混合动力汽车技术论文范文参考资料

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境污染的日益加剧，电动车这种以电能为动力的交通工具凭借其节能、环保的优点日渐成为业界关注的焦点。 20 世纪 80 年代以来 , 许多发达国家纷纷投入巨资研发电动汽车，我国的 “863 计划 ”也已明确将电动汽车作为重点攻关项目。 目前，我国电动汽车的研发水平与发达国家基本上处在同一起跑线上，在某些方面甚至超过国外。 2020 年，我国 第一代混合动力商品车通过论证和验收。 .混合动力技术 优缺点与 前景 1) 混合动力电动汽车具备了良好的动力性能、良好的燃油经济性、清洁环保、经济实用。 为达到提高车辆的动力性、经 济性和环保性 , 需要采用当代最先进的内燃机技术深入分析低油耗特性； 选择比功率、比能量和效率最高、扭矩密度最大的电机 , 研究它的低速大转矩、效率和再生制动能量回馈性能； 经 过周密分析和试验研究特性 , 最佳选择各自高性能区段的组合与叠加。 2) 混合动力汽车绝对成本过高是目前混合动力电动汽车推广应用的主要难点 , 这是因为混合动力汽车除了以往的动力装置外 , 至少还必须安装电池 , 其成本不可能降至普通汽车的水准。 因此 , 混合动力汽车技术发展的首要难题是降低成本 , 这也是今后有待解决的最大课题 , 特别是 必须降低动力电池、电机驱动系统、电子控制系统等的成本。 3）提高汽车行驶过程中的能量再生利用效率 .从汽车制造阶段着手 , 设计改进汽车动力系统 , 满足汽车再生制动回收要求，加强混合动力电动汽车的可靠性 , 解决动力电池的使用寿命和可靠性问题 , 是混合动力电动汽车推广应用的前提。 国际能源紧缺，混合动力可以很好的节省汽车行进过程中减速、下坡过程的能量消耗，同时其排量低、污染小，也是未来汽车发展的必然趋势。 混合动力电动汽车 (HEV)，是在目前还找不到理想的高质量比能量和质量比功率的车 载电源之前，电动汽车的发展暂时受到阻挠而发展起来的新型车型， HEV 既是一种过渡型车型，也是一种独立型车型在 21 世纪 HEV 将会得到迅速的发展。 1991 年大众汽车公司推出济科牌混合动力电动微型汽车，车长 3150mm、宽 1600mm、高 1480mm，可乘坐 4 人，整备质量 78kg。 采用 ，压缩比 :功率 25kW/(6000rmin) 的三缸汽油机和一台 6kW/(1280rmin) 的电动机共同组成的混合动力驱动系统。 汽油机和电动机通过两个自动离合器和一个五档变速器，驱动桥驱动车辆行驶。 当速度低于 60km/h 时，由动力电池组提供电能，车辆用电动机驱动，在速度为 60km/h 启动汽油机驱动桥驱动车辆行驶，当车辆加速或爬坡时，发动机与电动机共同组成混合驱动模式驱动车辆行驶。 混合动力电动汽车 HEV 首先在欧洲出现，引起美国各大汽车公司的注意，为了减少对石油进口的依赖，改善对大气环境的污染，达到加州的排放标准的要求。 在汽车工业领域内具有更强大的竞争力和更大的市场，必须在 HEV 的整车和关键技术方面夺取领导地位， 1993 年 9 月，美国政府机构和美国汽车研究会以及一些有关单位，共同联合成立 “ 新一代汽车协调会 ” PNGV，美国政府通过 PNGV与汽车界达成了多种合作研究、开发协议，并协调政府有关部门，国家实验室和三大汽车公司的人力、物力资源，其研究方向代表了三大汽车公司及其用户的利益。 PNGV提出新开发的概念车样车的所达到的标准为 :在 10年的时间内达到乘坐 5～6 人，整车质量 898kg，燃料消耗量 3L， 0～ ，加速时间 12s，行驶里程 612km 的目标。 经过多年的研究、开发和试验等，美国三大汽车公司都推出了混合动力电动汽车 HEV概念车或样车，通用汽车公司的概念车为 precept概念车，福特汽车公司概念车 为 prodigy 概念车，克莱斯勒汽车公司概念车为 Dodge ESX3，基本上都是采用发动机为主，电动机为辅的配置方式，来达到上述标准的要求。 混合动力汽车的分类与特点 当前普遍使用的燃油发动机汽车存在种种弊病，统计表明在占 80％以上的道路条件下，一辆普通轿车仅利用了动力潜能的 40％，在市区还会跌至 25％，更 为严重的是排放废气污染环境。 20 世纪 90 年代以来，世界各国对改善环保的呼声日益高涨，各种各样的电动汽车脱颖而出。 虽然人们普遍认为未来是电动汽车的天下，但是目前的电池技术问题阻碍了电动汽车的应用。 由于电池的能量密度与汽油相比差上百倍，远未达到人们所要求的数值，专家估计在 10 年以内电动汽车还无法取代燃油发动机汽车 (除非燃料电池技术有重大突破）。 现实迫使工程师们想出了一个两全其美的办法，开发了一种混合动力装置（ HEV）的汽车。 所谓混合动力装置就是将电动机与辅助动力单元组合在一辆汽车上做驱动力，辅助动力单元实际上 是一台小型燃料发动机或动力发电机组。 