1、1/182.2 2.2 汽車燃料經(jīng)濟性的計算方法汽車燃料經(jīng)濟性的計算方法燃油燃燒消耗的有效燃油消耗率b和燃油熱值、熱效率有關(guān):euHb860000)36007614036003600(13dtdumuAuCGiuGfuPaaDaaTe2/18s32/Q100100100/11000100 9.81.0211()1.023600761403600()367221.153672TaeeaaDaaaTDaaaTTGdQdQ dtdsds dtvb PbPvvC AvGbdvGgdtC AvGbdvGgdtbF3/18ssQ1.02Q/1001.021.02eaeeaabPvbPbPLkmvvg重量表

2、示N/100km體積表示4/18 也可將b帶入上式：)15.21()15.21(367286000022dtdvgGAvCGHCdtdvgGAvCGHQaaDaeuTaaDaeuTs從上可以出:Qs=f(Hu,e,t,Ga,CD,A,Va) 影響因素很多;上式主要用于理論分析，計算太復(fù)雜.5/18 考慮單位載重量的百公里油耗量：)15.21(3672)15.21(367222dtdvgGAvCGGbdtdvgGAvCGGbQaaDcaTaaDacTsG6/18多工況循環(huán)行駛?cè)加徒?jīng)濟性的計算多工況循環(huán)行駛?cè)加徒?jīng)濟性的計算 1、等速行駛工況的燃油消耗量的計算：等速行駛工況的燃油消耗量的計算： 2、

3、加速行駛工況消耗量的計算：、加速行駛工況消耗量的計算： 3、等減速行駛工況燃油消耗量的計算：、等減速行駛工況燃油消耗量的計算： 4、 怠速停車工況燃油消耗量的計算：怠速停車工況燃油消耗量的計算： 5、 整個循環(huán)工況的百公里燃油消耗量整個循環(huán)工況的百公里燃油消耗量7/181.1.等速行駛工況燃油消耗量的計算等速行駛工況燃油消耗量的計算燃油消耗率：萬有特性圖上的等燃油消耗率曲燃油消耗率：萬有特性圖上的等燃油消耗率曲線線(, )ebf P nb/3600/1000367.19.81 10006.96 7.15/(7.94 8.13/eetPbPbQmL sN LN L，汽油）（柴油）8/18ePkW

4、發(fā)動機功率 ，hkmurna/,min/,或汽車速度發(fā)動機轉(zhuǎn)速bconst發(fā)動機萬有特性發(fā)動機萬有特性（等高線）（等高線）9/18:(),102/3.6,/1001.02eaaesaPbssQtmLuuPbQLkmu行程油耗其中單位行程油耗：10/18)3600761403600(13dtdumuuACGfuPaaDaT發(fā)動機提供的功率滾動阻力功率空氣阻力功率加速阻力功率 2. 等加速行駛工況燃油消耗量的計算等加速行駛工況燃油消耗量的計算/367.1etiPbQmL s，11/18hkmu/1th/kmu.constu1例如速度增量dtdu.dtdu.ut63163aut12/1811011(

5、)21()2ititiinattntiiQQQtQQQQQtQt 每個區(qū)間計算燃油消耗量tQQQtt)(21101將所有區(qū)間的燃油消耗量相加dtduuusaaa/92.25212213/183. 等減速行駛工況燃油消耗的計算等減速行駛工況燃油消耗的計算11122223.63.625.9225.92aiaideidaiaiaiaideuuutduxdtQQ tuuuusduxdt14/184. 怠速停車時的燃油消耗量怠速停車時的燃油消耗量sidsttQQ 油耗量整個行駛循環(huán)過程的總QsQQs1005. 整個循環(huán)工況的百公里燃油消耗量整個循環(huán)工況的百公里燃油消耗量15/182.3 燃油經(jīng)濟性的影響

