汽车检测与维修专业毕业论文-汽车新能源技术应用与发展

汽车检测与维修专业毕业论文-汽车新能源技术应用与发展内容摘要：

和领导作用，形成合力加快推动我国电动汽车产业发展，以联盟的方式，促进企业间的合作与协同发展，快速、有效地突破电动汽车产业核心技术，尽快形成规模化发展姿态。 中国汽车业“十二五”规划初稿已定，新能源汽车被列为中国汽车行业今后五年发展的重中之重。 中国汽车业“十二五”规划中，将提出到 2020年，中国国内新能源汽车的年销售量达到百万 辆的目标。 新能源汽车的发展重点将以汽车电动化和动力混合化两大技术结合为标志，进行换代 与产业升级 [4]。 国内新能源汽车取得重大发展 20202020 年，我国自主研制的纯电动、混合动力和燃料电池三类新能源汽车整车产品相继问世；混合动力和纯电动客车实现了规模示范；纯电动高等教育自学考试毕业论文 4 汽车实现批量出口；燃料电池轿车研发进入世界先进行列。 2020 年，新能源汽车在国内已成全面出击之势。 比亚迪、奇瑞、吉利、长安、哈飞等汽车生产企业，纷纷在各大国际车展上频频亮相，展出了自行研发的燃料电池汽车及混合动力汽车，从而在这场新能 源的竞技中，取得了首发权。 国产新能源汽车如雨后春笋，纷纷崭露头角，如长安的 CV杰勋混合动力版，奇瑞的 A东方之子燃料电池动力汽车，海马的 H12 电动汽车、华普海域甲醇动力轿车和海尚油电动力混合汽车，力帆 520 混合动力汽车等。 在美国汽车城底特律举行的 2020 北美国际汽车展上，比亚迪展示了插电式混合动力汽车 2020 年 12 月 15 日在中国市场开始销售，于2020 年在北美市场上市。 高等教育自学考试毕业论文 5 第 3 章 汽车新能源的类型 纯电动汽车 纯电 动汽车的类型 纯电动汽车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆，一般采用高效率充电蓄电池为动力源。 纯电动汽车可分为 2 种类型，即用蓄电池作动力源的纯电动汽车和装有辅助动力源的纯电动汽车。 一、 用蓄电池作为动力源的纯电动汽车 用单一蓄电池作为动力源的纯电动汽车，只装置了蓄电池组，它的电力和动力传输系统如图 31 所示。 图 31 用单一蓄电池作为动力源的纯电动汽车的电力和动力传输系统 二、 装有辅助动力源的纯电动车 用单一蓄电池作为动力源的纯电动汽车，蓄电池的比能量和比功率较低，蓄电池组的质量和体积比较大。 因此，在某些纯电动汽车上增加辅助动力源，如超级电容器、发电机组、太阳能等，由此改善纯电动汽车的启动性能和增加续驶里程。 装有辅助动力源的纯电动汽车的电力和动力传输系统如图 32所示。 图 32 装有辅助动力源的纯电动汽车的电力和动力传输系统 高等教育自学考试毕业论文 6 纯电动汽车的结构原理 燃油汽车主要由发动机、地盘、车身和电器 4 大部分组成，纯电动汽车的结构与燃油汽车相比，主要增加了电力驱动控制系统，而取消了发动机，电力驱动控制系统的组成与工作原理如图 33 所示，它由电力驱动模块、车载电源模块 和辅助模块 3 大部分组成 [5]。 图 33 电力驱动控制系统的组成与工作原理 当汽车行驶时，由蓄电池输出电能（电流）通过控制驱动电动机运转，电动机输出的转矩经传动系统带动车轮前进或后退。 电动汽车行驶里程与蓄电池容量有关，蓄电池容量受诸多因素限制。 要提高一次充电续驶里程，必须尽可能的节省蓄电池能量。 混合动力电动汽车 混合动力电动汽车的结构类型 一、 串联式结构类型 如图 34 所示串联式结构的最大特点是：能量的产生和使用完全独立，发动机的功能只是驱动发电机工作，由发电机向蓄电池充电。 汽车完全 由电动机驱动，发动机只需在某一转速下工作，避免在怠速或其他不经济工况下工作可明显减少排气污染和提高燃油经济性、节约费用。 