【正文】 混合動力汽車原理及發(fā)展前景研究畢業(yè)論文目 錄一、混合動力汽車概念……………………………………………………………………… 1……………………………………………………………… 1……………………………………………………………… 1…………………………………………………… 1…………………………………………………… 2…………………………………………………… 3二、混合動力汽車的工作原理……………………………………………………………… 5三、混合動力系統(tǒng)控制策略………………………………………………………………… 6……………………………………………………………… 7………………………………………………………………… 8………………………………………………………………… 9…………………………………………………………………10四、混合動力汽車的發(fā)展前景研究…………………………………………………………11…………………………………………………………11……………………………………………………13…………………………………………………………14………………………………………………………16…………………………………………………………16……………………………………………………17…………………………………………………18…………………………………………………18結語 …………………………………………………………………………………………19參考文獻 ……………………………………………………………………………………19致謝 …………………………………………………………………………………………202一、混合動力汽車概念混合動力汽車（Hybrid Electrical Vehicle，簡稱HEV）是指同時裝備兩種動力來源——熱動力源（由傳統(tǒng)的汽油機或者柴油機產(chǎn)生）與電動力源（電池與電動機）的汽車。通過在混合動力汽車上使用電機，使得動力系統(tǒng)可以按照整車的實際運行工況要求靈活調(diào)控，而發(fā)動機保持在綜合性能最佳的區(qū)域內(nèi)工作，從而降低油耗與排放。混合動力汽車就是在純電動汽車上加裝一套內(nèi)燃機，其目的是減少汽車的污染，提高純電動汽車的行駛里程?；旌蟿恿ζ嚨娜加徒?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，車主在享受更強勁的起步、加速的同時，還能實現(xiàn)較高水平的燃油經(jīng)濟性?；旌蟿恿ζ嚢ù?lián)式混合動力電動汽車（Series Hybrid Electric Vehicle，SHEV）、并聯(lián)式混合動力電動汽車（Parallel Hybrid Electric Vehicle，PHEV）、混聯(lián)式混合動力電動汽車（Parallel Series Hybrid Electric Vehicle，PSHEV）三種。一般所說的混合動力汽車是由電動馬達作為發(fā)動機的輔助動力驅(qū)動汽車。其結構特點就是在傳統(tǒng)HEV上改裝或加裝可充電的動力電池，因此，不同類型傳統(tǒng)HEV所具備的特點在相應類型的可外接充電式混合動力汽車（Plugin HEV）上依然具備，所不同的是Plugin HEV用發(fā)動機功率比傳統(tǒng)HEV的小，電機和電池功率比傳統(tǒng)HEV的大，電池可通過電網(wǎng)進行充電。串聯(lián)式混合動力電動汽車主要由發(fā)動機、發(fā)電機、驅(qū)動電機和蓄電池組等部件組成。發(fā)動機僅僅用于發(fā)電，發(fā)電機所發(fā)出的電能供給電動機，電動機驅(qū)動汽車行駛。發(fā)電機發(fā)出的部分電能向電池充電，來延長混合動力電動汽車的行駛里程。另外電池還可以單獨向電動機提供電能來驅(qū)動電動汽車，使混合動力電動汽車在零污染狀態(tài)下行駛。串聯(lián)式混合動力電動汽車中發(fā)動機不直接驅(qū)動汽車行駛，而是通過發(fā)電機轉化為電能，再通過電動機驅(qū)動汽車行駛，這使得串聯(lián)式混合動力電動汽車更加適合城市低轉速下頻繁起步和低速行走，但缺點是結構比汽油機復雜，占用空間更多，能量耗損比較多。在這種連接方式下，電池就像一個水庫，只是調(diào)節(jié)的對象不是水量，而是電能。電池對在發(fā)電機產(chǎn)生的能量和電動機需要的能量之間進行調(diào)節(jié)，從而保證車輛的正常工作。這種動力系統(tǒng)在城市公交上的應用比較多，轎車上很少使用。串聯(lián)型Plugin HEV的特點是：發(fā)動機帶動發(fā)電機發(fā)電，電能通過電動機控制器直接輸送給電動機，由電動機產(chǎn)生電磁力矩驅(qū)動汽車。在發(fā)動機與驅(qū)動橋之間通過電能實現(xiàn)動力傳遞，因此更像是電傳動汽車，其結構原理圖，如圖1所示。圖 1 串聯(lián)型Plugin HEV動力系統(tǒng)簡圖并聯(lián)式混合動力電動汽車主要是由發(fā)動機、發(fā)電/電動機和蓄電池組等部件組成。