混合动力电动汽车动力总成设计
从内燃机的发明,至第一辆汽车的诞生,随着汽车设计和制造技术的不断进步,汽车性能得到了飞速的发展。汽车生产线技术的成熟,也使汽车开始走进家家户户,成为人们日常出行、上班的代步工具。但是随着内燃机汽车性能的不断提升,普及范围越来越广,全球性的能源消耗危机以及环境污染问题也开始日益突显。在人们考虑到汽车的能源消耗和排放问题的同时,混合动力汽车也开始走入人们的视线,这种能达到一定性能,并且在排放问题上远优于内燃机汽车的动力形式开始成为汽车研究的焦点。本文通过对混合动力汽车基本结构,电机控制技术及能量管理技术的介绍,在原有车型的基础上,在理论上提出一套合理的混合动力电动汽车动力总成部分的设计模型。关键词 混合动力,能量管理,控制技术,总成设计目 录
1.引言 1
1.2混合动力电动汽车 1
1.3混合动力电动汽车的发展史及现状 1
1.4混合动力电动汽车的研究目的及意义 3
2.混合动力电动汽车动力元件选型 3
2.1混合动力电动汽车的基本结构 3
2.2.混合动力电动汽车动力电池技术 6
2.3混合动力电动汽车电动机及其控制技术 7
2.4.混合动力电动汽车能量管理技术 9
3.混合动力电动汽车参数设计 12
3.1.设计整车目标: 12
3.2驱动电机参数匹配 12
3.3动力电池参数匹配 15
3.4发动机/发电机参数匹配 15
3.5参数总结 17
4.结论 19
致谢 20
参考文献 21
1 引言
随着汽车行业的不断发展,汽车已经走进家家户户,成为人们日常的代步工具。但是伴随着汽车行业的蒸蒸日上,汽车所造成的环境污染,以及全球性的能源危机也在不断地加剧,越来越多的问题开始的走进人们的视线。 因此能源危机是我们必需面对的重要问题,而可持续发展和环境保护问题也得到了世界性的普遍关注,环保和节能已成为新世纪汽车发展的主题,所以开发像电动汽车类似的清洁汽车迫在眉睫。
1.2混合动力电动汽车
汽车动力装置由两种或两种以上的动力源组成的汽车称为混合动力汽车
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
车行业的蒸蒸日上,汽车所造成的环境污染,以及全球性的能源危机也在不断地加剧,越来越多的问题开始的走进人们的视线。 因此能源危机是我们必需面对的重要问题,而可持续发展和环境保护问题也得到了世界性的普遍关注,环保和节能已成为新世纪汽车发展的主题,所以开发像电动汽车类似的清洁汽车迫在眉睫。
1.2混合动力电动汽车
汽车动力装置由两种或两种以上的动力源组成的汽车称为混合动力汽车,其中有一种动力源能转化成电能的汽车称为混合动力电动汽车。
1.2.1混合动力电动汽车的优点:
(1)混合动力电动汽车使用小排量的发动机,燃油消耗得到大幅降低;
(2)混合动力电动汽车在运行期间发动机大部分时间都处于高效能低排放区,大大提高了整车的能量的转换效率,并且使排放得到大幅降低;
(3)混合动力电动汽车能将制动、下坡时的能量回收并储存在蓄电池中二次利用,燃油消耗得到再次降低;
(4)在繁华市区内行驶时,混合动力电动汽车可以由电动机单独提供动能,让内燃机停止工作,实现零排放;
(5)内燃机和电动机的同时驱动使车辆的动力性得到大幅的提高;
(6)混合动力电动汽车配合现在的加油设备和技术能达到与传统内燃机汽车相同的续驶里程。
1.2.2混合动力电动汽车的缺陷:
虽然电池价格便宜,安全,可靠,但是体积大,较短的续驶里程,能量低;还需要建设地面充电检测等配套设施,是当地政府,企业,用户很难接受的;由于技术原因,如今电动车的性能还无法取代普通车。
1.3混合动力电动汽车的发展状况
普通内燃机汽车与混合动力电动汽车几乎诞生于同一时期,但是最初混合动力车的设计目的不是为了省油,而是因为当时的发动机技术上不能使其输出足够的功率,所以需要电动机来辅助。随着发动机的制造水平的上升以,铅酸电池的危害开始被发现以及当时对电动机的控制尚比较困难,所以混合动力车暂时销声匿迹了。直到环境问题的日益严重,混合动力车的价值才开始被人们发现。
1.3.1国外研究状况
