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正文內(nèi)容

本科生畢業(yè)論文新能源汽車發(fā)展探討(編輯修改稿)

2024-11-13 11:28 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 純電動(dòng)汽車,氫燃料汽車進(jìn)行了全方位研發(fā);美國把重點(diǎn)放在燃料電池汽車以及混合動(dòng)力汽車上,日本則以混合動(dòng)力汽車技術(shù)為代表。 我國新能源汽車的發(fā)展從上世紀(jì) 90 年代初開始。采取的是“三縱三橫”的發(fā)展方式,以純電動(dòng)技術(shù)、混合動(dòng)力技術(shù)、燃料電池技術(shù)為“三縱”,一朵能源總成控制技術(shù)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、動(dòng)力蓄電池技術(shù)為“三橫”。并于 2020 年,啟動(dòng)了“ 863”計(jì)劃以加大對(duì)新能源的研發(fā)投入,以便跟世界先進(jìn)水平接軌。 國外新能源汽車發(fā)展現(xiàn)狀 美國出臺(tái)了一系列新能源計(jì)劃,為了推動(dòng)新能源 汽車的發(fā)展,美國將設(shè)立 20 億美元的資助項(xiàng)目,以扶持池組及電動(dòng)車其他部件的研發(fā)。以便研發(fā)資金有可靠保證。在美國,三大汽車公司相互合作,以促進(jìn)對(duì)電動(dòng)汽車的開發(fā)和研究。三大汽車公司各自利用其先進(jìn)的制造條件及雄厚的技術(shù)研發(fā)力量,開發(fā)出各種不同特點(diǎn)類型的電動(dòng)汽車,為鼓勵(lì)市場消費(fèi),凡購買充電式混合動(dòng)力汽車的車主,都可以可以享受一定的稅收額的抵扣。預(yù)計(jì)到 2020 年,美國將投放 100 萬輛充電式混合動(dòng)力汽車上路。美國著名的汽車生產(chǎn)商Chevrolet(雪佛蘭)在 2020 年開發(fā)了一款混合動(dòng)力車 Volt,該車以經(jīng)批量生產(chǎn)并在 2020 上市。 為了推進(jìn)新能源汽車以及環(huán)保汽車的發(fā)展,日本自從 2020 年起就開始實(shí)施“綠色稅制”,包括純電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力車、清潔柴油車、天然氣車在內(nèi)的低排放車輛在購買中都可以獲得一定程度的稅收減免。其中前 3 類車型被 7 定義為“下一代汽車”,購買這類汽車即可享受多種稅賦免除的優(yōu)惠。例如,混合動(dòng)力版普銳斯享受的最高優(yōu)惠政策為:免除新車 100%的重量稅和取得稅;其次還有補(bǔ)助金方面的優(yōu)惠。預(yù)計(jì)到 2020 年日本將把純電動(dòng)汽車的銷售量提高至 80 萬輛、混合動(dòng)力汽車的年銷售量提高到 120 萬輛。 國內(nèi)新能汽車發(fā)展 我國從 2020 年起,為了對(duì)電動(dòng)汽車進(jìn)行研發(fā)國家 “ 863”項(xiàng)目投入 20億元發(fā),形成了以純電動(dòng)、油電混合動(dòng)力、燃料電池三條技術(shù)路線為“三縱”,以動(dòng)力蓄電池、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、動(dòng)力控制系統(tǒng)三種共性技術(shù)為“三橫”的電動(dòng)汽車研發(fā)格局。參加了電動(dòng)汽車專項(xiàng)研發(fā)的零部件企業(yè)、高校和科研院所共計(jì) 200多家,有 3000 多名科技人員直接參與此次項(xiàng)目。目前有 160 余款各種類型電動(dòng)汽車進(jìn)入汽車產(chǎn)品公告,建成了30 多個(gè)電動(dòng)車國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,制定電動(dòng)汽車相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 42項(xiàng)。 根據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會(huì) 《 節(jié)能與新能源汽車規(guī)劃 》 的構(gòu)想 , 2020—— 2020 年是節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)的培育期 , 2020—— 2020 年為發(fā)展期 , 屆時(shí)我國節(jié)能與新能源汽車整體技術(shù)將達(dá)到國際先進(jìn)水平 , 產(chǎn)業(yè)規(guī)模位居世界前列。在產(chǎn)銷規(guī)模方面 ,2020 年 , 純電動(dòng)汽車和插電式混合動(dòng)力汽車?yán)塾?jì)產(chǎn)銷量達(dá)到 50 萬輛以上 。 到 2020 年累計(jì)產(chǎn)銷節(jié)能與新能源汽車超過 500 萬輛。 8 第二章 新能源汽車發(fā)展方向 混合動(dòng)力汽車 國際電子技術(shù)委員會(huì)對(duì)混合動(dòng)力車輛的定義為:在特定工作條件下,可以從兩種或兩種以上的能量存儲(chǔ)器、能量源或能量轉(zhuǎn)化器中獲取驅(qū)動(dòng)能量的汽車。其中至少一種存 儲(chǔ)器或轉(zhuǎn)化器安裝在汽車上?;旌蟿?dòng)力電動(dòng)汽車至少有一種能量存儲(chǔ)器、能量源或能量轉(zhuǎn)化器可以傳遞電能。串聯(lián)式混合動(dòng)力車輛只有一種能量轉(zhuǎn)化器可以提供驅(qū)動(dòng)力,并聯(lián)式混合車輛則有多種能量轉(zhuǎn)化器提供驅(qū)動(dòng)力。 根據(jù)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車零部件的種類、數(shù)量和連接關(guān)系可以將其分為以下 3 類。 ( 1) 串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車( SHEV) ( 2) 并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車( PHEV) ( 3) 混聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車 (SPHEV) 混合動(dòng)力汽車分類及工作原理 機(jī)械 連接 電力連接 圖 21 串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 21 所示。串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車由發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)三大總成組成。發(fā)電機(jī)用于發(fā)電,電動(dòng)控制器將發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能輸送到電動(dòng)機(jī),汽車在電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的電磁力下被驅(qū)動(dòng)行駛。此外,發(fā)電機(jī)也向電池進(jìn)行充電,使混合動(dòng)力汽車延長行駛里程。 對(duì)串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車而言,發(fā)電機(jī)將發(fā)動(dòng)機(jī)帶傳來的機(jī)械能動(dòng)轉(zhuǎn)化為電能,通過整流交換器傳輸給蓄電池和控制器,動(dòng)力流程圖如圖 22 所示。驅(qū) 動(dòng)橋與電動(dòng)機(jī)連接,電動(dòng)機(jī)將來自控制器的電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,來驅(qū)動(dòng)汽車行駛。發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)在這個(gè)過程中起能量轉(zhuǎn)換作用,電動(dòng)機(jī)電能轉(zhuǎn)化為車輪上的機(jī)械能,發(fā)電機(jī)將發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。整流交換器在發(fā)動(dòng)機(jī) 發(fā)電機(jī) 電動(dòng)機(jī) 電池組 9 整個(gè)動(dòng)力流動(dòng)過程中起連接作用,蓄電池在供電過程中的電荷狀態(tài)降低,當(dāng)電荷量降到某一程度時(shí),發(fā)電機(jī)通過交換器對(duì)蓄電池充電。 機(jī)械能 電能 圖 22 并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車( PHEV) 并聯(lián)式混動(dòng)力電動(dòng)汽車系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 23 所示,其分為機(jī)械連接和電器連接,除電池組和電動(dòng)機(jī)為電氣連接外,其他部分均為機(jī)械連接,該結(jié)構(gòu)有多種組合方式,可以根據(jù)使用要求的不同而分別選用。由機(jī)械動(dòng)力產(chǎn)生的和電池動(dòng)力產(chǎn)生的功率可以疊加,因此,采用小功率的發(fā)動(dòng)機(jī)即可,這樣可以改善整個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)的裝配尺寸并減小汽車總質(zhì)量,從而降低造價(jià),就行程而言混聯(lián)式比串聯(lián)式混合動(dòng)力汽長一些。 機(jī)械連接 電力連接 圖 23 并聯(lián)式系統(tǒng)的典型動(dòng)流程圖如圖 24 所示。該動(dòng)力流程圖中包括兩套動(dòng)力傳輸路徑,一套是機(jī)械能傳輸路徑,動(dòng)力源為內(nèi)燃機(jī),該路徑包括內(nèi)燃機(jī)、離合器、驅(qū)動(dòng)橋,來自內(nèi)燃機(jī)的機(jī)械能通過離合器直接傳輸給驅(qū)動(dòng)軸來驅(qū)動(dòng)汽車行駛,多出部分的能量用來給蓄電池充電,以滿足汽車的行駛需求。另蓄電池 控制器 電動(dòng)機(jī) 驅(qū)動(dòng)軸 車輪 車輪 整流交換器 發(fā)電機(jī) 發(fā)動(dòng)機(jī) 發(fā) 動(dòng)機(jī) 變速器 電池組 發(fā)電機(jī) 10 外一套是電能傳輸途徑,動(dòng)力源為蓄電池,蓄電 池通過控制器與電動(dòng)機(jī)連接,電動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)橋機(jī)械連接,這樣汽車就處于電動(dòng)狀態(tài)。在并聯(lián)式電動(dòng)車的這兩條傳輸路線中,電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)可以同時(shí)作為動(dòng)力源來驅(qū)動(dòng)汽車,這樣可以提高混合動(dòng)力汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性,并使汽車處于低排耗區(qū)域。 機(jī)械能 電能 圖 24 混聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車 (SPHEV) 混聯(lián)式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、電池組及驅(qū)動(dòng)橋幾大總成,其結(jié)構(gòu)如圖 25 所示。發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的的功率分為兩部分,一部分通過機(jī)械連接傳輸給驅(qū)動(dòng)橋,另一部分則通過電氣連接用來發(fā)電。該系統(tǒng)是串聯(lián)式與并聯(lián)式的綜合,該系統(tǒng)的控制方式是:汽車低速穩(wěn)定行駛時(shí)以串聯(lián)方式工
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