关于混合动力汽车的研究与展望
混动汽车的混合动力市场与前景

混动汽车的混合动力市场与前景混动汽车作为一种结合了传统内燃机和电动机的新型汽车技术,近年来在全球范围内受到了广泛的关注和推广。
它的出现既满足了环保需求,又解决了长途驾驶过程中电动汽车续航里程有限的问题。
混动汽车在市场的发展前景备受关注。
本文将分析混动汽车的市场情况,并展望其前景。
一、市场情况目前,混动汽车市场主要集中在发达国家和地区,如欧美、日本和中国等。
这些地区的政府和企业都对混动汽车给予了大力支持,包括政策扶持和补贴等。
这些举措使得混动汽车在这些地区的销量不断增长。
对于消费者而言,购买混动汽车有诸多优势。
首先,混动汽车在燃料经济性能方面有很大优势,相比传统内燃机汽车,其油耗更低,能够节省燃油开支。
其次,混动汽车在排放方面也十分环保,可以降低二氧化碳和有害气体的排放量。
这对于追求低碳环保的消费者来说是一个很大的吸引力。
此外,混动汽车还具有强大的动力系统,能够提供更加平稳、安静的驾驶体验。
二、竞争格局混动汽车市场竞争激烈,主要的竞争对手包括传统汽车制造商和新型电动汽车制造商。
传统汽车制造商通过不断推出新款混动汽车来吸引消费者,同时也在技术研发和生产方面加大投入。
新型电动汽车制造商也在加快推出更具竞争力的混动汽车产品。
在市场竞争方面,价格是一个重要的考虑因素。
目前,混动汽车相比传统汽车还存在一定的溢价,这是由于其技术成本较高所导致的。
然而,随着技术的进步和产量的增加,混动汽车的价格逐渐趋于合理。
此外,补贴政策的实施也对混动汽车的价格具有一定的缓冲作用。
三、前景展望混动汽车的前景十分广阔。
首先,在环保方面,混动汽车具备明显的优势,符合未来绿色出行的需求。
随着全球环境意识的增强,政府和社会将进一步推动混动汽车的发展,从而提供更多的市场机会。
其次,技术的不断创新将进一步推动混动汽车的发展。
目前,混动汽车在电池技术、驱动系统和节能技术等方面还有一定的改进空间。
随着技术的成熟和突破,混动汽车的性能将进一步提升,满足消费者对于汽车安全性、续航里程和驾驶体验的更高要求。
混合动力车辆的发展趋势和技术研究

混合动力车辆的发展趋势和技术研究近年来,随着环保意识的不断提高和油价的不断上涨,混合动力车辆逐渐成为了人们选车的新趋势。
在混合动力车辆领域,大众早已独占鳌头。
然而,依然有许多人不了解混合动力车辆,更不知道它的发展趋势和技术研究方向。
因此,本文将从混合动力车辆的工作原理、市场现状、发展趋势和技术研究等方面,一一为读者进行介绍。
一、混合动力车辆的工作原理混合动力车辆采用了内燃机和电动机的混合动力系统,能够同时发挥两大动力系统的优点。
其工作原理主要分为两种模式:纯电动模式和混合模式。
1、纯电动模式:纯电动模式下,车辆只依靠电动机的驱动,此时内燃发动机不工作,车辆的速度和行驶里程主要由电动机的电能提供。
2、混合模式:当车速提高时,内燃机工作,同时电动机也工作,两个动力系统协同工作,并根据行驶情况自动切换工作模式,以达到最优化的燃油效率。
二、混合动力车辆的市场现状混合动力车辆是环保型汽车的先驱,其代表着一种全新的出行方式。
混合动力车辆从推出以来,受到各大车企的追捧,市场表现十分活跃。
目前,全球各大汽车公司均在不断研发混合动力车型。
其中,日本的丰田、本田,美国的福特、通用以及德国的宝马、奔驰,都拥有不少混合动力车型。
在中国,各大汽车品牌也推出了不少混合动力车辆,如比亚迪、吉利等。
我们可以看到,混合动力车辆的市场占有率在不断提高,成为全球汽车市场的重要一员。
三、混合动力车辆的发展趋势未来,混合动力车辆将是汽车发展的主流趋势,因为它不仅能提高燃油利用率,降低对环境的污染,还能完美地满足用户的需求。
在未来的发展中,混合动力车辆将呈现以下几个趋势:1. 智能化:未来混合动力车辆将会更加智能化。
车辆将采用更加智能的系统来管理能量的流转和充电等操作,同时,车辆将拥有更完善的沟通和互联机制。