6、因素燃油經(jīng)濟性的影響因素1.02etsaTPbCFbQu2cossin21.15, , ,(, )(,),DatDaeetataTC AuduFmgfmgmdtdum f i CAudtbf P nf F uFu使用條件（負荷） 以及發(fā)動機的性能，如燃油噴射、壓縮比，工況等。傳動系的結(jié)構(gòu)型式、技術(shù)狀況、使用條件。16/18汽 車 速 度：中等速度為佳檔 位：高檔位為佳掛 車：負荷增加和質(zhì)量利用系數(shù)增加掛車的應(yīng)用：駕駛節(jié)油操作技術(shù) 維護與調(diào) 整：汽車的技術(shù)狀況,如前束、滑行距離、制動系發(fā)咬、輪胎氣壓、點火提前角、混合氣濃度。17/18經(jīng)濟車速：經(jīng)濟車速： 汽車滿載用最高檔在平直良好路面上，以某一

7、車速、等速行駛的百公里耗油的升數(shù)最少，稱為經(jīng)濟車速。 經(jīng)濟車速一般為接近于低速的中等車速。 低速時汽車的百公里燃油消耗量并不低，這是因為低低速時汽車的百公里燃油消耗量并不低，這是因為低速行駛時，發(fā)動機的負荷率較低，發(fā)動機有效燃油消速行駛時，發(fā)動機的負荷率較低，發(fā)動機有效燃油消耗率較大而導(dǎo)致百公里燃油消耗量增加。耗率較大而導(dǎo)致百公里燃油消耗量增加。 高速時隨車速的增加百公里燃油消耗量迅速加大，這高速時隨車速的增加百公里燃油消耗量迅速加大，這是因為高速行駛時，雖然發(fā)動機的負荷率較高，但汽是因為高速行駛時，雖然發(fā)動機的負荷率較高，但汽車的行駛阻力增加很多而導(dǎo)致百公里燃油消耗量增加車的行駛阻力增加很多

8、而導(dǎo)致百公里燃油消耗量增加的緣故。的緣故。 18/18)100/kmLQS（)/(hkmua檔V檔IV檔III等速百公里油耗等速百公里油耗19/18 從等速油耗曲線可知：同一路面不同檔位時，有不同的曲線，其經(jīng)濟車速不同，檔位低時經(jīng)濟車速低； 在同一檔位上，當(dāng)路面滾動阻力系數(shù)不同時，其對應(yīng)的經(jīng)濟車速也不同； 經(jīng)濟車速只是一個點，駕駛員很難掌握。故將經(jīng)濟車速點前后油耗比較低的車速劃為一組，稱為經(jīng)濟車速范圍，以便于駕駛員在一般公路上運用。 通過試驗，可以得出不同車型的經(jīng)濟車速和經(jīng)濟車速范圍。20/18檔位的選擇與使用： 檔位選擇 汽車在良好的路面上，最高檔上行駛較省油。 加檔操作 汽車起步后的升速過

9、程，應(yīng)根據(jù)道路和交通流量的情況，及時加檔提速，直至掛上最高檔。 減檔操作 汽車上坡不能用高檔勉強行駛，應(yīng)及時減檔。減檔過早，不能充分利用汽車的慣性來爬坡；減檔過遲，汽車的車速降低過多，常需要多減一次檔位。這都會使油耗加大。21/18掛車的應(yīng)用： 省油的原因： 負荷增加 質(zhì)量利用系數(shù)增加22/18 駕駛技術(shù)： 發(fā)動機起動升溫發(fā)動機起動升溫 ： 行車溫度控制：行車溫度控制： 汽車滑行節(jié)油：汽車滑行節(jié)油：23/18 用車維護對節(jié)油的影響 汽車維護的基本內(nèi)容是：清潔、潤滑、緊固、調(diào)整與故障排除。其目的在于保持汽車技術(shù)狀況的完好。 保持汽車底盤良好的技術(shù)狀況： 常用滑行性能來檢查汽車底盤的綜合技術(shù)狀況，

