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《混合动力耦合系统研究综述【文献综述】》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、毕业论文文献综述电气工程及自动化混合动力耦合系统研究综述摘要：社会对环境和节能的重视有力地促进了混合动力电动车辆的发展。在混合动力电动汽车(HEV)开发过程中,动力传动系统处于重要地位。文中对HEV动力系统开发的难点———动力耦合方式进行了分析和比较,研究和总结了各种动力耦合方式的耦合规律和优缺点,指出了HEV传动系统研究的方向和趋势。关键词：混合动力（HEV）；动力耦合；耦合方式。引言混合动力电动汽车（HEV）将内燃机、电动机与一定容量的蓄电池通过控制系统相组合[1-2]，电动机可补充提供车辆起步、加速时所需转矩，又可以存储吸收内燃机富余功率和车辆制动能量
2、，从而可大幅度降低油耗，减少污染物排放。混合动力汽车虽然没有实现零排放，但其动力性、经济性和排放等综合指标能满足当前苛刻要求，可缓解汽车需求与环境污染及石油短缺的矛盾。HEV与传统汽车及EV的最大差别是其动力系统,不同HEV之间的最大差别是动力耦合方式与结构。HEV动力系统开发的核心和实质是如何将不同动力源的输出动力进行合理、高效的合成与分解,从而提高汽车的燃油经济性。HEV的动力耦合方式决定动力系统的结构,也决定零部件的数量、种类及系统的控制策略;不同的动力耦合结构导致HEV的适用条件和使用要求各不相同,开发难度也相差很大。可以说,动力耦合形式与结构决定H
3、EV动力系统研究开发的难度和方向,关系到产品开发的进度和水平,是HEV开发中关键的一步。因此,对HEV的动力耦合方式进行研究、分析和分类具有十分重要的意义。1HEV动力耦合方式的分类与分析HEV的动力系统分类方式多种多样,通常按照其驱动系统布置结构,可将其分为串联、并联、混联和电动轮四种典型结构，不同结构实施不同控制策略。控制策略的制定是混合动力电动汽车发的关键，因为其直接影响着能量在车辆内部的流动及整车的性能。如今，控制策略研究作为电动汽车的关键技术之一，得到了国内外汽车科技工作者的普遍重视[3-6];而基于任务的现代分类方法,则把HEV动力系统分为轻度混
4、合型(MHV)[7]、功率混合型(PHV)和能量混合型(EHV)3类。或按照耦合位置和耦合部件的不同,将耦合系统分为变速箱耦合、传动系耦合、行星机构耦合等多种类型[8]。动力耦合主要是针对并联或混联式混合动力车的动力系统。本文根据多个动力源输出动力耦合方式的不同,将HEV动力系统分为扭矩耦合式、转速耦合式、牵引力耦合式和混合耦合式4类[9-10]。1.1 扭矩耦合式扭矩耦合式动力系统是指2个(多个)动力源的输出动力在耦合过程中,两动力源的输出扭矩相互独立,而输出转速必须互成比例,最终的合成扭矩是两动力源输出扭矩的耦合叠加,而合成转速则不是两动力源输出转速的叠
5、加,合成扭矩 2)在中负荷运转区域,气门重叠角增大,提高内部的废气再循环率,可以控制NOx的产生和减少HC的含量。而且,气门重叠角的增大会使进气管的负压降低,减少动力损失。3)在高负荷低速运转区域,使进气门提前关闭(提前角),提高充气效率,得到最大的气门重叠角(最大提前角)式中:η、k分别为耦合效率和从动力源2到动力源1的传动比。依据机械结构的不同,扭矩耦合方式又可分为齿轮耦合、磁场耦合、链或带耦合3种。1.1.1 齿轮耦合式这种动力耦合方式通过啮合齿轮(组)将多个输入动力合成在一起而输出。深圳明华环保汽车有限公司开发的一款复合电动环保汽车动力转换器就属于此
6、类型。图1齿轮耦合式这种耦合方式结构简单,可以实现单输入、双输入等多种驱动方式,耦合效率较高,控制相对简单;但由于齿轮是刚性啮合的,在动力切换、耦合过程中易产生冲击。1.1.2 磁场耦合式这种耦合方式是将电机的转子与发动机输出轴做成一体,通过磁场作用力将电机输出动力与发动机输出动力耦合在一起。图2磁场耦合式这种耦合方式耦合效率高,结构紧凑,耦合冲击小,能量回馈方便、效率高;但混合度(电机功率与发动机功率之比)低,电机一般只能起辅助驱动的作用。由于电机转子具有一定的惯性,所以多用于轻度混合的电动车上。1.1.3 链或带耦合式这种耦合方式通过链条或皮带将两动力源
7、输出动力进行合成。图中为带耦合式传动结构。为满足电机大功率的需求,在原来12V的基础上串联36V电池。图3链或带耦合式链或带耦合结构简单,冲击小,但是耦合效率低。动力学和运动学规律与齿轮耦合式一致。1.2 转速耦合式转速耦合式动力系统是指2个(多个)动力源的输出动力在耦合过程中,两动力源的输出转速相互独立,而输出扭矩必须互成比例,最终的合成转速是两动力源输出转速的耦合叠加,合成扭矩则不是两动力源输出扭矩的叠加,,p、q由耦合器的结构确定。依据驱动结构的不同,转速耦合方式又可分为行星齿轮式和差速器式2种。1.2.1 行星齿轮式这是一种普遍采用的动力耦合形式,通
8、常发动机输出轴与太阳轮连接,电机与齿圈连接,行星架作
