洛阳理工学院毕业论文-混合动力汽车原理前景分析.doc
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洛阳理工学院
混合动力汽车结构、原理及发展前景研究
学生姓名
系(部)
专业
指导教师
2011年11月11日
摘要
当前,全球汽车工业正面临着金融危机和能源环境问题的巨大挑战。
发展新能源汽车,实现汽车动力系统的新能源化,推动传统汽车产业的战略转型,在国际上已经形成广泛共识。
在太阳能、电能等替代能源真正进入实用阶段之前,混合动力汽车因其低油耗、低排放的优势越来越受到人们的关注。
虽然混合动力汽车并不是完全意义上的新能源汽车,但在近期或相当长一段时间内,最符合现实条件的还是混合动力汽车。
混合动力汽车是世界汽车市场唯一能够实现大批量商品化的节能产品。
在能源紧缺和环境污染严重的情况下,又由于传统的燃油发动机汽车存在种种弊病,混合动力汽车应声而出。
本文首先综述了混合动力汽车,然后重点阐述了按动力传输路线分类,混合动力的三大类型:
串联式、并联式和混联式的工作原理。
最后展望了混合动力电动车的商业化前景及其发展趋势。
关键词:
能源环境混合动力动力传输路线分类前景
Abstract
Theglobalautoindustryisfacingafinancialcrisisandenergyandenvironmentalissuesofgreatchallenge.Developmentofnewenergyvehicles,vehiclepowersystemtoachievethenewenergy,andpromotethestrategictransformationofthetraditionalautomotiveindustry,hasabroadinternationalconsensus.Insolarenergy,electricityandotheralternativeenergysourcesbeforeactuallyenteringthepracticalstage,hybridvehiclesbecauseoftheirlowfuelconsumption,lowemissionsbenefitsmoreandmoreattention.
Althoughhybridcarsarenotthefullsenseofnewenergyvehicles,butintheshortorlongperiodoftime,themostrealisticconditions,orhybridvehicles.Hybridcarsaretheworldautomarket,theonlywaytoachievemasscommercializationofenergy-savingproducts.Energyshortageandenvironmentalpollutioninseriouscases,andbecausethereisthetraditionalfuelenginecarsills,hybridcarscrashedout.Thispaperreviewsthehybridcar,andthenfocusesonthepowertransmissionlineaccordingtotheclassificationofthreetypesofhybrid:
inseries,parallelandhybrid-typeworks.Finally,prospectsofhybridelectricvehiclecommercialprospectsandtrends.
Keywords:
EnergyandEnvironmentcategoryofhybridpowertransmissionline,theprospects
绪论
全球能源及环境问题日益突出:
一方面石油资源作为不可再生能源日益紧缺;另一方面传统的燃油发动机车辆废气排放对空气造成严重污染。
为此替代燃油发动机汽车的方案也越来越多,例如氢能源汽车、燃料电池汽车、混合动力汽车等,但目前最有实用性价值并已有商业化运转模式的只有混合动力汽车。
混合动力汽车(HybridElectricalVehicle)是指同时装备热动力源(由传统的汽油机或者柴油机产生)与电动力源(电池与电动机)的汽车,纯电动力源汽车虽然可以真正做到零排放,但其最大的问题是电池寿命短及每次充电后行驶里程少,每次停车充电时间长,需增加路边充电站,基础设备投资很大,电池的损耗费用占很大比例。
基于这些原因,纯电动车仅适用于一些特殊场合,目前市场份额较小,而混合动力汽车实质上是一个折中方案,它的出现是为了解决纯电动车存在的技术性问题,在目前燃料电池技术尚未成熟之际,可以说是一个比较好的方案。
在混合动力汽车上使用电机,使得动力系统可以按照整车的实际运行工况要求灵活调控,而发动机保持在综合性能最佳的区域内工作,从而降低油耗与排放。
目录
摘要 1
Abstract 2
绪论 3
1.混合动力汽车的概述 5
1.1混合动力汽车的概述 5
1.2混合动力汽车的优点 5
1.3混合动力汽车的缺点 5
2.混合动力汽车的结构及工作原理 6
2.1串联式混合动力汽车(SHEV) 6
2.2并联式混合动力电动汽车(PHEV) 7