10、它對常用滑行性能來檢查汽車底盤的綜合技術(shù)狀況，它對汽車運行油耗的影響很大。汽車運行油耗的影響很大。 例如，某例如，某 車底盤調(diào)整很好時，的滑行距車底盤調(diào)整很好時，的滑行距離為；前束不合規(guī)定、輪毅軸承和制動器調(diào)離為；前束不合規(guī)定、輪毅軸承和制動器調(diào)整不佳時的滑行距離降為。都以整不佳時的滑行距離降為。都以等速行駛，前者油耗為等速行駛，前者油耗為 ，后者為，后者為， ，后者比前者油耗，后者比前者油耗增加了增加了%。24/18 保持發(fā)動機良好的技術(shù)狀況 汽車的加速時間及燃油消耗量決定于發(fā)動機及底盤的技術(shù)狀況。因此，經(jīng)過滑行距離檢驗，認為底盤技術(shù)狀況正常的汽車，若其加速時間及燃油消耗量也在規(guī)定范圍內(nèi)，則

11、可認為汽車的發(fā)動機技術(shù)狀況正常。保持發(fā)動機良好的技術(shù)狀況主要應(yīng)做好下列維護工作：定期檢查氣缸壓縮壓力定期檢查氣缸壓縮壓力保持發(fā)動機冷卻系工作正常保持發(fā)動機冷卻系工作正常保持供油系良好的技術(shù)狀況保持供油系良好的技術(shù)狀況 保持點火系良好的技術(shù)狀況保持點火系良好的技術(shù)狀況 25/181. 如何利用汽車行駛方程式求輪式汽車的極如何利用汽車行駛方程式求輪式汽車的極限加速度限加速度？2. 在計算汽車動力性時所使用的發(fā)動機功率在計算汽車動力性時所使用的發(fā)動機功率與計算汽車燃料經(jīng)濟性時所使用的發(fā)動機功與計算汽車燃料經(jīng)濟性時所使用的發(fā)動機功率有何不同？率有何不同？26/18gdtdugfgfgdtdumgfmg

12、dtdumFFFmgFmgFFFFmgFFFFFFwifjjwiftjwift)(1. 如何利用汽車行駛方程式求輪式汽車的極如何利用汽車行駛方程式求輪式汽車的極限加速度限加速度？27/182. 在計算汽車動力性時所使用的發(fā)動機功率與在計算汽車動力性時所使用的發(fā)動機功率與計算汽車燃料經(jīng)濟性時所使用的發(fā)動機功率有計算汽車燃料經(jīng)濟性時所使用的發(fā)動機功率有何不同？何不同？前者使用的是發(fā)動機的外特性。即)()(maxmaxnTTnPPtqtqee或)(1jwifTePPPPP后者利用阻力功率反推求得發(fā)動機輸出功率后者利用阻力功率反推求得發(fā)動機輸出功率28/18dtdumPAuCPumgPumgfPjaD

13、waiaf3600*16.213600sin3600cos329/18發(fā)動機改進：發(fā)動機改進：整車結(jié)構(gòu)方面整車結(jié)構(gòu)方面: 輕量化輕量化 傳動系：傳動系： 汽車外形和輪胎：汽車外形和輪胎：30/18 發(fā)動機的結(jié)構(gòu)：發(fā)動機的結(jié)構(gòu)：發(fā)動機的壓縮比高、有完善的供油系統(tǒng)及合理的燃燒室形狀，采用電子點火系統(tǒng)等都能降低發(fā)動機的比油耗。 使用使用爆燃感傳器自動延遲產(chǎn)生爆燃時的點火提前角爆燃感傳器自動延遲產(chǎn)生爆燃時的點火提前角，就可以相應(yīng)地提高壓縮比，從而提高發(fā)動機的熱效率就可以相應(yīng)地提高壓縮比，從而提高發(fā)動機的熱效率以節(jié)約燃油。以節(jié)約燃油。 德國公司的小轎車用德國公司的小轎車用2.4L 作容積的汽油機，是作容

