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(jì)）混合動(dòng)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(gè)時(shí)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(jī)新技術(shù)和替代燃燒汽車 , 中期方案是混合動(dòng)力汽車降 低油耗和排放 , 遠(yuǎn)期方案是純電動(dòng)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(dòng)力汽車， 以及利用車載氫燃料電池發(fā)電和電動(dòng)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(dòng)力技術(shù)， 是目前開發(fā)可替代能源的最切實(shí) 可行的一步 . 而純電動(dòng)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(biāo)。 且當(dāng)今社會(huì)形勢， 混合動(dòng)力可以比較好的解決燃油 消耗問題和污染問題 , 所以會(huì)主要介紹混合動(dòng)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(jì)）目錄前言3一 概述41。1國內(nèi)外混合動(dòng)力汽車 51.2混合動(dòng)力汽車的主要組成61。 3 混合動(dòng)力汽車的分類 71。 3.1 串聯(lián)式混合動(dòng)力汽車 8 1.3 。 2 并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車 91。 3。 3 混聯(lián)式混合動(dòng)力汽車 10 結(jié)論 10 參考文獻(xiàn) 11北京吉利大學(xué) 07 屆畢業(yè)論文 （設(shè)計(jì)）混合動(dòng)力汽車將內(nèi)燃機(jī)，電動(dòng)機(jī)與蓄電池通過控制系統(tǒng)相組

3、合 , 電動(dòng)機(jī)可補(bǔ)充 提供車輛起步，加速時(shí)所需轉(zhuǎn)矩， 又可以吸收并儲(chǔ)存內(nèi)燃機(jī)富余的功率和車輛制 動(dòng)能量, 從而可大幅度降低油耗，減少污染排放?；旌蟿?dòng)力汽車雖然沒有實(shí)現(xiàn)零 排放，但其動(dòng)力性，經(jīng)濟(jì)性和排放等綜合指標(biāo)均能夠滿足當(dāng)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?；旌蟿?dòng)力汽車與傳統(tǒng)的汽油機(jī)或超有及汽車有很大不同，如豐田普銳斯（Prius） 的動(dòng)力系統(tǒng)采用500V的高壓電路，無常規(guī)變速器或自動(dòng)變速器，沒有怠速運(yùn)轉(zhuǎn) 工況，采用電驅(qū)動(dòng)空調(diào)壓縮機(jī) , 電動(dòng)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(dòng)力汽車進(jìn)

4、入我國市場僅有一兩年， 保有量很少， 許多人對混合動(dòng)力汽車不甚了解。 圖書市 場上介紹混合動(dòng)力汽車方面的書籍很少， 幾乎沒有混合動(dòng)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(dòng)力汽車的人員， 對混合動(dòng)力汽車有 所了解，以通俗的語言和詳細(xì)的圖表說明混合動(dòng)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(jì))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(dāng)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(dòng)汽車的 開發(fā)，電動(dòng)汽車成為最主要的選擇之一。電動(dòng)汽車

5、(Electric Vehicle ，EV)包括純電動(dòng)汽車(EV ,混合動(dòng)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(dòng)力汽車動(dòng)力源使用電動(dòng)汽車可實(shí)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(dòng)汽車無疑是解決問題的最有效途徑。 但 是，由于作為純電動(dòng)汽車的關(guān)鍵零部件之一的電池在能量密度，壽命，價(jià)格等方 面的問題，是的純電動(dòng)汽車的性價(jià)比無法與傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)汽車相抗衡 盡管目前 具有世界先進(jìn)水平的純電動(dòng)汽車的性能與內(nèi)燃機(jī)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(tuán)新世紀(jì)激烈競爭的焦 點(diǎn)，被喻為21世紀(jì)改變?nèi)祟惿畹氖蟾呖萍柬?xiàng)目之首，但產(chǎn)業(yè)化仍需較長時(shí) 間.在這種環(huán)境下，融合內(nèi)燃機(jī)汽車和電動(dòng)汽車優(yōu)點(diǎn)的混合動(dòng)力汽車異軍突起，在世界范圍內(nèi)成為新型開發(fā)的熱點(diǎn)北京吉利大學(xué)07屆畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）1。1國內(nèi)外混合動(dòng)力汽車的發(fā)展日本混合動(dòng)力/電動(dòng)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(jìn)口。因此，日本對EVHEV的研發(fā)十分重視。日本從1965年開始電動(dòng)車的研制、 通產(chǎn)省正式把電動(dòng)車列入國家項(xiàng)目，1967年成立了日本電動(dòng)車協(xié)會(huì)，促進(jìn)

