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1、长春工业大学人文信息学院毕业论文论文题目：混合动力汽车的现状和发展系别专业：汽车系汽车服务工程班级：姓名：指导教师：完成时间：2017年5月2日内容摘要在 21 世纪，由于汽车的大量存在，尾气排放严重。逐渐地造成了环境恶化越来越严重，随着环境问题日益增多，雾霾天气给人们带来的困扰，以及能源的短缺使人们意识到必须寻找新的能源来取代现在的现状。混合动力汽车作为纯电动汽车替换内燃机汽车的重要过渡产品，不仅在节油环保上的优势明显，而且其动力性和行驶里程也能和现在的内燃 机汽车媲美。因而成为当今各大汽车公司开发的热点。混合动力电动汽车将发动机、电动 机、能量储存装置蓄电池组合在一起，它们之间的良好匹配和
2、优化控制，可充分发挥 内燃机汽车和电动汽车的优点，防止各自的不足，是当今最具开发意义的的低排放和低油 耗汽车。 关键词 节能环保混合动力技术发展AbstractIn the 21st century, due to the large numberof cars, exhaust emissions. Gradually causing environmental degradation more and more serious, with the increasing environmental problems, haze weather to bring people to the t
3、roubled, and the shortage of energy so that people are aware of the need to find new energy to replace the current situation. Hybrid electric vehicles as a pure electric vehicle to replace the internal combustion engine of the important transition products, not only in the advantages of saving oil o
4、n the obvious, and its power and mileageand the current internal combustion engine can be comparable. And thus becomethe major development of todays auto companies hot spots. Hybrid electric vehicles will be engine, motor, energy storage devices (batteries) together, they are between the good match
5、and optimal control, can give full play to the advantages of internal combustion engine vehicles and electric vehicles to avoid their ownshortcomings, is the most development today Meaning the low emissions and low fuel consumption of the car.Key words Energy efficient Hybrid vehicle Technological d
6、evelopment目录一、绪论 1二、混合动力汽车的概述 1一混合动力汽车的定义 1二混合动力汽车的工作原理 1三混合动力汽车的分类 2三、混合动力汽车的关键技术分析 4一电池及电池管理系统 4二电机驱动系统 5三驱动控制系统 5四、混合动力汽车国内外发展现状 6一国内发展现状 6二国外发展情况 8五、发展面临的问题和解决方案 9一控制策略技术 9二混合动力单元技术 10三存储技术 10六、混合动力汽车发展策略探讨 11一我国混合动力汽车发展思路 11二混合动力车型发展趋势及展望 12致 ft 14参考文献 15混合动力汽车的现状和发展一、绪论目前，石油资源供给的日益缺乏，环境污染持续恶化，
7、世界范围内对环境友好可持续 发展的呼声不断高涨，寻找新能源代替传统燃料已成为国际共识。近几来，我国机动车保 有量迅猛增长，汽车尾气排放已成为影响各大城市大气质量最主要的污染源之一，严重制 约和影响城市的可持续发展和人们的日常生活。因此，寻找新能源来代替传统的石油燃料 是人们首要解决的问题。相对混合动力汽车，纯电动汽车虽然具有比较突出的环保优势， 但是其产业发展的研究总体上还处于起步阶段，受限于燃料电池等关键技术，具行驶路程 短、动力性能差以及成本高等问题没有得到解决，所以，纯电动汽车发展的局限导致其很 难市场化。为寻找传统燃油汽车与纯电动汽车的过渡产品和折衷方案，混合动力汽车 HEV的 研发已
