【正文】 在德國，一百多年來，汽車已極大地改變?nèi)藗兊纳睿蔀榉浅Ｖ匾拇胶瓦\輸工具。 23 致謝 22 參考文獻(xiàn) 21 電控系統(tǒng)的研究開發(fā) 21 驅(qū)動系統(tǒng)控制策略 18 第 3 章 混合動力汽車發(fā)展所需解決問題 15 混合動力汽車驅(qū)動系統(tǒng) 11 混合動力汽車的分類 10 第 2 章 混合動力汽車簡介 7 研究的目的和意義 6 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢 I Abstract KeyWords: Hybrid Electric Vehicle: Drive train: Electric control system 目 錄 4 摘要 混合動力汽車作為純電動汽車替換內(nèi)燃機汽車的重要過渡產(chǎn)品 ,不僅在節(jié)油環(huán)保上的優(yōu)勢明顯 ,而且其動力性和行駛里程也能和現(xiàn)在的內(nèi)燃機汽車媲美 ,因而成為當(dāng)今各大汽車公司研究開發(fā)的熱點 .闡述了目前混合動力汽車應(yīng)用的基本型式及其特點 ,以及近幾年國內(nèi)外各大汽車公司在混合動力汽車方面的研究狀況和成果 ,并提出了混合動力汽車迫切需要解決的一些關(guān)鍵技術(shù)。 關(guān)鍵詞 : 混合動力汽車 。Ⅱ 第 1 章 緒論 5 電動混合動力汽車的發(fā)展歷史 11 并聯(lián)式混合動力汽車 16 混合動力汽車的工作模式目前，汽車工業(yè)是許多國家的柱產(chǎn)業(yè)，也是當(dāng)今世界最大、最重要的工業(yè)部門之一。 2020 年國進(jìn)口石油 7000 萬噸，預(yù)計 2020 年后將超過 1 億噸，相當(dāng)于科威特一年的總量。研制開發(fā)更節(jié)能、更環(huán)保、使用替代能源的新型汽車，成為大汽車公司的當(dāng)務(wù)之急 ??1 。但是， 19xl 年 Kettering 發(fā)明 T 汽車發(fā)動機，使得燃油汽車相對于電動汽車來說更具有吸引力，從此打破了電動汽車在市場的主導(dǎo)地位， 20 世紀(jì) 30 年代，電動汽車幾乎消失。這一階段電動汽車技術(shù)獲得復(fù)蘇，為隨后的商業(yè)化時代奠定了堅實的基礎(chǔ)。在世界 范圍內(nèi)，尤其在美國、日本和歐洲，許多汽車制造商、科研院和大學(xué)不斷研究電動汽車新技術(shù)，推動電動汽車技術(shù)向前發(fā)展，并開始將電動車商業(yè)化。因此，日本、美國 、歐洲各大汽車公司和相關(guān)的研究機構(gòu)都開展了有關(guān)混合動力汽車的研究。投入小批量商業(yè)化生產(chǎn)。本田汽車公司獨立研制開發(fā)的 Insight 混合動力汽車，也已經(jīng)實現(xiàn)了量產(chǎn)。福特汽車公司在 2020 年北美國際車展上推出了其開發(fā)的 Prodigy 混合動力家庭概念車，該車采用 缸柴油發(fā)動機和鎳金屬復(fù)合電池，整車質(zhì)量僅 l083kg，百公里油耗僅 。 Xsara 配備一個 55kW 的汽油內(nèi)燃發(fā)動機和一個 25kW 的電動機，功率蓄電池額定輸出電壓為 168V。 1999 年 4 月 6 日由科技部、環(huán)?？偩?、國家計委、國家經(jīng)貿(mào)委和國家機械局等十多個部委聯(lián)合召開“空氣凈化工程 清潔車輛 行動”會議，提出通過電動車輛、混合動力車輛技術(shù)的攻關(guān)和推廣應(yīng)用，從根本上治理機動車輛排放污染，依靠科技進(jìn)步，建立新型清潔車輛產(chǎn)業(yè)。一汽集團(tuán)在 2020 年北京國際清潔車展上推出一款混合動 力轎車一紅旗 CA718OAE，最高車速可達(dá) 135km/h，參加該項目研究的有一汽汽車研究所、美國電動車 (亞洲 )公司、汕頭國家電動汽車試驗示范區(qū)。 8 混合動力汽車的缺點是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不是零排放汽車，可靠性比純電動汽車低，從長遠(yuǎn)來看是一種過渡車型。傳統(tǒng)的汽油機或柴油機汽車排放的廢氣主要是 NOX、 CO、 HC 和顆粒物等，它們是大氣污染的主要來源 。由于大氣狀況的嚴(yán)重惡化而引起的一系列異常的自然現(xiàn)象，比如：光化學(xué)煙霧、酸雨以及厄爾尼諾現(xiàn)象等對人類賴以生存的地面生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)起到了嚴(yán)重的破壞 作用。而燃油發(fā)動機和電動機混合驅(qū)動的混合動力動汽車正是在純電動汽車開發(fā)過程中為有利于市場化而產(chǎn)生的一種新的車型。混合動力 汽 9 車動性能、燃料經(jīng)濟(jì)性以及廢氣排放效果的好壞，在很大程度上取決于車輛驅(qū)動系參數(shù)的合理匹配以及車輛行駛過程中對各部件的協(xié)調(diào)控制。