混合動力汽車設計與研究畢業論文-資料下載頁

　　

【正文】 的 關 鍵 技 術 問 題 主 要 有 以 下 幾 個 方 面 。 混合動力單元技術 混 合 動 力 汽 車 的 動 力 可 以 同 時 來 自 熱 力 發 動 機 和 電 動 機 。 在 混 合 動 力 汽 車 上 ， 發 動 機 又 被 稱 為 混 合 動 力 單 元 ， 與 傳 統 汽 車 發 動 機 相 比 ， 其 作 用 發 生 了 變 化 。 在 并 聯 混 合 動 力 汽 車 上 ， 混 合 動 力 單 元 通 過 傳 動 軸 驅 動 車 輪 ， 同 時 電 動 機 也 承 擔 一 部 分 動 力 的 功 能 ， 因 而 使 得 混 合 動 力 單 元 能 夠 采 用 尺 寸 更 小 、 效 率 更 高 的 發 動 機 ； 在 串 聯 混 合 動 力 汽 車 上 ， 混 合 動 力 單 元 驅 動 一 臺 發 電 機 產 生 電 能 ， 由 于 汽 車 的 行 駛 與 發 動 機 沒 有 直 接 聯 系 ， 因 此 混 合 動 力 單 元 也 能 夠 采 用 小 型 高 效 的 發 動 機 ， 且 其 運 行 工 況 可 以 固 定 于 較 小 的 高 功 率 和 低 排 放 區 。 混 合 動 力 汽 車 的 主 要 目 標 就 是 降 低 排 放 ， 所 以 ， 控 制 混 合 動 力 單 元 的 排 放 將 是 今 后 研 究 的 重 點 。 目 前 對 混 合 動 力 單 元 的 研 究 主 要 集 中 在 三 個 方 面 ； 一 是 燃 燒 系 統 的 優 化 ， 通 過 研 究 燃 料 與 空 氣 混 合 物 的 點 燃 和 燃 燒 的 過 程 ， 探 究 H C 、 C O 以 及 氮 氧 化 物 和 微 粒 的 形 成 機 理 ， 從 而 改 進 燃 燒 系 統 ； 二 是 尾 氣 處 理 技 術 ， 主 要 研 究 高 效 的 尾 氣 催 化 系 統 和 過 濾 系 統 ； 三 是 代 用 燃 料 的 研 究 。 從 目 前 的 研 究 表 明 ， 直 噴 式 柴 油 機 將 是 首 選 的 混 合 動 力 單 元 。 柴 油 發 動 機 已 日 趨 小 型 化 ， 同 時 ， 采 用 先 進 的 共 軌 式 噴 油 系 統 ， 降 低 了 微 粒 （ P M ） 和 氮 氧 化 物 排 放 、 改 善 了 熱 效 率 和 低 溫 排 放 污 染 等 ， 在 性 能 上 已 經 有 了 很 大 的 提 高 。 能量存儲技術 目 前 運 用 于 混 合 動 力 汽 車 上 的 能 量 儲 存 裝 置 主 要 還 是 高 能 蓄 電 池 。 除 此 之 外 ， 雖 然 超 級 電 容 器 、 飛 輪 電 池 等 新 型 能 量 儲 存 裝 置 也 在 研 究 開 發 ， 但 是 近 期 最 有 希 望 進 入 實 用 化 的 還 是 高 能 蓄 電 池 。 目 前 ， 鎳 氫 電 池 和 鋰 離 子 電 池 技 術 較 成 熟 ， 已 達 到 混 合 動 力 汽 車 的 使 用 要 求 。 從 發 展 看 ， 能 量 儲 存 裝 置 的 研 究 應 該 包 括 以 下 內 容 ： 一 是 研 究 電 池 內 部 的 連 接 、 檢 測 、 監 控 以 及 便 于 將 整 個 電 池 子 系 統 安 裝 在 汽 車 上 的 支 撐 機 構 ； 二 是 電 池 設 計 和 制 造 方 面 的 改 進 ， 降 低 制 造 成 本 ， 改 善 電 池 的 性 能 和 提 高 使 用 壽 命 ； 三 是 電 池 的 熱 能 管 理 及 剩 余 電 量 管 理 。 由 于 電 池 的 工 作 溫 度 不 可 能 覆 蓋 汽 車 運 行 的 工 作 溫 度 范 圍 ， 為 了 保 證 電 池 系 統 的 統 一 ， 減 少 各 電 池 單 元 之 間 的 不 平 衡 ， 所 以 需 要 一 個 有 效 的 熱 能 管 理 系 統 。 此 外 ， 電 池 的 剩 余 電 量 直 接 影 響 混 合 動 力 汽 車 的 經 濟 性 的 排 放 ， 因 此 需 要 有 效 的 測 試 方 法 和 控 制 裝 置 。 在 混 合 動 力 汽 車 中 ， 能 量 存 儲 裝 置 的 作 用 已 發 生 了 質 的 變 化 ， 有 時 也 稱 之 為 載 荷 調 節 裝 置 ， 這 就 是 它 的 真 正 作 用 所 在 。 在 混 合 動 力 汽 車 中 ， 提 供 整 車 行 駛 所 需 的 動 力 最 終 依 然 來 源 于 使 用 高 能 量 密 度 化 學 燃 料 的 發 動 機 或 燃 料 電 池 ， 載 荷 調 節 裝 置 引 進 的 目 的 是 通 過 它 的 調 節 作 用 來 達 到 提 高 燃 油 經 濟 性 和 減 少 排 11放 的 目 的 。 