混合动力汽车的探索与研究+李帆(毕业论文)

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摘要

对混合动力汽车的结构型式进行分类,HEV的动力系统基本可分为串联式、并联式和混联式3种,对并联型和串联型混合动力汽车控制策略研究现状进行分析。混联式混合动力系统结合了串联式和并联式两种结构的优点,使得能量流动的控制和能量消耗的优化具有更大的灵活性和可能性,并对混联式结构的几种控制方案进行了分析。指出混合动力汽车的控制策略不十分完善,需要进一步优化。控制策略不仅仅要实现整车最佳的燃油经济性,而且还要兼顾发动机排放、蓄电池寿命、驾驶性能、各部件可靠性及整车成本等多方面要求,并针对混合动力汽车各部件的特性和汽车的运行工况,使发动机、电动机、蓄电池和传动系统实现最佳匹配,兼顾上述各方面要求的优化控制策略的研究应是今后的研究重点。

关键字:混合动力电动汽车,控制策略,优化

I

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Abstract

Classify the structure of the hybrid electric vehicle, HEV powertrain basic can be divided into three kinds of series, parallel and mixed type, type of parallel and series hybrid electric vehicle control strategy research status is analyzed. Mixed type hybrid system combines the advantages of the two structures of series and parallel connection, make the control of energy flow and energy consumption optimization have more flexibility and possibility, and the compound structure of several control schemes are analyzed. Points out that the hybrid control strategy is not very perfect, need to be further optimized. Control strategy not only to achieve the best fuel economy, but also take into account the engine emissions, battery life, driving performance and reliability of different parts and vehicle cost aspects of requirements, and according to the characteristics of a hybrid car parts and car operation condition of the engine, motor, battery, and the transmission system achieve the best match, the demand of the above aspects optimization control strategy research should be the research emphasis in the future.

Keywords:Hybrid electric vehicle, the control strategy of optimization

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目录

摘要 ............................................................................................................................................. I Abstract ...................................................................................................................................... II 1 混合动力汽车的概论 .......................................................................................................... 5

1.1 混合动力汽车定义 .................................................................................................... 5 1.2 混合动力汽车的特点 ................................................................................................ 5 1.3 混合动力汽车的发展历史 ........................................................................................ 5 2 混合汽车的类型及工作原理 .............................................................................................. 8

2.1 根据混合动力传输路线分类 .................................................................................... 8

2.1.1 串联式 .............................................................................................................. 9 2.1.2 并联式 ............................................................................................................ 10 2.1.3 混联试 ............................................................................................................ 11 2.2 根据混合度不同的分类 .......................................................................................... 12

2.2.1 微混合动力系统 ............................................................................................ 12 2.2.2 轻混合动力系统 ............................................................................................ 12 2.2.3 中混合动力系统 ............................................................................................ 12 2.2.4 完全混合动力系统 ........................................................................................ 13

3 混合动力汽车的节油原理 ................................................................................................ 14

3.1 选择较小功率的发动机 .......................................................................................... 14 3.2 取消发动机怠速 ...................................................................................................... 14 3.3 控制发动机工作在高效区 ...................................................................................... 14 3.4 发动机断油控制 ...................................................................................................... 15 3.5 适当增大电池SOC窗口 ........................................................................................ 15 3.6 回收再生、制动能量 .............................................................................................. 15 4 结论与展望 ........................................................................................................................ 17

4.1 结论 .......................................................................................................................... 17

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4.2 展望 .......................................................................................................................... 18 致谢 .......................................................................................................................................... 19 参考文献 .................................................................................................................................. 20

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1 混合动力汽车的概论

1.1 混合动力汽车定义

广义上说,混合动力汽车是指拥有至少两种动力源,使用其中一种或多种动力源提供部分或者全部动力的车辆。但是,在实际生活中,混合动力汽车多半采用传统的内燃机和电动机作为动力源,通过混合使用热能和电力两套系统开动汽车。使用的内燃机既有柴油机又有汽油机,因此可以使用传统汽油或者柴油,也有的发动机经过改造使用其他替代燃料,例如压缩天然气、丙烷和乙醇燃料等。使用的电动力系统中包括高效强化的电动机、发电机和蓄电池。蓄电池使用的有铅酸电池、镍锰氢电池和锂电池,将来应该还能使用氢燃料电池[1]。