14、積的汽油機，是在原汽油機的基礎(chǔ)上，在原汽油機的基礎(chǔ)上，對進氣系統(tǒng)和燃燒室進行對進氣系統(tǒng)和燃燒室進行了改進了改進，加強了進氣旋流和擠氣紊流提高了火焰?zhèn)鞑?，加強了進氣旋流和擠氣紊流提高了火焰?zhèn)鞑ニ俣龋瑴p少了爆燃傾向，用速度，減少了爆燃傾向，用97號汽油，壓縮比可提高號汽油，壓縮比可提高到到12，油耗較排量為的汽油機還要低，油耗較排量為的汽油機還要低15%。31/18 發(fā)動機的種類：發(fā)動機的種類：柴油機由于壓縮比比汽油機要高得多，因此柴油機比汽油機的油耗要低得多。 試驗和使用證明，一般裝備柴油發(fā)動機的轎車比裝備汽試驗和使用證明，一般裝備柴油發(fā)動機的轎車比裝備汽油發(fā)動機的轎車節(jié)油油發(fā)動機的轎車節(jié)油18

15、%左右，柴油發(fā)動機載貨汽車比左右，柴油發(fā)動機載貨汽車比汽油發(fā)動機載貨汽車節(jié)油汽油發(fā)動機載貨汽車節(jié)油30%左右。左右。 目前世界各國正在積極推行輕型貨車和轎車的柴油化進目前世界各國正在積極推行輕型貨車和轎車的柴油化進程，在總質(zhì)量為程，在總質(zhì)量為2t5t的載貨汽車中，德國有的載貨汽車中，德國有95%左右已左右已用柴油機，日本約為用柴油機，日本約為90%。32/18 發(fā)動機的負荷率 發(fā)動機的比油耗隨發(fā)動機的負荷變化而變化。在負荷率約為80%90%時比油耗最低，低負荷和全負荷時比油耗都將增加。 33/18減輕汽車整備質(zhì)量的主要途徑有：減輕汽車整備質(zhì)量的主要途徑有： 用計算機優(yōu)化設(shè)計充分利用材料的強度，

16、提高結(jié)構(gòu)的剛度； 采用高強度低合金鋼、鋁合金、鎂合金、塑料、陶瓷和各種纖維強化材料來制造某些零部件； 改進汽車結(jié)構(gòu)、簡化汽車傳動系統(tǒng)，如采用前置發(fā)動機前驅(qū)動、不用裝備胎的高可靠性輪胎、單片彈簧懸架、承載式車身、空冷發(fā)動機等； 減小車身尺寸； 在用車不要隨意增加附加裝置 。34/18 汽車的整車整備質(zhì)量汽車的整車整備質(zhì)量減輕整備質(zhì)量可以相對提高汽車的載質(zhì)量，使空駛油耗及每100t.km周轉(zhuǎn)量耗油的升數(shù)減少。 某整車質(zhì)量為1360kg的汽車，當(dāng)汽車總質(zhì)量減少10%，油耗降低8.8%。35/18傳動系與油耗的關(guān)系密切 變速器檔位越多，使發(fā)動機增加了處于經(jīng)濟工況下運行的機會，有利于提高燃油經(jīng)濟性 因此

17、現(xiàn)代汽車都是趨向于5檔或以上變速器，或者采用無極變速，保證在任何條件下具有使發(fā)動機在最經(jīng)濟工況下工作的可能性。 設(shè)置超速擋 變速器設(shè)置超速檔的主要目的是節(jié)油，所以超速檔又稱經(jīng)濟檔。 超速檔的采用有增加的趨勢。特別是高車速、比功率大的轎車，在一般的公路上用直接檔行駛時發(fā)動機的負荷率特別低，用超速檔則節(jié)油效果很顯著。我國奧迪、桑塔那、夏利等轎車，還設(shè)置了兩個超速檔。36/18 最小燃油消耗特性最小燃油消耗特性： 發(fā)動機負荷特性的曲線族的包絡(luò)線是發(fā)動發(fā)動機負荷特性的曲線族的包絡(luò)線是發(fā)動機提供一定功率時的最低燃油消耗率曲線。機提供一定功率時的最低燃油消耗率曲線。利用包絡(luò)線就可找出發(fā)動機提供一定功率利用