由 于 混 合 動 力 汽 車 的 最 終 能 量 來 源 依 然 是 化 學 燃 料 ， 所 以 它 不 再 像 純 電 動 汽 車 那 樣 假 如 普 及 就 需 要 建 設 大 規 模 的 配 套 基 礎 設 施 ， 現 有 的 加 油 站 系 統 無 須 作 任 何 的 改 進 即 可 適 應 。 汽車集成電力電子模塊技術 混 合 動 力 系 統 的 精 確 運 轉 依 賴 于 優 化 控 制 的 實 現 ， 控 制 系 統 的 開 發 是 混 合 動 力 系 統 的 最 關 鍵 的 技 術 創 新 。 控 制 系 統 要 能 夠 根 據 采 集 到 的 速 度 和 負 荷 等 數 據 ， 計 算 出 以 最 高 效 率 為 基 點 的 分 配 到 發 動 機 與 電 動 機 上 的 功 率 值 ， 即 實 現 發 動 機 與 電 動 機 的 最 優 耦 合 功 率 分 配 比 。 為 了 滿 足 汽 車 高 速 開 關 控 制 的 要 求 ， 混 合 動 力 汽 車 還 需 要 設 有 一 些 分 立 裝 置 ， 例 如 ， 專 用 的 集 成 電 路 、 模 擬 和 數 字 集 成 電 路 以 及 其 他 功 率 電 子 裝 置 。 混 合 動 力 汽 車 對 智 能 化 的 要 求 導 致 其 控 制 的 復 雜 性 ， 因 此 要 求 控 制 裝 置 采 用 高 速 運 行 的 半 導 體 芯 片 ， 其 功 率 密 度 高 ， 散 熱 性 能 也 較 好 。 在 混 合 動 力 汽 車 進 入 實 用 化 的 過 程 中 ， 一 個 關 鍵 性 的 部 件 是 汽 車 集 成 電 力 模 塊 。 它 采 用 現 代 電 子 集 成 技 術 ， 將 復 雜 的 電 力 電 子 系 統 集 成 在 一 個 單 一 封 裝 內 ， 能 夠 供 給 汽 車 大 約 1 0 0 K W 的 功 率 ， 其 功 率 范 圍 為 1 0 － 1 0 0 K W 。 該 模 塊 能 夠 實 現 對 整 車 的 控 制 ， 例 如 ， 控 制 電 動 機 功 率 的 輸 入 和 輸 出 、 發 動 機 的 輸 出 功 率 和 能 量 儲 存 系 統 的 離 合 ， 同 時 還 能 控 制 再 生 制 動 能 量 的 回 收 與 釋 放 ， 確 定 電 池 的 充 電 狀 態 、 判 斷 是 否 對 電 池 充 電 ， 以 及 優 化 控 制 發 動 機 的 起 動 以 減 少 排 放 。 混 合 動 力 汽 車 在 現 有 技 術 的 基 礎 上 達 到 了 提 高 燃 油 經 濟 性 和 減 少 排 放 的 目 的 ， 因 而 極 具 發 展 前 景 。 在 美 、 日 和 歐 洲 各 國 下 一 代 汽 車 開 發 計 劃 中 ， 混 合 動 力 汽 車 處 于 戰 略 發 展 的 位 置 。 混 合 動 力 汽 車 使 人 們 看 到 了 在 短 期 內 大 幅 度 提 高 燃 油 經 濟 性 和 減 少 排 放 的 可 能 性 。 混 合 動 力 汽 車 正 在 改 變 著 汽 車 產 品 的 結 構 和 構 成 ， 逐 漸 走 向 實 用 化 。 根 據 《 A u t o M f g ＆ P r o d u c t i o n 》 （ 汽 車 制 造 與 生 產 ） 期 刊 報 導 ， 預 計 2 0 1 0 年 ， 世 界 汽 車 市 場 上 ， 混 合 動 力 車 輛 將 達 1 0 0 萬 輛 ； 2 0 1 5 年 將 在 世 界 汽 車 市 場 占 1 5 % ； 2 0 2 0 年 將 占 2 5 % ， 這 是 相 當 大 的 混 合 動 力 汽 車 數 量 的 比 例 。 總 之 ， 混 合 動 力 汽 車 在 本 世 紀 相 當 長 一 段 時 間 內 前 景 廣 闊 ， 并 受 市 場 歡 迎 。 我 國 汽 車 工 業 應 該 抓 住 機 遇 ， 爭 取 早 日 推 出 國 產 混 合 動 力 汽 車 新 產 品 。12第 5 章 混合動力汽車的發展前景研究 混合動力汽車的市場推廣情況 目 前 從 全 球 范 圍 來 看 ， 混 合 動 力 汽 車 已 處 于 大 規 模 產 業 化 的 前 夕 ， 國 際 、 國 內 的 汽 車 企 業 在 競 相 研 發 混 合 動 力 汽 車 。 但 要 真 正 實 現 自 主 混 合 動 力 車 型 的 普 及 ， 還 有 諸 多 障 礙 需 要 克 服 ， 包 括 技 術 上 的 一 些 關 鍵 難 題 和 成 本 增