1.2 混合动力汽车的特点

⑴采用复合动力后可按平均需用的功率来确定内燃机的最大功率,此时处于油耗低、污染少的最优工况下工作。需要大功率内燃机功率不足时,由电池来补充;负荷少时,富余的功率可发电给电池充电,由于内燃机可持续工作,电池又可以不断得到充电,故其行程和普通汽车一样。

⑵因为有了电池,可以十分方便地回收制动时。下坡时、怠速时的能量。 ⑶在繁华市区,可关停内燃机,由电池单独驱动,实现“零”排放。

⑷有了内燃机可以十分方便地解决耗能大的空调、取暖、除霜等纯电动汽车遇到的难题。

⑸可以利用现有的加油站加油,不必再投资。

⑹可让电池保持在良好的工作状态,不发生过充、过放,延长其使用寿命,降低成本[2]。

1.3 混合动力汽车的发展历史

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当前普遍使用的燃油发动机汽车存在种种弊病,统计表明在占80%以上的道路条件下,一辆普通轿车仅利用了动力潜能的40%,在市区还会跌至25%,更为严重的是排放废气污染环境。20世纪90年代以来,世界各国对改善环保的呼声日益高涨,各种各样的电动汽车脱颖而出。虽然人们普遍认为未来是电动汽车的天下,但是目前的电池技术问题阻碍了电动汽车的应用。由于电池的能量密度与汽油相比差上百倍,远未达到人们所要求的数值,专家估计在10年以内电动汽车还无法取代燃油发动机汽车(除非燃料电池技术有重大突破)。

现实迫使工程师们想出了一个两全其美的办法,开发了一种混合动力装(HybridElectricVehicel,缩写HEV)的汽车。所谓混合动力装置就是将电动机与辅助动力单元组合在一辆汽车上做驱动力,辅助动力单元实际上是一台小型燃料发动机或动力发电机组。形象一点说,就是将传统发动机尽量做小,让一部分动力由电池-电动机系统承担。这种混合动力装置既发挥了发动机持续工作时间长,动力性好的优点,又可以发挥电动机无污染、低噪声的好处,二者“并肩战斗”,取长补短,汽车的热效率可提高10%以上,废气排放可改善30%以上。

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2012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。

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。美国能源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。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。2004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。

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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2006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研究中心,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”的混合动力车;吉利集团旗下的上海华普汽车已与同济大学汽车学院签署合作协议,预计3年内完成混合动力轿车商业化生产;深圳五洲龙汽车有限公司也表示,中国规模最大、投放车辆最多的混合动力示范运营线路即将在深圳市龙岗区开通。而广州本田更是紧跟丰田的步伐,于2006年中下旬推出国产雅阁混合动力车。上汽集团与通用签署协议,将联手开发混合动力轿车和公交客车。来自中兴汽车的消息,中兴汽车与美国在“汽车混合动力技术、转子发动机技术及飞行汽车技术”等方面有着雄厚的技术实力的梅尔莱普顿集团签订了合作意向书,正式介入“油汽混合动力技术”领域。与此同时,新能源汽车作为未来汽车的主要发展方向,国家一向给予支持和鼓励。如《汽车产业发展政策》、《“十一五”汽车产业发展规划》等政策和文件都鼓励清洁汽车、代用燃料及汽车节油技术的发展[3]。

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2 混合汽车的类型及工作原理

2.1 根据混合动力传输路线分类

混合动力汽车的关键的混合动力系统,它的性能直接关系到混合动力汽车整车发展,经过十多年的发展,混合系统总成已从原来发动机与电机离散机构向发动机电机与变速箱一体结构发展,即集成化混合动力系统总成系统。混合动力总成以动力传输路线分类,可分为可分为串联式、并联式、混联式[4]。

工作原理:

混合动力电动汽车的动力系统主要由控制系统、驱动系统、辅助动力系统和电池组等部分构成。

以串联混合动力电动汽车为例,介绍一下混合动力电动汽车的工作原理。 在车辆行驶之初,蓄电池处于电量饱满状态,其能量输出可以满足车辆要求,辅助动力系统不需要工作。电池电量低于60%时,辅助动力系统起动:当车辆能量需求较大时,辅助动力系统与蓄电池组同时为驱动系统提供能量;当车辆能量需求较小时,辅助动力系统为驱动系统提供能量的同时,还给蓄电池组进行充电。由于蓄电池组的存在,使发动机工作在一个相对稳定的工况,使其排放得到改善。

