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1、中文摘要毕 业 设 计（论 文）设计（论文）题目： 混合动力汽车发展前景的研究 学 院 名 称： 机械工程学院 摘 要目前，全球汽车产业正在面临石油能源贫乏和环境污染的巨大挑战。混合动 力汽车融合了燃油汽车和电动汽车的优点，是最具有市场价值的低排放和低油耗汽车，其发展有着必然性。本文简要阐述了混合动力汽车的概念、分类以及节能原理，介绍了目前国内外发展现状，分析了混合动力汽车的优缺点，提出相应的改进措施，展望了混合动力汽车的发展前景。关键词：混合动力汽车,必然性,发展现状,改进措施,发展前景 V英文摘要ABSTRACTAt present,the global automotive indust
2、ry is facing enormous challenges of the oil energy poverty and environmental pollution The Hybrid Electric Vehicle enjoys the integrated advantages of oil-powered automobile and electric automobile. It enjoys the top position of maket value, which is low emmision and fuel-efficient. It is inevitable
3、 that Hybrid Electric Vehicle will have a prosperous future.This paper describes a hybrid vehicle concepts,classifications and energy conservation principles ,The current development status of the advantages and disadvantages of hybrid cars,proposed improvements and looking forward to the prospects
4、for the development of hybrid vehicles.Key Words：hybrid vehicle,inevitable, current development status, proposed improvements, development prospects目录目 录1 绪论11.1历史背景与意义11.2研究的基本内容11.3 研究方法12 混合动力汽车的概念、分类及节能原理32.1混合动力汽车的概念.32.2混合动力汽车的分类32.3 混合动力汽车的节能原理53 国内外混合动力汽车的发展状况73.1 国外发展状况73.2 国内发展状况84 混合动力汽车的
5、优缺点分析114.1混合动力汽车的优点.114.1.1极佳的燃油经济性能114.1.2低排放114.2混合动力汽车的缺点114.2.1仍需汽油114.2.2成本高114.2.3在高速公路上表现不佳125 混合动力汽车发展过程中需解决的问题和相应措施135.1关键技术问题135.1.1 能量储存装置135.1.2系统结构技术135.1.3 研究方法方面135.1.4两种动力的最优分配控制145.2 发展措施145.2.1降低成本145.2.2提供优惠售后服务政策145.2.3政府政策支持145.2.4国内汽车企业自主创新156 展望混合动力汽车的发展前景16结束语17致 谢18参考文献191 绪
6、论1 绪论1.1历史背景与意义国际油价大幅上涨，对世界经济造成较大影响。世界银行行长指出，国际市场原油价格每桶上涨10美元并持续一年，世界经济增长率就会减少0.5个百分点，其中发展中国家减少0.75个百分点，特别是国务院会议指出我国能源消耗增长速度高于同期的经济增长速度。对油的需求量大，但是油井油田等生产能力不足，使原油储量大大减少，以至于油价大幅攀升。汽油和柴油价格也受其影响，一路飚升，导致消费驾驶车辆费用上涨。除此之外，资源因素同时凸显出来，给广大消费者的出行带来许多不便之处。汽油通常燃烧，在化学作用下，生成水蒸气、二氧化碳和剩余的氧等物质。可是因为燃料中含有其他成分以及添加剂，而这些物质
7、往往不会被充分燃烧，会生成许多有害物质，比如一氧化碳、氮氧化合物和碳氢化合，以上物质通过汽车尾气进入空气中，人类的健康随之受到伤害。现阶段，汽车尾气排放已变成城市大气污染的重要来源之一1。中国城市大气污染现象尤其严重，全世界十大污染城市中中国占了8个。综上所述，考虑到石油等不可再生资源的大量消耗、传统汽车尾气排放对环境的污染，环保节能的呼声日益高涨，研究绿色环保汽车刻不容缓。在太阳能，电能等替代能源真正进入实用阶段之前，作为融合了内燃机汽车和纯电动汽车两者特点的混合动力汽车，即可充分利用传统汽车的技术成果和工业基础，又可有效、降低油耗、减少排放，是最具产业化和市场化的车型。因此本文对混合动力汽