混合動力電動汽車的傳動系統(tǒng)同時使用燃油發(fā)動機和電動機作為動力源，既能利用發(fā)動機持續(xù)工作時間長，動力性好的優(yōu)點，又可以發(fā)揮電動機無污染、低噪聲的好處。 串聯(lián)式混合動力汽車 車輛控制器 發(fā)動機 → 發(fā)電機 → 功率交換 器 →← 電動機 →← 傳動變速 機構(gòu) Ｔ ice,? ice ↓ ↑ Ｔ em,? em ↓ ↑ 電池 道路負(fù)載 圖 串聯(lián)式混合動力汽車示意圖 11 串聯(lián)式混合動力汽車由發(fā)動機、發(fā)電機、蓄電池和電動機等動力裝置以串聯(lián)連接方式組合而成。發(fā)電機同時也能提供部分電能輸送到蓄電池，以便必要時由蓄電池為電動機供電。 (4)要求每一動力裝置的各自功率都等于或接近汽車的最大驅(qū)動功率，特 別是驅(qū)動電動機必須滿足汽車行駛的需求 。發(fā)動機動力系統(tǒng)主要用于中、高速的行駛工況 。 (3)兩套動力裝置要根據(jù)車輛狀態(tài)進(jìn)行切換，動力控制系統(tǒng)及機械切換系統(tǒng)相對復(fù)雜 。單軸聯(lián)合式是指車輛驅(qū)動系中機械動能的聯(lián)合是在原動機輸出軸處實現(xiàn)的，齒輪箱的輸入軸為單軸，發(fā)動機的輸出軸通過離合器后與電動機的轉(zhuǎn)子軸直接相連 。 混聯(lián)式混合動力汽車 混聯(lián)式混合動力電動汽車綜合了串聯(lián)式和并聯(lián)式的結(jié)構(gòu)特點，由發(fā)動機、電動 /發(fā)電機和驅(qū)動電動機三大動力總成組成，可以根據(jù)行駛條件以串聯(lián)和并聯(lián)模式工作。 混合動力汽車的其它分類方法 根據(jù)行駛前后蓄電池組的荷電狀態(tài) (State Of Charge， SOC)變化情況，車輛控制器 發(fā) 動 機 發(fā)電機 離合器 扭矩耦合轉(zhuǎn)置 傳動變速裝置 道路負(fù)載 電池 功率變換器 電動機 14 混合動力汽車可分為電量維持型和電量消耗型兩種。里程延長型混合動力車輛裝備較大容量的電池組和小型的附加車載能源 (如發(fā)動機 /發(fā)電機組 )或小功率的原動機(如內(nèi)燃機 )，其混合比較大，適用于對排放嚴(yán)格限制的市區(qū)車輛。串聯(lián)式混合動力汽車比較簡單，易于控制，其特點更加趨近于純電動汽車，適合城市行駛中頻繁起動、加 速和低速運行工況 。 傳統(tǒng)燃油汽車中發(fā)動機的工作情況 傳統(tǒng)的燃油汽車在工作時，為保證其加速和爬坡性能，發(fā)動機的最大功率選 定約為車輛以 1OOkm/h 在平路上行駛時需求功率的 10 倍，或者是在 6%坡度上以 100km/h 行駛時需求功率的 34 倍。在此區(qū)域內(nèi)，發(fā)動機油耗較小，排放也較低。由于電池組容量大，導(dǎo)致整車自重較大，整車制造成本及使用費用昂貴。而且發(fā)動機處于油耗低、污染少的工況下工作，能提高車輛 的燃油經(jīng)濟(jì)性，降低排放。根據(jù)發(fā)動機和電機扭矩的耦合方式，電力輔助型混合動力汽車的驅(qū)動系統(tǒng)有三種布置形式。需求功率很大時，電力輔助系統(tǒng)提供輔助功率 P3 。兩套動力裝置可直接驅(qū)動車輪，能量損失降低，因此整車效率提高 。 (5)因為裝備了發(fā)動機，可以方便地解決耗能大的空調(diào)、取暖、除霜等純電動汽車遇到的難題 。在驅(qū)動輪處進(jìn)行禍合。 (3)發(fā)動機和電動機混合驅(qū)動 。純電動汽車的電機和電池的功率必須滿足車輛性能的要求，電池組的容量要滿足行駛里程要求，電力輔助型混合動力汽車的輔助驅(qū)動系統(tǒng)只提供峰值功率，行駛里程與容量無關(guān)。 h/kg)的同時，更重要的是要具有高的功率密度 (W/kg)，以便在加速和爬坡時能提供較大的峰值功率。 電機及控制系統(tǒng) 混合動力電動汽車上使用的電動機有直流電機、永磁無刷電機、感應(yīng)電機、開關(guān)磁阻電機等。 電控系統(tǒng)的研究開發(fā) 混合動力汽車的特點使得它具有與燃油汽車、純電動汽車不同的控制系統(tǒng)用什么元器件和怎樣的控制原理設(shè)計都對混合動力汽車至關(guān)重要，混合動力技術(shù)關(guān)鍵就在此。本文首先分析了混合動力汽車的驅(qū)動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)類型和各自的特點，對電力輔助型混合動力汽車的組成及其工作模式進(jìn)行了介紹。 23 參考文獻(xiàn) ??1 陳清泉，孫逢春，祝嘉光，現(xiàn)代電動汽車技術(shù)，北京 :北京理工大學(xué)出版社， 2020， 125 ??2 孫逢春，張承寧，祝嘉光 .電動汽車 —— 21 世紀(jì)的重要交通工具 .北京 :北京理工大學(xué)出版社， ， ??3 徐衛(wèi)國，