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技術(shù)宅:我是如何讓混合動(dòng)力更省油的?

發(fā)布時(shí)間: 2014-06-04 15:17:43    來(lái)源: 新浪網(wǎng)
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[摘要]汽車制造商在做車型介紹時(shí),往往會(huì)提到一個(gè)詞——“駕駛模式”。主打操控性必帶運(yùn)動(dòng)模式,宣傳省油的少不了Eco模式,SUV的四驅(qū)模式,混動(dòng)車型的模式就更多了,純電動(dòng)模式、混動(dòng)模式、純油動(dòng)模式還有邊油動(dòng)邊發(fā)電模式等等。

  汽車制造商在做車型介紹時(shí),往往會(huì)提到一個(gè)詞——“駕駛模式”。主打操控性必帶運(yùn)動(dòng)模式,宣傳省油的少不了Eco模式,SUV的四驅(qū)模式,混動(dòng)車型的模式就更多了,純電動(dòng)模式、混動(dòng)模式、純油動(dòng)模式還有邊油動(dòng)邊發(fā)電模式等等。
  對(duì)于傳統(tǒng)動(dòng)力汽車來(lái)說(shuō),這些模式很好選擇。想要駕駛樂(lè)趣自然就是運(yùn)動(dòng)模式,追求經(jīng)濟(jì)性必須Eco甚至Eco+,戶外越野的話四驅(qū)當(dāng)仁不讓;那么對(duì)于混動(dòng)車來(lái)說(shuō),亂七八糟這么多模式怎么選擇呢?怎么樣才能最大化地省油和使用電能呢?
  你肯定會(huì)不屑一顧,這也算是個(gè)問(wèn)題,小白都知道的好不啦。跑高速就用發(fā)動(dòng)機(jī),在帝都的二環(huán)路上肯定純電動(dòng)劃算啊,至于發(fā)動(dòng)機(jī)一邊工作一邊還發(fā)電什么的,這難道不是系統(tǒng)軟件預(yù)設(shè)的把電量保持在一定程度么?
  可是你要知道,工程師的隊(duì)伍里總有那么三兩只瘋子,說(shuō)好點(diǎn)叫精益求精,說(shuō)不好聽的,咳咳,不好聽的話就先不說(shuō)了,他們總希望數(shù)字能夠更加好看哪怕只提升了1%。
  在瑞士哥德堡的查爾姆斯理工大學(xué),有一位電氣工程專業(yè)新鮮出爐的博士Viktor Larsson,在他的一篇博士論文里,就談到了這個(gè)話題。
  當(dāng)然,作為博士論文的研究課題,必須不能是“高速路用發(fā)動(dòng)機(jī),高峰期用電池”的節(jié)奏,而是要更高大上一點(diǎn)。Larsson用了層次算法、凸規(guī)劃和漢密爾頓函數(shù)(這,臣妾看不懂啊)等一系列數(shù)學(xué)算法,對(duì)混動(dòng)車的工況進(jìn)行了數(shù)學(xué)建模,以得出油耗更低的動(dòng)力分配。
  然后,Larsson博士把這些算法都編譯到了一個(gè)程序里面。我們都知道,插電式混合動(dòng)力的油耗比傳統(tǒng)動(dòng)力汽車要低得多,豐田普銳斯百公里油耗僅為2.6L,而Larsson表示,用了這個(gè)程序之后,混動(dòng)車能在這個(gè)基礎(chǔ)之上油耗再降低10%。
  程序最開始會(huì)對(duì)日常的駕駛數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì),并計(jì)算出車輛的日常行駛路線。當(dāng)車輛在既定的路線上行駛時(shí),能夠判斷出車輛處于路線的具體位置,然后根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)實(shí)時(shí)平衡電池和發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出。