混合动力汽车采用能够满足汽车巡航需要的较小发动机,依靠电动机或其它辅助装置提供加速与爬坡所需的附加动力。其结果是提高了总体效率,同时并未牺牲性能。混合动力车设计成可回收制动能量。在传统汽车中,当司机踩制动时,这种本可用来给汽车加速的能量作为热量被白白扔掉了。而混合动力车却能大部分回收这些能量,并将其暂时贮存起来供加速时再用。当司机想要有最大的加速度时,汽油发动机和电动机并联工作,提供可与强大的汽油发动机相当的起步性能。在对加速性要求不太高的场合,混合动力车可以单靠电机行驶,或者单靠汽油发动机行驶,或者二者结合以取得最大的效率。比如在公路上巡航时使用汽油发动机。而在低速行驶时,可以单靠电机拖动,不用汽油发动机辅助。即使在发动机关闭时电动转向助力系统仍可保持操纵功能,提供比传统液压系统更大的效率[5]。

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2.1.1 串联式

串联式混合动力汽车Series Hybrid Electric Vehicle (SHEV)。

SHEV是由发动机、发电机和驱动电动机三大动力总成组成,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用发动机-发电机组均衡地发电,电能供应驱动电动机或动力电池组,使SHEV的行驶里程得到延长。实际上SHEV的发动机-发电机组只能看作一种电能供应系统,发动机并不直接参与SHEV的驱动、SHEV的发动机,可采用四冲程内燃机、二冲程内燃机、转子发动机和燃气轮机。发动机、发电机组,发动机的转速控制在一定范围内,不受SHEV运行工况的影响,经常保持在低能耗、高效率和低污染的状态下运转,如图2-1所示[6]。

图2-1 串联式混合动力系统结构图

SHEV驱动系统的结构比较简单,动力电池组、发动机-发电机组和驱动电动机在底盘上的布置有较大的自由度,控制系统也比较简单,因为只有唯一的电动机驱动模式,其特点是动力特性更加趋近于EV。SHEV必须装置在一个大功率的发动机-发电机组,再用驱动电动机来驱动车辆。发动机、发电机和驱动电动机的功率都要求等于或接近于SHEV的最大驱动功率,在热能→电能→机械能之间的转换过程中,总效率低于内燃机

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汽车。三大动力总成的体积较大,质量也较重,还有庞大的动力电池组,使得在中小型汽车上布置有一定的困难,一般适合大型客车采用。

工作原理:

串联式动力由发动机、发电机和电动机三部分动力总成组成,它们之间用串联方式组成SHEV动力单元系统,发动机驱动发电机发电,电能通过控制器输送到电池或电动机,由电动机通过变速机构驱动汽车。小负荷时由电池驱动电动机驱动车轮,大负荷时由发动机带动发电机发电驱动电动机。当车辆处于启动、加速、爬坡工况况时,发动机、电动机组和电池组共同向电动机提供电能;当电动车处于低速、滑行、怠速的工况时,则由电池组驱动电动机,当电池组缺电时则由发动机-发电机组向电池组充电。串联式结构适用于城市内频繁起步和低速运行工况,可以将发动机调整在最佳工况点附近稳定运转,通过调整电池和电动机的输出来达到调整车速的目的。使发动机避免了怠速和低速运转的工况,从而提高了发动机的效率,减少了废气排放。缺点:能量几经转换,机械效率较低[7]。 2.1.2 并联式

并联式混合动力电动汽车 Parallel Hybrid Electric Vehicle (PHEV)。

并联式混合动力系统使用电动机和发动机两种动力来驱动车轮用发动机来给HV蓄电池充电,其基本结构是由电动机、发动机、HV蓄电池、变压器和变速器组成。

并联式混合动力系统中利用HV蓄电池的电力来驱动电动机。因电动机兼用为发电机,所以不能一边发电一边用来行驶。动力的流向为并联,所以称为“并联式混合动力力系统”,如图2-2所示。

图2-2 并联式混合动力系统结构图

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工作原理:并联式动力:并联式装置的发动机和电动机共同驱动汽车,发动机与电动机分属两套系统,可以分别独立地向汽车传动系提供扭矩,在不同的路面上既可以共同驱动又可以单独驱动。当汽车加速爬坡时,电动机和发动机能够同时向传动机构提供动力,一旦汽车车速达到巡航速度,汽车将仅仅依靠发动机维持该速度。电动机既可以作电动机又可以作发电机使用,又称为电动-发电机组。由于没有单独的发电机,发动机可以直接通过传动机构驱动车轮,这种装置更接近传统的汽车驱动系统,机械效率损耗与普通汽车差不多,得到比较广泛的应用[7]。 2.1.3 混联试