2. 轻量化:未来混合动力车辆的关键是轻量化,因为减轻车辆重量可以降低汽车的能耗,减少碳排放,同时也可以提高车辆的安全性和操控性。
3. 新能源:未来混合动力车辆将使用更加优质的电源,如锂离子电池,超级电容器等新型电池,以充分发挥车辆的性能。
混合动力车辆发展趋势与技术研究

混合动力车辆发展趋势与技术研究随着环保意识的不断提高,人们对传统燃油汽车的依赖减弱,替代能源的需求也随之增加。
混合动力车辆作为一种能有效减少污染和能源消耗的新型汽车,越来越受到人们的关注。
那么,混合动力车辆的发展趋势及技术研究是怎样的呢?发展趋势首先,从市场角度来看,混合动力车辆具有较高的市场潜力。
随着环保意识的普及和政策的扶持,越来越多的消费者开始转向低排放、高效能的混合动力车辆。
特别是在欧洲和日本等发达国家,混合动力车辆的销量持续上升。
其次,从技术角度来看,混合动力车辆的发展也呈现出一定的趋势。
目前,重点技术方向主要包括电池储能技术、电动机驱动技术、智能控制技术等。
这些技术的不断进步,使混合动力车辆的续航里程、动力性能、智能化程度等方面得到了明显提高。
最后,从政策角度来看,各国政府对混合动力车辆的支持和促进力度也在不断加强。
在中国,《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》明确提出,到2035年,新能源汽车占新车销售比例将达到50%以上,混合动力车辆也将成为新能源汽车中不可或缺的一部分。
技术研究混合动力车辆的技术研究主要涉及到三个方面:动力系统、储能系统和智能控制系统。
动力系统方面,混合动力车辆主要采用电动机和传统发动机组成的混合动力系统。
其中,电动机主要负责慢速行驶和起步阶段的动力输出,发动机则主要负责高速巡航和特定工况下的动力输出。
电动机和发动机的协同工作使车辆在加速和燃油经济性方面得到了较好的平衡。
储能系统方面,混合动力车辆主要包括三种储能系统:电化学储能系统、超级电容储能系统和机械式储能系统。
在这三种储能系统中,电化学储能系统最为主流。
电池底物的选择、电极性质的改善和电解质的改进,是提高电池储能密度和循环寿命的主要技术方向。
智能控制系统方面,混合动力车辆需要更加精密的控制和决策模块来协调各个部件的工作,以确保系统具有较好的响应性、可靠性和安全性。
目前,随着AI技术的不断发展,智能控制系统正在被越来越广泛地应用于混合动力车辆中,以实现更加智能化的管控和协调。
混合动力汽车的发展历程与趋势

混合动力汽车的发展历程与趋势随着世界经济的不断发展,环境问题也越来越受到人们的关注。
作为尽可能减少排放的方法之一,混合动力汽车应运而生,并在近年来得到快速发展。
本文将从发展历程、市场现状、技术挑战及趋势等方面带我们一起深入了解混合动力汽车。
一、发展历程早期的混合动力汽车概念最早出现于20世纪70年代,当时美国人尼克拉斯·扎斯洛夫(Nicholas Zagorev)发明的一种太阳能电动汽车就采用了混合动力,但这种车型由于成本等原因未能大规模生产。
1983年,日本本田公司研制出一款混合动力汽车模型,但由于成本高昂和技术相对落后,生成量仅为12台。
2000年,丰田公司推出了世界上第一款量产混合动力汽车“普锐斯”,标志着混合动力汽车开始进入商业化阶段。
此后,美国的福特、通用、克莱斯勒等汽车制造商也加入了混合动力车的制造行列。
二、市场现状目前,混合动力汽车市场比较集中,丰田、本田、福特、通用、起亚等少数汽车制造商占据了市场主导地位。
2019年,全球混合动力汽车的销量达到466万辆,其中丰田的销量最高,达到了208.26万辆,占据了全球总销量的44.6%。
中国作为混合动力汽车的全球最大市场之一,随着政府对新能源汽车的政策不断推出,混合动力汽车的销量也逐年增长。
2019年全国混合动力汽车销量达到65.5万辆,同比增长25.7%。
三、技术挑战虽然混合动力汽车的销量不断攀升,但其面临的技术挑战也越来越严峻。
主要包括电池技术和动力系统的升级等问题。