高等教育自学考试毕业论文 7 图 34 串联式混合动力系统 图 35 并联式混合动力系统 二、并联式结构形式 并联式结构（如图 35） 的混合动力汽车可由发动机与电动机饭别独立的驱动，采用异步交流电动机，既可作电动机，又可作发电机使用。 汽车在不同行驶工况下工作如下 :。 在一般路面上驾驶员以发动机作为动力行驶。 当汽车在启动、小负荷和下坡行驶及汽车需要通过对排放要求严格限制的地区，可通过离合器是发动机熄火，汽车由电动机从蓄电池中获得电能来驱动。 当汽车加速或高速行驶需要大功率时发动机和电动机可联合工作，以获得所需得峰值功率。 大汽车在低负荷工作时异步交流电动机作为发电机自动接通为蓄电池充电，使蓄电池电能获得补充，这有利于提高发动机工作效率。 由汽车驱动电动机，此时电动机为蓄电池充电，汽车制动时能量回收部分转变为电能而储存。 三、混联式结构形式 混联式结构（如图 36）的混合动力系统利用动力分配装 置将动力一分为二：一部分直接驱动汽车；另一部分驱动交流发电机，而交流发电机驱动电动机并为蓄电池充电。 高等教育自学考试毕业论文 8 图 36 混联式混合动力系统 汽车在不同行驶工况下工作如下 :。 发动机输出动力一路直接驱动车轮；另一路经交 流发电机、变流器、电动机驱动车轮。 此时，发动机效率不高而停止工作，由蓄电池带动电动机驱动车轮。 在正常行驶工况基础上增加功率输出，这部分增加的动力由蓄电池供给，由电能转化成机械能传给车轮。 由汽车车轮驱动电动机，此时电 动机作为发电机使用，电动机发出的电能为蓄电池充电，将汽车的制动能回收为电能 [6]。 不同类型的混合动力电动汽车的比较 表 31 对不同类型的混合动力电动汽车在燃油经济性、尾气排放和控制难易程度等方面作了比较。 表 32 对不同类型的混合动力电动汽车在驱动模式、传动效率、整车布置、使用条件等方面作了比较。 表 31 不同类型的混合动力电动汽车类型的比较 项目 串联式 并联式 混联式 公路行驶燃油经济性 较优 优 优 城市行驶燃油经济性 优 较优 优 无路行驶燃油经济性 较优 优 优 低排放性能 优 较优 较优 成本 低 较低 较低 复杂程度 简单 较复杂 复杂 控制难易程度 简单 较复杂 复杂 高等教育自学考试毕业论文 9 表 32 不同类型的混合动力电动汽车特点的比较 结构模型 串联式 并联式 混联式 动力总成 发动机、发电机、驱动电动机等三大动力总成 发动机、电动 /发电机 或电 动 机 两 大动 力 总成 发 动机 、 电 动 /发电机、电动机等三大动力总成 驱动模式 电动机是唯一的驱动模式 发动机驱动模式、电动机驱动模式、发动机 电动机混合驱动模式 发动机驱动模式、电动机驱动模式、发动机 电动 机混合驱动模式 、电动 机 电 动机混合驱动模式 传动效率 能量转换效率较低 传动效率较高 传动效率较高 制动能量回收 能够回收制动能量 能够回收制动能量 能够回收制动能量 整车总布局 三大动力总成之间 没 有机 械 式连接装置，结构布置的自由度较大，但三大动力总成的质量、尺寸都比较大，一般在大型车辆上采用 发动机 驱动 系统 保持机械式传动系统，发动机 与电 动 机 两 大动 力 总成 之间 被 不 同 的机 械 装置连接起来，结构复杂，是布局受到一定的限制 三大动力总成之间 采 用 机 械 装 置 连接，三大动力总成的质量、尺寸都较小，能够在小型车辆上布置，但结构更加紧凑 适用条件 适用于大型客车或货车，适应在路况较 复 杂的 城 市道路和 普 通公 路 上行驶，更加接近电动汽车的性能 适用于中小型汽车，适 应在 城 市 道 路和 高 速公路上行驶，接近普通的内燃机汽车性能 适用于各种类型的汽车，适应在各种道路上行驶，更加接近普通得内燃机汽车性能 燃料电池电动汽车 燃料电池电动汽车的类型 采用燃料电池作为电源的电动汽车称为燃料电池电动汽车 (Fuel Cell 高等教育自学考试毕业论文 10 Electric Vehicle, FCEV)。 