混合動力汽車技術(shù)分析畢業(yè)論文-預(yù)覽頁
【正文】 取代傳統(tǒng)的燃氣動力模式，而混合動力汽車是目前新型清潔動力汽車中最具有產(chǎn)業(yè)化和市場化前景的車型，其發(fā)展方向是真正零排放、無污染，不消耗燃油的燃料電池車輛。這個輔助動力單元通常采用一臺發(fā)動機或動力發(fā)動機組。在這種系統(tǒng)中，一臺小型的燃油發(fā)動機直接驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電，電能被儲存于蓄電池或傳給電動機以驅(qū)動車輪。由于串聯(lián)式HEV動力傳動系中的發(fā)電機與汽車驅(qū)動輪之間無機械連接具有獨立于汽車行駛工況對發(fā)動機進行控制的優(yōu)點，適用于市內(nèi)常見的頻繁起步、加速和低速運行工況，可使發(fā)動機穩(wěn)定于高效區(qū)或低排放區(qū)附近工作。汽車行駛時，發(fā)動機與電動機可以分別獨立或共同向汽車驅(qū)動輪提供動力。圖22并聯(lián)式HEV綜上所述，并聯(lián)式HEV布置方案由于在傳動系組成及控制方面更接近于傳統(tǒng)汽車傳動系，并且所需的電機功率較小，電池組數(shù)量小，整車的價位也較低。同時，電池連接到發(fā)電機和電動機之間，可接受充電或提供輔助動力。在以上三種方式中，串聯(lián)式混合動力汽車的污染最小，但是能量在傳遞過程中損失較大，且對電池的要求較高。動力系統(tǒng)可根據(jù)不同工況選用不同的動力驅(qū)動方式，充分利用兩套動力裝置的優(yōu)點3混合動力汽車的核心技術(shù)的應(yīng)用汽車的混合動力技術(shù)發(fā)展與機械、電氣、內(nèi)燃機、能源、計算機、汽車、信息等技術(shù)息息相關(guān)。HEV在勻速行駛時,由發(fā)動機提供能量,電池組基本上處于不充不放的狀態(tài)。另外HEV電池SOC工作范圍在50%左右,波動一般不超過20%。高比功率(確保加速和爬坡性能) 。 混合動力汽車電池的發(fā)展至今為止,電動汽車用電池經(jīng)歷了三代的發(fā)展,已取得了突破的進展。從目前車用電池的發(fā)展來看,鎳氫電池可能是HEV動力能源的首選電池,它已經(jīng)規(guī)?；a(chǎn),性能穩(wěn)定,其質(zhì)量比、體積比率、電池壽命和重復(fù)充放電次數(shù)方面已經(jīng)達到美國先進電池聯(lián)合會(USABC)性能指標(biāo)另外,一種叫質(zhì)子交換膜的燃料電池( PEMFC)的能量轉(zhuǎn)換效率是普通內(nèi)燃機熱效率的2～3倍。大型HEV電池組可能包含200個甚至更多的獨立電池,因此對所有電池進行單獨監(jiān)控是不現(xiàn)實的,而嵌入式處理器的可根據(jù)電池技術(shù)的多重特性、不同電池組之間的電壓以及流入或流出電池組的電流來估計電池的電量狀態(tài)。電機驅(qū)動系統(tǒng)是由電動機和驅(qū)動控制器兩部分組成。電動機在低速區(qū)具有恒轉(zhuǎn)矩特性,在高速區(qū)具有恒功率特性,其轉(zhuǎn)矩和功率控制特性如圖31所示。驅(qū)動控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單,成本高，動態(tài)響應(yīng)好,系統(tǒng)可靠性高,成本低等。同時對電機的控制方法和冷卻系統(tǒng)也應(yīng)有深入的研究。此外,以下的技術(shù)細節(jié)必須得到重點考慮:1) 電力電子裝置密封問題:各種車用電力電子裝置必須要進行有效的密封,以耐受溫度和振動的影響,并能防止各種汽車液體的侵入。 