18、包絡(luò)線就可找出發(fā)動機提供一定功率時的最經(jīng)濟工況（負荷和轉(zhuǎn)速）。時的最經(jīng)濟工況（負荷和轉(zhuǎn)速）。 把各功率下最經(jīng)濟工況的轉(zhuǎn)速和負把各功率下最經(jīng)濟工況的轉(zhuǎn)速和負荷率標明在外特性曲線圖上，便得到荷率標明在外特性曲線圖上，便得到最小燃油消耗特性最小燃油消耗特性。37/18b燃油消耗率eP發(fā)動機功率1n2n3n4n最低燃油消耗率曲線38/18eP功率n轉(zhuǎn)速ePen最小燃油消耗率曲線00.377aanrniAi uu39/18當(dāng)汽車以速度當(dāng)汽車以速度VaVa在一定道路上行駛時，根據(jù)應(yīng)提在一定道路上行駛時，根據(jù)應(yīng)提供的功率由供的功率由“最小燃油消耗特性最小燃油消耗特性”曲線可求出發(fā)動機曲線可求出發(fā)動機經(jīng)濟的工

19、作轉(zhuǎn)速為經(jīng)濟的工作轉(zhuǎn)速為nene。將兩者帶入上式，即得無級。將兩者帶入上式，即得無級變速器應(yīng)有的傳動比變速器應(yīng)有的傳動比i i。在同一。在同一值的道路，不同車值的道路，不同車速時無級變速器應(yīng)有的速時無級變速器應(yīng)有的i i連成曲線便得到無級變速器連成曲線便得到無級變速器的調(diào)節(jié)特性。的調(diào)節(jié)特性。40/18ABAB為變速器為變速器最大傳動比最大傳動比； EDED為為最小傳動比最小傳動比；BCBC表示發(fā)表示發(fā)動機動機轉(zhuǎn)速為最大功率轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速為最大功率轉(zhuǎn)速時時ii與車速的關(guān)系曲線；與車速的關(guān)系曲線；AEAE表示發(fā)動機表示發(fā)動機最低轉(zhuǎn)速時最低轉(zhuǎn)速時ii與車速的關(guān)系曲線；與車速的關(guān)系曲線；AEAE與與BCDB

20、CD曲線間所包含的曲線間所包含的曲線，表示在不同道路阻力曲線，表示在不同道路阻力下無級變速器的下無級變速器的調(diào)速特性調(diào)速特性。41/18 其它措施：其它措施： 裝上強制怠速節(jié)油器。 在發(fā)動機強制怠速工況工況下切斷供油，是節(jié)約燃油的有效措施。 閉缸節(jié)油。 采用微機自動控制，在中、小負荷時關(guān)閉部分汽缸的進、排氣門的方法閉缸，不但可以提高參加工作氣缸的負荷率，還可以減少泵氣損失和驅(qū)動氣門機構(gòu)的損失，節(jié)油效果顯著。 42/18汽車輪胎的結(jié)構(gòu) 減小滾動阻力是節(jié)油的重要措施，采用子午線輪胎；改善公路質(zhì)量、采用胎壓較高的輪胎、精心維護車輛等，都可以減小滾動阻力。 子午胎的優(yōu)點是： 滾動阻力小，滑行距離長，行

