混合動力汽車技術(shù)的進展1886年，世界上第一輛汽車誕生在德國，一百多年來，汽車己極大地轉(zhuǎn)變了人們的活，大、最重要的工業(yè)部門之一。汽車縮短了人們之間的距離，轉(zhuǎn)變了人們的生活方式，提高了50G6010072億5千萬。但我們在享受汽車文明的同時，也必需面對汽車帶來的負面影響:環(huán)境污染和過度能源消耗。2023700020231億噸，相當于科威特一年的總產(chǎn)量。目前世界上空氣污染最嚴峻的10個城市中7個在中國，國家環(huán)保中心推測，2023年汽車尾氣排放將占空氣污染源的64%。上個世紀末人們關(guān)注的是汽車節(jié)能、排發(fā)更節(jié)能、更環(huán)保、使用替代能源的型汽車，成為各大汽車公司的當務(wù)之急。電動汽車的進展歷史及其關(guān)鍵技術(shù)1834年，ThomasDavenport制造了一輛電動三輪車，它由一組不行充電的干電池驅(qū)動，只能行駛一小段距離。19世紀末，很多美國、英國和法國的公司都開頭生產(chǎn)電動汽車，在方面的優(yōu)勢占據(jù)主導地位191234001911年Kettering在市場的主導地位，2030年月，電動汽車幾乎消逝。2070年月的能源危機和石油短缺使電動汽車重獲得生氣。當時，世界上很多國家如美國、英國、法國、德國、意大動汽車技術(shù)獲得復蘇，為隨后的商業(yè)化時代奠定了堅實的根底。但是石油價格在207020世紀901990年，美國加州大氣資源治理局(CAR&)公布了一項法規(guī)，規(guī)定1998年在加州出售的汽車中2%必需混合動力汽車驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計及掌握策略優(yōu)化是零排放車輛(ZEV)2023年零排放車輛應(yīng)到達1096。受加州法規(guī)的影響，美國其它州以及世界上其它國家開頭制定相類似的領(lǐng)布促進了電動汽車的進展。在世界范圍內(nèi)，尤其在美國、日本和歐洲，很多汽車制造商、商業(yè)化。通用、日產(chǎn)、福特、戴姆勒一奔馳、豐田、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。t_的整合才是電動汽車技術(shù)成功的域中最的技術(shù)進展結(jié)合到電動汽車的設(shè)計中來制造技術(shù)，實現(xiàn)電動汽車能量的最優(yōu)化利用?；旌蟿恿嚰夹g(shù)爭論的目的和意義電動汽車己有三種驅(qū)動類型:以高效能蓄電池驅(qū)動的電動汽車(EV)、以燃料電池為動力源電動汽車(FEV)和以燃油發(fā)動機與電動機混合驅(qū)動的混合動力電動汽車(HEV)。電動汽車的爭論是從單獨依靠蓄電池供電的純電動汽車開頭的化而產(chǎn)生的一種的車型。它將現(xiàn)有內(nèi)燃機與肯定容量的儲能器件(主要是高性能電池或超級電容器)通過先進掌握系統(tǒng)相組合，可以大幅度降低油耗，削減污染物排放。國內(nèi)外普遍Prius和本田的Insight為代表。電力關(guān)心型混合動力汽車承受并聯(lián)式構(gòu)造，電池組容量相對較小(2-6kW-h)，由發(fā)動機力關(guān)心局部補充輸出驅(qū)動功率.混合動力汽車動力性能、燃料經(jīng)濟性以及廢氣排放效果的好掌握。傳統(tǒng)燃油汽車的發(fā)動機使川--況多數(shù)是偏離其最正確工作區(qū)域，未能實現(xiàn)動力傳動系統(tǒng)究的課題。對于汽車的動力性能和燃料經(jīng)濟性水平，通常是在進展實車道路試驗之后賜予最終評動力性和燃料經(jīng)濟性進展推測，可以考察驅(qū)動系統(tǒng)參數(shù)是如何影響汽車動力性和燃油經(jīng)濟能全面地推測汽車齊多種工況下的動力性能和燃油經(jīng)濟性車的爭論將有助于縮短混合動力汽車的設(shè)計開發(fā)時間為其IV動系統(tǒng)的設(shè)計和掌握策略及整車性能評估供給參考。