混合動力汽車關(guān)鍵技術(shù)f

1、混合動力汽車關(guān)鍵技術(shù)混合動力汽車關(guān)鍵技術(shù)樊杰玉樊杰玉青島理工大學(xué)，青島，中國，266520woxinxinbaobei@.【摘要】迫于環(huán)境污染和石油資源短缺的壓力，致力于可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，混合動力汽車成為21世紀汽車工業(yè)的一大發(fā)展方向。本文闡述混合動力汽車的不同形式和特點以及目前混合動力汽車的發(fā)展現(xiàn)狀，指出發(fā)展混合動力汽車必須解決的關(guān)鍵技術(shù)問題?！娟P(guān)鍵詞】混合動力汽車；發(fā)展現(xiàn)狀；關(guān)鍵技術(shù)KeyTecnologiesofHybridElec

2、tricVehicleFanJieyuQingdaoTechnologicalUniversityQingdao.China.266520woxinxinbaobei@Abstract:UnderthepressureofenvironmentpollutionthescarcityofoilsourcetobededicatedtothestrategyofsustainabledevelopmentHybridElectricVeh

3、icle(HEV)becomesanimptantconsiderationinthetwentyfirstcenturyindertogetsustainabledevelopmentofAutomobileindustry.DifferenttypesofHEVtheiracteristicsareanalyzedinthisarticleaswellasthecurrentsituationofHEVdevelopment.The

4、keytechnologiesofimplementingHEVsarealsopointedout.Keywds：HybridElectricVehicleresearchactualitykeytechnologies0引言引言隨著全球汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展，石油資源供應(yīng)的日趨緊張，世界各國積極尋求代用燃料或者減少燃油的消耗量，大力開發(fā)新型節(jié)能環(huán)保汽車。在太陽能、電能等替代能源真正進入實用階段之前，混合動力汽車因其低油耗、低排放的優(yōu)勢越

5、來越受到人們的關(guān)注?；旌蟿恿ρb置是將傳統(tǒng)發(fā)動機盡量做小一點讓一部分動力由電池電動機系統(tǒng)來承擔既發(fā)揮了發(fā)動機持續(xù)工作時間長、動力性好的優(yōu)點又可以發(fā)揮電動機無污染、低噪聲的優(yōu)點?；旌蟿恿ζ囀遣捎脗鹘y(tǒng)的內(nèi)燃機和電動機作為動力源通過混合使用人力和電力兩套裝置開動汽車達到節(jié)省燃料和降低排放污染的目的實用的內(nèi)燃機既有柴油機又有汽油機但是共同的特點是排量小、質(zhì)量輕、速度快、排放好。電動系統(tǒng)中包括高效強化的電動機、發(fā)電機和蓄電池。混合動力汽車按照能量

6、的合成主要分為串聯(lián)式和并聯(lián)式兩種?；旌蟿恿ζ嚺c純電動汽車相比降低了對電池能量密度和容量的要求減輕了電池部分的質(zhì)量有利于提高汽車的質(zhì)量利用系數(shù)動力性、續(xù)駛里程以及乘員的舒適性都得到了保證無需增加充電設(shè)施易于推廣應(yīng)用。與傳統(tǒng)的汽車相比原動機經(jīng)常處于最佳工況降低了排放能量自動回收提高了能量利用率采用純電動行駛模式可以在特定的區(qū)域?qū)崿F(xiàn)零排放?；旌蟿恿ζ嚦l(fā)動機、電動機、蓄電池等各種單元基礎(chǔ)外重要的技術(shù)是各系統(tǒng)的電子控制技術(shù)和整車的動力系統(tǒng)優(yōu)

7、化匹配好的系統(tǒng)能達到節(jié)省燃料50%、排放下降80%、制動能量回收達到30%。“十一五”期間重點研究開發(fā)和掌握混合動力汽車、燃料電池汽車、純電動汽車、代用燃料汽車整車和零部件的關(guān)鍵技術(shù)建立整車評價平臺推動標準體系的建設(shè)促進節(jié)能環(huán)保機車的產(chǎn)業(yè)化。國際上對哪種技術(shù)才是汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向存在很多爭議。就目前現(xiàn)狀來看混合動力汽車憑借其較為成熟的技術(shù)結(jié)合我國汽車工業(yè)的技術(shù)狀況發(fā)展混合動力汽車較為適宜。力矩通過動力復(fù)臺裝置傳送給驅(qū)動橋?；炻?lián)式驅(qū)動系統(tǒng)

