混合动力汽车动力源控制策略 XXXX6

毕业设计（论文）专用纸第页1昆明理工大学津桥学院毕业设计（论文）题目：混合动力电动汽车动力源控制策略系部：工学部专业：汽车维修工程教育年级：2007级学生姓名：黄海指导教师：戴颂日期：2011年5月1日教务处制毕业设计（论文）专用纸第页2混合动力电动汽车动力源控制策略学校昆明理工大学津桥学院系部工学部专业汽车维修工程教育年级2007级学生姓名黄海学号200716014202指导教师戴颂毕业设计（论文）专用纸第页3HybridelectricvehiclepowersourcecontrolstrategyUniversityKunmingpolytechnicuniversityandOx-bridgecollegeDepartmentLabourdepartmentDesignedindustryAutomaintenanceengineeringeducationGrade2007Student'snameHuangHaiStudentID200716014202GraduateTeacherDaiSong毕业设计（论文）专用纸第页4混合动力电动汽车动力源控制策略摘要进入21世纪以来，能源枯竭与环境恶化问题成为国际社会关注的焦点，为实现交通领域的健康可持续发展，世界各国进一步加快推动节能与新能源汽车的发展，预计未来3-5年内，全球节能与新能源汽车将进入一个快速产业化发展的阶段。由于混合动力汽车同时装有内燃机和电动机两套系统，在发动机启动、加速和上坡等工况需要大功率输出时，两套系统将同时向驱动轮输入动力；制动时则通过制动能量回收系统将以热能形式损失的能量部分逆向回收存入蓄电池中；平稳行驶时，由发动机输出动力驱动汽车行驶或由蓄电池输出驱动力驱动汽车行驶，此时发动机停止运转不消耗任何能量。混合动力电动汽车所装配的小型内燃机能够以较高的效率工作，以及对能量控制系统的优化，能量利用率能够由原来的60%－70%提高到了95%以上，由此混合动力车相对传统汽车其燃油经济性已显著提高，而且发动机噪音和尾气污染已降至最低。由于制动能量回收是其减少燃油消耗和尾气排放的一个重要原因，因此混和动力汽车在低速拥堵的城市道路上行驶时，其燃油经济性、排放性都能达到一个较高的标准。关键词：混合动力电动汽车，动力源，控制策略，制动能量回收毕业设计（论文）专用纸第页5HybridelectricvehiclepowersourcecontrolstrategyAbstractEnteringthe21stcentury,energydriedupandenvironmentaldegradationproblemsbecomethefocusofattentionoftheinternationalcommunity,inordertorealizethesustainabledevelopmentoftransportationfield,worldhealthpromotingenergyconservationandfurtheracceleratethedevelopmentofnewenergyvehicles,expectedfuture3to5years,theglobalenergysavingandnewenergyvehicleswillenterarapidindustrializationdevelopmentstage.Becauseofhybridcarsandequippedwithinternalcombustionenginesandmotortwosetsofsystems,inenginestart,accelerationanduphillwhensuchconditionsneedhigh-poweroutput,twosetsofsystemswillsimultaneouslytothedrivewheelsinputpower;Braking,throughthebrakingenergyrecoverysystemwithheatlosswillformpartofthereverserecoverybatteryenergydeposit;Smoothroad,bytheenginedrivingpoweroutputdriverorbydrivingvehiclebatteryoutputdriver,whentheenginestopworkingwithoutconsuminganyenergy.Hybridelectricvehicleassemblywithsmallinternalcombustionenginescanwork,andhighefficiencyofenergycontrolsystemoptimization,energyutilizationratiocanbyoriginal60-70%above95%,thusraisedthehybridrelativetotraditionalautomobilefueleconomyhasimprovedsignificantly,andenginenoiseandexhaustpollutionhasbeenreducedtoaminimum.Brakingenergyrecoveryisduetothereducefuelconsumptionandemissionsoneimportantreason,thereforemixedautosinlow-speedcongestedurbanroads,itsfuelefficiencyandemissionssexcanachieveahigherstandard.KeyWords:Hybridelectricvehicle,Power,controlstrategy,毕业设计（论文）专用纸第页6Brakingenergyrecoverysystem.