电池技术方面,要求同时具备高安全性、高能量密度、低成本等多个指标的电池仍然不存在。
同时,电池还要具备长寿命,并且在温度变化大的情况下仍然保持良好的性能。
动力系统方面的挑战主要体现在对传动效率的要求上。
在电动模式下,混合动力汽车的动力系统比传统汽车更为复杂,如何保证传动效率的同时减少能量损耗是一项技术难点。
四、趋势展望未来,混合动力汽车仍将继续迎来发展机遇。
一方面,政府的新能源政策会继续推进,提高对混合动力汽车的支持力度,动力和电池技术也将不断升级,降低混合动力汽车的成本。
混合动力汽车的发展趋势与前景展望

混合动力汽车的发展趋势与前景展望随着全球环境问题的逐渐凸显,传统燃油汽车的排放和能源消耗问题日益成为制约整个社会可持续发展的重要因素。
为了应对这一挑战,混合动力汽车逐渐成为了替代传统车辆的主要选择之一。
本文将探讨混合动力汽车的发展趋势,并展望其未来的前景。
一、混合动力汽车的定义混合动力汽车是指同时搭载内燃机和电动机两种动力系统的汽车。
内燃机可以通过燃油燃烧提供动力,而电动机则通过电池储存的电能驱动。
这种双重动力系统的设计使得混合动力汽车在燃油消耗和排放方面具有更好的性能。
二、发展趋势1. 技术进步促进发展随着技术的不断进步,混合动力汽车的性能和效能逐渐提升。
高效的电池储能系统和智能控制系统的发展使得混合动力汽车具备更长的续航里程和更低的能耗。
此外,新材料、新工艺的应用也大大降低了混合动力汽车的重量,提高了整车的稳定性和安全性能。
2. 政策环境助推发展全球各国对于环保和减排的要求日益提高,对混合动力汽车的支持力度不断增加。
许多国家纷纷出台了购车补贴政策、减免车辆购置税等鼓励政策,以推动混合动力汽车的普及。
政策环境的变化将进一步促进混合动力汽车的发展。
3. 市场需求推动发展消费者对于环境保护意识的增强,以及汽车燃油价格的不断上涨,推动了混合动力汽车市场的快速扩张。
混合动力汽车相比传统燃油汽车在经济性和环保性上具有明显优势,因此受到了越来越多消费者的青睐。
三、前景展望1. 混合动力汽车将逐渐替代传统车辆随着技术的不断成熟和价格的逐渐下降,混合动力汽车将逐渐取代传统燃油汽车成为主流。
这不仅是对环境保护的要求,也是在经济性和可持续发展方面的选择。
2. 燃料电池和纯电动技术的发展随着清洁能源技术的不断进步,燃料电池和纯电动汽车也在不断发展壮大。
在混合动力汽车中引入燃料电池和纯电动技术,将进一步提高车辆的经济性和环保性能,为未来的出行方式提供更多选择。
3. 智能化与互联网的结合混合动力汽车的发展也促进了汽车的智能化和互联网的应用。
《2024年并联式混合动力汽车能量管理策略优化研究》范文

《并联式混合动力汽车能量管理策略优化研究》篇一一、引言随着全球对环境保护和能源效率的日益关注,混合动力汽车作为一种节能减排的有效手段,得到了广泛的关注和推广。
其中,并联式混合动力汽车(PHEV)以其独特的结构和工作原理,在市场上占据了一席之地。
然而,如何有效地管理其能量,使其在各种行驶工况下都能达到最优的能源利用效率,是当前研究的重点。
本文旨在研究并联式混合动力汽车的能量管理策略优化,以提高其能源利用效率和整车性能。
二、并联式混合动力汽车概述并联式混合动力汽车是一种混合动力汽车,其发动机和电机可以独立或联合工作,为汽车提供动力。
这种汽车的特点是结构简单、成本较低,同时具有较好的能源利用效率和排放性能。
然而,如何合理分配发动机和电机的功率输出,以达到最优的能源利用效率,是并联式混合动力汽车面临的主要问题。
三、能量管理策略现状及问题目前,并联式混合动力汽车的能量管理策略主要分为规则型和优化型两大类。
规则型策略主要是基于预先设定的规则对发动机和电机的功率进行分配,而优化型策略则是通过优化算法来寻找最优的功率分配方案。
然而,现有的能量管理策略仍存在一些问题,如规则过于简单导致能源利用效率不高,优化算法计算量大、实时性差等。