21、駛能耗低國產(chǎn)貨車用子午胎的節(jié)油率為%，乘用車用子午胎的節(jié)油率為%； 徑向緩沖性好，耐磨性好，使用里程長。 高速性能好。 但其胎側(cè)薄，側(cè)向剛性較差，在轉(zhuǎn)彎時車身的側(cè)傾角度較大。因此在使用時應(yīng)特別注意輪胎不可缺氣，不能超載、超高，轉(zhuǎn)彎可稍慢些。 在用車改裝子午胎時要所有車輪都換成子午胎，不能混裝，否則可能使汽車的操縱穩(wěn)定性變壞。43/18汽車外形汽車外形 改善汽車外形，減小空氣阻力系數(shù)，可以減少中高速行駛的空氣阻力，有顯著的節(jié)油效果。 某轎車的試驗表明，空氣阻力系數(shù)由下降到可使油耗降低%。 橫向風(fēng)的作用會增加空氣阻力和滾動阻力，因此汽車橫向外形也應(yīng)盡量關(guān)注。在用車不要加裝有可能增加空氣阻力的附加裝

22、置，如由駕駛室前伸的遮陽板等。44/18 1834年，Thomas Davenport制造了一輛電動三輪車，它由一組不可充電的干電池驅(qū)動，只能行駛一小段距離。 19世紀末，美國、英國和法國的許多公司都開始生產(chǎn)電動汽車，在以蒸汽、電和汽油為動力的汽車競爭初期，電動汽車以其在行駛性能、續(xù)駛里程和低噪聲等方面的優(yōu)勢占據(jù)主導(dǎo)地位。 到1912年，美國已有34000輛電動汽車注冊。 但是，1911年Kettering發(fā)明了汽車發(fā)動機，使得燃油汽車相對于電動汽車來說更具有吸引力，從此打破了電動汽車在市場的主導(dǎo)地位，20世紀30年代，電動汽車幾乎消失。2.5 電動汽車研究電動汽車研究45/18 20世紀70

23、年代的能源危機和石油短缺是電動汽車重獲生機。當(dāng)時，世界上許多國家如美國、英國、法國、德國、意大利和日本都開始發(fā)展電動汽車。這一時期的電動汽車已改裝車為主，也不乏重新設(shè)計地盤和車身的新型電動汽車，這樣可降低汽車的空氣阻力，方便能量儲存系統(tǒng)的布置。 這一階段電動汽車技術(shù)獲得復(fù)蘇，為隨后的商業(yè)化時代奠定了堅實的基礎(chǔ)。 但是石油價格在20世紀70年代末下跌，電動汽車的商業(yè)化失去了動力，其發(fā)展顯著變慢，開始走入低谷。46/18 20世紀90年代，燃油汽車排放所應(yīng)起的空氣污染和溫室效應(yīng)受到重視，電動汽車再次得到發(fā)展。 1990年，美國加州大氣資源管理局（CARB）頒布了一項法規(guī)，規(guī)定1998年在加州出售的

24、汽車中2必須是零排放車輛（ZEV），到2003年零排放車輛應(yīng)達到10。 受加州法規(guī)的影響，美國其他州以及世界上其他國家開始制定相類似的法規(guī)。雖然加州大氣資源管理局的目標沒有實現(xiàn)，并根據(jù)實際情況做了調(diào)整，但加州法規(guī)的頒布促進了電動汽車的發(fā)展。47/18 在世界范圍內(nèi)，尤其在美國、日本和歐洲，許多汽車制造商、科研院所和大學(xué)不斷研究電動汽車新技術(shù)，推動電動汽車技術(shù)向前發(fā)展，并開始將電動汽車商業(yè)化。 通用、日產(chǎn)、福特、梅塞德斯-奔馳、本田等國際知名汽車制造商先后推出了他們的電動汽車樣車，其中豐田公司生產(chǎn)的Prius混合動力汽車還取得了不錯的銷售業(yè)績。48/18國家汽車公司車型年份混合動力車型日本豐田1

25、997Prius混聯(lián)式混合動力汽車2001ESTIMA混合動力面包車2001CROWN轎車200225座串聯(lián)式中巴Coaster本田1999Insight并聯(lián)式混合動力轎車2002CIVIC混合動力轎車美國通用1998Precept概念車福特1998Podigy概念車2003Escape混合動力SUV克萊斯勒1998Dodge ESX3概念車49/18 1993年9月美國政府與通用、福特和克萊斯勒三大汽車公司共同提出了美國“新一代汽車合作伙伴計劃”(Partnership for a New Generation Vehicle, 簡稱PNGV計劃)，旨在開發(fā)新一代高效節(jié)能汽車。 混合動力電動