前言随着世界汽车保有量的急剧增长，传统的内燃机汽车对人类环境带来的危害越来越严重，环境保护呼声的高涨和石油储量日益短缺的压力，迫使人们重新考虑未来汽车的动力问题。经过对各种新燃料，新能源的新动力的探索，电动汽车成为最主要的选择之一。电动汽车包括纯电动汽车（EV，ElectricalVehicle)、混合电动汽车（HEV，HybridElectricalVehicle)和燃料电池汽车（FCV，FuelCellVehicle)三种形式，它是理想的零排放或较低排放车辆。纯电动汽车在发展中受到了技术上的制约，有限的行驶里程和较长的充电时间使得它们的普及非常困难，产业化前景并不看好。燃料电池汽车具有极高的效率、低排放、低噪音，其甲醇燃料有广泛的来源，并具有可再生等重大优势，已成为世界各大汽车集团新世纪激烈竞争的焦点，被喻为21世纪改变人类生活的十大高科技之首，但产业化仍需要较长的时间。混合动力电动汽车是将新技术和老技术结合的最可行的产物，它同时具有纯电动汽车和传统内燃机汽车的优点，既具有纯电动汽车的高效率和低排放的性能，还具有传统内燃机汽车的行驶里程长和快速补充燃料的性能。混合电动汽车成为当前解决节能、环保问题切实可行的过度方案。双能源动力总成控制系统的研发及产业化，是生产混合动力电动汽车的关键技术。就单元技术而言，双能源动力总成控制系统的研究与开发成果，将提升内燃机及其控制技术，电机及其驱动控制技术。双能源动力总成控制系统的优化研究将大大提高电动汽车的燃油经济性、排放性和动力性，同时促进电动汽车更快进入市场。本文在编写过程中，借鉴和参考了大量国内外有关书籍，在此对这些图书的作者致以诚挚的谢意！同时，在此论文的书写过程中得到了指导老师和同学们的大力的帮助，在此也表示衷心的感谢。由于本人水平有限，论文中错误和缺点之处在所难免，如有不妥之处，敬请广大读者批评指出。毕业设计（论文）专用纸第页7第一章概述能源是人类生存与经济发展的物质基础，然而随着世界经济持续、高速地发展，能源短缺、环境污染、生态恶化等问题逐渐加深，能源供需矛盾日益突出。当前世界能源消耗以化石资源为主，按目前的消耗量，石油、天然气最多只能维持不到半个世纪，煤炭也只能维持一二百年。所以不管是哪一种常规能源结构，人类面临的能源危机日趋严重。世界上许多国家在提高能源使用效率，开发可再生能源上进行了积极的探索和实践。人类曾因无节制使用化石燃料，至今环境污染已经到了地球难以承受的程度。工业革命以来，煤炭、石油、天然气、水电、核能与可再生能源等相继大规模地进入了人类活动领域。能源结构的演变推动并反映了世界经济发展和社会进步，同时也极大地影响了全球气候。发达国家能源消费增速低于发展中国家。过去30多年的时间里，北美、中南美洲、欧洲、中东、非洲及亚太六大地区的能源消费总量均有所增加，但是经济、科技与社会比较发达的北美洲和欧洲两大地区的增长速度非常缓慢，其消费量占世界总消费量的比例也逐年下降。究其原因，一方面，发达国家的经济发展已进入到后工业化阶段，经济向低能耗、高产出的产业结构发展，高能耗的制造业逐步转向发展中国家；另一方面，发达国家高度重视节能与提高能源使用效率。各国能源政策趋向灵活。2008年世界金融危机以来，世界经济低位徘徊，石油出口国为增加财政收入，振兴经济，灵活运用政策杠杆，随机调节关税，对石油等资源的控制有所松动，对石油资源的战略性勘探开发投资明显加速。能源消费国则在加快新能源政策出台频率的同时，通过立法等鼓励节能产品的发展，促进新能源开发的政策更加明晰且具可操作性。国际能源合作更加受到各国政府的重视。尽管可再生能源在能源生产总量中的比重还比较低，但增长势头异常迅猛。为积极应对能源、环境和气候挑战，世界主要国家特别是发达国家都不同程度地加快了替代能源和可再生能源的发展步伐。20世纪70年代以来，德国、意大利、日本等重视环境的毕业设计（论文）专用纸第页8欧盟国家和化石能源资源极端贫乏的国家，其可再生能源比重有所上升。进入21世纪以来，随着全球化石燃料价格的飞涨和全球气候政策的推动，可再生能源无论是在美国、欧盟、日本等发达国家或地区，还是在中国、印度、巴西等发展中大国，都受到了前所未有的重视。内燃机车辆，尤其是汽车，其发展是现代工业最重大的成就之一。汽车为现代社会的发展，在满足人们每天生活流动性的许多需求上已经作出了重大贡献。迅速发展的汽车工业不同于其它工业，它促使了人类由早期社会到高度发展的工业社会的进步。汽车工业和服务于它的工业一起，构成了世界经济的支柱，并提供了雇佣劳动群体最大的份额。然而，全世界大量汽车的使用，已经产生并正在继续引发严重的环境与人类生存问题。大气污染、全球变暖以及地球石油资源的迅速衰竭，已成为当前人类首要关注的世界性问题。近十年来，在与交通运输相关的研究开发领域中，人们致力于发展高效、清洁和安全的运输工具。电动汽车（EV）、混合动力电动汽车（HEV）和燃料电池汽车（FCV）已被代表性地提议为今后用以代替传统汽车地运输工具。1.1汽车尾气排放对环境的危害目前，绝大部分车辆依靠碳氢化合物（HC）燃料的燃烧，以获得其驱动力所必须的能量。燃烧是燃料与空气之间的化学反应，燃料燃烧释放出热能和产生燃烧生成物。热能经内燃机转换为机械效率，而燃烧生成物则排入大气中。HC是由碳原子和氢原子组成的高分子有机化合物。在理想情况下，HC的燃烧仅生成CO2、H2O，并不会危害环境。事实上，在发动机内HC的燃烧绝非是理想化的，即除生成CO2、H2O之外，燃烧生成物还含有一定量的氮氧化合物（NOx）、一氧化碳（CO）和未完全燃烧的碳氢化合物（HC）及固体悬浮颗粒（PM），所有这些生成物对环境及人类健康都具有一定危害性。（1）、NOx:主要是指一氧化氮、二氧化氮。理论上，氮是一种惰性气体，但发动机高温、高压的工作环境对其形成提供了有利条件。一旦NO排放到大气中，它与O2反应生成NO2。由于太阳的紫外线辐射作用，随后NO2被分解为NO，并生成攻击活细胞膜的、具有高的活性的氧原子。N