四、优化策略研究针对上述问题,本文提出了一种基于机器学习的并联式混合动力汽车能量管理策略优化方法。
该方法利用神经网络等机器学习算法,对历史行驶数据进行学习,从而得到在不同行驶工况下的最优功率分配方案。
此外,还采用了启发式算法对神经网络输出的结果进行优化,以提高算法的实时性和计算效率。
五、实验与结果分析为了验证本文提出的能量管理策略优化方法的有效性,我们进行了大量的实验。
实验结果表明,经过优化的能量管理策略能够显著提高并联式混合动力汽车的能源利用效率,降低油耗和排放。
同时,优化后的策略还能在各种行驶工况下保持较好的实时性和计算效率。
六、结论与展望本文研究了并联式混合动力汽车的能量管理策略优化问题,提出了一种基于机器学习的优化方法。
混合动力汽车现状及未来发展趋势
混合动力汽车现状及未来发展趋势混合动力汽车是一种集燃油发动机和电动机于一体的汽车,它们以独特的方式结合了传统燃油汽车和电动汽车的优势。
本文将探讨混合动力汽车的现状及未来发展趋势。
现状当前,混合动力汽车在全球范围内得到了广泛的关注和应用。
以下是混合动力汽车的几个关键现状:1. 市场需求增长:由于环境保护日益受到重视,人们对更节能、更环保的交通工具的需求不断增长。
混合动力汽车提供了一种平衡燃油消耗和排放的选择,因此在市场上获得了越来越多的认可和接受。
2. 技术不断进步:混合动力汽车的技术取得了显著的进步,特别是电池技术的发展。
如今,混合动力汽车的续航里程已经提高,电动机的功率也更高效。
这些技术改进使得混合动力汽车更加可靠和实用。
3. 政府政策支持:为了应对环境和能源挑战,各国政府纷纷出台鼓励混合动力汽车发展的政策。
政府补贴、减税和环保标准等各种措施都为混合动力汽车的发展提供了强力支持。
发展趋势随着全球对环境和能源问题的关注不断增加,混合动力汽车的未来发展趋势值得关注。
以下是几个可能的发展趋势:1. 电动化程度提升:随着电池技术的不断创新,混合动力汽车很可能逐渐朝着更高的电动化程度发展。
未来的混合动力汽车可能会更加依赖电动机,减少对燃油的依赖。
2. 新能源技术应用:除了电动机外,混合动力汽车还可能加入其他新能源技术的应用,如氢燃料电池等。
这将为混合动力汽车带来更多的选择和可能性。
3. 自动驾驶技术整合:随着自动驾驶技术的不断发展,混合动力汽车可能与自动驾驶技术相结合,实现更高效、更安全的出行方式。
4. 绿色能源基础设施建设:为了支持混合动力汽车的发展,绿色能源基础设施建设将是一个重要的方向。
更多的充电桩、加氢站等设施的建设,将为混合动力汽车提供更便捷的能源供应。
综上所述,混合动力汽车目前处于发展的高潮期,并且具有广阔的发展前景。
随着技术的进步和政策的支持,混合动力汽车有望在未来的交通领域扮演更重要的角色,为人们提供更环保、更高效的出行方式。
混合动力汽车技术及发展趋势分析
混合动力汽车技术及发展趋势分析1. 引言混合动力汽车是指同时搭载内燃机和电动机的汽车,通过两种动力系统的协同工作,既能提供高效的燃油经济性,又能减少尾气排放。
本文将对混合动力汽车技术及其发展趋势进行详细分析。
2. 混合动力汽车技术概述2.1 内燃机系统混合动力汽车内燃机系统通常采用汽油或柴油发动机,具备高功率输出和长续航里程的特点。
2.2 电动机系统混合动力汽车电动机系统通常采用电池供电,具备高效能转化和零排放的特点。
电动机可以通过回收制动能量和发动机辅助驱动来充电。
3. 混合动力汽车技术发展趋势3.1 车载电池技术随着电动汽车市场的发展,车载电池技术得到了广泛关注。
目前,锂离子电池是最常用的车载电池技术,但其续航里程和充电时间仍然有待改进。
未来,固态电池等新型电池技术有望取代锂离子电池,提高混合动力汽车的续航里程和充电效率。
3.2 车辆轻量化技术为了提高混合动力汽车的燃油经济性,车辆轻量化技术成为了重要的发展方向。
采用轻量化材料如高强度钢、铝合金和碳纤维等可以降低车辆重量,提高能源利用效率。
3.3 智能化技术随着人工智能和物联网技术的快速发展,智能化技术在混合动力汽车中的应用越来越广泛。