形象一点说，就是将传统发动机尽量做小，让一部分动力由电池 电动机系统承担。 这种混合动力装置既发挥了发动机持续工作时间长，动力性好的优点，又可以发挥电动机无污染、低噪声的好处，二者 “ 并肩战斗 ” ，取长补短，汽车的热效率可提高10％以上，废气排放可改善 30％以上。 混合动力源电动车按照能量合成的的形式主要分为串联式 (SHEV)和并联式（ PHEV）两种。 串联式动力由发动机、发电机和电动机三部分动力总成组成，它们之间用串联的方式组成 SHEV 的动力单元系统。 负荷小时由电池驱动电动机 带动车轮转动，负荷大时则由发动机带动发电机发电驱动电动机。 当电动车处如启动、加速、爬坡的工况时，发动机 电动机组和电池组共同向电动机提供电能；当电动车处低速、滑行、怠速的工况时，则由电池组驱动电动机，由发动机 发电机组向电池组充电。 这种串联式电动车不管在什么工况下，最终都要由电动机来驱动车轮。 例如福特 “ 新能级 2020”SHEV ，其电池采用燃料电池，在城市市区行驶时全部由燃料电池驱动电动机，电动机通过减速器（变速器）和驱动桥驱动车轮，达到了 “ 零排放 ” 要求。 当高速及爬坡时，则由发动机 电动机组和燃料电池组共同 向电动机供电，驱动车轮。 并联式装置的发动机和电动机以机械能叠加的方式驱动汽车，发动机与电动机分属两套系统，可以分别独立地向汽车传动系提供扭矩，在不同的路面上既可以共同驱动又可以单独驱动。 电动机既可以作电动机又可以作发电机使用，又称为电动－发电机组。 由于没有单独的发电机，发动机可以直接通过传动机构驱动车轮，因此该装置更接近传统的汽车驱动系统，得到比较广泛的应用。 例如大众汽车公司的高尔夫 PHEV，发动机通过一边的离合器带动电动 发电机，输出扭力再通过另一边离合器驱动车辆行驶。 静止启动时，电池向电动 发电机供电 ，此时电动 发电机就是发动机的启动机。 发动机启动后，发动机一方面作为车辆单独的动力源驱动车轮，另一方面又带动电动 发电机发电向电池充电，此时与传统汽车一样。 在市区行驶时，发动机关闭，一边离合器脱开，一边离合器接合，电池做为 唯一能源向电动机供电，由电动机取代发动机驱动车轮。 当电动车需要高速或高负荷时，发动机启动一边离合器闭合，发动机与电动 发电机系统组成复合驱动形式，以最大功率驱动车辆。 混合动力汽车的工作原理 混合动力汽车在发达国家已经日益成熟，有些已经进入实用阶段。 由于构造复杂，成本较高，在电动汽车时代到 来之前，混合动力型汽车只是一种过渡产品。 HEV 既要使用发动机作为动力，又要对发动机的节能和环保作出种种限制，使发动机的燃料消耗降低到最低，使发动机的有害气体的排放达到 “ 超低污染 ” 标准的要求。 要用发动机的动力来保证 HEV 正常行驶时所需要的基本动力。 采用控制发动机转速范围、降低发动机的最高转速、保持发动机稳定均衡地运转、并采取“ 开 关 ” 的控制方式，使发动机避开启动、怠速和转速突然变化时，燃料燃烧不完全面引起的燃料经济性降低和增加有害废气的排放，从而控制发动机始终处于最佳状态下运转。 另外， HEV 还可以广泛地采用 转子发动机、燃气轮机和斯特林发动机作为 HEV 的发动机。 HEV 上是以电动机驱动作为发动机驱动的辅助动力，但又必须对电池组的质量和整车的整备质量进行限制，以减轻 HEV 的总质量。 因此，一般电动 /发电机只是在 HEV 发动机启动，车辆启动、加速或爬坡时起作用。 电动 /发电机又是发动机的飞轮，起调节发动机输出功率作用。 电动 /发电机还起发电机的作用，将发动机的动能转换为电能，储存到电池组中去。 在 HEV 下坡或制动时，将汽车惯性动能转换为电能，储存到电池组中去。 因此， HEV 有了电动机的辅助作用，就可以使 HEV 达到节能和 “ 超低污染 ” 的要求。 从 20 世纪 90 年代起，全世界又掀起研究开发和制造 HEV 的竞争热潮， 21 世纪 HEV 有可能成为汽车工业的主导产品。 HEV 汽车在起步、行车、加速和停车时，由其控制系统自动判断和控制使用何种动力，使汽车的能源消耗和排放指标控制在最佳范围。 汽车起步时因发动机的效率低，由电动机提供动力，在信号等待时，发动机会自动停止运行，避免了怠速空转的燃油消耗。 汽车在正常行驶中控制发动机在最佳区域运行，一部分动力用于克服道路阻力，另一部分动力用于为电池充电。 当车辆起步加速或爬坡时，除机组所产生的电能，通过控制 设备，输往驱动车轮 的电动机，此外，蓄电池组也同时供电给驱动车轮的电动机，以保证车辆具有足够的牵引能力。 当车辆在平坦道路上作等速运行时，只需发电机组 (或蓄电池组 )单独提供电能驱动车辆即可。 当车辆减速时，发电机组产生的电能，通过控制设备，向蓄电池组充电；在车辆制动过程中，驱动车轮的电动机，将转变为发电机，并通过控制设备向蓄电池充电。 此种能将车辆的动能转变为电能并加以回收的制动方式，被成为 “ 再生制动 ”。 混合动力汽车通过将发动机、充电电池和电。