混合动力汽车的探索与研究

2009届汽车与用于维修专业毕业设计（论文）I安徽交通职业技术学院毕业设计（论文）混合动力汽车的探索研究年级:09212学号:200921246姓名:王兵专业:汽车运用与维修指导老师:杜老师）二零一二年六月2009届汽车与用于维修专业毕业设计（论文）II前言随着石油能源稀缺和汽车尾气排放对环境造成污染等问题日益严重，新能源汽车的研发聚集了更多的关注目光，人们希望找到一种低成本、无污染、大功率和高效率的能源来驱动汽车，包括氢燃料、纯电动和太阳能等能源都在研究过程中。但这一转变并非一朝一夕即能实现，而是需要相当长的一段时间，在艰苦的研发过程中，混合动力汽车作为过渡的中间产物应运而生。混合动力汽车是指在一辆汽车中同时采用两种动力装置及储能装置(通常为内燃机、电动机和电池)，通过先进的控制系统使动力装置和储能装置有机协调工作，实现动力系统最佳的能量分配，达到整车低能耗、低排放和高性能。混合动力汽车有以下优点：发动机在最佳经济区运行，从而降低发动机排放和油耗；在城市区域内行驶，可用纯电动驱动，实现零排放；可配备较小排量的发动机；能实现再生制动，进一步降低汽车的油耗和排放。油电混合动力汽车的电池组部分散热问题危及到电池的工作环境和使用寿命，直接关系到用户的使用感受和满意程度，因此在电池箱开发过程中，电池方案除了考虑空间布置以外，更需要着重考虑电池散热的需要。2009届汽车与用于维修专业毕业设计（论文）III摘要随着排放法规的日趋严格和世界能源的节能、日益短缺，高效与环保成为内燃机技术发展的主导方向。混合动力汽车(HybridElectricVehicle,HEV)是改进的内燃机汽车技术与建立在信息技术基础上的混合动力汽车技术相结合的产物,具有混合动力汽车和传统内燃机汽车的综合优点,是相当长时间内缓解汽车工业能源短缺和环境污染问题的一个可行的过渡方案。社会对环境和节能的重视有力地促进了混合动力车辆的发展。本文分析了国内外混合动力汽车的研究现状，介绍了混合动力汽车的主要结构形式与工作原理，指出了混合动汽车目前需要解决的主要问题和应对对策，并对其发展前景进行了预测。关键词：混合动技术,新能源,电动汽车2009届汽车与用于维修专业毕业设计（论文）IVABSTRACTWithincreasinglystringentemissionregulationsandtheworldenergyenergyconservation,growingshortageofhighlyefficientinternalcombustionenginetechnologyandenvironmentalprotectionhasbecomethedominantdirection.HybridElectricVehicles(HybridElectricVehicle,HEV)isanimprovedinternalcombustionenginevehicletechnologyandtheestablishmentofinformationtechnologyinhybridvehiclebasedontheresultofcombiningtechnologywithtraditionalinternalcombustionenginevehiclesandhybridcarsintegratedtheadvantagesofaverylongtimeeaseenergyshortagewithintheautomotiveindustryandthepollutionofaviabletransitionprogram.Communityattentionontheenvironmentandenergyeffectivelypromotedthedevelopmentofhybridvehicles.ThispaperanalyzesthedomesticandinternationalresearchstatusofHEV,hybridelectricvehicleintroducedthemainstructureandworkingprinciple,pointedouttheneedforhybridcarsatpresentthemajorproblemsandresponsemeasures,andtopredictitsfuturedevelopment.KEYWORDS:MixedActionTechnology,NEWEnergy,ElectricVehicle2009届汽车与用于维修专业毕业设计（论文）V目录前言.....................................................................II摘要...................................................................IIIAbstract.................................................................IV第1章混合动力技术发展趋势及现状........................................1第2章混合动力技术......................................................42.1混合动力技术定义..............................................42.2混合动力技术的种类............................................42.3常见的混合动力技术的结构及工作原理............................62.4混合动力在汽车上的应用实例....................................7