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甘肃畜牧工工程职业技技术学院
毕业论文
混合动动力汽车的的发展与应应用
系别:车辆工程系
专业:汽车制造造与装配_____
班级:______
学生姓名::______
指导教师::________
完成时间::_
目录
摘要 1
abstaaractt 2
引言 33
第一章混合合动力汽车车的概述 4
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6
第二章混合合动力汽车车分类及各各类型的工工作原理 8
8
8
(PSHHEV)的的结构特点点 9
第三章混合合动力汽车车的主要部部件 10
10
10
13
15
第四章混合合动力汽车车的发展现现状及趋势势 18
18
19
21
结语 224
参考文献
25
致谢 226
摘要:目前前世界汽车车工业可持持续发展所所面临的两两大难题是是环境污染染和石油资资源匮乏,环保和节节能是21世纪汽车车技术的一一个重要发发展方向,同时各国国的排放法法规也日趋趋严格。混混合动力汽汽车(HEVV)正是具有有低污染和和低油耗特特点的新一一代清洁汽汽车。混合合动力汽车车是传统内内燃机车辆辆与电动车车辆的有效效组合。混合合动力汽车车以其独有有的特点得得以在这一一时期成为为非常有前前途的产品。
关键词:混混合动力;;汽车;发发展;应用用
Abstaaractt:Susttainaabledeveelopmmentoftthewworlddauttomobbileinduustryyfaccesttwommajorrchaallenngesistthellackofeenvirronmeentallpolllutiionaandooilrresouurcess,ennviroonmenntalprottectiionaandeenerggycoonserrvatiioniinthhe211stccentuuryaautommotivveteechnoologyyisaniimporrtanttdirrectiionoofdeeveloopmennt,(HHEV)isaaloww-..
Keywoords::HybrridEElecttricVehiicle;car;deveelop;appllicattion
引言
目前世界汽汽车工业可可持续发展展所面临的的两大难题题是环境污污染和石油油资源匮乏乏,环保和节节能是21世纪汽车车技术的一一个重要发发展方向,同时各国国的排放法法规也日趋趋严格。混混合动力汽汽车(HEVV)正是具有有低污染和和低油耗特特点的新一一代清洁汽汽车。混合合动力汽车车是传统内内燃机车辆辆与电动车车辆的有效效组合。混合合动力电动动汽车以其其独有的特特点得以在在这一时期期成为非常常有前途的的产品。
当前普遍使使用的燃油油发动机汽汽车存在种种种弊病,统统计表明在在占80%以上的的道路条件件下,一辆辆普通轿车车仅利用了了动力潜能能的40%,在市市区还会跌跌至25%,更为为严重的是是排放废气气污染环境境。虽然人人们普遍认认为未来是是电动汽车车的天下,但但是目前的的电池技术术问题阻碍碍了电动汽汽车的应用用。由于电电池的能量量密度与汽汽油相比差差上百倍,远远未达到人人们所要求求的数值,于是混合动力汽车应用而生。
第一章混混合动力汽汽车的概述述
混合动力力汽车是指指车上装有有两个以上上动力源,包包括有电机机驱动,符符合汽车道道路交通、安安全法规的的汽车,车车载动力源源有多种::蓄电池、燃燃料电池、太太阳能电池池、内燃机机车的发电电机组,当当前复合动动力汽车一一般是指内内燃机车发发电机,再再加上蓄电电池的汽车车。其目的的是减少汽汽车的污染染,提高纯纯电动汽车车的行驶里里程。
混合动力汽汽车的优点点是:1、采用混合合动力后可可按平均需需用的功率率来确定内内燃机的最最大功率,此此时处于油油耗低、污污染少的最最优工况下下工作。需需要大功率率内燃机功功率不足时时,由电池池来补充;;负荷少时时,富余的的功率可发发电给电池池充电,由由于内燃机机可持续工工作,电池池又可以不不断得到充充电,故其其行程和普普通汽车一一样。2、因为有有了电池,可以十分分方便地回回收制动时时、下坡时时、怠速时时的能量。3、在繁华市市区,可关关停内燃机机,由电池池单独驱动动,实现"零"排放。4、有了内内燃机可以以十分方便便地解决耗耗能大的空空调、取暖暖、除霜等等纯电动汽汽车遇到的的难题。5、可以利利用现有的的加油站加加油,不必必再投资。6、可让电电池保持在在良好的工工作状态,不不发生过充充、过放,延延长其使用用寿命,降降低成本。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。