混联式(串、并联式)混合动力电动汽车Split Hybrid Electric Vehicle (PSHEV)。 混联式混合动力电动汽车(PSHEV)是综合SHEV和PHEV结构特点组成的PSHEV,由发动机、电动/发电机和驱动电动机三大动力总成组成。由于电动/发电机必然是装在发动机的输出轴上,才能起发动机飞轮和起动机的作用,也才能保持发动机稳定运转并进行发电。因此电动机的动力要与车辆驱动系统相组合,PSHEV的驱动力组合有以下不同的组合模式,如图2-3所示。

图2-3 混联式混合动力系统结构图

工作原理:混联式装置包含了串联式和并联式的特点。动力系统包括发动机、发电机和电动机,根据助力装置不同,它又分为发动机为主和电机为主两种。以发动机为主

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的形式中,发动机作为主动力源,电机为辅助动力源;以电机为主的形式中,发动机作为辅助动力源,电机为主动力源。该结构的优点是控制方便,缺点是结构比较复杂。丰田的Prius属于以电机为主的形式。

2.2 根据混合度不同的分类

根据在混合动力系统中,电机的输出功率在整个输出系统输出功率中占有的比重,也就是常说的混合度不同,混合动力系统还可以分为以下四类。 2.2.1 微混合动力系统

代表车型是PSA的混合动力版C3和丰田混合动力版Vitz。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-alternator Starter Generator,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,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24v。其中24v主要用于柴油混合动力系统。 2.2.2 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Integrated Starter Generator,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:在减速和制动工况下,对部分能量进行吸收;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。

2.2.3 中混合动力系统

代表车型是本田旗下混合动力的Insight,Accord和Civic都属于这种系统。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,

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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,技术已经成熟,应用广泛。 2.2.4 完全混合动力系统

代表车型是丰田的Prius和未来Estima。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。

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3 混合动力汽车的节油原理

混合动力汽车课可通过下列途经达到节油目的选择较小功率的发动机,取消发动机怠速;控制发动机工作在高效区;发动机断油控制;适当增大电池SOC窗口;回收再生制动能量。

3.1 选择较小功率的发动机

并联混合动力汽车的基本控制策略为;通过先知发动机的工作区间,降发动机控制在高效率区运行,提供所要求的扭矩;将电机作为载荷调节装置,当需要大扭矩输出时参与驱动,当需要小扭矩输出时吸收发动机能量进行发电,并将电池组的电量状态维持在高效率区间内。发动机的选择只需满足整车要求的平均功率即可,因此降低了打洞机需求功率。发动机功率降低带来以下优点:减小功率损失,提高了发动机的效率;所消耗的燃油减少,相应降低了油耗。原来传统汽车需求的6缸机降为4缸机,即可满足混合动力汽车的整车要求。研究表明,发动机由大功率降为中等功率,课节油5%~15%。

3.2 取消发动机怠速

大型柴油机怠速1h消耗燃油约3.785L。按照统计的城市公交客车循环工况发动机怠速时间约占整个循环时间的30%~40~:如果一辆公交汽车每天运行8h,则怠速偶然有消耗将达到9~12L,可见取消发动机怠速有利于节约燃油。混合动力汽车通过控制策略,可以实现发动机的起动与停止。当车速为零、加速踏板松开时,程序控制自动关闭发动机;档加速踏板踩下时,程序控制电动机在0.5S内起动发动机,实现发动机无怠速控制。研究表明,取消发动机怠速可节油5%~10%[12]。

3.3 控制发动机工作在高效区

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传统汽车其动力来源只有发动机为满足汽车的各种动力性能要求,发动机必然要选择的很大,使得汽车在绝大多数情况小的低负荷运行时,造成发动机在较小负载区域内工作,因此使发动机经济性和排放性变差。发动机在较高的符合率及中搞转速下工作时发动机的平均效率明显提高。混合动力汽车通过控制策略病选用了较小功率的发动机,可使绝大多数的工作点落在发动机的高效区。在低速低负荷时如果点击能够满足需求功率,则电机单独驱动,实现纯电动模式;如果电机不能够满足需求功率,则控制发动机工作在高效区,剩余的功率维护电池充电,以提高燃料利用率。而在汽车急加速和爬坡、发动机满足不了整车需求是,电机参与工作,实现电机助力联合驱动模式。控制发动机工作在高效区,可以实现节油。研究表明,控制发动机工作在高效区,可以节油5%~10%。

