混合動力汽車設(shè)計與研究畢業(yè)論文(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 方 式 具 體 的 分 類 比 較 ， 見 表 2 1表 21 串聯(lián)、并聯(lián)、混聯(lián)三種方式的比較控制系統(tǒng) 電池 能量傳遞 效率 燃油發(fā)動機(jī) 工作效率環(huán)境污染其他串聯(lián)式控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較簡單，只要根據(jù)蓄電池充電狀態(tài)決定其運(yùn)行或停止對電池要求較高，容量大，增加了電池和汽車重量以及制造成本動力傳遞過程中，存在能量轉(zhuǎn)換的損失，降低了能量利用率發(fā)動機(jī)的工作不受汽車行駛工況的影響，總在最佳工況下工作，具有較好的燃油經(jīng)濟(jì)性污染最小每一動力裝置的功率均等于汽車要求的總功率，設(shè)備規(guī)模較龐大，增加了車輛的成本及機(jī)構(gòu)布置的難度并聯(lián)式動力控制系統(tǒng)及機(jī)械切換系統(tǒng)相對較復(fù)雜總?cè)萘勘却?lián)式?。s為三分之一），對蓄電池的峰值功率要求較低動力直接傳到車輪上，中間環(huán)節(jié)少，比串聯(lián)式有更高的能量效率主要動力還是來源于燃油發(fā)動機(jī)，但燃油發(fā)動機(jī)工作范圍大，效率較低污染和噪聲較大結(jié)構(gòu)簡單，可把傳統(tǒng)車用發(fā)動機(jī)的最新研究成果應(yīng)用到混合動力汽車上，節(jié)省了研發(fā)資金5混聯(lián)式機(jī)械傳動系統(tǒng)及控制系統(tǒng)最為復(fù)雜對電池的依賴小，甚至可以不需要外置充電系統(tǒng)較高發(fā)動機(jī)的工作不受汽車行駛工況的影響，總是在最高效率狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)，具有很好的燃油經(jīng)濟(jì)性比并聯(lián)小發(fā)動機(jī)和電動機(jī)均可較小。動力系統(tǒng)可根據(jù)不同工況選用不同的動力驅(qū)動方式，充分利用兩套動力裝置的優(yōu)點 混合動力汽車的優(yōu)點 混 合 動 力 汽 車 的 優(yōu) 點 是 ： 采 用 混 合 動 力 后 可 按 平 均 需 用 的 功 率 來 確 定 內(nèi) 燃 機(jī) 的 最 大 功 率 ， 此 時 處 于 油 耗 低 、 污 染 少 的 最 優(yōu) 工 況 下 工 作 。 需 要 大 功 率 內(nèi) 燃 機(jī) 功 率 不 足 時 ， 由 電 池 來 補(bǔ) 充 ； 負(fù) 荷 少 時 ， 富 余 的 功 率 可 發(fā) 電 給 電 池 充 電 ， 由 于 內(nèi) 燃 機(jī) 可 持 續(xù) 工 作 ， 電 池 又 可 以 不 斷 得 到 充 電 ， 故 其 行 程 和 普 通 汽 車 一 樣 。 因 為 有 了 電 池 ， 可 以 十 分 方 便 地 回 收 制 動 時 、 下 坡 時 、 怠 速 時 的 能 量 。 在 繁 華 市 區(qū) ， 可 關(guān) 停 內(nèi) 燃 機(jī) ， 由 電 池 單 獨(dú) 驅(qū) 動 ， 實 現(xiàn) “ 零 ” 排 放 。 有 了 內(nèi) 燃 機(jī) 可 以 十 分 方 便 地 解 決 耗 能 大 的 空 調(diào) 、 取 暖 、 除 霜 等 純 電 動 汽 車 遇 到 的 難 題 。 可 以 利 用 現(xiàn) 有 的 加 油 站 加 油 ， 不 必 再 投 資 。 可 讓 電 池 保 持 在 良 好 的 工 作 狀 態(tài) ， 不 發(fā) 生 過 充 、 過 放 ， 延 長 其 使 用 壽 命 ， 降 低 成 本 。 