北京吉利大學(xué)屆畢業(yè)論文

1、作者:日期:北京吉利大學(xué) 07 屆畢業(yè)論文（設(shè)計）混合動力汽車結(jié)構(gòu)，原理及發(fā)展前景研究摘要在最近的一個時期 , 汽油和柴油仍是汽車的主要能量來源 ,新能源汽車近期需 要解決的方案是傳統(tǒng)內(nèi)燃機新技術(shù)和替代燃燒汽車 , 中期方案是混合動力汽車降 低油耗和排放 , 遠期方案是純電動汽車和燃料電池汽車 .雖然新能源汽車提供了 使用燃料和燃料汽車， 混合動力汽車， 以及利用車載氫燃料電池發(fā)電和電動系統(tǒng) 的燃料電池汽車等多元化選擇 , 但是由于現(xiàn)在的技術(shù)發(fā)展水平，因此尋找多元化 的替代燃料， 開發(fā)更接近市場的混合動力技術(shù)， 是目前開發(fā)可替代能源的最切實 可行的一步 . 而純電動車和氫燃料電池由于其技術(shù)仍難

2、取得革命性突破 , 難以成 為汽車行業(yè)的近期發(fā)展目標。 且當今社會形勢， 混合動力可以比較好的解決燃油 消耗問題和污染問題 , 所以會主要介紹混合動力的優(yōu)勢性和可行性 .關(guān)鍵詞: 新能源 多元化 低排放 低燃油消耗北京吉利大學(xué) 07 屆畢業(yè)論文 （設(shè)計）目錄前言3一 概述41。1國內(nèi)外混合動力汽車 51.2混合動力汽車的主要組成61。 3 混合動力汽車的分類 71。 3.1 串聯(lián)式混合動力汽車 8 1.3 。 2 并聯(lián)式混合動力汽車 91。 3。 3 混聯(lián)式混合動力汽車 10 結(jié)論 10 參考文獻 11北京吉利大學(xué) 07 屆畢業(yè)論文 （設(shè)計）混合動力汽車將內(nèi)燃機，電動機與蓄電池通過控制系統(tǒng)相組

3、合 , 電動機可補充 提供車輛起步，加速時所需轉(zhuǎn)矩， 又可以吸收并儲存內(nèi)燃機富余的功率和車輛制 動能量, 從而可大幅度降低油耗，減少污染排放?；旌蟿恿ζ囯m然沒有實現(xiàn)零 排放，但其動力性，經(jīng)濟性和排放等綜合指標均能夠滿足當前各國苛刻的法規(guī)要 求, 可緩解汽車需要與環(huán)境污染及石油短缺的矛盾。混合動力汽車與傳統(tǒng)的汽油機或超有及汽車有很大不同，如豐田普銳斯（Prius） 的動力系統(tǒng)采用500V的高壓電路，無常規(guī)變速器或自動變速器，沒有怠速運轉(zhuǎn) 工況，采用電驅(qū)動空調(diào)壓縮機 , 電動水泵等 . 這些新技術(shù)，新結(jié)構(gòu)給用戶帶來全新 的感覺 , 也給維修和銷售等相關(guān)從業(yè)人員帶來新的挑戰(zhàn)。另外，混合動力汽車進

4、入我國市場僅有一兩年， 保有量很少， 許多人對混合動力汽車不甚了解。 圖書市 場上介紹混合動力汽車方面的書籍很少， 幾乎沒有混合動力汽車的結(jié)構(gòu)， 原理與 維修方面的書籍。為了讓更多的人， 特別是使用和維修混合動力汽車的人員， 對混合動力汽車有 所了解，以通俗的語言和詳細的圖表說明混合動力汽車的結(jié)構(gòu)，原理與維修。北京吉利大學(xué)07屆畢業(yè)論文(設(shè)計)概述汽車已與人們的日常生活和生產(chǎn)密不可分。然而，眾多燃油汽車排放所造成空氣質(zhì)量的日益惡化和石油資源的日漸匱乏，使開發(fā)低排放，低油耗的新型汽車成為當今汽車工業(yè)界的緊迫任務(wù)人民越來越關(guān)注其他燃料的汽車和電動汽車的 開發(fā)，電動汽車成為最主要的選擇之一。電動汽車

