车辆电传动论文——混合动力汽车

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1、一、摘要混合动力汽车充分吸取了电力/热力系统中最大的优势�将很大程度地降低汽车的耗油量和污染物的排放�改善车辆行为。与传统型汽车相比�混合动力汽车可以确保具有同等的性能和优势�而在节能和排放上胜出一筹。混合动力汽车的电压和功率等级与电动车类似�但蓄电池容量大大减小�因而其造价成本低于电动汽车。混合动力汽车在现有技术的基础上达到了提高燃料经济性和减少排放的目的�在未来其发展方向是真正零排放、无污染�不消耗燃油的燃料电池车辆�因而极具发展前景。本文详细介绍了混合动力汽车的定义、工作原理、类型、主要结构形式和性能特点�分析了相关技术的国内外研究现状�指出了混合动力汽车目前需要解决

2、的主要问题和采用的关键技术�并结合国内外研究、开发现状�对该项研究的发展前景进行了预测。二、关键字混合动力车�电力系统�技术研究�环保�前景三、正文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。纯电动汽车虽然可以真正做到零排放�但是目前的电池技术问题阻碍

3、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�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�远未满足人们的要求。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。混合动力汽车�HybridElectricalVe

4、hicle�以下简称HEV��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。制定混合动力汽车控制策略的主要原则之一就是保证在不同的行驶工况下�燃料转换装置、储能装置和电动机尽可能多地工作在高效率区域。这一原则使混合动力汽车具有极佳的燃油经济性能。制定混合动力汽车控制策略的主要原则之二就是保证汽车在不同的行驶工况下�燃料转换装置(如发动机)尽可能工作在低排放区域�从而保证混合动力汽车具有很好的排放性能。混合动力汽车的关

5、键是混合动力系统�它的性能直接关系到混合动力汽车整车性能。经过十多年的发展�混合动力系统总成已从原来发动机与电机离散结构向发动机电机和变速箱一体化结构发展�即集成化混合动力总成系统。混合动力总成按动力传输路线分类�可分为串联式、并联式和混联式三种。按照燃料种类的不同�主要又可以分为汽油混合动力和柴油混合动力两种。目前国内市场上�混合动力车辆的主流都是汽油混合动力�而国际市场上柴油混合动力车型发展也很快。基于任务�又可以将混合动力汽车分成三类�轻度混合型�MildHybridVehicle�MHV�、功率混合型�PowerHybridVehicle�PHV�和能量混合型�En

6、ergyHybridVehicle�EHV�。轻度混合方式混合动力汽车选用较小功率的驱动电机�主要依靠内燃机运行�电动机辅助动力的范围有限�因此�所需电池的能量也较低。在所有混合动力汽车中�轻度混合方式最廉价�增加的成本最少�当然也只能适当地提高燃油经济性和改善排放。功率混合方式所采用驱动电机的功率比轻度混合方式大�虽然电池的能量仍然较低�但电池组提供的电功率却高20——40kW�制造成本要比轻度混合方式高。与轻度混合方式相比�功率混合方式在改善燃油经济性和排放方面的潜力更大。能量混合型的混合程度是三种混合方式中最高的�不仅要求车载电池有较大的功率�而且要有较高的能量�而轻

7、度混合型和功率混合型中电池的能量都较低。能量混合型中的驱动电机是主要原动力�因此�需要车载电池提供足够的电能�最高至70kw�独立驱动汽车行驶大约43.5km�据统计�美国私人轿车每天平均行驶21.7km�达到或者超过43.5km的概率为10%�。内燃机主要在高速公路上行驶时驱动汽车运行�内燃机处于高效率区��增加续驶里程。与轻度混合型和功率混合型相比�能量混合型可明显改善燃油消耗及尾气排放�但能量混合型的制造成本高很多�这主要是由于高能量电池组的成本较高。由于大功率电机以及高能量电池组在轿车上的布置都十分困难�这