7、了電 動(dòng)車事業(yè)的發(fā)展，1971年日本通產(chǎn)省就制定了電動(dòng)汽車的開發(fā)計(jì)劃，1991年日本 通產(chǎn)省又制定了 “第三屆電動(dòng)汽車普及計(jì)劃”，提出到2000年日本電動(dòng)汽車的年 產(chǎn)量達(dá)到10萬輛,保有量達(dá)到20萬輛。2001年7月，日本開展了 “低公害車開 發(fā)普及行動(dòng)”，將EVHEV列為重點(diǎn)開發(fā)的低公害汽車之列，并制定了專門的政 策，以促進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)，準(zhǔn)備用于2005年以后銷售新車的一項(xiàng)排放法規(guī)；2002年2月26日，日本中央環(huán)境審議會(huì)大氣環(huán)境領(lǐng)域的一個(gè)專門委員會(huì) （環(huán)境大臣的咨詢機(jī)構(gòu)）提出了一份將要納入這項(xiàng)法規(guī)的尾氣

8、排放標(biāo)準(zhǔn)的咨詢提 案。這項(xiàng)提案的內(nèi)容包括將顆粒狀物質(zhì)（PM含量比現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)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(shí)施將進(jìn)一步推動(dòng) EVHEV 的發(fā)展。按照目前的發(fā)展速度，預(yù)計(jì)在2010年將達(dá)到210萬輛。如圖2所示文檔為個(gè)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(dòng)力汽車保有量美國混合動(dòng)力/電動(dòng)汽車發(fā)展概況北京吉利大學(xué)07屆畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）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(shí)也帶來了能源 危機(jī)、環(huán)節(jié)污染以及資源的浪費(fèi).美國近年來幾乎要從國外進(jìn)口全國消耗量一半 以上的石油。為了避免受到

9、石油危機(jī)的沖擊，美國十分重視對混合動(dòng)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(jì)劃,但是直到九十年代初電動(dòng)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(yán)格規(guī)定了汽車排放的標(biāo)準(zhǔn)，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(dāng)時(shí)只有純電動(dòng)汽車才可能達(dá)到零排放車輛的要求.歐洲混合動(dòng)力/電動(dòng)汽車發(fā)展概況德國政府十分重視環(huán)節(jié)保護(hù),投入了大量的資金用于EV的研發(fā)，1971年成 立了城市電動(dòng)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(jìn)行運(yùn)行。拜爾州還撥400萬馬克，用于資助用戶車價(jià)的30% 購買電動(dòng)汽車。另外，漢堡市也采取資助用戶車價(jià)的25%來鼓勵(lì)用戶購買電動(dòng)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(jī)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(yàn)基地，組織了四大公司62輛各類電動(dòng)車在呂根半島城運(yùn)行試驗(yàn),對64輛 電動(dòng)汽車和電動(dòng)汽車的系統(tǒng)工程進(jìn)行長達(dá) 4年的大規(guī)模試驗(yàn)，并有很多國家和城 市都派有EV參加呂根島的實(shí)驗(yàn)。1994年展示出了 19種轎車，13種面包車,4種 大客車，都進(jìn)入了實(shí)用階段.我國混合動(dòng)力/電動(dòng)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(dòng)汽車的探索上。在 新世紀(jì)，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(dòng)力下手大 幅度降低油耗和排放；長遠(yuǎn)靠資源極為豐富，且完全沒有污染的氫動(dòng)力燃料電池重新定義汽車。氫動(dòng)力燃料電池車，是一項(xiàng)必須關(guān)注的前沿技術(shù) ，但僅僅是“關(guān)注”即可.而混合動(dòng)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(jì))合動(dòng)力車并非什么遠(yuǎn)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(dòng)力車特別適合中國大城市交通普遍擁堵，汽車頻繁制動(dòng)的國情，節(jié)能治污的效果可以發(fā)揮到極致。1。2混合動(dòng)力汽車的主要組成(1) 發(fā)動(dòng)機(jī)混合動(dòng)力汽車可以廣泛地采用四沖程內(nèi)燃機(jī)(包括汽油機(jī)和柴油機(jī))，二沖程內(nèi)燃

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

13、輔助能源，只有在混合 動(dòng)力汽車用電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)或電動(dòng)機(jī)輔助驅(qū)動(dòng)時(shí)才使用。1.3混合動(dòng)力汽車的分類(1)按動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)布置分類目前世界各國研究發(fā)現(xiàn)的混合動(dòng)力汽車有不同形式的結(jié)構(gòu)， 根據(jù)其動(dòng)力傳動(dòng)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(diǎn)如下北京吉利大學(xué)07屆畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）1。3.1串聯(lián)式混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)串聯(lián)式混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)（SHEV系統(tǒng)的示意如圖1 1所示。輔助動(dòng)力單元（APU 由原動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)組成，通常將這兩個(gè)部件集成為一體原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電， 起點(diǎn)能通過控制器直接輸送到電動(dòng)機(jī)，由電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力矩驅(qū)動(dòng)汽車。電池實(shí) 際上其平衡原動(dòng)機(jī)輸出功率