第3章混合动力系统动力传输路线方式......................................93.1串联式........................................................93.2并联式.......................................................103.3混联式.......................................................10第4章混合动力技术在中国的发展前景趋势分析...........................144.1中国混合动力技术的发展前景趋势...............................144.2中国混合动力车发展存在的优势与不足...........................154.3我国电动汽车发展对策探讨.....................................16第5章结论与展望......................................................185.1结论.........................................................185.2展望.........................................................18致谢.....................................................................20参考文献.................................................................21王兵：混合动力汽车的探索研究1第1章混合动力技术发展趋势及现状当前，全球汽车工业正面临着金融危机和能源环境问题的巨大挑战。发展新能源汽车，实现汽车动力系统的新能源化，推动传统汽车产业的战略转型，在国际上已经形成广泛共识。在这种形势下，美国、日本、欧洲等发达国家和地区，不约而同地将新能源为代表的低碳产业作为国家战略选择，都希望通过新能源产业与传统汽车产业的结合，破解汽车工业能源环境制约，培育新型战略性产业，提升产业核心竞争力，发展低碳经济，实现新一轮经济增长[1]。在太阳能、电能等替代能源真正进入实用阶段之前，混合动力汽车因其低油耗、低排放的优势越来越受到人们的关注。世界各汽车工业先进国家王兵：混合动力汽车的探索研究2都将研发节能、环保型电动汽车、混合燃料汽车和燃料电池的电动车作为世纪的侧重点，混合动力汽车的应用将会给汽车发展带来一个划时代的革命[2]。经过多年研发，我国已基本掌握了混合动力汽车关键零部件和动力系统平台技术，拥有了相关技术标准和测试能力，开发出一批混合动力汽车产品，实现了小批量的整车生产能力，混合动力公交车已在多个城市开展了小规模示范应用。在国家相关扶持政策的积极推动下，我国混合动力汽车业将进一步突破产业化瓶颈、降低制造成本、加速产业链的培育和延伸。1.日本混合动力汽车的发展现状从目前世界范围内的整个形势来看，日本是电动汽车技术发展速度最快的少数几个国家之一，特别是在发展混合动力汽车方面，日本居世界领先地位。目前，世界上能够批量产销混合动力汽车的企业，只有日本的丰田和本田两家汽车公司。1997年12月，丰田汽车公司首先在日本市场上推出了世界上第一款批量生产的混合动力轿车PRIUS。到2010年时，其所有的车型将全部装上混合动力发动机。丰田汽车公司在实现混合动力系统的低能耗、低排放和改进行驶性能方面已经走在了世界的前列[2]。日本丰田汽车公司1997年12月宣布将复合动力电动轿车Prius投入小批量商业化生产，该车自重1515kg，装用顶置凸轮轴四缸，1500cc排量汽油机，最大功率42.6kW/4600r/min，带永磁无刷发电机，驱动电机亦为永磁无刷的额定功率30kW，采用氢镍电池，实现串并联控制方式，百公里油耗为4.5L，比原汽油车减少了一半，CO2排量也相应减少了一半，CO、HC、NOX仅为现行法规允许值的10%，售价每辆216万日元（约15000美元）。美国克莱斯勒汽车公司1998年2月在底特律展出第二代道奇无畏ESX2型复合动力电动轿车，该车装用1500cc排量直喷采油机带发电机，采用铅酸电池，交流感应电机驱动，铝车架，复合材料车身，自重1022kg，百公里油耗降至3.4L。2000年通用，福特，戴姆勒·克莱斯勒已开发出100公里油耗已达到3升汽油或接近3升汽车的样车，只是价格仍较贵[6]。2.美国混合动力汽车的发展现状美国三大汽车公司只是小批量生产、销售过纯电动汽车，而混合动力和燃料王兵：混合动力汽车的探索研究3电池电动汽车目前还未能实现产业化，日本的混合动力电动汽车在美国市场上占据了主导地位。美国能然部与三大汽车公司于1993年签订了混合动力电动汽车开发合同，进行为期5年的研发工作，并于1998年在北美国际汽车展上展出了样车[3]。在此基础上，现已推出3款混合动力概念车：通用Precept、福特Prodigy、戴-克DodgeESX3。2013年，通用汽车公司与戴-克汽车公司对外宣布双方将在开发混合动力电动汽车的技术领域携手，共同推进此项技术的发展。3.我国混合动力汽车的发展现状目前我国各大汽车集团都在进行混合动力电动汽车研发，多数以混合动力电动客车为主，这种研发方向符合我国国情，有利于我国电动汽车的研究发展。一汽研发的红旗HQ3将于2014年投产；东风集团的混合动力公交车已于2005年7月完成最终产品定型样车试验并通过验收；长安集团具有完全自主知识产权的羚羊混合电动车已产出样车，其装备混合动力技术的长安CV9已经下线；奇瑞集团成立了国家节能环保汽车工程技术讲究中心，将在2006年下半年重点推出第一自主品牌真正意义上的混合动力车，代号为“BSG”的混合动