FCEV 一般以质子交换膜燃料电池（ PEMFC） 作为车载能源 .PCEV 按“多 电源”的配置不同，可分为以下几种： 一、纯燃料电池驱动（ PFC）的 FCEV 纯燃料电池驱动的电动汽车只有燃料电池一个动力源，汽车的所有功率负荷都由燃料电池承担。 纯燃料电池驱动系统将氢气与氧气反应产生的电能通过总线传给驱动电机，驱动电机将电能转化为机械能再传给传动系，从而驱动汽车行驶。 二、燃料电池与辅助蓄电池联合驱动（ FC+B）的 FCEV 燃料电池 +辅助蓄电池联合驱动的燃料电池电动汽车的动力系统结构是一个典型的串联式混合动力结构。 在该动力系统结构中，燃料电池和蓄电池一起为驱动电机提供能量，驱动电机将电能转化 成机械能传给传动系，从而驱动汽车行驶。 在汽车制动时，驱动电机变成发电机，蓄电池将储存回馈的能量。 三、燃料电池与超级电容联合驱动 (FC+C)的 FCEV 燃料电池 +超级电容与燃料电池 +辅助蓄电池的结构相似，只是把蓄电池换成超级电容。 相对于蓄电池，超级电容充放电效率较高，能量损失小，功率密度大，在回收制动能量方面比蓄电池有优势，循环寿命长但是超级电容的能量密度较小随着超级电容技术的不断进化，这种结构将成为一种新的研究方向。 四、燃料电池与辅助蓄电池和超级电容联合驱动（ FC+B+C） 的 FCEV 燃料电池与辅助蓄电 池和超级电容联合驱动的电动汽车的动力系统结构也为串联式混合动力结构。 在该动力系统结构中，燃料电池、蓄电池和超级电容一起为驱动电机提供能量， 驱动电机将电能转化成机械能传给传动系，从而驱动汽车行驶。 在汽车制动时驱动电机变成发电机，蓄电池和超级电容将储存回馈的能量。 燃料电池电动汽车的结构原理 目前燃料电池电动汽车绝大多数采用的是混合式燃料当电池驱动系统，将燃料电池与辅助动力源相结合，燃料电池可以只满足持续功率需求，借助辅助动力源提供加速、爬坡等所需的峰值功率，而且在制动时可以将回馈的能量储存在辅助动 力源中，混合式燃料电池驱动系统有并联式和串联式两种，如图 37[7]。 高等教育自学考试毕业论文 11 （ a） 串联式 （ b） 并联式 图 37 混合式燃料电池电动汽车驱动系统框图 混合式燃料电池电动汽车的动力系统主要由燃料电池发动机、辅助动力源、 DC/DC 变换器、 DC/AC 逆变器、电动机和动力控制系统等组成。 气体燃料汽车 天然气汽车 天然气是指以天然气作为燃料的汽车。 按照所使用天然气燃料状态的不同，天然气汽车可分为压缩天然气汽车（ CNGV） 和液化天 然气汽车（ LNGV）。 压缩天然气是指压缩到 ～ 的天然气，储存在车载高压气瓶中。 它是一种无色透明、无味、高热量、比空气轻的气体，主要成分是甲烷，由于组分简单，易于完全燃烧，加上燃料含碳少、抗爆性好、不稀释润滑油，能够延长发动机使用寿命。 液化天然气是指常压下、温度为－ 162℃ 的液体天然气，储存于车载绝热气瓶中。 液化天然气燃点高、安全性能强，适于长途运输和储存。 目前世界上使用较多的是压缩天然气汽车。 液化石油气汽车 液化石油气 (简称 LPG)的主要成分是丙烷 C3H8，此外还含有少 量的丙烷C4H10，丙烷 C3H6 和丁烯 C4H8，作为车用燃料来说，液化石油气的能量密度比天然气大，在中小型汽车上推广比较容易。 目前，对于 LPG 加气站不足的地区，还不具备发展纯 LPG 汽车的条件，大多数国家仍以发展液化石油气 — 汽油两用燃料汽车为主。 由于液化气和天然气的性质。