8、经成为国际范围内新型环保车辆开发的新热点，具有很好的发展前景和市场潜力。 为此，世界各国政府以及各大汽车制造商都在加大力度研发试验各种混合动力汽车和混合 动力客车。从当前的技术发展情况来看，纯电动汽车由于受到燃料电池性能的局限，续航 里程比较短，难以推广上市应用。燃料电池汽车的基础研发设施投入非常大，车辆成本极 高，更不可能在短期内实现产业化。而混合动力汽车具有排放污染低、续驶里程长、节约 能源、不改变已有基础设施的各方面优点，是当前实现环保汽车产业化、规模化的最正确 产品。二、混合动力汽车的概述一混合动力汽车的定义基本定义：混合动力汽车HybridElectricVehicle , HEV是
9、指车辆驱动系由两个或 多个能同时运转的单个驱动系联合组成的车辆，车辆的行驶功率依据实际的车辆行驶状态 由单个驱动系单独或共同提供。因各个组成部件、布置方式和控制策略的不同，形成了多 种分类形式。混合动力车辆的节能、低排放等特点引起了汽车界的极大关注并成为汽车研 究与开发的一个重点。1二混合动力汽车的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。如图2-1所示，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发交薄 发电机噌速隹轮山池盘I来白车制竹淮器的怡君电机甲小卜II图2-1 :串联混合动力电动汽车工作原理在车辆行驶之初，蓄电池处于
10、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。2三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。1 .串联式混合动力汽车SHEV串联式驱动系统图如图2-2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
11、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上的应用比较多，轿车上很少使用。图2-2串联式混合动力系统示意图2 .弁联式混合动力电动汽车PHEV并联式驱动系统图如图2-3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，在最正确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
12、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正确工况运行，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。3I电池组电动机f机械连接1 电气连接，图2-3并联式混合动力系统示意图3 .混联式混合动力电动汽车PSHEV混联式驱动系统图如图2-4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
13、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。混联式驱动系统具有着灵活的控制策略：以低速行驶的车具驱动系统 基本上用串联方式运作；以高速行驶的车具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，使其到达高热效率和低污染排放。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。4丽动轮机械连接丁 电“主接电池组图2-4混连式混合动
14、力系统示意图三、混合动力汽车的关键技术分析油电混合动力系统有机械功率和电功率两条能量传递路线，包含发动机、变速箱、电 机及其驱动、电池等多个环节，是一个集成度很高的系统。相信在未来5-10年的发展过程中，要想使混合动力系统具有更加优良的燃油经济性和出色的动力性能，还需在以下几 点关键技术上下功夫。一高能量密度电池及其管理系统一定程度上，油电混合动力汽车的出现是为了解决现阶段电池性能不足而造成的纯电 动汽车续航里程较短的问题。但同时，为确保混合动力汽车在加速与爬坡时能有效提供较大的峰值功率，对电池的能量密度和功率密度也提出了很高的要求。特别是随着汽车轻量 化革命的推进，为混动汽车配备高能量密度的
15、电池以及更加高效的电池管理系统成为需要 重点解决的问题。具体来讲，插电式混合动力汽车的电池容量直接影响到车辆的油耗水平, 而以丰田“ PRIUS为代表的非插电式混合动力为延长电池寿命，对其电池系统设计了浅 充浅放的控制策略，无形中降低了电池的有效能量密度，与汽车轻量化的发展趋势不符。 因此，无论未来的油电混合动力汽车是采用锲氢电池、磷酸铁锂电池还是三元锂电池，都 急需提高电池的能量密度，同时为其配备一套完善的电池状态监测管理系统，以最大限度 的发挥电池性能、延长电池使用寿命。5二高可靠性、高效率的机械传动结构纯电动汽车已没有传统意义上的变速箱，但现阶段的混合动力车辆都还或多或少有机 械传动环节，尤其是在混联式混合动力系统中，由行星排和齿轮传动构成的功率耦合装置 作为核心环节，其效率和可靠性很大程度上决定了整车的性能。丰田“ PRIU6在进行换 代改良时，为降低传动环节的磨损、增强可靠性，专门将定传动比的第二排行星传动改成 了平行轴齿轮传动。三高性能电机及其驱动技术随着混合动力技术的发展，电机已经不仅仅作为一项驱动单元，还要作为能量转换过 程中极为重要的一环，在电动以及发电模式下都能高效运行。并且，在电机峰值功率上， 需具备启动发动、电驱动