26、汽車計劃是1997年底美國重新確定的PNGV計劃四個重點領(lǐng)域之一，迄今已開發(fā)出多種形式的混合動力電動汽車。50/18 例如，福特公司的Prodigy混合動力電動汽車采用新型材料，使汽車總質(zhì)量減少了50%，燃油經(jīng)濟性達到了70mpg， 克萊斯勒公司的ESX3混合動力電動汽車，重量減少了46%，燃油經(jīng)濟性達到了72mpg， 通用公司的Precept混合動力電動汽車總質(zhì)量減少了45%，采用的是柴油發(fā)動機和雙軸并聯(lián)式驅(qū)動系統(tǒng)，是5人轎車中阻力系數(shù)最低的車，使性能提高了35%，達到了80mpg。51/18 電動汽車的關(guān)鍵技術(shù)包括汽車技術(shù)、電氣技術(shù)、電子技術(shù)、信息技術(shù)和化學(xué)技術(shù)等。 盡管電源技術(shù)至關(guān)重要，

27、是制約電動汽車發(fā)展最主要的技術(shù)障礙，但車身設(shè)計、電力驅(qū)動、能量管理和系統(tǒng)的優(yōu)化也同樣重要。事實上，將這些領(lǐng)域技術(shù)上的整合才是電動汽車技術(shù)成功的關(guān)鍵 現(xiàn)代電動汽車工程的主要問題是要將汽車工程、電氣、電子工程以及化學(xué)工程領(lǐng)域中最新的技術(shù)發(fā)展結(jié)合到電動汽車的設(shè)計中來，找到適合于電動汽車的獨特的設(shè)計方法和制造技術(shù)，實現(xiàn)電動汽車能量的最優(yōu)化利用。52/18 電動汽車具有清潔、無污染、噪音低、能量效率高、可利用的能源多樣化、結(jié)構(gòu)簡單等諸多優(yōu)點。 雖然電動汽車在環(huán)境指標上具有燃油汽車不可比的優(yōu)勢，但其至今尚未形成規(guī)模。 主要原因是制約于電動汽車的連續(xù)行駛能力以及如何提高電能的轉(zhuǎn)換效率，尤其是車載電源已成為電

28、動汽車發(fā)展的瓶頸。53/18 在目前還找不到理想的高質(zhì)量比能量和質(zhì)量比功率的車載電源，電動汽車的發(fā)展暫時受到阻撓之即，混合動力電動汽車(Hybrid Electric Vehicle, HEV)應(yīng)運而生5。HEV是介于內(nèi)燃機汽車和電動汽車之間的一種車型，既是一種過渡型車輛，也是一種獨立型車輛。54/18 國際電工技術(shù)委員會(International Electrotechnical Commission, IEC)對混合動力車輛的定義為：“在特定的工作條件下，可以從兩種或兩種以上的能量存儲器、能量源或能量轉(zhuǎn)化器中獲取驅(qū)動能量的汽車。其中至少一種存儲器或轉(zhuǎn)化器要安裝在汽車上。混合動力電動汽車至

29、少有一種能量存儲器、能量源或能量轉(zhuǎn)化器可以傳遞電能。串聯(lián)式混合動力車輛只有一種能量轉(zhuǎn)化器可以提供驅(qū)動力，并聯(lián)式混合動力車輛則不止一種能量轉(zhuǎn)化器提供驅(qū)動力。”55/18 混合動力電動汽車在一輛汽車上同時配備電力驅(qū)動系統(tǒng)和輔助動力單元(Auxiliary Power Unit, APU)12，其中APU是燃燒某種燃料的原動機或者由原動機驅(qū)動的發(fā)電機組; 目前混合動力車輛所采用的原動機一般為柴油機、汽油機或者燃氣輪機，選擇蓄電池組作為電能存儲裝置。56/18 根據(jù)混合動力電動汽車零部件的種類、數(shù)量及其組合方式，可以將其動力系統(tǒng)分為三種基本結(jié)構(gòu)類型：串聯(lián)式、并聯(lián)式和混聯(lián)式串聯(lián)式、并聯(lián)式和混聯(lián)式 相應(yīng)的