5、(Electric Vehicle ，EV)包括純電動汽車(EV ,混合動力汽車(Hybrid Electric Vehicle,HEV 或EV 和燃料電池汽車三種形式。圖(1 )所示圖(1)混合動力汽車動力源使用電動汽車可實現(xiàn)無污染，并可利用煤炭，水利等其他非石油資源，它是理想 的零排放或低排放車輛，因此，使用電動汽車無疑是解決問題的最有效途徑。 但 是，由于作為純電動汽車的關(guān)鍵零部件之一的電池在能量密度，壽命，價格等方 面的問題，是的純電動汽車的性價比無法與傳統(tǒng)的內(nèi)燃機汽車相抗衡 盡管目前 具有世界先進水平的純電動汽車的性能與內(nèi)燃機汽車已不相上下，但過高的成本 其難以商品化。燃料電池汽車具

6、有極高的效率，低排放，低噪聲,氣甲醇燃料有廣 泛的來源，并可再生等重大優(yōu)勢，已成為世界各大汽車集團新世紀激烈競爭的焦 點，被喻為21世紀改變?nèi)祟惿畹氖蟾呖萍柬椖恐?，但產(chǎn)業(yè)化仍需較長時 間.在這種環(huán)境下，融合內(nèi)燃機汽車和電動汽車優(yōu)點的混合動力汽車異軍突起，在世界范圍內(nèi)成為新型開發(fā)的熱點北京吉利大學(xué)07屆畢業(yè)論文（設(shè)計）1。1國內(nèi)外混合動力汽車的發(fā)展日本混合動力/電動汽車發(fā)展概況日本汽車保有量占全球第二位，由于人口密集，國土狹小，石油100%依賴進口。因此，日本對EVHEV的研發(fā)十分重視。日本從1965年開始電動車的研制、 通產(chǎn)省正式把電動車列入國家項目，1967年成立了日本電動車協(xié)會，促進

7、了電 動車事業(yè)的發(fā)展，1971年日本通產(chǎn)省就制定了電動汽車的開發(fā)計劃，1991年日本 通產(chǎn)省又制定了 “第三屆電動汽車普及計劃”，提出到2000年日本電動汽車的年 產(chǎn)量達到10萬輛,保有量達到20萬輛。2001年7月，日本開展了 “低公害車開 發(fā)普及行動”，將EVHEV列為重點開發(fā)的低公害汽車之列，并制定了專門的政 策，以促進EVHEV勺普及應(yīng)用;2002年提出從2005年開始大幅度限制尾氣排放， 制定了新長期排放限制的標準，準備用于2005年以后銷售新車的一項排放法規(guī)；2002年2月26日，日本中央環(huán)境審議會大氣環(huán)境領(lǐng)域的一個專門委員會 （環(huán)境大臣的咨詢機構(gòu)）提出了一份將要納入這項法規(guī)的尾氣

8、排放標準的咨詢提 案。這項提案的內(nèi)容包括將顆粒狀物質(zhì)（PM含量比現(xiàn)行標準的要求最大削減 85%,將氮氧化物（NOX削減50%等 一些內(nèi)容，該法規(guī)的實施將進一步推動 EVHEV 的發(fā)展。按照目前的發(fā)展速度，預(yù)計在2010年將達到210萬輛。如圖2所示文檔為個人收集整理，來源于網(wǎng)絡(luò)本文為互聯(lián)網(wǎng)收集，請勿用作商業(yè)用途'.rcorttrl感V輛圖2世界混合動力汽車保有量美國混合動力/電動汽車發(fā)展概況北京吉利大學(xué)07屆畢業(yè)論文（設(shè)計）汽車工業(yè)是美國的支柱產(chǎn)業(yè)，給美國帶來了繁榮昌盛，但同時也帶來了能源 危機、環(huán)節(jié)污染以及資源的浪費.美國近年來幾乎要從國外進口全國消耗量一半 以上的石油。為了避免受到

9、石油危機的沖擊，美國十分重視對混合動力汽車的研 究和開發(fā).1976年卡特總統(tǒng)簽署EV/HEV研究開發(fā)和示范法案，授權(quán)美國能源部 執(zhí)行和管理EV/HEV研究計劃,但是直到九十年代初電動車的研究在美國才真正 開始。1990年10月布什總統(tǒng)簽署清潔空氣法嚴格規(guī)定了汽車排放的標準，同月 加州政府也有了新的規(guī)定，即要求汽車制造商在加州銷售的車輛中百分之二必須 是零排放車輛，而當時只有純電動汽車才可能達到零排放車輛的要求.歐洲混合動力/電動汽車發(fā)展概況德國政府十分重視環(huán)節(jié)保護,投入了大量的資金用于EV的研發(fā)，1971年成 立了城市電動車交通公司（GES ,積極組織EV的研究與開發(fā)。1991年在拜爾州 投入