自1995年以来,包括美国三大汽车企业和日本丰田在内的世界各大汽车厂商纷纷投入混合动力汽车的研究。混合动力电动汽车的产业化和商业化开发经过多年的发展经过多年的发展不断地完善,尤其在04年世界对环保型汽车开发的重视,使得混合动力汽车开始成为各大公司的一大战略重点,混合动力汽车不断地突破技术上的限制,先后在小型和中大型汽车上得到越来越多的运用。至2010年混合动力电动汽车在全球的销量已经超过100万辆。
混合动力电动汽车行业受日本汽车企业的影响最深远。丰田早在1997年就生产了混合动力电动汽车Prius,本田也产生了Insight和Civic两个类型的混合动力电动车,它们达到最佳的燃料消耗。丰田的Prius和本田的Insight混合动力电动车的出现是一个里程碑式的突破,它们最先解决了混合动力电动汽车私家车的油耗问题。
日本政府在2010年说:“谁控制了电池,谁就控制了电动汽车”,并于2011年实施特别的国家方案,先后投资5亿美元用于先进电池技术的研究。低碳改革是日本新能源汽车的主旨,并且政府计划至2020年,普及新能源汽车的数量达到1350万。为这一目标的完成,日本计划至2020年混合动力车型和纯电动车的发展至少分别为38和17款。
在美国,汽车界的三大巨头合资成立的动力电池开发公司USABC,投入大量的资金用于开发用于混合动力电动汽车的新一代车用动力电池。2009年混合动力电动汽车在美国的销量查过29万辆,虽然只占了不足汽车市场的3%,但是已经开始有了每年1.2%的增长趋势。?
在欧洲,各大汽车厂商都不断在各自的混合动力车领域中获得突破。而且欧洲几大汽车企业在最近进行了一次关羽混合动力电动汽车技术的联合研究,目的是为了让混合动力电动汽车的生产成本得到大幅的降低,让大部分消费者都能消费得起。
1.3.2国内研究状况
近年来,我国也不断加大对混合动力汽车相关的技术的钻研,在“十五”就将其列为重点发展对象。 又在“十一五”期间,计划投入大量的资金开展863“节能与新能源汽车重大项目”,以加快混合动力汽车设计及相关零部件生产技术的发展工作。经过不断的研究和突破,我国已经拥有了越来越多的不同种类的混合动力汽车,相关的产业链也不断的成熟起来,越来越多的汽车生产上都拥有了自己品牌的混合动力汽车。
不过从整体上来看我国的混合动力汽车的技术还是十分低下的,目前生产的车型还只是简单的在电动车的基础上添加了发动机和发电机等部件,将两种动力源简单的串联结合起来,缺少复杂的控制管理技术,与国外的先进技术还
1.引言 1
1.2混合动力电动汽车 1
1.3混合动力电动汽车的发展史及现状 1
1.4混合动力电动汽车的研究目的及意义 3
2.混合动力电动汽车动力元件选型 3
2.1混合动力电动汽车的基本结构 3
2.2.混合动力电动汽车动力电池技术 6
2.3混合动力电动汽车电动机及其控制技术 7
2.4.混合动力电动汽车能量管理技术 9
3.混合动力电动汽车参数设计 12
3.1.设计整车目标: 12
3.2驱动电机参数匹配 12
3.3动力电池参数匹配 15
3.4发动机/发电机参数匹配 15
3.5参数总结 17
4.结论 19
致谢 20
参考文献 21
1 引言
随着汽车行业的不断发展,汽车已经走进家家户户,成为人们日常的代步工具。但是伴随着汽车行业的蒸蒸日上,汽车所造成的环境污染,以及全球性的能源危机也在不断地加剧,越来越多的问题开始的走进人们的视线。 因此能源危机是我们必需面对的重要问题,而可持续发展和环境保护问题也得到了世界性的普遍关注,环保和节能已成为新世纪汽车发展的主题,所以开发像电动汽车类似的清洁汽车迫在眉睫。
1.2混合动力电动汽车
汽车动力装置由两种或两种以上的动力源组成的汽车称为混合动力汽车
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
车行业的蒸蒸日上,汽车所造成的环境污染,以及全球性的能源危机也在不断地加剧,越来越多的问题开始的走进人们的视线。 因此能源危机是我们必需面对的重要问题,而可持续发展和环境保护问题也得到了世界性的普遍关注,环保和节能已成为新世纪汽车发展的主题,所以开发像电动汽车类似的清洁汽车迫在眉睫。
1.2混合动力电动汽车
