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时间:2018-05-11
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1、混合动力汽车浅析摘要:全球能源及环境问题日益突出:一方面石油资源作为不可再生能源日益紧缺;另一方面传统的燃油发动机车辆废气排放对空气造成严重污染。为此替代燃油发动机汽车的方案也越来越多,例如氢能源汽车、燃料电池汽车、混合动力汽车等,但目前最有实用性价值并已有商业化运转模式的只有混合动力汽车。混合动力汽车(HybridElectricalVehicle)是指同时装备热动力源(由传统的汽油机或者柴油机产生)与电动力源(电池与电动机)的汽车。在此简单的介绍一下混合汽车。关键词:结构原理发展前景一:混合动力汽车的定义和分类1.定义混合动力车是汽车使用两个或两个以上不
2、同的动力源来推进车辆行驶的车辆,混合动力汽车的英文缩写是HEV。HEV的基本结构是在电动汽车(EV)和燃料电池电动车(FCEV)的基础上增加一套辅助动力系统--动力发电机组或某种原动机。原动机可以是内燃机、燃气轮机等热机。2.分类1、根据混合动力驱动模式,混合动力系统主要分为以下三类:一是串联式混合动力系统。串联式混合动力系统一般由内燃机直接带动发电机发电,产生的电能通过控制单元传到电池,再由电池传输给电机转化为动能,最后通过变速机构来驱动汽车。在这种联结方式下,电池就象一个水库,只是调节的对象不是水量,而是电能。电池对在发电机产生的能量和电动机需要的能量之
3、间进行调节,从而保证车辆正常工作。这种动力系统在城市公交上的应用比较多,轿车上很少使用。二是并联式混合动力系统。并联式混合动力系统有两套驱动系统:传统的内燃机系统和电机驱动系统。两个系统既可以同时协调工作,也可以各自单独工作驱动汽车。这种系统适用于多种不同的行驶工况,尤其适用于复杂的路况。该联结方式结构简单,成本低。本田的Accord和Civic采用的是并联式联结方式。三是混联式混合动力系统。混联式混合动力系统的特点在于内燃机系统和电机驱动系统各有一套机械变速机构,两套机构或通过齿轮系,或采用行星轮式结构结合在一起,从而综合调节内燃机与电动机之间的转速关系。
4、与并联式混合动力系统相比,混联式动力系统可以更加灵活地根据工况来调节内燃机的功率输出和电机的运转。此联结方式系统复杂,成本高。Prius采用的是混联式联结方式。2、根据在混合动力系统中,电机的输出功率在整个系统输出功率中占的比重,也就是常说的混合度的不同,混合动力系统还可以分为以下四类:一是微混合动力系统。这种混合动力系统在传统内燃机上的启动电机(一般为12V)上加装了皮带驱动启动电机(也就是常说的Belt-alternatorStarterGenerator,简称BSG系统)。该电机为发电启动(Stop-Start)一体式电动机,用来控制发动机的启动和停止
5、,从而取消了发动机的怠速,降低了油耗和排放。从严格意义上来讲,这种微混合动力系统的汽车不属于真正的混合动力汽车,因为它的电机并没有为汽车行驶提供持续的动力。在微混合动力系统里,电机的电压通常有两种:12v和42v。其中42v主要用于柴油混合动力系统。二是轻混合动力系统。代表车型是通用的混合动力皮卡车。该混合动力系统采用了集成启动电机(也就是常说的IntegratedStarterGenerator,简称ISG系统)。与微混合动力系统相比,轻混合动力系统除了能够实现用发电机控制发动机的启动和停止,还能够实现:(1)在减速和制动工况下,对部分能量进行吸收;(2)
6、在行驶过程中,发动机等速运转,发动机产生的能量可以在车轮的驱动需求和发电机的充电需求之间进行调节。轻混合动力系统的混合度一般在20%以下。三是中混合动力系统。该混合动力系统同样采用了ISG系统。与轻度混合动力系统不同,中混合动力系统采用的是高压电机。另外,中混合动力系统还增加了一个功能:在汽车处于加速或者大负荷工况时,电动机能够辅助驱动车轮,从而补充发动机本身动力输出的不足,从而更好的提高整车的性能。这种系统的混合程度较高,可以达到30%左右,目前技术已经成熟,应用广泛。四是完全混合动力系统。该系统采用了272-650v的高压启动电机,混合程度更高。与中混合
7、动力系统相比,完全混合动力系统的混合度可以达到甚至超过50%。技术的发展将使得完全混合动力系统逐渐成为混合动力技术的主要发展方向。二:混合动力车的结构和工作原理1.串联式混合动力汽车(SHEV)串联式混合动力(SHEV)模式由发动机、发电机和驱动电动机三大动力组成,发动机、发电机和驱动电动机采用“串联”的方式组成SHEV的驱动系统。SHEV的结构蓄电池逆变器电动机驱动轴发电机发动机图1串联式简图图2串联式混合动力汽车传动系统SHEV的结构如上图所示。它由发动机、发电机和驱动电动机三大动力总成组成,它们采用“串联”的方式组成驱动系统。SHEV的工作原理在车辆行
8、驶之初,蓄电池组处于电量饱和状态,其能量输出可以满足
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