10、了 300輛EV進行運行。拜爾州還撥400萬馬克，用于資助用戶車價的30% 購買電動汽車。另外，漢堡市也采取資助用戶車價的25%來鼓勵用戶購買電動汽車。德國政府指定奔馳汽車公司和大眾合資建立的德國汽車工業(yè)有限公司的科 技開發(fā)機構(gòu)，1992年德國政府撥款2200萬馬克，在呂根（Rugen島建立歐洲 EV試驗基地，組織了四大公司62輛各類電動車在呂根半島城運行試驗,對64輛 電動汽車和電動汽車的系統(tǒng)工程進行長達 4年的大規(guī)模試驗，并有很多國家和城 市都派有EV參加呂根島的實驗。1994年展示出了 19種轎車，13種面包車,4種 大客車，都進入了實用階段.我國混合動力/電動汽車發(fā)展概況談到汽車新能源

11、的發(fā)展，在中國還往往停留在電動汽車的探索上。在 新世紀，汽車發(fā)展的技術(shù)路線趨于理智而統(tǒng)一：近期從油電混合動力下手大 幅度降低油耗和排放；長遠靠資源極為豐富，且完全沒有污染的氫動力燃料電池重新定義汽車。氫動力燃料電池車，是一項必須關(guān)注的前沿技術(shù) ，但僅僅是“關(guān)注”即可.而混合動力車的研發(fā)倒應(yīng)是混北京吉利大學(xué)07屆畢業(yè)論文(設(shè)計)合動力車并非什么遠在天邊的高科技，又有成熟的商品化車型可借鑒。二是混合動力車特別適合中國大城市交通普遍擁堵，汽車頻繁制動的國情，節(jié)能治污的效果可以發(fā)揮到極致。1。2混合動力汽車的主要組成(1) 發(fā)動機混合動力汽車可以廣泛地采用四沖程內(nèi)燃機(包括汽油機和柴油機)，二沖程內(nèi)燃

12、機(包括汽油機和柴油機),轉(zhuǎn)子發(fā)動機，燃氣輪機和斯特林發(fā)動機 等。一般轉(zhuǎn)子發(fā)動機和燃氣輪機的燃燒效率比較高，排放也比較潔凈，采用不同發(fā)動機就可以組成不同的混合動力汽車。(2) 電動機混合動力汽車可以采用直流電動機，交流感應(yīng)電動機，永磁電動機和開關(guān)磁阻電動機等隨著混合動力汽車的發(fā)展，直流電動機已經(jīng)很少采用，多數(shù)采用了感應(yīng)電動機和永磁電動機，開關(guān)磁阻電動機應(yīng)用也得到重視，還可 以采用特種電動機為混合動力汽車的驅(qū)動電動機，采用不同的電動機就可 以組成不同的混合動力汽車電池混合動力汽車可以采用各種不同的蓄電池，燃料電池，儲能器和超級電 容器作為"電池"，一般電池是作為混合動力汽車的

13、輔助能源，只有在混合 動力汽車用電動機啟動發(fā)動機或電動機輔助驅(qū)動時才使用。1.3混合動力汽車的分類(1)按動力傳動系統(tǒng)布置分類目前世界各國研究發(fā)現(xiàn)的混合動力汽車有不同形式的結(jié)構(gòu)， 根據(jù)其動力傳動系統(tǒng) 的配置和組合方式不同，分為串聯(lián)式，并聯(lián)式和婚戀史 3種組合方式，各自的結(jié) 構(gòu)形式和特點如下北京吉利大學(xué)07屆畢業(yè)論文（設(shè)計）1。3.1串聯(lián)式混合動力驅(qū)動系統(tǒng)串聯(lián)式混合動力驅(qū)動（SHEV系統(tǒng)的示意如圖1 1所示。輔助動力單元（APU 由原動機和發(fā)電機組成，通常將這兩個部件集成為一體原動機帶動發(fā)電機發(fā)電， 起點能通過控制器直接輸送到電動機，由電動機產(chǎn)生驅(qū)動力矩驅(qū)動汽車。電池實 際上其平衡原動機輸出功率

14、和電動機輸入功率的作用：當發(fā)電機的發(fā)電功率大于電動機所需的功率時（如汽車減速滑行，低速行駛或短時停車等工況），控制器控制發(fā)電機向電池充電，當發(fā)電機法處的功率低于電動機所需的功率時（如汽車起步，加速，高速行駛，爬坡等工況），電池則向電動機提供額外的電能。圖1 1串聯(lián)式混合動力汽車北京吉利大學(xué)07屆畢業(yè)論文（設(shè)計）串聯(lián)式結(jié)構(gòu)可使發(fā)動機不受汽車行駛工況的影響，始終在其最佳的工作區(qū)穩(wěn)定運行，因此，可使汽車的油耗和排污降低，串聯(lián)式混合動力汽車特別適用于在市內(nèi)低速運行的工況。在繁華的市區(qū)，汽車在起步和低速時還可以關(guān)閉原動機，只利用電池進行功率輸出，是汽車達到 零排放的要求。串聯(lián)式結(jié)構(gòu)的不足是：發(fā)動機的輸出