并聯(lián)式驅(qū)動系統(tǒng)可以單獨使用發(fā)動機或電動機作為動力源，也可以同時使用電動機和發(fā)動機作為動力源來驅(qū)動汽車。并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)有兩套驅(qū)動系統(tǒng)：傳統(tǒng)的內(nèi)燃機系統(tǒng)和電動驅(qū)動系統(tǒng)。兩個系統(tǒng)既可以同時協(xié)調(diào)工作，也可以各自單獨工作驅(qū)動汽車。這種方式的優(yōu)點是動力更猛，結構相對簡單，但由于電動機只是輔助驅(qū)動系統(tǒng)，因此在節(jié)油效果上不如混聯(lián)式顯著。這種系統(tǒng)適用于多種不同的行駛工況，尤其適用于復雜的路況。該聯(lián)結方式結構簡單，成本低。并聯(lián)型Plugin HEV的特點是：并聯(lián)式布置保留了發(fā)動機及其后續(xù)傳動的機械連接，由電池組電動機所提供的動力在原驅(qū)動系統(tǒng)的某一處和主動力匯合，或者發(fā)動機和電動機產(chǎn)生的力完全分開用以驅(qū)動不同的驅(qū)動橋，即汽車可由發(fā)動機和電動機共同驅(qū)動或者各自單獨驅(qū)動。發(fā)動機和電機是兩個相互獨立的系統(tǒng)，即可實現(xiàn)純電動行駛，又可實現(xiàn)內(nèi)燃機驅(qū)動行駛，在功率需求較大時還可以實現(xiàn)全混合動力行駛，在停車狀態(tài)下可進行外接充電。其結構原理圖，如圖2所示。圖 2 并聯(lián)型Plugin HEV動力系統(tǒng)簡圖混聯(lián)式混合動力電動汽車主要由發(fā)動機、發(fā)電機、電動機、行星齒輪機構和蓄電池組等部件組成。如豐田PRIUS所采用的混合驅(qū)動方式，是將發(fā)動機、發(fā)電機和電動機通過一個行星齒輪裝置連接起來。動力從發(fā)動機輸出到與其相連的行星架，行星架將一部分轉矩傳送到發(fā)電機，另一部分傳送到電動機并輸出到驅(qū)動軸。此時車輛并不是串聯(lián)式或者并聯(lián)式，而是介于串聯(lián)和并聯(lián)之間，充分利用兩種驅(qū)動方式的優(yōu)點，可以在低速下用電池帶動汽車工作，在加速時，由兩套動力系統(tǒng)一同工作，在驅(qū)動汽車行駛的同時又為電池充電，因此非常適合城市走走停停的低速路況。混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)的特點在于內(nèi)燃機系統(tǒng)和電機驅(qū)動系統(tǒng)各有一套機械變速機構，兩套機構或通過齒輪系，或采用行星輪式的結構結合在一起，從而綜合調(diào)節(jié)內(nèi)燃機與電動機之間的轉速關系。另外，汽車在小負荷工作時，電動機/發(fā)電機（作為發(fā)電機）給蓄電池充電，使蓄電池得以補充電能；在汽車減速或制動時，汽車驅(qū)動電動機/發(fā)電機（作為電動機）為蓄電池充電（回收汽車減速或制動時的部分能量轉變?yōu)殡娔軆Υ妫?。與并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)相比，混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)可以更加靈活地根據(jù)工況來調(diào)節(jié)內(nèi)燃機的功率輸出和電機的運轉。唯一的缺點就是價格高，結構復雜?；旧匣旌蟿恿ζ嚲褪且陨险f的那些，不過現(xiàn)在也有公司在開發(fā)非電動的混合動力車，比如通用公司的氫動力車?；炻?lián)型Plugin HEV驅(qū)動系統(tǒng)是串聯(lián)式與并聯(lián)式的綜合，圖3為一種典型的混聯(lián)型Plugin HEV動力系統(tǒng)結構原理圖。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)動發(fā)電機發(fā)電。發(fā)電機發(fā)出的電能由控制器控制，輸送給電動機或電池，電動機產(chǎn)生的驅(qū)動力矩通過動力耦合裝置傳送給驅(qū)動橋?；炻?lián)型Plugin HEV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；汽車高速穩(wěn)定行駛時，則以并聯(lián)工作方式為主；停車時，通過車載充電器對其進行外接充電。圖 3 混聯(lián)型Plugin HEV動力系統(tǒng)簡圖二、混合動力汽車的工作原理混合動力汽車在發(fā)達國家已經(jīng)日益成熟，有些已經(jīng)進入使用階段。由于構造復雜，成本較高，在電動汽車時代到來之前，混合動力型汽車只是一種過渡產(chǎn)品。HEV既要使用發(fā)動機作為動力來保證HEV正常行駛時所需要的基本動力，又要對發(fā)動機