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1、混合动力汽车论文：混合动力电动汽车浅析摘要为解决能源和环境问题,混合动力电动汽车成为各国研究的焦点。本文主要阐述了混合动力电动汽车的结构,并分析了不同类型的混合动力电动汽车的特点及存在的问题,已经成为当今汽车工业研究的主流。关键词混合动力;电动汽车;汽车结构1混合动力电动汽车的概述 20世纪90年代以来,为解决能源和环境问题,各种电动汽车脱颖而出,但由于电动汽车在技术上、材料上存在棘手问题,以及电池的能量密度与汽油相差甚远,远未达到所需要的数值,再未来十几年内倘若电池技术没有重大突破,电动汽车将无法取代燃料汽油发动机汽车。在这种情况下,
2、一种集电动汽车与燃油汽车优点于一体的准绿色汽车——混合动力电动汽车登上了汽车工业的舞台。 混合动力电动汽车实际上并不是新的发明,早在1905年就有人申请了用蓄电池作动力驱动电动机来改善内燃机车辆加速能力的专利。混合动力电动汽车的确切定义是什么呢?根据国际机电委员会下属的电力机动车技术委员会的建议,混合动力电动汽车是指由两种或两种以上的蓄能器、能源或转换器作驱动能源,其中至少有一种能提供电能的车辆称为混合动力电动汽车。混合动力电动汽车有很多形式,由汽油机和蓄电池混合的,柴油机和蓄电池混合的,蓄电池和燃料电池混合的,蓄电池和超大电容器混合的
3、,蓄电池和飞轮混合的,蓄电池和蓄电池混合的等等。通常所说的混合动力电动汽车是指内燃机和蓄电池混合的驱动的车辆;燃料电池和蓄电池混合的动力称为燃料电池电动车;蓄电池和电容器混合的动力称为超大容量电容器辅助动力电动汽车等等。 2混合动力电动汽车的结构 混合动力电动汽车的工作过程是发动机将内燃机与一定容量的得储能元件相结合,当低速行驶或者反复起步、停车而造成马达频繁工作时,电池容量下降时,发动机会自动启动,驱动发电机给电池组充电以维持一定的电量,而不需要像纯电动车那样从外部充电。制动时,马达变成发电机,把车辆的动能转换成电能储存在电池组中。
4、在超车或者需要强力加速时,可以在使用发动机的同时加上大功率马达的动力,确保迅捷灵敏的的加速性能。 2000年混合动力电动汽车的类型在原来的串、并联式的基础上,进一步延伸为:串联式混合动力电动汽车,并联式混合动力电动汽车,混联式混合动力电动汽车和复合式电动车。 为了实现混联式以及复合式的混合驾驶模式,内燃机与发电机/电动机之间以及电动机与变速器之间必须进行机械连接,其中机械连接装置可以选择行星齿轮机构,太阳轮与发电机相连,齿圈与传动机构相连,行星架与内燃机相连,发电机的动力一部分通过行星齿轮传给齿圈,然后通过传动轴传给驱动车轮,另外一部
5、分动力传给太阳轮经发电机转化成电能。各部分的角速度满足下列法方程: 式中Kp----基本齿数比,Kp=z2/z1 z1-----太阳轮的齿数; z2-----齿圈的齿数; ω1、ω2、ω3----分别代表太阳轮、齿圈和行星架的角速度。 其运动方程如下: 3串、并联及混联和复合式混合动力电动车的特点 1)串联式是混合动力电动车中最简单的一种形式,发动机输出的机械能首先通过发电机转化为电能,转化后的电能一部分用来给蓄电池充电,另一部分经由电动机和传动装置驱动车轮。和燃油车相比,它是一种发动机辅助型的电动车,主要是为了增加车辆的行
6、驶里程。由于在发动机和发电机之间的机械连接装置中没有离合器,因而它有一定的灵活性。尽管其传动结构简单,但它需要3个驱动装置:发动机、发电机和电动机。如果串联混合型电动车设计时考虑爬长坡,为提供作大功率三个驱动装置的尺寸就会较大,如果用作短途运行如当通勤车用或者只是用于购物,相应的内燃机/发动机装置应采用低功率的。 2)与串联式混合动力电动汽车不同的是,并联式混合动力电动汽车采用发动机和电动机两套独立的驱动系统驱动车轮。发动机和电动机通常通过不同的离合器来驱动车轮,可以采用发动机单独驱动,电力单独驱动或者发动机和发电机混合驱动3种工作模式
7、驱动。从概念上讲,它是电力辅助型的燃油车,目的是为了降低排放和燃油消耗。当发动机提供的功率大于驱动电动车所需的功率或者再生制动时,电动机工作在发电机状态,将多于的能量充入电池。与串联式混合动力电动车相比,它只需要两个驱动装置——发动机和电动机,而且在蓄电池放完电之前,如果要得到相同的性能,并联式比串联式混合动力电动汽车的发动机和电动机的体积要小。即使在长途行驶中,发动机的功率可以达到最大而电动机的功率只需发出一半即可。 当前的混合动力系统主要以并联方式为主。这种方式是由发动机获得基本驱动力在加速和低速行驶的情况下,因发动机驱动效率低,由
8、电动机根据行驶条件协助发动机维持其所需的功率;在低速区域发动机停止运转,仅由电动机驱动,尽量使发动机在效率良好的区域运转,提高燃料的经济性,而且制动时驱动电动机成为发电机回收能量,对经济性有利
