汽车运用技术的毕业论文怎么写?
来源:新能源网
时间:2024-08-17 12:51:15
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汽车运用技术的毕业论文怎么写?【专家解说】:混合动力汽车技术现状与发展前景分析摘要:社会对环境和节能的重视有力地促进了混合动力车辆的发展。本
文分析了国内外混合动力汽车的研究现状,
【专家解说】:混合动力汽车技术现状与发展前景分析摘要:社会对环境和节能的重视有力地促进了混合动力车辆的发展。本
文分析了国内外混合动力汽车的研究现状,介绍了混合动力汽车的主要结
构形式与工作特点,指出了混合动汽车目前需要解决的主要问题和采用的
关键技术,并对其发展前景进行了预测。
关键词:混合动力汽车内燃机电动机控制
0引言
随着全球汽车工业的迅猛发展,石油资源供应的日趋紧张,世
界各国积极寻求代用燃料或者减少燃油的消耗量,大力开发新型节
能环保汽车。在太阳能、电能等替代能源真正进入实用阶段之前,混
合动力汽车因其低油耗、低排放的优势越来越受到人们的关注。
1国内外HEV技术发展现状
1.1国外HEV的发展概况21世纪后,各国加快了HEV的概
念产品化的进程,相继推出了不同形式的HEV产品。丰田的Prius,
本田的Insight,通用的Precept,福特的Prodigy,戴姆勒克莱斯勒的
ESx3,日产的Tino等都是具有代表性的车型,其中Prius和Insight
己是成熟的产品,截止2008年12月,丰田Prius全球销量已经超过
了100万辆。
1.2我国HEV的研发现状我国也非常重视混合动力电动汽车
的研究与开发,有关工作开始于上个世纪90年代。在“十五”期间,
科技部组织北京理工大学、清华大学、东风汽车公司等国内多家企
业、高校和科研机构进行联合攻关,确定了以燃料电池汽车(FCEV)、
混合动力电动汽车(HEV)纯电动汽车(BEV)车型为“三纵”,多能源动
力总成控制系统、驱动电机及其控制系统、动力蓄电池及其管理系
统三种共性技术为“三横”的“三纵三横”的研发布局;之后,节能与
新能源汽车的研发又被列入“十一五”863计划重大项目。
2混合动力系统的构成及工作特点
混合动力驱动系统联合使用两种动力装置,一种是传统的内燃
发动机,另一种是电动机。整个系统由发动机、电动机、动力分配装
置、发电机、蓄电池和电流逆变器等部分构成。
通常,混合动力系统的动力传递方式有三种:串联式、并联式和
混联式。各自的结构形式和特点如下。
2.1串联式混合动力系统如图1所示,在串联混合动力驱动
(SHEV)系统中,所有发动机机械能都转换为电能以驱动电动机。这
种系统使发动机在效率最高的转速范围内工作,因此能最大限度地
改善燃油经济性和减少排放。2.2并联式混合动力系统并联式(PHEV)结构有内燃机和电动
机两套驱动系统(见图2)。发动机与电动机并联,两者都可以驱动车
轮,电动机还可以作为发电机给电池充电,不再需要额外的发电机
在车辆行驶时,系统以发动机为主要动力源,在车辆起步或加速时则
使电动机工作,作为辅助驱动力。当发动机效率低的低负荷工况时
则电动机功能转变为发电机功能,向蓄电池充电。其次,在车辆制动
或下坡减速行驶时,则通过制动能量回收系统进行制动能量回收。
2.3混联式混合动力系统混联式混合动力驱动系统(PSHEV)
是串联式与并联式的综合,其结构如图3所示。混联式驱动系统的
控制策略是:在汽车低速行驶时,驱动系统主要以串联方式工作;当
汽车高速稳定行驶时,则以并联工作方式为主。3混合动力汽车需要解决的问题和关键技术
目前,混合动力汽车所需要解决的问题包括以下几个方面:其
一,进行动力分配装置和能量管理系统的研究。其二,开发具备高比
能量和高比功率经济实用的电池。其三,混合动力系统结构复杂,制
造成本高,维修比较困难,售价相对较高。其四,建立更先进的驱动
系统数学模型(包括静态和动态的),进行计算机仿真分析。
具体来讲要进行下面几项关键技术的研究:
3.1混合动力单元技术在混合动力汽车上,热力发动机又被称
为混合动力单元。为提高燃料经济性,对混合动力单元必然提出更
多的要求,例如要求混合动力单元能够快速起动和关闭等。目前对
混合动力单元的研究主要集中于:一是燃烧系统的优化;二是尾气处
理技术,主要研究高效的尾气催化系统;三是代用燃料的研究。
3.2控制策略技术HEV产品开发中最关键的环节是根据不同
的混合动力驱动系统制定和优化其控制策略,国外通过系统建模仿
真对此进行了大量的匹配理论研究。控制系统的开发首先是根据采
集到的速度和负荷等数据,计算出对应的要求输出功率:计算出以最
高效率为基点的分配到内燃机与电动机上的功率值,即实现内燃机
与电动机的最优功率分配比;然后,根据功率分配比,求出驱动电动
机的功率值和其它有关数据,给出内燃机的控制参数和电动机的控
制参数。同时,驱动执行器完成这两个层次的工作控制。在执行器设
计中,功率分配装置的设计及其与变速器的一体化设计是关键的部
件设计工作。因为它要根据控制器的指令,正确地进行内燃机功率
向驱动车辆功率和驱动发电机功率的分解。
3.3能量存储技术在电动汽车上,蓄电池的开发和充放电特性
的研究是关键。现在,镍氢电池和锂离子电池己可达到混合动力汽
车的使用要求,但仍有价格高或寿命不长等缺陷。从发展看,能量储
存装置的研究应该包括以下几个方面:一是研究电池内部的连接、检
测、监控。二是电池设计和制造方面的改进,降低制造成本,改善电
池的性能和提高寿命。适用于混合动力汽车的电池需要有较高的比
功率,要达到的目标是,功率与能量比值大于20W/wh;使用寿命达
到10年;至少循环使用12万次。三是电池的热能管理及剩余电量管理。此外,电池的剩余电量直接影响混合动力汽车的经济性和排
放,因此需要有效的测试方法和控制装置。
4发展前景分析
从目前的发展来看,以计算机技术和自动控制技术,各种智能控
制系统包括自适应控制技术、模糊控制技术(Fuzzy)、专家控制系统
(Expert System)、神经网络控制系统(Neural Networks)等在混合
动力汽车上的逐渐应用,将进一步促进混合动力汽车的发展。与传统
型汽车相比,混合动力汽车充分吸取了电力/热力系统中最大的优
势,在节能和排放上胜出一筹;与纯电动汽车相比,HEV的电压和功
率等级与电动车类似,但蓄电池容量大大减小,因而其造价成本低于
电动汽车。
当前HEV所面临的主要技术问题还很多。尽管从长远来看只是
一种过渡车型,但HEV在近20-30年内会很有发展前景,这一点是
毫无疑问的。汽车行业专家预言,不久的将来,新生产的汽车中HEV
将占40%以上。我国的汽车工业应顺应科技发展趋势,抓住HEV这
块市场,在国外产品涌入之前,集中科研力量攻关,迅速开发出自己
的产品。
参考文献:
[1]张金柱.混合动力汽车结构、原理与维修[M].北京:化学工业出版社.
2008.
[2]过学迅,张杰山,胡朝峰.日美混合动力汽车发展的比较研究[J].上海
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