14、和電動(dòng)機(jī)輸入功率的作用：當(dāng)發(fā)電機(jī)的發(fā)電功率大于電動(dòng)機(jī)所需的功率時(shí)（如汽車減速滑行，低速行駛或短時(shí)停車等工況），控制器控制發(fā)電機(jī)向電池充電，當(dāng)發(fā)電機(jī)法處的功率低于電動(dòng)機(jī)所需的功率時(shí)（如汽車起步，加速，高速行駛，爬坡等工況），電池則向電動(dòng)機(jī)提供額外的電能。圖1 1串聯(lián)式混合動(dòng)力汽車北京吉利大學(xué)07屆畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）串聯(lián)式結(jié)構(gòu)可使發(fā)動(dòng)機(jī)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(yùn)行，因此，可使汽車的油耗和排污降低，串聯(lián)式混合動(dòng)力汽車特別適用于在市內(nèi)低速運(yùn)行的工況。在繁華的市區(qū)，汽車在起步和低速時(shí)還可以關(guān)閉原動(dòng)機(jī)，只利用電池進(jìn)行功率輸出，是汽車達(dá)到 零排放的要求。串聯(lián)式結(jié)構(gòu)的不足是：發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出

15、需要全部轉(zhuǎn)化為電能再便成為驅(qū)動(dòng)汽車 的機(jī)械能，由于機(jī)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(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)并聯(lián)式混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（PHEV）結(jié)構(gòu)示意圖1 2所示，汽車可由發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)共同驅(qū)動(dòng)或各自單獨(dú)驅(qū)動(dòng)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)只是作為輔助驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，功率可以比較小。與串聯(lián)式結(jié)構(gòu)相比，發(fā)動(dòng)機(jī)通過機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)直接驅(qū)動(dòng)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(jì)型比串聯(lián)式高。并聯(lián)式驅(qū)動(dòng)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(dòng)系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)力復(fù)合裝置，傳動(dòng)結(jié)構(gòu)較為復(fù) 雜.圖1-2并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車北京吉利大學(xué)07屆畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）133混聯(lián)式混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)混聯(lián)式混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)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(dòng)機(jī)發(fā)出的功率一部分通過機(jī)械傳動(dòng)輸送給驅(qū)動(dòng)橋，另一部分則驅(qū)動(dòng)法電機(jī)發(fā)電。 發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能輸送給電動(dòng)機(jī)發(fā)電。發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能輸送給電動(dòng)機(jī)或電池，電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力矩通過動(dòng)力復(fù)合裝置傳送給驅(qū)動(dòng)橋。混聯(lián)式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制 策略是：在汽車低速行駛時(shí)，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要以串聯(lián)方式工作；當(dāng)汽車高速穩(wěn)定行駛時(shí)，則以并聯(lián)工作方式為主1 3混聯(lián)式混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)示意圖北京吉利大學(xué) 07 屆畢業(yè)論文（設(shè)計(jì) ）結(jié)論

17、 一般所說的混合動(dòng)力汽車是有電動(dòng)馬達(dá)作為發(fā)動(dòng)機(jī)的輔助動(dòng)力驅(qū)動(dòng)汽車。 混合動(dòng)力汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性能高， 而且行駛性能優(yōu)越， 混合動(dòng)力汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)要 使用燃油，而且在起步、加速時(shí)，由于有電動(dòng)馬達(dá)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(fèi)用更低。而且，輔助發(fā)動(dòng)機(jī)的電動(dòng)馬達(dá)可以在啟動(dòng)的瞬間產(chǎn)生強(qiáng)大的動(dòng)力， 因此，車主可 以享受更強(qiáng)勁的起步、加速。同時(shí) ,還能實(shí)現(xiàn)較高水平的燃油經(jīng)濟(jì)性 混合動(dòng)力汽車的種類目前主要有 3 種.一種是以發(fā)動(dòng)機(jī)為主動(dòng)力，電動(dòng)馬達(dá)作為 輔助動(dòng)力的 “并聯(lián)方式 ”這.種方式主要以發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)行駛，利用電動(dòng)馬達(dá)所具有 的再啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生強(qiáng)大動(dòng)力的特征，在汽車起步、加速等發(fā)動(dòng)機(jī)燃油消耗較大時(shí)， 用電動(dòng)馬達(dá)輔助驅(qū)動(dòng)的方式來降低發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)馬達(dá)和電瓶 .另外一種是，在低速時(shí)只靠電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)行 駛，速度提高時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)馬達(dá)相配合驅(qū)動(dòng)的 “串聯(lián)、并聯(lián)方式 ”。啟動(dòng)和低速 時(shí)是只靠電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)行駛 ,當(dāng)速度提高時(shí)，由發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)馬