汽车动力装置由两种或两种以上的动力源组成的汽车称为混合动力汽车,其中有一种动力源能转化成电能的汽车称为混合动力电动汽车。
1.2.1混合动力电动汽车的优点:
(1)混合动力电动汽车使用小排量的发动机,燃油消耗得到大幅降低;
(2)混合动力电动汽车在运行期间发动机大部分时间都处于高效能低排放区,大大提高了整车的能量的转换效率,并且使排放得到大幅降低;
(3)混合动力电动汽车能将制动、下坡时的能量回收并储存在蓄电池中二次利用,燃油消耗得到再次降低;
(4)在繁华市区内行驶时,混合动力电动汽车可以由电动机单独提供动能,让内燃机停止工作,实现零排放;
(5)内燃机和电动机的同时驱动使车辆的动力性得到大幅的提高;
(6)混合动力电动汽车配合现在的加油设备和技术能达到与传统内燃机汽车相同的续驶里程。
1.2.2混合动力电动汽车的缺陷:
虽然电池价格便宜,安全,可靠,但是体积大,较短的续驶里程,能量低;还需要建设地面充电检测等配套设施,是当地政府,企业,用户很难接受的;由于技术原因,如今电动车的性能还无法取代普通车。
1.3混合动力电动汽车的发展状况
普通内燃机汽车与混合动力电动汽车几乎诞生于同一时期,但是最初混合动力车的设计目的不是为了省油,而是因为当时的发动机技术上不能使其输出足够的功率,所以需要电动机来辅助。随着发动机的制造水平的上升以,铅酸电池的危害开始被发现以及当时对电动机的控制尚比较困难,所以混合动力车暂时销声匿迹了。直到环境问题的日益严重,混合动力车的价值才开始被人们发现。
1.3.1国外研究状况
自1995年以来,包括美国三大汽车企业和日本丰田在内的世界各大汽车厂商纷纷投入混合动力汽车的研究。混合动力电动汽车的产业化和商业化开发经过多年的发展经过多年的发展不断地完善,尤其在04年世界对环保型汽车开发的重视,使得混合动力汽车开始成为各大公司的一大战略重点,混合动力汽车不断地突破技术上的限制,先后在小型和中大型汽车上得到越来越多的运用。至2010年混合动力电动汽车在全球的销量已经超过100万辆。
混合动力电动汽车行业受日本汽车企业的影响最深远。丰田早在1997年就生产了混合动力电动汽车Prius,本田也产生了Insight和Civic两个类型的混合动力电动车,它们达到最佳的燃料消耗。丰田的Prius和本田的Insight混合动力电动车的出现是一个里程碑式的突破,它们最先解决了混合动力电动汽车私家车的油耗问题。
日本政府在2010年说:“谁控制了电池,谁就控制了电动汽车”,并于2011年实施特别的国家方案,先后投资5亿美元用于先进电池技术的研究。低碳改革是日本新能源汽车的主旨,并且政府计划至2020年,普及新能源汽车的数量达到1350万。为这一目标的完成,日本计划至2020年混合动力车型和纯电动车的发展至少分别为38和17款。
在美国,汽车界的三大巨头合资成立的动力电池开发公司USABC,投入大量的资金用于开发用于混合动力电动汽车的新一代车用动力电池。2009年混合动力电动汽车在美国的销量查过29万辆,虽然只占了不足汽车市场的3%,但是已经开始有了每年1.2%的增长趋势。?
在欧洲,各大汽车厂商都不断在各自的混合动力车领域中获得突破。而且欧洲几大汽车企业在最近进行了一次关羽混合动力电动汽车技术的联合研究,目的是为了让混合动力电动汽车的生产成本得到大幅的降低,让大部分消费者都能消费得起。
1.3.2国内研究状况
近年来,我国也不断加大对混合动力汽车相关的技术的钻研,在“十五”就将其列为重点发展对象。 又在“十一五”期间,计划投入大量的资金开展863“节能与新能源汽车重大项目”,以加快混合动力汽车设计及相关零部件生产技术的发展工作。经过不断的研究和突破,我国已经拥有了越来越多的不同种类的混合动力汽车,相关的产业链也不断的成熟起来,越来越多的汽车生产上都拥有了自己品牌的混合动力汽车。
不过从整体上来看我国的混合动力汽车的技术还是十分低下的,目前生产的车型还只是简单的在电动车的基础上添加了发动机和发电机等部件,将两种动力源简单的串联结合起来,缺少复杂的控制管理技术,与国外的先进技术还
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