汽修吴晓康混合动力汽车发展前景研究

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1、台州职业技术学院成教院毕业论文混合动力汽车发展前景的研究专 业 汽车检测与维修技术 班 级 15汽车检测与维修技术 学生姓名 吴晓康 台州职业技术学院毕业设计（论文）任务书成教学院（系） 汽车检测与维修技术 专业 15级 1班 姓名吴晓康毕业设计（论文）题目： 混合动力汽车发展前景的研究 起止日期：2017年3月1日2017年6月3日 指导教师：何锦军毕业设计（论文）要求（包括日程安排和进度）： 任务：本次任务主要了解并掌握混合动力汽车发展前景的研究，并熟知混合动力汽车的前景如何。以及混合动力汽车的结构与工作原理，还有发展前景的趋势。 要求：根据本次论文的目的，要求熟悉混合动力汽车的定义和分类

2、；熟悉混合动力汽车的结构和工作原理；熟悉并掌握混合动力汽车发展前景的趋势；还能列举几个案例进行分析。 日程安排： 第 周（填写日期如2.162.26） 第 周（2017/03/103/20）下达任务书，查找混合动力汽车前景的研究的有关资料 第 周（2017/03/2103/27）审核论文框架，构思论文内容，并筛选出需要的内容 第 周（2017/03/2805/21）完成毕业设计论文的初稿 第 周（2017/05/2206/3）对设计及论文进行整改和定稿审查意见： 院（系）负责人： 年 月 日 注 ：本任务书由指导老师填写并经审查后，复印一份交学生装订在毕业设计（论文）的封面之后，原件存主办源（

3、系、单位）。摘 要混合动力电动汽车（HEV）作为目前汽车领域能缓解能源紧张压力和最可行的手段，己成为当今世界汽车领域研究的热点。混合动力汽车在由传统燃料汽车向燃料电池汽车的转变过程中扮演着承上启下的角色。混合动力汽车一般由一个发动机和一个电动机来提供动力。动力合成装置可以对由从发动机传递过来的能量和由从电动机传递过来的能量进行动态合成，然后输出到驱动轴上，从而带动车辆运行。参考丰田公司推出的量产混合动力汽车Prius的结构，本设计的这套动力合成装置的核心是一套行星齿轮传动系统，它能实现不同输入转速和动力的合成，有可靠的能量分流，而且结构紧凑，方便控制，将它与传统的动力传动技术紧密结合，能够支持

4、多种工作模式。以行星齿轮机构的动力耦合能实现复杂的工作条件需求，因此将会是今后研究和发展的重点。本设计的行星传动采用二自由度的差动行星齿轮机构，主要包括太阳轮、行星轮、齿圈和行星架等。本设计内容包括选取行星齿轮传动的传动类型，对其进行配齿计算，计算齿轮的啮合参数和几何参数，并验算其转配条件。此外，还计算了行星传动的传动效率。最后，对机构进行结构设计并校核各齿轮的强度。关键词：HEV；动力合成装置；行星齿轮目录摘 要0第一章 绪 论61.1课题研究意义61.2混合动力汽车前景6第二章 混合动力汽车的定义与分类02.1 混合动力汽车的定义02.2 混合动力汽车的分类02.3混合动力系统的分类2第三

5、章混合动力汽车的结构与工作原理03.1 串联式混合动力汽车03.1.1 串联式混合动力汽车的结构03.1.2 串联式混合动力汽车的工作原理03.2 并联式混合动力汽车13.2.1 并联式混合动力汽车的结构13.2.2 并联式混合动力汽车的工作原理13.3 混联式混合动力汽车23.3.1 混联式混合动力汽车的结构23.3.2 混联式混合动力汽车的工作原理23.4混合动力汽车的工作原理33.5混合动力系统控制策略53.5.1 静态逻辑门限值策略63.5.2 瞬时优化控制策略83.5.3 全局优化控制策略93.5.4模糊逻辑控制策略11第四章 混合动力汽车的发展前景04.1混合动力汽车的市场应用04

6、.2混合动力汽车的市场推广情况24.3混合动力汽车面临的问题44.4混合动力汽车的前景与展望64.4.1混合动力汽车的市场64.4.2成熟的混合动力汽车技术84.4.3混合动力汽车市场推广政策84.4.4我国混合动力汽车发展概况9第五章 结 论05.1 混合动力汽车的前景05.2 混合动力汽车未来发展0参考文献1致 谢0 第一章 绪 论1.1课题研究意义地球上的石油资源总有一天会枯竭，若没有新能源或代替能源，到那时汽车将寸步难行，为此，人类一直在寻找新能源或试图找到新的方法以减少对石油资源的依赖。目前新能源汽车有纯电动汽车、燃料电池汽车、燃气汽车和混合动力汽车等。纯电动汽车可以实现零排放，动力