混合動力汽車的缺點 混 合 動 力 技 術(shù) 的 先 進(jìn) 性 和 實 現(xiàn) 的 現(xiàn) 實 性 ， 節(jié) 能 、 環(huán) 保 效 果 明 顯 ， 采 用 混 合 動 力 汽 車 是 現(xiàn) 階 段 解 決 環(huán) 保 和 能 源 問 題 最 為 切 實 可 行 的 方 案 。 但 是 ， 由 于 混 合 動 力 汽 車 是 在 犧 牲 了 部 分 環(huán) 保 利 益 的 基 礎(chǔ) 上 ， 可 以 滿 足 目 前 人 們 對 汽 車 環(huán) 保 的 基 本 要 求 ， 在 結(jié) 構(gòu) 上 兩 套 系 統(tǒng) 電 池 / 電 機(jī) 和 內(nèi) 燃 機(jī) 同 時 安 裝 于 本 來 只 裝 一 套 系 統(tǒng) 的 汽 車 上 ， 不 僅 加 大 了 汽 車 本 身 的 重 量 ， 也 提 高 了 對 整 體 工 藝 及 控 制 等 方 面 的 要 求 。 除 了 和 純 電 動 汽 車 （ B E V ） 一 樣 受 目 前 蓄 電 池 技 術(shù) 的 限 制 之 外 ， 混 合 動 力 的 能 量 來 源 仍 然 是 石 油 ， 這 決 定 了 混 合 動 力 不 是 電 動 汽 車 發(fā) 展 的 最 終 形 式 。 總 之 ， 混 合 動 力 汽 車 介 于 傳 統(tǒng) 汽 車 和 純 電 動 汽 車 、 燃 料 電 池 汽 車 之 間 ， 是 一 種 承 前 啟 后 的 ，在 經(jīng) 濟(jì) 和 技 術(shù) 方 面 都 趨 于 成 熟 的 電 動 汽 車 產(chǎn) 品 。6第 3 章 混合動力汽車的核心技術(shù)的應(yīng)用 汽 車 的 混 合 動 力 技 術(shù) 發(fā) 展 與 機(jī) 械 、 電 氣 、 內(nèi) 燃 機(jī) 、 能 源 、 計 算 機(jī) 、 汽 車 、 信 息 等 技 術(shù) 息 息 相 關(guān) 。 H E V 作 為 多 種 高 薪 技 術(shù) 的 集 成 ， 是 典 型 的 高 薪 技 術(shù) 產(chǎn) 品 ， 集 智 能 化 、 數(shù) 字 化 、 輕 量 化 和 實 用 化 于 一 體 。 其 研 制 和 開 發(fā) 的 核 心 技 術(shù) 主 要 是 電 池 、 電 動 機(jī) 、 電 動 機(jī) 控 制 、 電 力 電 子 技 術(shù) 、 能 量 管 理 技 術(shù) 以 及 車 身 和 底 盤 設(shè) 計 等 ， 其 中 前 4 項 是 混 合 動 力 汽 車 的 發(fā) 展 瓶 頸 。 混合動力汽車用電池 HEV 的 成 敗 關(guān) 鍵 在 于 電 池 ， 電 池 也 是 一 直 制 約 混 合 動 力 汽 車 發(fā) 展 的 關(guān) 鍵 因 素 。 H E V 在 勻 速 行 駛 時 ， 由 發(fā) 動 機(jī) 提 供 能 量 ， 電 池 組 基 本 上 處 于 不 充 不 放 的 狀 態(tài) ； 汽 車 行 駛 需 要 大 功 率 時 ( 如 加 速 、 爬 坡 、 高 速 等 ) ， 電 池 組 放 電 ， 釋 放 能 量 ； 汽 車 行 駛 需 要 小 功 率 時 ( 如 低 速 、 停 車 等 ) ， 電 池 組 充 電 ， 積 蓄 能 量 。 混合動力汽車對電池的特殊要求 與 E V 不 同 ， H E V 電 池 連 續(xù) 工 作 時 間 短 ， 對 電 池 容 量 要 求 不 高 ， 而 對 功 率 要 求 較 高 。 另 外 H E V 電 池 S O C 工 作 范 圍 在 5 0 % 左 右 ， 波 動 一 般 不 超 過 2 0 % 。 