8、车的研究很具意义。1.2研究的基本内容本文通过查询相关资料及文献，全面了解国内外混合动力汽车的发展现状以及优缺点分析。主要各个方面的比较，结合实际，认定了混合动力汽车发展的可行性，阐述了混合动力汽车发展过程中出现的问题，并提出了相应的改进措施，展望了混合动力汽车美好的发展前景。1.3 研究方法(l)文献法：通过对相关文献的搜集、鉴别、整理和分析形成对事实科学认识的方法。(2)图表法：通过运用图示或表格进行说明的方法对各种类型混合动力汽车原理以及国内外混合动力发展现状进行比较分析。(3)统计法：运用这一方法对混合动力燃油经济性和排放性进行分析，并揭示其中的原理、规律和重要性以了解混合动力汽车优缺
9、点，找出需改进方面。(4)对比分析法：通过对国内外混合动力汽车发展状况的分析，找出混合动力汽车发展的不足以及改进措施。192 混合动力汽车的概念、分类及节能原理2 混合动力汽车的概念、分类及节能原理2.1混合动力汽车的概念混合动力汽车目前广泛认可的定义是：驱动能源由不止一种的储能装器，能源或转换器构成，但是必须至少有一种能源提供能量的汽车就称之为混合动力汽车。当前人们日常涉及的混合动力汽车HEV(Hybrid-Electric Vehicle)是把辅助动力单元与电动机组合在汽车上，从而使之成为驱动力。辅助动力单元事实上相当于一台小功率发动机或者动力发电机组。这种混合动力装置不仅使得发动机能更长
10、时间工作，保障了其出色的动力性能，而且电动机可以低噪声、无污染的运转,在两者的共同作用下，可提高10%左右的热效率，于此同时可降低约30%的废气排放。2.2混合动力汽车的分类根据混合动力电动汽车驱动系统的配置和组合方式不同，可分为串联式、并联式、混联式三种。串联式驱动系统图如图2-1所示。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
11、上的应用比较多，轿车上很少使用。发电机电动机发动机储能装置机械连接 电气连接 图2-1 串联式混合动力系统示意图并联式驱动系统图如图2-2所示。并联式结构发动机与电动机并联，可以同时给车轮提供驱动力。电动机还可以用作发电机，在最佳工况点周围通过平衡发动机所受的载荷运转。发动机机械能一般中间没有能量转换地输送到汽车驱动桥，因此系统有着很高的效率以及比较少的燃油消耗量。可是在发动机与车辆驱动轮之间有着许多直接的机械接触，导致发动机不能以最佳工况运行，汽车具体行驶工况一定程度上发挥很大的作用。在城市间公路和高速公路上等稳定行驶的工况上，并联式驱动系统比较适合。在崎岖不平的山路等较之复杂的工况下运用并
12、联式混合动力系统，拥有更广的使用范围，但需要更加优化的内燃机工作状态和更佳的能量系统管理2。变速器发动机电机储能装置机械连接电气连接图2-2 并联式混合动力系统示意图混联式驱动系统图如图2-3所示。串联式与并联式综合起来就相当于混联式混合动力驱动系统。混联式的驱动系统通过发动机生成的机械能与电动机生成的机械能共同作用的方法驱动汽车，但驱动电动机的发电机与发动机串联。当前的混联式结构的基本构架通常是行星齿轮作为动力复合器。发动机做功不仅驱动发电机，而且以机械传送的方式输送给驱动桥。发电机产生的电能输供给电动机或储能装置，电动机获得的驱动力矩经过动力复合装器传致驱动桥。混联式驱动系统其有着灵活的控
13、制策略：以低速行驶的车其驱动系统基本上用串联方式运作；以高速行驶的车其驱动系统基本上用并联方式运作。混联式混合动力驱动系统完全拥有了串联式和并联式的优点，使其达到高热效率和低污染排放3。同并联式比较，混联式有更复杂的动力复合形式,随之对动力复合装置的有更高的要求。功力分配装置发动机电机电机储能装置机械连接电气连接图2-3 混连式混合动力系统示意图2.3 混合动力汽车的节能原理1973年全世界出现石油危机，石油严重短缺。当时欧美生产的功率大，油耗的豪华轿车占绝大多数 ，同时为了满足安全，排放法规等要求，有些安全、净化措施也加大了汽车的油耗，石油危机的到来对汽车是一次严峻的考验。因此混合动力节能优
14、点很有必要进行推广和研究。 纷纷采用1015工况对车辆进行试验，试验结果表明：该混联弱混合动力车制动能回收可节约10%的油耗，通过怠速关发动机可节约约19%的油耗，总节约约30%的油耗。以下是对1015工况的解释：日本使用10工况法测量轿车的燃油经济性，同时采用百公里油耗来评价汽车燃油经济性。从1992年开始，日本对本国轿车执行了10-15工况法。从1993年开始，对进口轿车也执行10-15工况法。10-15工况法是在原有10工况法改进而来。具体而言，是在原有的10工况上，再添加了新的15工况，日本之所以采用10-15工况法，主要原因是10工况法不能反映高速行驶状态，和10工况法相比，在10-
15、15工况上，增加怠速工况的运转时间，又追加了高速行驶工况。图2-4 1015工况油耗仿真结果除了采用体积小,效率高的发动机外，混合动力汽车还采用了很多其他方法来帮助提高燃油效率。这些方法主要有:(1)向电池储存能量。无论什么时候踩刹车,都会从汽车的减速当中获得能量。车速越快，汽车拥有的动能越大。混合动力汽车能够获取其中的一部分能量并将其存储到电池当中以备将来使用。这种能量的获取主要通过“再生性刹车”来实现。这一过程当中，电动机扮演的是发电机的角色，为电池充电4。(2)适时关闭发动机。因为拥有电动机和电池组，所以混合动力汽车并不时时刻刻都依赖发动机工作。这样一来汽车就在不需要发动机工作的时候将发动机停下来，比如说遇到红灯时，汽车可以暂时将发动机关闭，从而实现省油的目的。3 国内外混合动力汽车的发展状况3 国内外混合动力汽车的发展
