，避免损坏回路中的设备,（10）仪表识别,指示区,发动机转速表,24V电压表,机油压力表,车速表,油表,水温表,液晶屏,（11）液晶屏识别,气压显示I,电容电压显示,档位显示,驱动/回收电流显示,尿素显示,车辆状态

6、及报警信息显示,里程显示,气压显示II,（12）故障标识识别,1、车辆状态显示发动机启动前显示，车辆正常起步后此显示消失。2、电机及控制器过热报警显示，同时液晶屏下显示“电机过热”3、动力电池故障报警显示，同时液晶屏下显示“混合动力电池系统故障”4、混合动力系统故障显示，同时液晶屏下显示“混合动力系统故障”5、绝缘电阻过低报警显示，同时液晶屏下显示“绝缘电阻过低”重点提醒：发现以上红色故障后，请立即停车，关闭总电源，约3分钟后重启打开电源，钥匙拨到ON档，若故障依然存在，请立即停车，关闭电源，联系专业人员处理。,（13）操控面板,混合动力操控面板,（14）混合动力翘板开关,混合动力翘板开关,三

7、、车辆运行操作指南,四、车辆常见故障处理,故障指导简易教材,杭州宇通混合动力车(福工系统)典型故障现象分析,杭州宇通混合动力车(万向系统)典型故障现象分析,松正混合动力公交车动力总成简介及指导使用学习教材,1、产品概念,松正开发的是混联式混合动力城市公交车的电气动力总成系统。它包含了整车的几乎所有跟动力相关的关键零部件：（1）主电机：负责驱动整车及刹车能量回收。（2）主电机控制器：负责控制主电机按照需求工作及协调整车所有系统工作。（3）发电机：负责给储能器充电。（4）发电机控制器：负责控制发电机按照需求可靠工作。（5）水箱风扇电机：负责给发动机水箱散热。（6）风扇电机控制器：负责控制水箱风扇电

8、机按需可靠工作。（7）储能器：负责存放电能。（8）储能器管理器：负责监控管理储能器工作。（9）其他辅助零部件：离合器电动液压油站，主电机散热风机，刹车踏板，综合仪表，保险盒等。备注：总成不包含发动机、离合器、离合助力器、油箱等传统车部件。,2、产品优势,1、搭载松正混合动力系统的公交车，操作方式跟自动档客车完全一样，驾驶人员无需做特别训练。2、搭载松正混合动力系统的公交车的废气排放可达到欧V标准，符合最严格的环保要求。3、搭载松正混合动力系统的公交车，最高车速可达80km/hr及最大爬坡度达20%，完全可满足城市交通运行要求。4、由于采用了自主研发的先进控制模式，比普通燃油车可节省达30%以上

9、的燃油。5、由于储能器采用超级电容，充放电次数高达50万次以上，寿命是锂电池的500倍。比功率为4300W/kg，大电流的吞吐能力是锂电池的10倍以上。6、搭载松正混合动力系统的公交车的维修费用较普通燃油车少约三成。,3、控制策略,搭载松正混合动力系统的公交车控制策略的设计主要考虑以下几点：（1）优化发动机的工作点：基于最佳燃油经济性、最低排放或者二者选其一，根据发动机的转矩/转速特性曲线确定最优工作点；（2）优化发动机的工作曲线：如果发动机需要发出不同的功率，相应的最优工作点就构成了发动机的最优工作曲线；（3）优化发动机的工作区：在转矩/转速特性曲线上，发动机有一个首选的工作区，在此工作区内

10、，燃油效率最高。最小的发动机动态波动：应控制发动机的工作转速以避免波动，从而使发动机的动态波动达到最小；限制发动机最低转速：当发动机低速运行时，燃油效率很低，因而当发动机转速低于某一下限值时，不使用发动机；减少发动机的开/关次数：频繁地开/关发动机，引起油耗和排放增加；合适的储能器荷电状态：储能器的容量须保持在适当的水平，以便在汽车加速时提供足够的功率，在汽车制动或下坡时能回收能量。若储能器的容量过高，应关闭发动机或使之怠速运转；安全的储能器电压：在放电、发电机充电或制动回收充电时，储能器的电压会发生很大变化，应避免储能器电压过低或过高，否则储能器会产生永久性破损，因而储能器管理很关键；分工适

11、当：在驱动循环中，发动机和储能器应合理分担汽车所需功率；,4、总成清单,1、驱动系统：主电机，主电机控制器，主电机散热风机，离合器电动液压油站；2、发电系统：发电机，发电机控制器；3、散热系统：水箱风扇电机，风扇电机控制器；4、储能系统：超级电容组，超级电容管理系统，400保险盒；5、仪表系统：混合动力综合仪表；6、线束：高压线束，低压逻辑线束；7、刹车系统：专用刹车踏板,松正系统单驱动电机混合动力系统结构特点,单电机强混结构，低速时纯电动驱动，取消变速箱，实现了无级变速，减少了换档繁琐，结构简单，成本低；采用超级电容，动力强劲，电容循环寿命长，可以和整车同寿命，低温特性出色，能适应各种极端气