智能驾驶辅助系统、智能导航系统和智能充电系统等可以提高驾驶安全性、行车效率和用户体验。
4. 混合动力汽车市场发展现状目前,混合动力汽车市场正快速增长。
根据国际能源署的数据,全球混合动力汽车销量在过去几年中呈现持续增长的趋势。
中国、美国和日本是全球混合动力汽车市场的主要推动力。
4.1 中国市场中国政府出台了一系列政策措施来推广混合动力汽车,如购车补贴和免费牌照等。
这些政策的推动下,中国混合动力汽车市场快速发展,成为全球最大的混合动力汽车市场。
4.2 美国市场美国是混合动力汽车的发源地之一,拥有丰富的混合动力汽车制造商和消费市场。
美国政府也采取了一系列激励措施来推广混合动力汽车,如减税和建设充电桩等。
4.3 日本市场日本是混合动力汽车技术的领先者之一,拥有世界知名的混合动力汽车品牌。
混合动力汽车控制策略的研究现状及其发展趋势
混合动力汽车控制策略的研究现状及其发展趋势混合动力汽车控制策略的研究现状及其发展趋势引言:混合动力汽车作为一种新型的汽车动力系统,结合了传统燃油发动机和电动机的优势,具有节能环保、减少尾气排放等优点。
然而,如何有效地控制混合动力汽车的能量流和功率分配,以实现最佳性能和效率,是当前混合动力汽车研究的重要课题。
本文将对混合动力汽车控制策略的研究现状进行综述,并展望其未来的发展趋势。
一、混合动力汽车控制策略的分类:1. 能量管理策略:能量管理策略是指根据驾驶需求和电池状态来决定电池与发动机之间能量流的分配方式。
常见的能量管理策略包括基于规则、基于最优化、基于模型预测控制等方法。
2. 功率分配策略:功率分配策略是指根据当前驾驶工况和驾驶员需求来决定发动机和电机输出功率的分配比例。
常见的功率分配策略包括基于速度和负荷、基于驾驶需求和电池状态等方法。
二、混合动力汽车控制策略的研究现状:1. 能量管理策略的研究现状:目前,能量管理策略主要采用基于规则和基于最优化的方法。
基于规则的方法通过设定一系列的规则来决定能量流分配,简单易实现但性能较差。
基于最优化的方法通过建立数学模型,利用优化算法求解最优能量流分配策略,具有较好的性能但计算复杂度较高。
2. 功率分配策略的研究现状:目前,功率分配策略主要采用基于速度和负荷以及基于驾驶需求和电池状态的方法。
基于速度和负荷的方法根据当前车速和负荷情况来确定发动机和电机输出功率比例,简单易实现但对电池状态不敏感。
基于驾驶需求和电池状态的方法则考虑了驾驶员需求以及电池剩余容量等因素,更加准确地决定功率分配比例。
三、混合动力汽车控制策略的发展趋势:1. 混合动力汽车控制策略将更加智能化:随着人工智能技术的不断发展,混合动力汽车控制策略将借助于机器学习和深度学习等方法,实现自适应、智能化的控制。
2. 混合动力汽车控制策略将更加个性化:未来,混合动力汽车的控制策略将根据驾驶员的个性化需求进行优化,例如通过学习驾驶员的驾驶习惯和偏好来调整能量管理和功率分配策略。
混合动力汽车技术现状与发展前景
混合动力汽车技术现状与发展前景摘要混合动力汽车作为一种节能环保的汽车技术,正在逐渐受到全球范围内的关注和推崇。
本文将介绍混合动力汽车技术的现状,并展望其未来的发展前景。
首先,本文将介绍混合动力汽车的定义和原理。
其次,本文将分析混合动力汽车技术在全球范围内的发展现状。
最后,本文将展望混合动力汽车技术的未来发展前景,并提出相关建议。
引言随着环境污染和能源短缺问题的日益严重,汽车行业面临着巨大的挑战。
混合动力汽车作为一种融合了内燃机和电动机的创新技术,被认为是未来汽车发展的重要方向之一。
本文将从多个角度对混合动力汽车技术进行分析和评估。
1. 混合动力汽车的定义和原理混合动力汽车是一种采用多种能量转换方式进行驱动的汽车。
与传统的燃油汽车相比,混合动力汽车引入了电动机作为辅助驱动装置,实现了能量的高效利用和减少尾气排放。
