混合動力汽車技術分析畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2025-07-19 16:24 本頁面
【文章內容簡介】 合混合動力車高效率、低能耗、低污染的基本目標，但由于其具有較好的動力性，曾一度得到各大汽車公司的青睞?；炻?lián)式混合動力汽車同樣具有良好的動力性而且污染與油耗大大降低，因此，世界各大汽車公司紛紛開始把注意力投向混聯(lián)式混合動力汽車的研究與開發(fā)。這三種方式具體的分類比較，見表24表24 串聯(lián)、并聯(lián)、混聯(lián)三種方式的比較項目方式控制系統(tǒng)電池能量傳遞效率燃油發(fā)動機工作效率環(huán)境污染其他串聯(lián)式控制系統(tǒng)結構比較簡單，只要根據(jù)蓄電池充電狀態(tài)決定其運行或停止對電池要求較高，容量大，增加了電池和汽車重量以及制造成本動力傳遞過程中，存在能量轉換的損失，降低了能量利用率發(fā)動機的工作不受汽車行駛工況的影響，總在最佳工況下工作，具有較好的燃油經(jīng)濟性污染最小每一動力裝置的功率均等于汽車要求的總功率，設備規(guī)模較龐大，增加了車輛的成本及機構布置的難度并聯(lián)式動力控制系統(tǒng)及機械切換系統(tǒng)相對較復雜總容量比串聯(lián)式?。s為三分之一），對蓄電池的峰值功率要求較低動力直接傳到車輪上，中間環(huán)節(jié)少，比串聯(lián)式有更高的能量效率主要動力還是來源于燃油發(fā)動機，但燃油發(fā)動機工作范圍大，效率較低污染和噪聲較大結構簡單，可把傳統(tǒng)車用發(fā)動機的最新研究成果應用到混合動力汽車上，節(jié)省了研發(fā)資金混聯(lián)式機械傳動系統(tǒng)及控制系統(tǒng)最為復雜對電池的依賴小，甚至可以不需要外置充電系統(tǒng)較高發(fā)動機的工作不受汽車行駛工況的影響，總是在最高效率狀態(tài)下運轉，具有很好的燃油經(jīng)濟性比并聯(lián)小發(fā)動機和電動機均可較小。動力系統(tǒng)可根據(jù)不同工況選用不同的動力驅動方式，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的應用汽車的混合動力技術發(fā)展與機械、電氣、內燃機、能源、計算機、汽車、信息等技術息息相關。HEV作為多種高薪技術的集成,是典型的高薪技術產(chǎn)品,集智能化、數(shù)字化、輕量化和實用化于一體。其研制和開發(fā)的核心技術主要是電池、電動機、電動機控制、電力電子技術、能量管理技術以及車身和底盤設計等,其中前4項是混合動力汽車的發(fā)展瓶頸。HEV的成敗關鍵在于電池,電池也是一直制約混合動力汽車發(fā)展的關鍵因素。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)。汽車行駛需要大功率時(如加速、爬坡、高速等) ,電池組放電,釋放能量。汽車行駛需要小功率時(如低速、停車等) ,電池組充電,積蓄能量。與EV不同, HEV電池連續(xù)工作時間短,對電池容量要求不高,而對功率要求較高。另外HEV電池SOC工作范圍在50%左右,波動一般不超過20%。這是因為HEV要求電池留有足夠的余量,以保證車輛制動時可以充分吸收能量,并不致使電池過充后降低壽命,甚至破壞電池。HEV和EV用電池的主要性能指標有質量比能量、體積比能量、質量比功率、價格和循環(huán)壽命等。為了確保HEV合理的行駛性能,對其能源系統(tǒng)有如下要求:高比能量(確保HEV達到合理的行駛里程) 。高比功率(確保加速和爬坡性能) 。壽命長、免維護、充電快、效率高(提高車輛的使用效率和接受制動回輸功率的能力) 。尺寸小。安全性高。 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。第一代是鉛酸電池,主要是閥控鉛酸電池(VRLA) ,由于其比能量高、價格低和放電倍率高,成為目前唯一大批量生產(chǎn)的電動汽車用電池。第二代是堿性電池,只要有Ni2Cd, Ni2MH, Na /S,L i2ion和Zn /Air等多種電池,其比能量和比功率都比鉛酸電池高,大大提高了電動汽車的電動能力和續(xù)駛里程,但是價格比鉛酸電池要高。第三代是以燃料電池為主的電池,燃料電池直接將燃料的化學能轉化為電能,具有能量轉換效率高、比能量高、比功率高、控制反應過程可控、能量轉化過程可連續(xù)的特點,因此是理想的汽車用電池,現(xiàn)正處于研制階段,一些關鍵技術還有待突破。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,其質量比、體積比率、電池壽命和重復充放電次數(shù)方面已經(jīng)達到美國先進電池聯(lián)合會(USABC)性能指標另外,一種叫質子交換膜的燃料電池( PEMFC)的能量轉換效率是普通內燃機熱效率的2～3倍。同時它還具有噪音低、無污染、壽命長、啟動迅速、比功率大和輸出功率可隨時調整等特性,使得PEMFC非常適合用作交通工具的動力源,有關專家預言: 21世紀燃料電池電動汽車可能成為汽車的主體。其他尚在試驗階段的電池如飛輪電池、太陽能電池,有著壽命長、環(huán)保等優(yōu)點,在未來的車用電池中也必將占有一席之地。 混合動力汽車電池的管理 在電池管理方面,目前著力于多個電池串、并聯(lián)使用,為管理此更新的電池類型,需要采用嵌入式控制器來監(jiān)視電池組的工作情況。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)。當鏗電池或鎳氫(Ni2MH)電池的電量耗盡到低于閉值時,鎳氫電池和鏗電池將很快損壞,不過嵌入式處理器可測定電量狀態(tài),并在電池組或單個電池的電壓低于閉值前關斷系統(tǒng)。但也不可對鏗電池和氫電池進行過充電,以盡量延長電池組
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