15、需要全部轉(zhuǎn)化為電能再便成為驅(qū)動汽車 的機械能，由于機電能量轉(zhuǎn)化和電池充放電的效率較低，使得燃油能量的利用率比較低。132并聯(lián)式混合動力驅(qū)動系統(tǒng)并聯(lián)式混合動力驅(qū)動系統(tǒng)（PHEV）結(jié)構(gòu)示意圖1 2所示，汽車可由發(fā)動機和電動機共同驅(qū)動或各自單獨驅(qū)動。當電動機只是作為輔助驅(qū)動系統(tǒng)時，功率可以比較小。與串聯(lián)式結(jié)構(gòu)相比，發(fā)動機通過機械傳動機構(gòu)直接驅(qū)動汽車，其能量的利用率相對比較高，這使得并聯(lián)式燃油經(jīng)濟型比串聯(lián)式高。并聯(lián)式驅(qū)動系統(tǒng)只適合于汽車在城市間公路和高速公路上穩(wěn)定行駛的工 況，由于并聯(lián)式驅(qū)動系統(tǒng)的發(fā)動機工況要受汽車行駛工況的影響，因此不適用于汽車行駛變化較多，較大的路況；相比串聯(lián)結(jié)構(gòu)形式，需要變速裝置

16、和動力復(fù)合裝置，傳動結(jié)構(gòu)較為復(fù) 雜.圖1-2并聯(lián)式混合動力汽車北京吉利大學(xué)07屆畢業(yè)論文（設(shè)計）133混聯(lián)式混合動力驅(qū)動系統(tǒng)混聯(lián)式混合動力驅(qū)動系統(tǒng)（PSHEV ）是串聯(lián)式與并聯(lián)式的綜合，其結(jié)構(gòu)示意如圖1-3所示，發(fā)動機發(fā)出的功率一部分通過機械傳動輸送給驅(qū)動橋，另一部分則驅(qū)動法電機發(fā)電。 發(fā)電機發(fā)出的電能輸送給電動機發(fā)電。發(fā)電機發(fā)出的電能輸送給電動機或電池，電動機產(chǎn)生的驅(qū)動力矩通過動力復(fù)合裝置傳送給驅(qū)動橋?；炻?lián)式驅(qū)動系統(tǒng)的控制 策略是：在汽車低速行駛時，驅(qū)動系統(tǒng)主要以串聯(lián)方式工作；當汽車高速穩(wěn)定行駛時，則以并聯(lián)工作方式為主1 3混聯(lián)式混合動力驅(qū)動示意圖北京吉利大學(xué) 07 屆畢業(yè)論文（設(shè)計 ）結(jié)論

17、 一般所說的混合動力汽車是有電動馬達作為發(fā)動機的輔助動力驅(qū)動汽車。 混合動力汽車的燃油經(jīng)濟性能高， 而且行駛性能優(yōu)越， 混合動力汽車的發(fā)動機要 使用燃油，而且在起步、加速時，由于有電動馬達的輔助 ,所以可以降低油耗， 簡單地說，就是與同樣大小的汽車相比，燃油費用更低。而且，輔助發(fā)動機的電動馬達可以在啟動的瞬間產(chǎn)生強大的動力， 因此，車主可 以享受更強勁的起步、加速。同時 ,還能實現(xiàn)較高水平的燃油經(jīng)濟性 混合動力汽車的種類目前主要有 3 種.一種是以發(fā)動機為主動力，電動馬達作為 輔助動力的 “并聯(lián)方式 ”這.種方式主要以發(fā)動機驅(qū)動行駛，利用電動馬達所具有 的再啟動時產(chǎn)生強大動力的特征，在汽車起步、加速等發(fā)動機燃油消耗較大時， 用電動馬達輔助驅(qū)動的方式來降低發(fā)動機的油耗。 這種方式的結(jié)構(gòu)比較簡單， 只 需要在汽車上增加電動馬達和電瓶 .另外一種是，在低速時只靠電動馬達驅(qū)動行 駛，速度提高時發(fā)動機和電動馬達相配合驅(qū)動的 “串聯(lián)、并聯(lián)方式 ”。啟動和低速 時是只靠電動馬達驅(qū)動行駛 ,當速度提高時，由發(fā)動機和電動馬