國內(nèi)外進呈現(xiàn)狀與趨勢都開展了有關(guān)混合動力汽車的爭論?；旌蟿恿ζ嚰夹g(shù)在汽車工業(yè)興旺國家已經(jīng)日益成熟，有些已經(jīng)進入有用階段[4]。在目前美國市場上銷售的混合動力汽車主要有三種:本田公司的Insight，豐田公司的Prius以及本田公司的Civic1.1。日本豐田汽車公司是目前走在最前沿的汽車公司爭論的汽車公司之一。豐田公司199712月宣布將混合動力電動轎車Prius投入小批量商業(yè)化生產(chǎn)。該車承受汽油發(fā)動機和電動機混合驅(qū)動，發(fā)動機是型汽油發(fā)動機，電池組為2503.4L，比原汽油車削減一半，排量也相應(yīng)削減了一半，CO,HC,NO10%。目前，Prius在海內(nèi)外的銷量己超過數(shù)萬Insight混合動力汽車，也已經(jīng)實現(xiàn)了量產(chǎn)。Insight承受本田獨特的混合動力系統(tǒng)，將發(fā)動機作為主要動力，電機作為關(guān)心動力，加上車身由質(zhì)量輕的鋁壓材和樹脂材組合而成，具有到目前為至世界最低的油耗(35km)lkm僅排放80gCO〕20231月本田公司又在美國市場土投放了Civic混合動力汽車。由于“一代汽車伙伴合作”(ThePartnershipforaNewGenerationofVehicles,PNGV)方式進展上百種方案的篩選、比較，認為承受混合動力驅(qū)動是實現(xiàn)中級轎車百公里3L油耗的可行方案，因此混合動力汽車受到更大的關(guān)注。福特汽車公司在2023年北美國際車展上推出了其開發(fā)的Prodigy1.2L4缸柴油發(fā)動機和鎳金屬復合1083kg3.3L10年內(nèi)，混合動力10%-20%19982月在底特律展出了其次代道奇無畏ESX2500cc配有單獨的發(fā)電機，承受溝通感應(yīng)電機驅(qū)動，百公里油耗降至3.4L。2023Xsara，說明白他們在這一領(lǐng)域的世界領(lǐng)先水平。Xsara55kW25kW的電動機，功168V.Xsara的燃油消耗量及排放量較一般車降低35%，一次行程可高達1000km.其他幾個大汽車公司，如通用、雷諾、日產(chǎn)等，也都推出了各自的混合動力汽車。2080年月后期開頭電動汽車爭論的。199946日由科技部、環(huán)保動車輛排放污染，依靠科技進步，建立型清潔車輛產(chǎn)業(yè)委“八五”科技工程，在清華大學的組織下，研制出了16座電動輕型客車，現(xiàn)于清華大學校園內(nèi)運營。2023年11月，國家科技部將電動汽車納入國家“十五”規(guī)劃，列入“863”目及電機、電池、多能源治理系統(tǒng)及其它關(guān)心系統(tǒng)的開發(fā)爭論。一汽集團在2023年北京國際清潔車展上推出一款混合動力轎車一紅旗CA7180AE，最高車速可達135km/h，參與該項目爭論的有一汽汽車爭論所、美國電動車(亞洲)公司、汕頭國家電動汽車試驗示范區(qū)。深圳明華環(huán)保汽車也于2023年4月推出了并聯(lián)式混合動力汽車MH6720，該車裝備87kW36kW,135km/h。長豐汽車CFA6470-HEVCFA647。車的底盤，原有的四缸發(fā)動機和變速箱不變，加裝一個電動機驅(qū)動系統(tǒng)，取消分動箱，由發(fā)動機驅(qū)動后輪，電機通過減速箱和的爭論。車將具有很好的進展前景?；旌蟿恿夹g(shù)爭論內(nèi)容:整個驅(qū)動系統(tǒng)的匹配；混合動力汽車驅(qū)動系統(tǒng)主要部件的特性分析與建模。建立整車的動力學模型，分析發(fā)動機、蓄電池、電機和變速箱等動力部件的特性，建立適合分計算的數(shù)學模型；混合動力汽車驅(qū)動系統(tǒng)掌握策略優(yōu)化。綜合考慮車輛的行駛性能、燃油經(jīng)濟性和電池荷電狀態(tài)，建立優(yōu)化的實時掌握策略；混合動力汽車性能仿真。