這 是 因 為 H E V 要 求 電 池 留 有 足 夠 的 余 量 ， 以 保 證 車 輛 制 動 時 可 以 充 分 吸 收 能 量 ， 并 不 致 使 電 池 過 充 后 降 低 壽 命 ， 甚 至 破 壞 電 池 。 H E V 和 E V 用 電 池 的 主 要 性 能 指 標(biāo) 有 質(zhì) 量 比 能 量 、 體 積 比 能 量 、 質(zhì) 量 比 功 率 、 價 格 和 循 環(huán) 壽 命 等 。 為 了 確 保 H E V 合 理 的 行 駛 性 能 ， 對 其 能 源 系 統(tǒng) 有 如 下 要 求 : 高 比 能 量 ( 確 保 H E V 達(dá) 到 合 理 的 行 駛 里 程 ) ； 高 比 功 率 ( 確 保 加 速 和 爬 坡 性 能 ) ； 壽 命 長 、 免 維 護(hù) 、 充 電 快 、 效 率 高 ( 提 高 車 輛 的 使 用 效 率 和 接 受 制 動 回 輸 功 率 的 能 力 ) ； 尺 寸 小 ； 安 全 性 高 。 混合動力汽車電池的發(fā)展 至 今 為 止 ， 電 動 汽 車 用 電 池 經(jīng) 歷 了 三 代 的 發(fā) 展 ， 已 取 得 了 突 破 的 進(jìn) 展 。 第 一 代 是 鉛 酸 電 池 ， 主 要 是 閥 控 鉛 酸 電 池 ( V R L A ) ， 由 于 其 比 能 量 高 、 價 格 低 和 放 電 倍 率 高 ， 成 為 目 前 唯 一 大 批 量 生 產(chǎn) 的 電 動 汽 車 用 電 池 。 第 二 代 是 堿 性 電 池 ， 只 要 有 N i 2 C d ， N i 2 M H ， N a / S ， L i 2 i o n 和 Z n / A i r 等 多 種 電 池 ， 其 比 能 量 和 比 功 率 都 比 鉛 酸 電 池 高 ， 大 大 提 高 了 電 動 汽 車 的 電 動 能 力 和 續(xù) 駛 里 程 ， 但 是 價 格 比 鉛 酸 電 池 要 高 。 第 三 代 是 以 燃 料 電 池 為 主 的 電 池 ， 燃 料 電 池 直 接 將 燃 料 的 化 學(xué) 能 轉(zhuǎn) 化 為 電 能 ， 具 有 能 量 轉(zhuǎn) 換 效 率 高 、 比 能 量 高 、 比 功 率 高 、 控 制 反 應(yīng) 過 程 可 控 、 能 量 轉(zhuǎn) 化 過 程 可 連 續(xù) 的 特 點 ， 因 此 是 理 想 的 汽 車 用 電 池 ， 現(xiàn) 正 處 于 研 制 階 段 ， 一 些 關(guān) 鍵 技 術(shù) 還 有 待 突 破 。 從 目 前 車 用 電 池 的 發(fā) 展 來 看 ， 鎳 氫 電 池 可 能 是 H E V 動 力 能 源 的 首 選 電 池 ， 它 已 經(jīng) 規(guī) 模 化 生 產(chǎn) ， 性 能 穩(wěn) 定 ， 其 質(zhì) 量 比 、 體 積 比 率 、 電 池 壽 命 和 重 復(fù) 充 放 電 次 數(shù) 方 面 已 經(jīng) 達(dá) 到 美 國 先 進(jìn) 電 池 聯(lián) 合 會 ( U S A B C ) 性 能 指 標(biāo) 另 外 ， 一 種 叫 質(zhì) 子 交 換 膜 的 燃 料 電 池 ( P E M F C ) 的 能 量 轉(zhuǎn) 換 效 率 是 普 通 內(nèi) 燃 機(jī) 熱 效 率 的 2 ～ 3 倍 ； 同 時 它 還 具 有 噪 音 低 、 無 污 染 、 壽 命 長 、 啟 動 迅 速 、 比 功 率 大 和 輸 出 功 率 可 隨 時 調(diào) 整 等 特 性 ， 使 得 P E M F C 非 常 適 合 用 作 交 通 工 具 的 動 力 7源 ， 有 關(guān) 專 家 預(yù) 言 : 2 1 世 紀(jì) 燃 料 電 池 電 動 汽 車 可 能 成 為 汽 車 的 主 體 。 其 他 尚 在 試 驗 階 段 的 電 池 如