  Larsson希望軟件能夠自行判斷哪種駕駛模式的油耗更低并自動(dòng)切換到相應(yīng)的模式,所以軟件不僅要知道這段路程有多長(zhǎng),還需要知道相應(yīng)的路況,比如如果一直在上坡,那么明顯用發(fā)動(dòng)機(jī)能夠獲得更大的牽引力,也更省油,而用電池的話則會(huì)耗能過(guò)快。
  可以推斷,軟件提取的并不僅是車輛的駕駛數(shù)據(jù),同樣也包括導(dǎo)航數(shù)據(jù)。軟件會(huì)將車輛行駛的駕駛數(shù)據(jù)和路線數(shù)據(jù)上傳到服務(wù)中,并針對(duì)路線預(yù)設(shè)好動(dòng)力分配。這樣對(duì)于日常行駛來(lái)說(shuō),軟件要做的工作就相當(dāng)簡(jiǎn)單,只需要讀取時(shí)間數(shù)據(jù)就好。在周一的早晨,你只需要調(diào)出上班路線就可以了。
  Larsson在沃爾沃的V60上建立了算法模型進(jìn)行測(cè)試。V60的插電版本中電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)后輪,發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)前輪,在需要的時(shí)候,發(fā)動(dòng)機(jī)還能帶動(dòng)發(fā)電機(jī)給電池充電,電池的電量可以得到補(bǔ)充,因而,這個(gè)模型里,有兩個(gè)自由度。
  “假設(shè)你的旅途有100公里,你希望開到一半的時(shí)候,電池里還能剩下60%的電量,而過(guò)了三分之二的路程之后,電池的電量不能完全用完,還要剩下一點(diǎn)。那么只要把這個(gè)輸入到程序就可以,程序會(huì)根據(jù)路徑自動(dòng)分配驅(qū)動(dòng)方式,同時(shí)附贈(zèng)一個(gè)不錯(cuò)的油耗表現(xiàn)。”
  “我正在考慮把這個(gè)軟件做成手機(jī)APP,但是我們都知道,這個(gè)軟件能不能成功的關(guān)鍵在于汽車制造商愿不愿意對(duì)我開放車輛的相關(guān)數(shù)據(jù)。而且,目前的插電式混合動(dòng)力節(jié)油效果已經(jīng)很不錯(cuò)了,額外的10%提升對(duì)于用戶來(lái)說(shuō),吸引力并不夠大。我算了一筆賬,可能他們用這個(gè)軟件一年也省不了100美元。”Larsson認(rèn)為軟件的受眾會(huì)很窄,“要么就是有油耗強(qiáng)迫癥的,要么就是一些大型混動(dòng)車隊(duì)的管理者,因?yàn)榛鶖?shù)大,最終的節(jié)油效果才有點(diǎn)看頭。”
  確實(shí),如Larsson所想,這款軟件的局限性很大,尤其是在后裝市場(chǎng),能發(fā)揮的力量有限。程序不僅要讀取車輛的數(shù)據(jù),還要介入車輛的動(dòng)力控制系統(tǒng),控制發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行,如果僅靠破解車輛協(xié)議,如何能保證安全性?而且,不同的混動(dòng)車型,電池容量、混動(dòng)模式都各不相同,軟件或者海納百川,或者針對(duì)特定的品牌和車型出不同的版本,但是這之間的適配和測(cè)試工作也不是Larsson一個(gè)人可以完成的。
  最好的結(jié)果就是,Larsson的這款軟件能夠被某個(gè)汽車制造商或者某個(gè)聯(lián)盟收購(gòu),然后通過(guò)他們將其前置在車輛的控制系統(tǒng)之中,才能讓軟件真正發(fā)揮作用。而且還能帶來(lái)額外的好處,軟件的自動(dòng)控制和模式切換,能夠讓鋰電池不會(huì)被過(guò)度使用,也不會(huì)一直擱置不用(鋰電池用太多和用太少,對(duì)于壽命都會(huì)有影響),可以延長(zhǎng)鋰電池的使用壽命。而對(duì)于駕駛者來(lái)說(shuō),再也不用擔(dān)心因?yàn)槟J絾?wèn)題而使混動(dòng)車沒能發(fā)揮出作用。

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