圖32 Prius THE 整車電氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)4) 電力電子裝置控制問題:“高開關(guān)頻率”和“高采樣率”目前被普遍應(yīng)用于HEV的電力電子裝置和交流傳動系統(tǒng)中,客觀上,“雙高”需要高精度的編碼器和解算器,因此這就意味著電機中出現(xiàn)寬的溫度梯度和飽和狀態(tài)時,如何降低參數(shù)敏感度,以滿足控制要求?，F(xiàn)階段,研究較為活躍的有電感換向SPWM軟開關(guān)技術(shù)、電感換能式三相軟開關(guān)技術(shù)新型半橋電流源串聯(lián)諧振軟開關(guān)技術(shù)等等。4混合動力汽車需解決的關(guān)鍵技術(shù) 混合動力汽車要進入實用化，需要具備高比能量和高比功率的能量存儲裝置，低成本、高效率的功率電子設(shè)備和燃料經(jīng)濟性好、排放低的高效發(fā)動機。在并聯(lián)混合動力汽車上，混合動力單元通過傳動軸驅(qū)動車輪，同時電動機也承擔(dān)一部分動力的功能，因而使得混合動力單元能夠采用尺寸更小、效率更高的發(fā)動機；在串聯(lián)混合動力汽車上，混合動力單元驅(qū)動一臺發(fā)電機產(chǎn)生電能，由于汽車的行駛與發(fā)動機沒有直接聯(lián)系，因此混合動力單元也能夠采用小型高效的發(fā)動機，且其運行工況可以固定于較小的高功率和低排放區(qū)。柴油發(fā)動機已日趨小型化，同時，采用先進的共軌式噴油系統(tǒng)，降低了微粒（PM）和氮氧化物排放、改善了熱效率和低溫排放污染等，在性能上已經(jīng)有了很大的提高。從發(fā)展看，能量儲存裝置的研究應(yīng)該包括以下內(nèi)容：一是研究電池內(nèi)部的連接、檢測、監(jiān)控以及便于將整個電池子系統(tǒng)安裝在汽車上的支撐機構(gòu)；二是電池設(shè)計和制造方面的改進，降低制造成本，改善電池的性能和提高使用壽命；三是電池的熱能管理及剩余電量管理。在混合動力汽車中，提供整車行駛所需的動力最終依然來源于使用高能量密度化學(xué)燃料的發(fā)動機或燃料電池，載荷調(diào)節(jié)裝置引進的目的是通過它的調(diào)節(jié)作用來達到提高燃油經(jīng)濟性和減少排放的目的。為了滿足汽車高速開關(guān)控制的要求，混合動力汽車還需要設(shè)有一些分立裝置，例如，專用的集成電路、模擬和數(shù)字集成電路以及其他功率電子裝置。該模塊能夠?qū)崿F(xiàn)對整車的控制，例如，控制電動機功率的輸入和輸出、發(fā)動機的輸出功率和能量儲存系統(tǒng)的離合，同時還能控制再生制動能量的回收與釋放，確定電池的充電狀態(tài)、判斷是否對電池充電，以及優(yōu)化控制發(fā)動機的起動以減少排放?；旌蟿恿ζ囌诟淖冎嚠a(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和構(gòu)成，逐漸走向?qū)嵱没?。結(jié)論混合動力技術(shù)的先進性和實現(xiàn)的現(xiàn)實性，節(jié)能、環(huán)保效果明顯，采用混合動力汽車是現(xiàn)階段解決環(huán)保和能源問題最為切實可行的方案。但是，目前日本的幾大公司的混合動力汽車的熱銷說明，混合動力汽車是傳統(tǒng)汽車時代向氫燃料電池汽車時代的過渡車型技術(shù)，雖然不是長遠之計，但據(jù)估計，仍有20年以上的較長市場周期
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