3.4 发动机断油控制

当松开加速踏板使汽车减速时,可以控制发动机高速反拖断油,直到怠速恢复供油为止,实现节油目的。研究表明,控制发动机断油,可节油5%。

3.5 适当增大电池SOC窗口

对于能量平衡型的混合动力汽车,电池的荷电状态SOC窗口适当增大有利于节油。因为适当增大电池的荷电状态SOC窗口,电池所能提供的能量越多,电机参与的工作越多,而电机和电池的效率要高于发动机,因此可以实现节油,另一方面,适当增大电池的荷电状态SOC窗口,电池的充放电频率减少,这样能量间的转化损失减少,因此越节油。因此,跟据每种电池的性能,以及所允许的电池SOC工作窗口不同,并兼顾电池效率(要求效率最高)和内阻(内阻最小)的情况下,可适当增大电池SOC窗口,达到节油的目的。

3.6 回收再生、制动能量

当车辆滑行或制动时,传统汽车通过机械制动系统将车辆的动能转化热能,消耗在

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转动鼓(盘)上而浪费掉。混合动力汽车由于加装了电机系统,在车辆滑行或制动时,可利用电机吸收能量,回馈到电池组中存储起来。为了最大限度地回收再生制动能量,控制策略应是优先由电机再生制动,当电机满足不了整车制动强度或电池的SOC达到最大限值时,机械制动参与工作以实现制动的可靠性。在制动过程中,整车控制策略分配制动力矩,实现电机最大限度地回收再生制动能量。研究表明,由于电机再生制动能量的回收可节油5%~12%。

综合采取上述措施,可大大降低整车油耗,达到节油30%~50%的目标。

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4 结论与展望

4.1 结论

混合动力汽车的应用是必然的,在中国混合动力公交客车具有独特的优势,是混合动力汽车应用的突破口,但商业化需要一个过程,大批量生产需要各种因素共同促进。电机、电池盒控制器的效率仍然影响节油的提高,电池的可控性和一致性需要进一步提高,电子电器和电控系统的可靠性是中国汽车工业的弱项,还需要很长时间的努力,混合动力的结构需要有新突破,需要用巧妙的机构来实现动力控制。总之,前景是光明的,任务是艰巨的,希望各位同仁共同努力,发挥各自所长,找到独特的解决方案。当前普通使用的燃油发动机汽车存在种种弊病,除了能耗较高,更为严重的是污染环境。而混合动力汽车则针对不同的道路环境实施不同的供能方案,能大大降低排放污染程度。例如在城市运行时,当交通堵塞或遇到红灯时发动机会关闭,当车队移动时或信号灯转为绿灯时驾驶着只要轻踩加速踏板,电动机就能驱动汽车前进。在市区内当汽车发动机无效率空转或车辆移动缓慢时,使用电动机作动力源不但对环境有利,而且还减少了噪音。因此,越是在交通日益拥挤的大城市使用混合动力汽车,就越能够显示出它的节能、环节、适应能力广的优越性。

从目前的发展来看,计算机技术和自动控制技术,以及各种智能控制系统在混合动力汽车上的逐渐应用,将进一步促进混合动力汽车的发展。与传统型汽车相比,混合动力汽车充分吸取了电力及热力系统中最大的优势,在节能和排放上胜出一筹;与纯电动汽车相比,混合动力汽车的电压和功率等级与电动车类似,但蓄电池容量大大减小,因而其造价成本低于汽车。

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4.2 展望

混合动力(HEV)汽车不加重,其动力系统包括内热机和电池组,兼备了内燃机汽车贺电动汽车优点,它将内燃机、电动机与一定容量的储能件通过控制系统相组合,电动机可补充提供车辆起步、加速是所需转矩,又可以存储吸收内燃机富余功率和车辆制动能量,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。与传统内燃机汽车相比,其主要优点是采用了高功率的能量储存装置(飞轮、超级电容器或蓄电池)向汽车提供瞬时能量,可以提高效率、节省能源、降低排放,因此经济性和排放性明显改善,技术经济可行性较强,较之纯电动汽车,其主要优点:续驶里程和动力性可达到内燃机汽车的水平;空调、中控助力、转向助力及其它辅助电器,借助原动机动力,无需消耗电池组有线电能,从而保证了乘坐的舒适性;而且混合动力汽车技术难度相对较小,成本也相对较低。混合动力汽车介于传统汽车和纯电动汽车、燃料电池汽车之间,是一种承前启后的,在经济和技术方面都趋于成熟的电动汽车产品。