7、性、经济型、安全性和可靠性可以达到或接近普通内燃机车，能满足一定行驶里程的要求，但作为动力源的蓄电池成本高，寿命短，充电所需时间长，所以，目前还没有哪一种蓄电池能完全满足电动汽车的要求；燃料电池电动汽车的工作原理是使作为燃料的氢在汽车搭载的燃料电池中与大气中的氧发生化学反应从而产生出电能启动电动机，进而驱动汽车，燃料电池电动汽车可以减少二氧化碳的排放，有利于保护人类居住的环境，还可以减少人类对石油资源的依赖，虽然燃料电池电动汽车有诸多优点，但还是有许多不完善之处，例如：制造、储存、运输、灌装比较困难，氢气价格过高、建立“加氢站”投资过大等；燃气汽车可以降低排放、减低噪音、提高汽车的动力性和经济

8、性，但是气体液化技术将提高成本，一次充气行驶里程短，燃用天然气将使发动机功率下降。1.2混合动力汽车前景混合动力汽车是指汽车使用汽油和电力两种驱动方式，优点在于车辆启动、停止时只靠电动机带动，不达到一定速度发动机就不工作，因此便能使发动机一直保持在最佳工况状态，动力性好、排放低，而且电能的来源都是发动机，只需加油即可。采用混合动力后可以按平均需要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。因为有了电池，可以十分方便的回收

9、制动、下坡、怠速时的能量。在繁华市区，可以关停内燃机，由多次单独驱动，实现“零”排放。有了内燃机可以十分方便的解决耗能大的空调、取暖、除霜等纯电动汽车遇到的难题。可以利用现有的加油站加油，不必再投资。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。比较而言，混合动力汽车更适合现阶段的生活需要。第二章 混合动力汽车的定义与分类2.1 混合动力汽车的定义混合动力汽车是指同时装备两种动力来源热动力源（由传统的汽油机或柴油机产生）与电动力源（电池与电动机）的汽车。通过在混合动力汽车上使用电机，使得动力系统可以按照整车的实际运行工况要求灵活调控而发动机保持在综合性能最佳的区域内

10、工作，从而降低油耗与排放。混合动力汽车就是在纯电动汽车上加装一套内燃机，其目的是减少汽车的污染，提高纯电动汽车的行驶里程。混合动力汽车的燃油经济性能提高，而且行驶性能优越，混合动力汽车的发动机要使用燃油，而且在起步、加速时，由于有电动马达的辅助，所以可以降低油耗。简单的说，就是与同样大小的汽车相比，燃油费用更低。而且，辅助发动机的电动马达可以在启动的瞬间产生强大的动力，因此，车主在享受更强劲的起步、加速的同时，还能实现较高水平的燃油经济性1。2.2 混合动力汽车的分类一般所说的混合动力汽车是由电动马达作为发动机的辅助动力驱动汽车。其结构特点就是在传统混合动力汽车上改装或加装可充电的动力电池，因

11、此，不同类型传统混合动力汽车所具备的特点在相应类型的可外接充电式混合动力汽车上依然具备，所不同的是可外接充电式混合动力汽车用发动机功率比传统混合动力汽车的小，电机和电池功率比传统混合动力汽车的大，电池可通过电网进行充电。混合动力汽车包括串联式混合动力电动汽车（Series Hybrid Electric Vehicle，SHEV）、并联式混合动力电动汽车（Parallel Hybrid Electric Vehicle，PHEV）、混联式混合动力电动汽车（Parallel Series Hybrid Electric Vehicle，PSHEV）三种。 （1）串联式混合动力系统串联式混合动力系

12、统由发动机、发电机和电动机三部分动力总成组成，他们之间用串联方式组成串联式混合动力汽车动力单元系统，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，使混合动力电动汽车在零污染状态下行驶。串联式混合动力电动汽车中发动机不直接驱动汽车行驶，而是通过发电机转化为电能，再通过电动机驱动汽车行驶，这使得串联式混合动力电动汽车更加适合城市低转速下频繁起步和低速行走，但缺点是结构比汽油机复杂，占用空间更多，能量耗损比较多。在这种连接方式下，电池就像一个水库，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间进行调节，从而保证车辆的正常工作。

13、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。串联型Plug-in HEV的特点是：发动机带动发电机发电，电能通过电动机控制器直接输送给电动机，由电动机产生电磁力矩驱动汽车。在发动机与驱动桥之间通过电能实现动力传递，因此更像是电传动汽车。（2）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。并联型Plug-in HEV的特点是：并联式布置保留了发动机及其后续传动的机械连接，由电池组-电动机所提供的动力在原驱动系统

14、的某一处和主动力汇合，或者发动机和电动机产生的力完全分开用以驱动不同的驱动桥，即汽车可由发动机和电动机共同驱动或者各自单独驱动。发动机和电机是两个相互独立的系统，即可实现纯电动行驶，又可实现内燃机驱动行驶，在功率需求较大时还可以实现全混合动力行驶，在停车状态下可进行外接充电。（3）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。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。此链接方式系统复杂，成本高。2.3混合动力系统的分类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不同，混合动力系统还可以分为以下四类：（1）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。该电机为发电启动一体式电动机，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。在微混合动力系统中，电机的电压通常有两种：12V和4