2.3混联式混合动力电动汽车(PSHEV) 8
3.混合动力汽车的主要部件 9
3.1控制方式 9
3.2电动机 9
3.3混合动力汽车车用镍氢动力电池 10
4.混合动力汽车的发展前景研究 10
4.1混合动力汽车的市场推广情况 10
4.2混合动力汽车面临的问题 11
4.3混合动力汽车的前景与展望 11
4.3.1混合动力汽车的市场 12
4.3.2成熟的混合动力汽车技术 13
4.3.3混合动力汽车市场推广政策 13
4.3.4我国混合动力汽车发展概况 14
结束语 15
致谢 16
参考文献 17
1.混合动力汽车的概述
1.1混合动力汽车的概述
混合动力汽车是指车上装有两个以上动力源,包括有电机驱动,符合汽车道路交通、安全法规的汽车,车载动力源有多种:
蓄电池、燃料电池、太阳能电池、内燃机车的发电机组,当前复合动力汽车一般是指内燃机车发电机,再加上蓄电池的汽车。
其目的是减少汽车的污染,提高纯电动汽车的行驶里程。
1.2混合动力汽车的优点
混合动力汽车的优点是:
1、采用混合动力后可按平均需用的功率来确定内燃机的最大功率,此时处于油耗低、污染少的最优工况下工作。
需要大功率内燃机功率不足时,由电池来补充;负荷少时,富余的功率可发电给电池充电,由于内燃机可持续工作,电池又可以不断得到充电,故其行程和普通汽车一样。
2、因为有了电池,可以十分方便地回收制动时、下坡时、怠速时的能量。
3、在繁华市区,可关停内燃机,由电池单独驱动,实现"零"排放。
4、有了内燃机可以十分方便地解决耗能大的空调、取暖、除霜等纯电动汽车遇到的难题。
5、可以利用现有的加油站加油,不必再投资。
6、可让电池保持在良好的工作状态,不发生过充、过放,延长其使用寿命,降低成本。
混合动力汽车有三种基本的工作方式,即串联式、并联式和串并联(或称混联)式。
1.3混合动力汽车的缺点
混合动力技术的先进性和实现的现实性,节能、环保效果明显,采用混合动力汽车是现阶段解决环保和能源问题最为切实可行的方案。
但是,由于混合动力汽车是在牺牲了部分环保利益的基础上,可以满足目前人们对汽车环保的基本要求,在结构上两套系统电池/电机和内燃机同时安装于本来只装一套系统的汽车上,不仅加大了汽车本身的重量,也提高了对整体工艺及控制等方面的要求。
除了和纯电动汽车(BEV)一样受目前蓄电池技术的限制之外,混合动力的能量来源仍然是石油,这决定了混合动力不是电动汽车发展的最终形式。
总之,混合动力汽车介于传统汽车和纯电动汽车、燃料电池汽车之间,是一种承前启后的,在经济和技术方面都趋于成熟的电动汽车产品。
2.混合动力汽车的结构及工作原理
目前世界各国研究开发的混合动力电动汽车有不同的结构型式,根据其驱动系统的配置和组合方式不同可分为3种:
串联式(SeriesHybrid)、并联式(ParallelHybrid)、混联式(Series-parallelHybrid)
2.1串联式混合动力汽车(SHEV)
串联式混合动力(SHEV)模式由发动机、发电机和驱动电动机三大动力组成,发动机、发电机和驱动电动机采用“串联”的方式组成SHEV的驱动系统。
SHEV的结构
蓄电池
逆变器
电动机
驱动轴
发电机
发动机
图1串联式简图
图2串联式混合动力汽车传动系统
SHEV的结构如上图所示。
它由发动机、发电机和驱动电动机三大动力总成组成,它们采用“串联”的方式组成驱动系统。
SHEV的工作原理:
在车辆行驶之初,蓄电池组处于电量饱和状态,其能量输出可以满足车辆要求,辅助动力系统不需要工作,蓄电池输出的直流电经控制器变为交流电后供入驱动电动机、驱动电动机输出的转矩经变速器、传动轴及驱动桥驱动车轮。
蓄电池组电量低于60%时,辅助动力系统起动,为驱动系统提供能量的同时,还给蓄电池组进行充电。
当车辆能量需求较大时,辅助动力系统与蓄电池组同时为驱动系统提供能量,发动机-发电机组产生的交流电经整流器变为直流电和电池输出的直流电经控制器变为交流电后供入驱动电动机。
由于蓄电池组的存在,使发动机工作在一个相对稳定的工况,使其排放得到改善。
2.2并联式混合动力电动汽车(PHEV)
并联式混合动力(PHEV)由发动机、电动/发电机或驱动电动机两大动力总成组成。
发动机、电动/发电机或驱动电动机采用“并联”的方式组成PHEV的驱动系统。
PSHEV的结构
蓄电池
逆变器
电动机
驱动轴
发动机
耦合器
图3并联式简图
图4并联式混合动力汽车传动系统
PHEV是由发动机与电动机、发动机或驱动电机两大动力总成组成。
如上图所示,它们采用“并联”的方式组成驱动系统。
PSHEV的工作原理:
以发动机驱动为基本驱动模式,独立驱动后驱动轮;驱动电动机为辅助驱动模式,能独立驱动前驱动轮;在混合驱动时,发动机驱动的后轮动力与驱动电机驱动的前轮动力进行组合,成为混合四驱动模式。
2.3混联式混合动力电动汽车(PSHEV)
混联式混合动力电动汽车综合SHEV和PHEV结构特点,由发动机、电动、发电机和驱动电动机三大动力总成组成。
PSHEV的结构
蓄电池
逆变器
电动机
驱动轴
发动机
行星齿轮机构
发电机
图5混联式简图
图6混联式混合动力汽车传动系统
PSHEV是综合SHEV和PHEV结构特点组成的,由发动机、电动机或
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