混合动力汽车技术及其发展研究.doc

1.引言随着不可再生资源的日益消耗特别是石油资源的消耗人们人们不得不为汽车业的可持续发展开始思考混合动力汽车及电动汽车将成为新世纪前几十年汽车发展的主流并成为我国汽车界所有业内人士的共识。我国政府也在实施很多项高科技发展研究计划其中就包括混合动力汽车在内的电动汽车重大专项。我国在新能源汽车的自主创新过程中有了政府的支持坚持以核心技术、关键部件和系统集成为重点的原则确立了以混合电动汽车、纯电动汽车、燃料电池汽车为主要方向以及整车控制系统、电机驱动系统、动力蓄电池/燃料电池的研发通过产学研紧密合作我国混合动力汽车的自主创新取得了重大进展。同时近年来美、日、德等汽车工业强国先后发布了关于推动包括混合动力汽车在内的新能源汽车产业发展的国家计划。也取得了一些先进的成果。2.混合动力汽车概念混合动力汽车（HybridElectricalVehicle简称HEV)是指同时装备两种动力来源——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。通过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。3.混合动力汽车的结构原理以串联混合动力电动汽车为例子介绍混合动力电动汽车的工作原理。在车辆行驶刚开的时候蓄电池处于电量饱满状态其能量输出能够满足车辆要求辅助动力系统不需要工作。电池电量低于60％时这时辅助动力系统起动：当车辆能量需求较大时这时辅助动力系统与蓄电池组同时为驱动系统提供能量；当车辆能量需求较小时这时辅助动力系统为驱动系统提供能量的同时还给蓄电池组进行充电。由于有了蓄电池组使发动机工作在一个相对稳定的工况使其排放得到改善。混合动力汽车是采用能够满足汽车巡航需要的较小发动机依靠电动机或其它辅助装置来提供加速与爬坡所需的附加动力。这不但提高了总体效率而且并未牺牲性能。混合动力车设计成可回收制动能量。在传统的汽车中司机踩制动时本可用来给汽车加速的能量转化为热量分散到空气中了。而混合动力车却能大部分回收这些能量并将其暂时贮存起来供加速时再用。如果司机想要有最大的加速度时汽油发动机和电动机就会并联工作提供可与强大的汽油发动机相当的起步性能。一般在对加速性要求不太高的场合混合动力车可以单靠电机行驶也可以单靠汽油发动机行驶或者二者结合以取得最大的效率。例如在公路上巡航时使用汽油发动机。而在低速行驶时只单靠电机拖动不用汽油发动机辅助。即使在发动机关闭时电动转向助力系统仍可保持操纵功能提供比传统液压系统更大的效率。4..混合动力汽车技术类型根据混合动力驱动的联结方式一是串联式混合动力系统。串联式混合动力系统一般由内燃机直接带动发电机发电所产生的电能通过控制单元传到电池然后由电池传输给电机转化为动能最后通过变速机构来驱动汽车。在串联联结方式下电池就是用来储蓄的储蓄的是电能。电池调节在发电机产生的能量和电动机需要的能量从而保证车辆正常工作。二是并联式混合动力系统。并联式混合动力系统有两套驱动系统：传统的内燃机系统和电机驱动系统。两个系统不但可以同时协调工作而且可以各自单独工作驱动汽车。并联系统适用于多种不同的行驶状况尤其适用于复杂的路况。并联联结方式结构简单成本低。三是混联式混合动力系统。混联式混合动力系统的特点是内燃机系统和电机驱动系统各有一套机械变速的机构两套机构可以通过齿轮系也可以采用行星轮式结构结合在一起从而来综合调节内燃机与电动机之间的转速关系。和并联式混合动力系统相比混联式动力系统更加灵活地根据工况来调节内燃机的功率输出和电机的运转。此联结方式系统复杂成本高。B、根据在混合动力系统中电机的输出功率在整个系统输出功率中占的比重也就是常说的混合度的不同一是微混合动力系统。代表的车型有PSA的混合动力版C3和丰田的混合动力版Vitz。这种混合动力系统在传统内燃机上的启动电机上加装了皮带驱动启动电机。该电机为发电启动(Stop-Start)一体式电动机是用来控制发动机的启动和停止从而取消了发动机的怠速降低了油耗和排放。从严格意义上来讲这种微混合动力系统的汽车不属于真正意义上的混合动力汽车因为它的电机并没有为汽车行驶提供持续的动力。在微混合动力系统里电机电压通常有两种：12v和42v。其中42v主要用于柴油混合动力系统。二是轻混合动力系统。代表车型有通用的混合动力皮卡车。该混合动力系统通常采用集成启动电机。与微混合动力系统相比轻混合动力系统除了可以实现用发电机控制发动机的启动和停止还能够实现：（1）在减速和制动工况下对吸收部分能量；（2）在行驶过程中发动机等速运转发动机所产生的能量可以在车轮的驱动需求和发电机的充电需求之间进行适当的调节。轻混合动力系统的混合度一般在20％以下。三是中混合动力系统。本田旗下混合动力的Insight