混合动力汽车的原理是通过内燃机和电动机的协同工作,根据不同的驾驶条件和行驶状态,智能控制系统自动选择内燃机、电动机或两者同时工作,以提高汽车的燃油经济性和环境友好性。
2. 混合动力汽车技术的发展现状在全球范围内,混合动力汽车技术的发展已经取得了显著的进展。
以下是一些国家和汽车制造商在混合动力汽车领域的重要进展:2.1 美国美国是混合动力汽车技术的领先国家之一。
著名的混合动力汽车制造商特斯拉公司,成功推出了多款混合动力汽车,并且得到了消费者的认可和赞誉。
2.2 日本日本是世界上最早研究和开发混合动力汽车的国家之一。
丰田汽车公司在混合动力汽车领域取得了巨大的成功,混合动力汽车普及率较高。
2.3 中国中国作为全球最大的汽车市场之一,也在积极推动混合动力汽车技术的发展。
中国政府通过出台一系列激励政策,鼓励消费者购买和使用混合动力汽车。
2.4 欧洲欧洲各国也在积极推动混合动力汽车技术的发展。
法国、德国等国家的汽车制造商纷纷推出各类混合动力汽车,并且建设了相应的充电桩和充电设施,为混合动力汽车的推广提供了便利。
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关于混合动力汽车的研究与展望摘要:现阶段混合汽车已经成为传统的内燃机汽车的最佳替代。
它也是21世纪初的最理想、最符合实际的绿色交通工具。
文章介绍了混合动力汽车的三种基本的驱动方式(串联式、并联式、混联式)和它们的优缺点;分析了混合动力汽车的关键技术如蓄电池技术、电机技术、内燃机技术、能量管理技术、整车技术,并提出了解决这些关键技术的措施与开发路线。
关键词:混合动力、驱动方式、关键技术、开发路线一、引言能源与环保问题日益突出,而我国汽车工业却日益增长,开发新型的节能环保汽车迫在眉睫。
在这种形势下,混合动力汽车应运而生。
它既继承了传统汽车高功率、续驶里程长的优点,又兼备电动汽车低排放的特点。
显著改善了传统内燃机汽车的排放和燃油经济性,增加了电动汽车的续驶里程。
混合动力汽车(HEV)具有两个或两个以上能量源,当汽车爬坡或加速时,两个或两个以上动力源联合输出动力 ,蓄电池输出的电能通过电机进行助力;当汽车在下坡或制动时,发电机发电可以对制动能量回收,以电能形式储存在蓄电池中;当汽车较长时间怠速停车时 ,可以通过控制发动机熄火 ,实现怠速启停 ,节省燃油减少废气排放。
[1]混合动力汽车是传统燃料汽车与纯电动车的完美结合体。
二、混合动力汽车的类型目前过内外开发与研究的主要有三种类型:串联式混合动力电动汽车(SHEV)、并联式混合动力电动汽车(PHEV)和混联式混合动力电动汽车(CHEV)。
串联式混合动力系统利用发动机和发电机提供电能 ,电动机是唯一的驱动源。
其动力传动系的结构组成如图2-1所示。
由于发动机与驱动车轮之间没有直接的机械连接 ,发动机不受汽车行驶工况影响 ,始终保持在最佳工作区稳定运行 ,所以特别适用于在市区低速运行的工况。
汽车在起步和低速时还可以关闭发动机 ,只利用电池提供驱动功率 ,达到零排放要求。
串联式混合动力汽车特点是整车布置的自由度较大,发动机始终保持在最佳工作状态,汽车具有良好的燃油经济性和排放指标;电力驱动是唯一的驱动模式,控制技术简单;驱动模式决定了发动机、发电机和电动机的功率应接近或等于汽车所需的最大驱动功率,故三大动力总成的功率、外形和质量都较大,整车价格高;电池数量较多,串联布置在中、小型汽车上不容易实现;能量损失较大,发动机输出能量利用率低。
图2-1串联式动力传动系结构图并联式混合动力系统中有发动机和电动机两套驱动系统 ,发动机和电机分别驱动车轮。
它的结构形式更像是附加了一个电动机驱动系统的普通内燃机汽车。
其动力传动系的结构组成如图2-2。
由于发动机与驱动车轮之间机械连接 ,没有串联将机械能转换为电能的发电机 ,因此提高了能量转化效率。
并联系统结构紧凑 ,比较适用于轿车。
并联混合动力系统的传动系统较为复杂,工作模式较多,控制系统复杂,实现形式多样化。