12、候条件；具有纯电动行驶工况,消除常规车起步阶段高油耗高排放工况;平台化、系列化、可扩展性好，可以覆盖1018米客车；主电机额定功率为100kw，最大电功率比为54%，可获得36万补贴；,混合动力系统示意图,优点：单电机强混结构，低速时纯电动驱动，取消变速箱，实现了无级变速，减少了换档繁琐，结构简单，成本低；采用超级电容，动力强劲，电容循环寿命长，可以和整车同寿命，低温特性出色，能适应各种极端气候条件。,ZK6108CHEVG1工作模式,控制原理,1.起步时电机同轴单驱2.全油门时电机与发动机并联驱动3.一般行驶时发动机高效直驱4.刹车时超级电容回收能量5.停车时储能器若有电则发动机停机,1、启

13、动时，充分利用电动机启动时的低速扭矩；当汽车启动时，混合动力系统仅使用由储能器提供能量的电动机的动力启动，这时发动机怠速。因为发动机不能在低旋转带输出大扭矩，并且低转速下效率低，而电动机可以灵敏、顺畅、高效地进行启动。2、低速中速行驶时，由高效利用能量的电动机驱动行驶；对于发动机而言，在低速中速带的效率并不理想，而另一面，电动机在低速-中速带性能优越。因此，在用低速-中速行驶时，混合动力系统使用储能器的电力，驱动电动机行驶。但是，当储能器的电量少时，利用发动机来带动发电机发电，为电动机提供动力。3、一般行驶时，低油耗的驾驶，使用发动机作为主要动力源，混合动力系统采用发动机，使它在能产生最高效功

14、率的速度带驱动。由发动机产生的动力直接驱动车轮，依照驾驶状况部分动力被分配给发电机。由发电机产生的动力用来驱动电动机。利用发动机和电动机这一双重传动系统，发动机产生的动力以最小消耗被传向地面。当储能器的电量少时，发动机输出功率会被提高以加大发电量，来给储能器充电。4、一般行驶时，将发动机剩余能量用于储能器充电，因为混合动力系统在高速运转时是采用发动机来驱动，而发动机有时会产生多余的能量。这时多余的能量由发电机转换成电力，用于储存在储能器中。5、全速开进（行驶）时，利用双动力来获得更高一级的加速，在需要强劲加速力（如爬陡坡及超车）时，储能器也提供电力，来加大电动机的驱动力。通过发动机和电动机双动

15、力的结合使用，混合动力系统得以实现与高一级发动机同等水平的强劲而流畅的加速性能。6、减速/能量再生时，将减速时的能量回收到储能器中用于再利用；在踩制动器和松油门时，混合动力系统使车轮的旋转力带动电动机运转，将其作为发电机使用。减速时通常作为摩擦热散失掉的能量，在此被转换成电能，回收到储能器中进行再利用。7、停车时动力系统全部停止，电动机、发电机全部自动停止运转。当储能器的充电量较低时，发动机将继续运转，以给储能器充电。,控制原理简介,混联试混合系统特点,1、该混合动力系统的公交车，操作方式跟自动档客车完全一样，驾驶人员无需做特别训练。2、低速时发动机完全停转，实现怠速停机功能，节能减排。3、该

16、公交车的废气排放可达到欧V标准，符合最严格的环保要求。4、特有的电动助力转向系统，不用时处于极低的功耗状态，最大的节省能源。5、最高车速可达80km/h及最大爬坡度达20%，完全可满足城市交通运行要求。6、采用了自主研发的先进控制模式，比普通燃油车可节省达30%以上的燃油。7、由于储能器采用超级电容，充放电次数高达50万次以上，寿命是锂电池的500倍。比功率为4300W/kg，大电流的吞吐能力是锂电池的10倍以上。8、搭载该混合动力系统的公交车的维修费用较普通燃油车少约三成。,松正HEV电器原理图,松正电动液压助力转向系统框图,高压总线24V总线CAN总线,控制器,电机,油泵,油箱,转向机,分

17、配阀组,蓄能器,传感器,离合器油缸,电器连接油路连接机械连接,控制器参数额定电压：312VDC额定功率：3KW,电机参数额定电压：230VDC额定功率：2.2KW,1、系统采用常压式转向机方案，当方向盘不转动时，管路中液压油不循环，并保持在高压状态。当转动方向盘时，蓄能器向转向机助力油缸供油，并启动电机向蓄能器补充液压油，以保持系统所需的压力。经测试系统平均功耗小于300W。2、系统的电机采用直流永磁无刷电机，技术成熟可靠，效率高达92%以上。3、当系统发生故障时，蓄能器能继续输出1L的液压油到转向机，使汽车安全靠边停车。4、系统的电机控制器允许宽电压范围输入，电压在230V380V时能输出2.2kw的额定功率，当电压下降到110V230V(非正常状态)时能可继续运行，输出功率大于1.5kw。线束端子定义如下：,五、混合动力车车辆日常维护,六、车辆紧急处理,七、车辆维修注意事项,1、若仅对低