汽车理论小论文：丰田prius动力性综合分析

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1、丰田Prius动力性综合分析①*何潇①清华大学汽车工程系,北京100084*E-mail:hxi293@163.com摘要以丰田Prius为首的内燃机混合动力汽车是未来汽车市场的主导力量。通过内燃机、电动机协同工作，内燃机混合动力汽车实现了良好的经济性、排放性，但汽车的动力性也因此受到影响。本文的1、2部分从新能源汽车发展背景出发，介绍了典型混合动力车型丰田Prius。3、4部分通过相关实验数据分析，对丰田Prius的动力性能进行了简要分析，并对Prius和相近车型的动力性、经济性进行了综合对比，提出了一个简单的动力性、经济性综合评价的量化方法。关键词丰田Priu

2、s,动力性,新能源汽车性。在汽车能源战略研究中，内燃机混合动力汽车被1新能源汽车发展背景视为未来汽车市场的主导力量（如图3所示）。[3]石油危机、大气污染、气候变化等问题给内燃机传统动力汽车产业带来了巨大的挑战。国际能源组织(IEA)在2010年发布的《世界能源展望》中预测，已开采、勘测的油田年产量即将出现大幅度下滑（如图1所示），随之而来的后果，则是石油价格的逐年走高（如图2所示）[1]，以内燃机为动力的汽车出行成本也将水涨船高。另一方面，为了达到日益严苛的排放法规要求，内燃机需要综合采用冷却式EGR、SCR和DPF等尾气处理技术[2]，进一步增加了汽车的成本。

3、为了应对汽车更节能、更环保的挑战，以纯电动图1新政策情形下世界石油产量预测汽车、内燃机混合动力汽车、燃料电池汽车为主的新能源汽车应运而生。燃料电池是汽车最为理想的动力形式，它不仅具有较高的能量密度，还能实现零碳排放。但是，由于氢的贮存、催化剂成本等技术瓶颈的存在，燃料电池汽车在近十年内难以实现量产。纯电动汽车是另一种较为理想的技术路线，但是受限于电池技术发展，纯电动汽车的行驶里程难以保证，短期内也难以大规模投入市场。内燃机混合动力汽车是纯电动汽车与内燃机汽车两者的折中解决方案。电动机、发动机的协同工作，充分结合了两者在排放性、经济性与续航里程的优势，为大规模投入市

4、场带来了可能图2年平均原油进口价格1型号2ZR-FXE布置方式直列四缸输出功率72.08kW@5200RPM排量1.8L油品无铅汽油表3Prius发动机信息生产厂家松下系统重量29.35kg系统电压201.6V电池类型镍氢电池电池容量6.5Ah图3汽车能源动力发展前景展望电机功率60kW表4Prius电动机与电池信息2丰田Prius概述Prius是世界上第一台大规模生产的混合动力车2.2动力系统型。从1997年市场化至今，已完成300万台销售总内燃机混合动力汽车根据动力系统的结构形式，额，产品已更新至第三代。本文主要分析第三代Prius可分为串联式、并联式和混联式

5、三种。在串联式混合的动力性、经济性。动力系统中，发动机在恒定工况点下工作，带动发电2.1基本参数机产生电能，由电能驱动电动机，以驱动车轮。在并联式混合动力系统中，电动机、发动机相对独立，动Prius由发动机和电动机提供动力。经由CVT无力既可单独由发动机或电动机输出，也可由两者协同级传动系后，动力输出至前轴，由前轮驱动。制动方输出，当发动机提供功率过大时，动力可通过传动装式采用再生制动，并配备ABS系统。整车尺寸信息置传递至的电动机，生成电能。混联式混合动力系统如表1所示，载荷信息如表2所示，发动机信息如表结合了串联式和并联式的优点。通过发动机、电动机3所示，电动

6、机与电池信息如表4所示。[4]至传动系统的并联布置，可实现发动机、电动机功率长度175.6inches/4.46m分配比例控制；通过发动机、电动机之间的串联连接，宽度68.7inches/1.74m发动机生成的多余动力直接带动发电机生成电能，可高度58.7inches/1.49m提高能量转化效率。轴距106.3inches/2.70mPrius的动力系统是典型的混联式混合动力（如离地间隙5.5inches/0.14m图4所示）。发动机、电动机的动力经由行星齿轮机表1Prius尺寸信息构进行耦合。其中，行星齿轮的齿圈转轴直接与电动整备质量3094lbs./1403.

7、41kg机相连，轴上固结的齿轮通过啮合与车轮相接；行星齿轮的太阳轮与与发电机相连，行星架与发动机相连。轴荷分配（F/R）59.6%/40.4%由于行星齿轮机构具有两个自由度，实际工作时需控总体车重标准值3979lbs./1804.84kg制发动机、电动机的转速输入，配合行星齿轮内的各F：2270lbs./1029.65kg总体车轴重量标准值种制动器、离合器，时车轮转速具有确定的输出。[5]R：2175lbs./986.56kg有效载重885lbs./401.43kg表2Prius载荷信息2效的启动。因此，Prius启动时由蓄电池供电带动电动机工作，而发动机只运转至

8、充分预热，