当汽车低速、小功率行驶时,控制器控制电池为电动机供电,实现零排放;汽车以较大功率行驶时,通过调节发动机输出转矩调节发动机的功率;汽车刹车减速,电动机相当于发电机为电池组充电;电动汽车加速、高速行驶时,电池组为电动机供电,发动机与电动机协调驱动汽车。
图2-2并联式动力传动系结构图并联式混合动力汽车的特点是系统能量的利用率相对较高,这使得并联式的燃油经济性一般比串联的要高;发动机运行直接受到道路行驶工况影响,运行状态较为复杂,因而并联驱动排放性相对串联驱动要差,但可以在较多不良的行驶工况下运行;发动机与电动机都是动力总成,两者可以互相耦合满足汽车功率的要求,系统可采用小功率的发动机与电动机,使得整车动力总成尺寸小,质量也较轻;但发动机和机械驱动系统的机械连接使得机械装置较复杂,增加了整车布置的难度。
当汽车在市区行驶时,可以关闭发动机,由电池组为电动机供电提供汽车的驱动功率,实现零排放。
混联式结构综合了串联式和并联式的特点,其动力传动系的结构组成如图2-3。
混联式结构一般以行星齿轮作为动力复合装置的基本构架,混联式混合动力汽车配备的发动机和电动机的功率可以比较小,发动机也比较容易控制在高效区稳定工作,控制策略比较灵活。
缺点是结构复杂,成本较高,与其复杂的结构相应,其控制系统也较为复杂。
机械连接电气连接图2-3混联式动力传动系结构图该系统适合各种行驶条件,具有良好的燃油经济性和排放性能,既可以外接充电,也可自充电,续驶里程相比内燃机汽车远,是很理想的混合电动方案。
整车布置难度较高,电池数量较少,但增加了发电机。
控制技术含量高,整车价格高。
三、混合动力汽车开发的关键技术混合动力汽车是一个复杂的系统工程,涉及的关键技术有蓄电池技术、电机技术、内燃机技术、能量管理技术、整车技术和现代控制理论等。
[2-4](1)蓄电池技术作为混合动力汽车的动力源之一,电池性能的高低极大的决定了混合动力汽车技术的先进性。
混合动力汽车在工作中电池处于非周期性的充放电循环中,对电池的充放电速率和效率很高。
研究与开发高性能充放电、低成本、寿命长的电池,是发展混合动力电动汽车的关键问题之一。
目前,除铅酸电池外,正在研究与开发的电池有镍氢蓄电池、铁镍蓄电池、银锌蓄电池、锂蓄电池、燃料蓄电池、太阳能蓄电池。
铅酸电池在国内技术成熟,成本低廉,跟随负荷输出特性好,比较适合我国发展的需要。
但其快速充放电困难,使用寿命不够理想、质量大等方面仍需改进,如可以通过增加电池片数,改进包装方法、使用高效添加剂,开发质量轻便的隔板材料等方法。
在国外,各种镍电池飞速进展,这类镍电池储能较大、过充电和过放电性能优良、能带电充电并可以实现快速充电、使用寿命长。
突出优点是全密封,免维护。
目前,国外大多采用这些高性能的电池提高汽车的续驶里程和性能。
但在价格昂贵,研发降低其成本是其推广的关键。
银锌蓄电池的电池能量高,质量轻,温度特性稳定,但价格高,寿命短;锂蓄电池的比能量大,比功率高,充电放电效率高,可以快速充电,功率输出密度大,但锂的制取较困难,管理和使用较复杂,要有严格的安全措施,价格也高。
它是未来电池研发的一个方向。
在新型高性能电池的开发方面,燃料蓄电池转换效率高,容量大,比功率和毕能量高。
具有广阔的发展前景。
已经成为各国研究的焦点。
最常见的燃料蓄电池有:碱性燃料蓄电池、磷酸燃料蓄电池、熔融碳酸盐燃料蓄电池、固体氧化物燃料蓄电池、质子交换膜燃料蓄电池等,而以质子交换膜燃料蓄电池应用于电动汽车上最为可能。
在绿色环保方面,太阳能蓄电池最为理想。
它直接将太阳能转换为电能,无污染,零排放。
太阳能电池主要有三种结构:非晶硅,单晶硅,多晶硅。
太阳能蓄电池在光电转换率,降低成本方面还需要进一步突破。
目前有少数汽车公司把太阳辐射的能量收集起来,并转换成电能,以此为动力的汽车就是太阳能汽车,它是最洁净无污染的交通工具。
太阳辐射到地球表面的能量转换成电能,效率可达30%。
目前世界上最先进的技术已经能够达35%左右的转换效率。
8平米大小的太阳能板能提供一辆小型汽车所需的电力。