混合动力汽车在发达国家已经日益成熟,有些已经进入实用阶段。由于构造复杂,成本较高,在电动汽车时代到来之前,混合动力型汽车只是一种过渡产品。从20世纪90年代起,全世界有掀起研究开发和制造HEV的竞争热潮,21世纪HEV有可能成为汽车工业的主导产品。混合动力驱动的车辆具有节能、低排放、低噪音等优点,并且保持了传统的由内燃机驱动的汽车续驶里程长的固有特点,混合动力驱动的车辆不论在小轿车或大型车辆领域中,均将有巨大的发展潜力和看好的市场前景[14]。

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致谢

本文在胡晓老师的耐心指导下完成的,他严谨洽学态度令我深感钦佩,这段时间对我学习上的帮助使我终身难忘,在论文完成之际表示衷心的感谢和诚挚的敬意。老师渊博的理论知识和敏捷的思维,严谨求实、可以创新的洽学精神,工作踏实,对事业无私奉献的作风,使我受益匪浅。在此向胡老师表示衷心的感谢,并致崇高的敬意!

感谢湖北汽车工业学院。提供此课题,给我提供了一个做关于混合动力汽车的探索与研究机会。感谢老师们,为我提供了良好的学习研究环境!他们诲人不倦的敬业,深深的感染了我。从他们身上我学会了该如何去做科学研究,并体会到了科学研究的真正意义和价值。他们不但是传授科学知识的导师,同时也是传授人生观、价值观的良师益友。

同时,感谢在论文撰写过程中提出过宝贵的建议的方发同学,在计算机、英语方面给予我极大的帮助,对所有在完成论文过程中提供过帮助和支持老师和同学们表示深深的谢意。

另外感谢我的父母,他们辛勤培养教育我,为我提供经济和精神上的支持,我会以更加的努力的学习和工作来报答他们的养育之恩。

最后,我要向百忙之中抽时间对本文进行审阅、评议和参与论文答辩的各位老师表示深深的感谢。

仅以此文献给所有曾关心和帮助过我的老师和朋友们!

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参考文献

[1] 刘和平.TMS320LF240XDSP结构、原理及应用[M].北京:北京航空航天大学出版社,

2002.

[2] 陈清泉等.混合动力车辆基础[M],北京:北京理工大学出版社,2001. [3] 初亮等.混合动力总成的控制算法和匹配研究 [D],吉林大学出版社2002, [4] 陈清泉等.现代汽车电动汽车技术[M],北京:北京理工大学出版社,2002. [5] 王庆年,何洪文,李幼德.并联混合动力汽车动力传动系参数匹配分析[J].吉林工业大

学自然科学学报,2000.

[6] 华寿南.国外混合动力车用VRLA电池的研发进展“(1)[J].Battery Bimonthly(电池),

2007.

[7] 杨孝纶.电动汽车技术发展趋势及前景(上)[J].汽车科技,2007.

[8] Fan Zhe.High oil prices driving a hybrid car launch [J]. China economic information,

2009.

[9] 张伟青.混合动力汽车的发展现状及关键技术,重庆工学院学报,2006.

[10] 过学迅.张杰山,胡朝峰.日美混合动力汽车发展的比较研究[J].上海汽车,2006. [11] 冯华.电动汽车用电池管理系统的研制[D].北京交通大学,2007. [12] 李春.电动汽车的发展现状及趋势研究[J].汽车工业研究,2005.

[13] 朱元,韩晓东,田光宇,电动汽车动力电池SOC预测技术研究[J].电源技术,2000. [14] Chen Qingquan Sun Liqing. Present situation and development trend of electric vehicle

[J], tech review 2005.

[15] 邓元望,王耀南,陈洁平。混合电动汽车的驱动系统的分类方法及应用[J],农业机

械农报,2006.

[16] 高延龄.汽车运用工程[M].北京:人民交通出版社,1997. [17] 余志生.汽车理论[M].北京:机械工业出版社,1996.

[18] 黄靖.现代汽车新配置实务[M].北京:人民交通出版社,2005.

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