混合动力技技术的先进进性和实现现的现实性性,节能、环环保效果明明显,采用用混合动力力汽车是现现阶段解决决环保和能能源问题最最为切实可可行的方案案。但是,由由于混合动动力汽车是是在牺牲了了部分环保保利益的基基础上,可可以满足目目前人们对对汽车环保保的基本要要求,在结结构上两套套系统电池池/电机和内内燃机同时时安装于本本来只装一一套系统的的汽车上,不不仅加大了了汽车本身身的重量,也也提高了对对整体工艺艺及控制等等方面的要要求。除了了和纯电动动汽车(BEV)一样受受目前蓄电电池技术的的限制之外外,混合动动力的能量量来源仍然然是石油,这这决定了混混合动力不不是电动汽汽车发展的的最终形式式。
但是,目前前日本的几几大公司的的混合动力力汽车的热热销说明,混混合动力汽汽车是传统统汽车时代代向氢燃料料电池汽车车时代的过过渡车型技技术,虽然然不是长远远之计,但但据估计,仍仍有50年以上的的较长市场场周期。可可以充分利利用现有内内燃汽车生生产能力,推推动传统汽汽车工业的的改造发展展。
总之,混合合动力汽车车介于传统统汽车和纯纯电动汽车车、燃料电电池汽车之之间,是一一种承前启启后的,在在经济和技技术方面都都趋于成熟熟的电动汽汽车产品。
混合动力驱驱动汽车的的缺点是::有两套动动力,再加加上两套动动力的管理理控制系统统,结构复复杂,价格格较高。现现代汽车伙伙伴合作计计划推动美美国三大汽汽车公司对对各种单元元技术及其其不同组织织进行成百百种方案的的筛选、比比较,认为为采用混合动力是是实现中级级轿车百公公里3升油耗的的可行方案案因此而受受到更大的的关注。经经过多年研研究,混合合动力电动动汽车已开开发出一些些成功的例例子。日本本丰田汽车车公司在19977年12月宣布将将混合动力电电动轿车PPrius投入小批批量商业化化生产,该该车自重15155kg,装用顶顶置凸轮轴轴四缸,15000cc排量汽油油机,,带永磁磁无刷发电电机,驱动动电机亦为为永磁无刷刷的额定功功率30kWW,采用氢镍镍电池,实实现串并联联控制方式式,,比原汽汽油车减少少了一半,CO2排量也相应减少了一半,CO、HC、NOX仅为现行法规允许值的10%,售价每辆216万日元(约15000美元)。美国克莱斯勒汽车公司1998年2月在底特律展出第二代道奇无畏ESX2型混合动力电动轿车,该车装用1500cc排量直喷柴油机带发电机,采用铅酸电池,交流感应电机驱动,铝车架,复合材料车身,自重1022kg,。2000年通用,福特,戴姆勒·克莱斯勒已开发出100公里油耗已达到3升汽油或接近3升汽车的样车,只是价格仍较贵。
当前普遍使使用的燃油油发动机汽汽车存在种种种弊病,统统计表明在在占80%以上的的道路条件件下,一辆辆普通轿车车仅利用了了动力潜能能的40%,在市市区还会跌跌至25%,更为为严重的是是排放废气气污染环境境。20世纪90年代以来来,世界各各国对改善善环保的呼呼声日益高高涨,各种种各样的电电动汽车脱脱颖而出。虽虽然人们普普遍认为未未来是电动动汽车的天天下,但是是目前的电电池技术问问题阻碍了了电动汽车车的应用。由由于电池的的能量密度度与汽油相相比差上百百倍,远未未达到人们们所要求的的数值,专专家估计在在10年以内电电动汽车还还无法取代代燃油发动动机汽车(除除非燃料电电池技术有有重大突破破)。
现实迫使工工程师们想想出了一个个两全其美美的办法,开开发了一种种混合动力力装置(Hybrrid-EElecttricVVehiccel,缩写HEV)的汽车车。所谓混混合动力装装置就是将将电动机与与辅助动力力单元组合合在一辆汽汽车上做驱驱动力,辅辅助动力单单元实际上上是一台小小型燃料发发动机或动动力发电机机组。形象象一点说,就就是将传统统发动机尽尽量做小,让让一部分动动力由电池池-电动机系系统承担。这这种混合动动力装置既既发挥了发发动机持续续工作时间间长,动力力性好的优优点,又可可以发挥电电动机无污污染、低噪噪声的好处处,二者“并肩战斗”,取长补补短。这样样使汽车的的热效率可可提高10%以上,废废气排放可可改善30%以上。