30、混合動力車輛稱為串聯(lián)式混合動力電串聯(lián)式混合動力電動汽車動汽車(Series Hybrid Electric Vehicle, SHEV)、并聯(lián)式混合動力電動汽車并聯(lián)式混合動力電動汽車(Parallel Hybrid Electric Vehicle, PHEV)、混聯(lián)式混合混聯(lián)式混合動力電動汽車動力電動汽車(Parallel-Series Hybrid Electric 57/18發(fā)電機電動機/發(fā)電機蓄電池功率變換器燃油發(fā)動機串聯(lián)式混合動力電動汽車的結(jié)構(gòu)簡圖串聯(lián)式混合動力電動汽車的結(jié)構(gòu)簡圖 58/18并聯(lián)式混合動力電動汽車的結(jié)構(gòu)簡圖電動機/發(fā)電機蓄電池功率變換器變速器燃油發(fā)動機離 合器59/1

31、8混聯(lián)式混合動力汽車的結(jié)構(gòu)簡圖 發(fā)動機行 星 齒輪離合器電池組電動機發(fā)電機60/18結(jié)構(gòu)模型串聯(lián)式并聯(lián)式混聯(lián)式動力總成發(fā)動機、發(fā)電機、驅(qū)動電動機發(fā)動機、起動/發(fā)電機發(fā)動機、起動/發(fā)電機、驅(qū)動電動機發(fā)動機的選擇范圍發(fā)動機功率發(fā)動機的排放選擇有多種形式發(fā)動機功率較大工作穩(wěn)定，排放較小一般為傳統(tǒng)的內(nèi)燃機發(fā)動機功率較小工況變化大，排放較高選擇有多種形式發(fā)動機功率較小排放介于前兩者之間驅(qū)動模式電動機驅(qū)動模式發(fā)動機驅(qū)動模式、電動機驅(qū)動模式、發(fā)動機-電動機混合驅(qū)動模式除前者具有的三種驅(qū)動模式外還有電動機-電動機混合驅(qū)動模式傳動效率發(fā)動機-起動/發(fā)電機-驅(qū)動電動機能量轉(zhuǎn)換效率較低發(fā)動機傳動系統(tǒng)的傳動效率較高發(fā)

32、動機傳動系統(tǒng)的傳動效率較高制動能量回收能夠回收制動能量能夠回收制動能量能夠回收制動能量整車總布置三大動力總成之間沒有機械式連接裝置，機構(gòu)布置的自由度較大，但質(zhì)量、尺寸都較大，小型車不好布置，一般在大型車輛上采用發(fā)動機驅(qū)動系統(tǒng)保持機械式傳動系統(tǒng)，發(fā)動機與電動機之間被不同的機械裝置連接起來，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，使布置受到一定的限制三大動力總成之間采用機械式連接裝置，三大動力總成的質(zhì)量、尺寸都較小，能夠在小型車輛布置，但結(jié)構(gòu)更復(fù)雜，要求布置更加緊湊適用條件適用于大型客貨車路況較復(fù)雜的城市道路和普通公路上行駛更加接近EV性能適用于小型汽車城市道路和高速公路接近普通內(nèi)燃機汽車性能適用于各種類型汽車適應(yīng)在各種道路行駛更加接近普通的內(nèi)燃機汽車性能造價三大動力總成的功率較大，質(zhì)量較重，因此，制造成本較高只有兩大動力總成，兩大動力總成的功率較小，質(zhì)量較輕，可利用普通內(nèi)燃機汽車改裝，制造成本較低雖然有三大動力總成，但三大動力總成功率較小，質(zhì)量較輕，需要采用復(fù)雜的控