经测算,一辆太阳能轿车一年可省油500L.今后汽车动力的发展方向最有可能是使用太阳能、燃油、电力等多种能源的混合动力车。
[5](2)电动机技术混合动力电动汽车上使用的电动机有感应电动机、永磁无刷电动机等。
研究开发体积小、重量轻、工作可靠、动态响应好的电机,对混合动力电动汽车进一步提高动力性和经济性极为重要。
感应电动(交流异步电机)机以鼠笼式感应电动机应用最广,感应电动机的功率容量覆盖面很宽广,转速最高可以达到1.2万r/min,可以采用空气冷却或液体冷却方式,冷却自由度高,对环境的适应性好,并且能够实现再生反馈制动。
具有结构简单、维修方便、运行可靠、价格便宜、经久耐用等优点,具有较好的稳态和动态特性。
为了解决感应电动机能够在低速下输出稳定的大转矩。
解决感应电机的低速问题的方法主要有:采用滑模方法实现解耦控制,解决低速稳定性问题的;设计专门的低速混合磁链模型,调整定子电阻,解决了低速下恒定大转矩输出的问题。
此外,噪音和开关损耗问题也是困扰交流异步电机在电动汽车上应用的问题之一。
当感应电机工作在高转速区时,由于电机电感相对较小,容易产生很大的峰值电流,从而引起大量的噪声和开关损耗。
因此,需要对功率开关器件的开关频率进行控制,抑止噪声和能量损耗。
我过在交流异步电机的设计与制造方面有比较大的优势,所设计的交流异步计电机性能好、工艺先进,可靠性高,已经向包括美国在内等国家出口。
随着永磁无刷电动机的性能不断提高,价格逐渐下降,永磁无刷电动机的应用前景将会越来越广泛。
主要有两种:永磁同步电动机、永磁无刷直流电机。
永磁同步电动机在高速转动时有良好的可靠性,运转平稳,工作时电流损耗小、弱磁控制也容易实现,工作噪声低。
所以,它非常适用于混合动力汽车驱动系统。
永磁同步电机的基本控制策略是,在低速时采用转子磁链定向的矢量控制,而高速时用弱磁控制,以使电动机基本保持恒定功率,满足电动汽车负载要求。
和永磁同步电动机相比,永磁无刷直流电动机的效率高,起动力矩大,过载能力强,高速操作性能好,结构简单牢固,免维护或少维护,体积小质量轻,特别适合混合动力轿车的开发。
缺点是噪声较大,可以考虑噪声加消除装置。
永磁无刷直流电机的基本控制策略是,在低速时采用电流斩波控制,而高速时采用弱磁控制,增加电流的去磁分量。
方波无刷电动机的弱磁控制通过调节开通角来达到弱磁效果。
(3)内燃机技术内燃机有汽油机和柴油机。
先进内燃机技术要求内燃机体积小、重量轻。
由于采用了各种先进控制技术,汽油机的排放已降到未加控制前的1%以下。
缸内直喷方式有望取代进气道喷射成为汽油喷射主要形式,代表汽油机的发展方向。
汽油机存在的问题是缸内积碳、高压油泵的润滑和密封性、喷油器堵塞。
因此有效而可靠地实现部分负荷下缸内混合气的分层与稀薄燃烧,是缸内直喷式汽油机的关键。
柴油机的燃油经济性优于汽油,如不用催化剂,柴油机的排放性能要优于汽油机。
但柴油机的弱点是氮氧化物、微粒和噪声较难控制。
已采用的控制措施有:气门、增压中冷、电控高压喷油、滚流/螺旋气道、可变涡流、强紊流燃烧室等。
电控共轨式柴油喷射系统是最有发展前途的喷油系统,可以自由控制喷油量、喷油压力、喷油速率和喷油定时。
未来柴油机将采用更加轻质材料和超高压喷油、高增压、智能EGR控制、在燃料方面,甲醇、乙醇、CNG、LPG、DME、H2等代用燃料在内燃机上的开发应用会进一步发展,但由于社会基础设施等因素限制,短期内进展不会很快。
[6]参考文献[7]所给出的内燃机的重量已达到临界状态, 它采用内燃机起动机/发电机一体化( ISA/ ISG)技术 , 广泛使用铝镁合金、塑料作零件,采用薄汽缸体 , 连杆为细的铸钢件加渗碳等 , 整个发动机降低重量达 30 %。
丰田生产Prius的的发动机技术达到当代的最高技术水平 , 它的尾气排放污染物降低到同类轿车排放污染物的 10 %左右,在车上的应用效果显示,加上再生制动能量回收,整车效率提高近一倍,整车CO2排放降低一半。