混合动力源源电动车按按照能量合合成的的形形式主要分分为串联式式(SHEEV)和并联联式(PHEV)两种。
混合动力汽汽车在发达达国家已经经日益成熟熟,有些已已经进入实实用阶段。由由于其构造复杂杂,成本较较高,在电电动汽车时时代到来之之前,混合合动力型汽汽车只是一一种过渡产产品。
HEV(HHybriid-EllectrricVeehiceel)—混合动力力装置。混混合动力就就是指汽车车使用汽油油驱动和电电力驱动两两种驱动方方式,优点点在于车辆辆启动停止止时,只靠靠发电机带带动,不达达到一定速速度,发动动机就不工工作,因此此,便能使使发动机一一直保持在在最佳工况况状态,动动力性好,排排放量很低低,而且电电能的来源源都是发动动机,只需燃油即可。
混合动力汽汽车的关键键是混合动动力系统,它它的性能直直接关系到到混合动力力汽车整车车性能。经经过十多年年的发展,混混合动力系系统总成已已从原来发发动机与电电机离散结结构向发动动机电机和和变速箱一一体化结构构发展,即即集成化混混合动力总总成系统。混合动力力总成以动动力传输路路线分类,可可分为串联联式、并联联式和混联联式等三种种。
串联式动力力:串联式式动力由发发动机、发发电机和电电动机三部部分动力总总成组成,它它们之间用用串联方式式组成SHEVV动力单元元系统,发发动机驱动动发电机发发电,电能通过过控制器输输送到电池池或电动机机,由电动动机通过变变速机构驱驱动汽车。小小负荷时由由电池驱动动电动机驱驱动车轮,大大负荷时由由发动机带带动发电机机发电驱动动电动机。当当车辆处于于启动、加加速、爬坡坡工况况时时,发动机机、电动机机组和电池池组共同向向电动机提提供电能
;;当电动车车处于低速速、滑行、怠怠速的工况况时,则由由电池组驱驱动电动机机,当电池池组缺电时时则由发动动机-发电机组组向电池组组充电例如如福特“新能级2010”SHEV,其电池池采用燃料料电池,在在城市市区区行驶时全全部由燃料料电池驱动动电动机,电电动机通过过减速器(变变速器)和和驱动桥驱驱动车轮,达达到了“零排放”要求。当当高速及爬爬坡时,则则由发动机机-电动机组组和燃料电电池组共同同向电动机机供电,驱驱动车轮。
串联式结构构适用于城城市内频繁繁起步和低低速运行工工况,可以以将发动机机调整在最最佳工况点点附近稳定定运转,通通过调整电电池和电动动机的输出出来达到调调整车速的的目的。使使发动机避避免了怠速速和低速运运转的工况况,从而提提高了发动动机的效率率,减少了了废气排放放。但是它它的缺点是是能量几经经转换,机机械效率较较低。
并联式动力力:并联式式装置的发发动机和电电动机共同同驱动汽车车,发动机机与电动机机分属两套套系统,可可以分别独独立地向汽汽车传动系系提供扭矩矩,在不同同的路面上上既可以共共同驱动又又可以单独独驱动。当当汽车加速速爬坡时,电电动机和发发动机能够够同时向传传动机构提提供动力,一一旦汽车车车速达到巡巡航速度汽汽车将仅仅仅依靠发动动机维持该该速度。电电动机既可可以作电动动机又可以以作发电机机使用,又又称为电动动-发电机机组。由于于没有单独独的发电机机,发动机机可以直接接通过传动动机构驱动动车轮,这这种装置更更接近传统统的汽车驱驱动系统,机机械效率损损耗与普通通汽车差不不多,因此此得到比较较广泛的应应用。例如大众众汽车公司司的高尔夫夫PHEV,发动机机通过离合合器1带动动电动-发发电机,输输出扭力再再通过另一一边离合器器2驱动车车辆行驶。静静止启动时时,电池向向电动-发发电机供电电,此时电电动-发电电机就是发发动机的起起动机。发发动机启动动后,发动动机一方面面作为车辆辆单独的动动力源驱动动车轮,另另一方面又又带动电动动-发电机机发电向电电池充电,此此时与传统统汽车一样样。在市区区行驶时,发发动机关闭闭,离合器器1脱开,离离合器2接接合,电池池做为唯一一能源向电电动机供电电,由电动动机取代发发动机驱动动车轮。当当电动车需需要高速或或高负荷时时,发动机机启动离合合器1闭合合,发动机机与电动--发电机系系统组成复复合驱动形形式,以最最大功率驱驱动车辆。
混联式动力力:混联式式装置包含含了串联式式和并联式式的特点。动动力系统包包括发动机机、发电机机和电动机机,根据助助力装置不不同,它又又分为发动动机为主和和电机为主主两种。以以发动机为为主的形式式中,发动动机作为主主动力源,电电机为辅助助动力源;;以电机为为主的形