在車輛的動力學模型的根底上，以Matlab6.1為軟件平臺，開并聯(lián)式混合動力汽車性能仿真程序，并利用該程序?qū)λ鶢幷摰脑蛙囘M展性能仿真。統(tǒng)計說明，在80%以上的道路條件下，一般燃油發(fā)動機汽車僅利用了動力潛能的40%，在市區(qū)還會跌至25%。混合動力電動汽車的傳動系統(tǒng)同時使用燃油發(fā)動機和電動機作為動車?；旌蟿恿ζ嚨姆诸惢旌蟿恿囕v的驅(qū)動系統(tǒng)從能源輸入、原動機到機械能的傳遞，其組成方式多種多樣，分為以下三種類型:串聯(lián)式混合動力汽車、并聯(lián)式混合動力汽車和混聯(lián)式混合動力汽車。串聯(lián)式混合動力汽車成。如圖2.1功率流的路徑，虛線表示掌握信號，箭頭表示功率流淌方向。在后續(xù)的公式和圖表描述中，T4表示效率;下標。m表示電機，ice表示發(fā)動機，二表示車輪，gb表示變速箱。串聯(lián)式混合動力汽車中發(fā)動機的功能是帶動發(fā)電機發(fā)電，電動機將電能轉(zhuǎn)要時由蓄電池為電動機供電。串聯(lián)式混合動力汽車具有以下特點:掌握系統(tǒng)比較簡潔，特別是發(fā)電機運行的掌握只需依據(jù)蓄電池充放電狀態(tài)打算發(fā)電或停頓;:動力傳遞過程中，由于存在能量轉(zhuǎn)換中的損失，降低了能量利用率，其綜合效率低于燃油汽車:1}動電動機必需滿足汽車行駛的需求。因此整個系統(tǒng)的規(guī)模浩大，增加了車輛本錢及機構(gòu)布置難度。并聯(lián)式混合動力汽車2.2,由于發(fā)動機與驅(qū)動提高了能量轉(zhuǎn)化效率。發(fā)動機動力系統(tǒng)主要用于中、高速的行駛工況;而電動/發(fā)電機動力系提高了汽車的加速性能和爬坡性能。并聯(lián)式混合動力汽車具有以下特點:構(gòu)造簡潔，特別是省去了獨立的發(fā)電機，兩套動力裝置可單獨或同時驅(qū)動，輸出總功率,兩套動力裝置可直接驅(qū)動車輪，因此效率提高，能量損失降低;;承受電動/發(fā)電機可以空載發(fā)電，準時補充蓄電池局部電能，延長蓄電池續(xù)行里程。;雙軸聯(lián)合式是指車輛驅(qū)動系中機械動能的聯(lián)合是在齒輪箱中實現(xiàn)的，齒輪箱(減速/變速器)具有兩個或多個輸入軸，僅有一個輸出軸;單個驅(qū)動系聯(lián)合式是指車輛驅(qū)動系中機械動能的驅(qū)動性能，但系統(tǒng)組成比較浩大，掌握簡單?；炻?lián)式混合動力汽車混聯(lián)式混合動力電動汽車綜合了串聯(lián)式和并聯(lián)式的構(gòu)造特點，由發(fā)動機、電動/發(fā)電機統(tǒng)具有串聯(lián)系統(tǒng)和并聯(lián)系統(tǒng)的雙重特性，具有以下兩種布置形式:切換系統(tǒng)切換。如圖2.3,當汽車在城市里行駛時，要求低負載和低排放，可斷開離合器，系統(tǒng)工作在有效工作，于是離合器結(jié)合，變?yōu)椴⒙?lián)系統(tǒng)。Prius混合動力車型簡介豐田的Prius屬于以電機為主的形式。它的混合動力總成包括兩個動力源，發(fā)動機與電和動力掌握總成。豐田Pruis混合動力系統(tǒng)有一個特點，就是承受行星齒輪變速構(gòu)造，變速系統(tǒng)〔圖3.。圖3.1 圖3.2啟動以及中速以下行駛，此時發(fā)動機效率低下，因此Prius的發(fā)動機關(guān)閉，僅由大功率電動機驅(qū)動車輛〔圖3.，箭頭A動力分成兩路，一路驅(qū)動發(fā)電機進展發(fā)電，產(chǎn)生的電力驅(qū)動電動機運轉(zhuǎn)〔圖3.3，箭頭另一路則直接驅(qū)動車輪〔圖3.，箭頭A，系統(tǒng)會自動對兩條路徑的動力進展最正確安排，以到達效率的最大化。圖3.3 圖3.4當要加速時，電池組會加進來為電動機供電，增加電動機輸出功率〔圖3.4〕。圖3.5 圖3.6車輛制動能量轉(zhuǎn)換成了電能〔3.5，D〕。電池組電量保持在一個恒定水〔圖3.6E〕。80現(xiàn)混合動力發(fā)動機總成與傳統(tǒng)發(fā)動機總成的互換