8、的控制策略是：在汽車低速行駛時，驅(qū)動系統(tǒng)主要以串聯(lián)方式工作；當汽車高速穩(wěn)定行駛時，則以并聯(lián)工作方式為主?；炻?lián)式驅(qū)動系統(tǒng)充分發(fā)揮了串聯(lián)式和并聯(lián)式的優(yōu)點，能夠使發(fā)動機、發(fā)電機、電動機等部件進行更多的優(yōu)化匹配，從而在結(jié)構(gòu)上保證了在更復(fù)雜的工況下使系統(tǒng)在最優(yōu)狀態(tài)工作，所以更容易實現(xiàn)排放和油耗的控制目標，因此是最具影響力的HEV。3混合動力汽車需要解決的問題和關(guān)鍵技術(shù)混合動力汽車需要解決的問題和關(guān)鍵技術(shù)目前，混合動力汽車所需要解決的問題包括以下幾

9、個方面：其一，進行動力分配裝置和能量管理系統(tǒng)的研究。其二，開發(fā)具備高比能量和高比功率經(jīng)濟實用的電池。其三，混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高，維修比較困難，售價相對較高。其四，建立更先進的驅(qū)動系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型(包括靜態(tài)和動態(tài)的)，進行計算機仿真分析。具體來講要進行下面幾項關(guān)鍵技術(shù)的研究：3.1混合動力單元技術(shù)混合動力單元技術(shù)在混合動力汽車上，熱力發(fā)動機又被稱為混合動力單元。為提高燃料經(jīng)濟性，對混合動力單元必然提出更多的要求，例如要求混合動力單

10、元能夠快速起動和關(guān)閉等。目前對混合動力單元的研究主要集中于：一是燃燒系統(tǒng)的優(yōu)化；二是尾氣處理技術(shù)，主要研究高效的尾氣催化系統(tǒng)：三是代用燃料的研究。3.2控制策略技術(shù)控制策略技術(shù)HEV產(chǎn)品開發(fā)中最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)是根據(jù)不同的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)制定和優(yōu)化其控制策略，國外通過系統(tǒng)建模仿真對此進行了大量的匹配理論研究?？刂葡到y(tǒng)的開發(fā)首先是根據(jù)采集到的速度和負荷等數(shù)據(jù)，計算出對應(yīng)的要求輸出功率：計算出以最高效率為基點的分配到內(nèi)燃機與電動機上的功率值，即實

11、現(xiàn)內(nèi)燃機與電動機的最優(yōu)功率分配比：然后，根據(jù)功率分配比，求出驅(qū)動電動機的功率值和其它有關(guān)數(shù)據(jù)，給出內(nèi)燃機的控制參數(shù)和電動機的控制參數(shù)。同時，驅(qū)動執(zhí)行器完成這兩個層次的工作控制。在執(zhí)行器設(shè)計中，功率分配裝置的設(shè)計及其與變速器的一體化設(shè)計是關(guān)鍵的部件設(shè)計工作。因為它要根據(jù)控制器的指令，正確地進行內(nèi)燃機功率向驅(qū)動車輛功率和驅(qū)動發(fā)電機功率的分解。3.3能量存儲技術(shù)能量存儲技術(shù)在電動汽車上，蓄電池的開發(fā)和充放電特性的研究是關(guān)鍵?，F(xiàn)在，鎳氫電池和鋰

12、離子電池己可達到混合動力汽車的使用要求，但仍有價格高或壽命不長等缺陷。從發(fā)展看，能量儲存裝置的研究應(yīng)該包括以下幾個方面：一是研究電池內(nèi)部的連接、檢測、監(jiān)控。二是電池設(shè)計和制造方面的改進，降低制造成本，改善電池的性能和提高壽命。適用于混合動力汽車的電池需要有較高的比功率，要達到的目標是，功率與能量比值大干20Wwh；使用壽命達到10年；至少循環(huán)使用12萬次。三是電池的熱能管理及剩余電量管理。此外，電池的剩余電量直接影響混合動力汽車的經(jīng)濟性

13、和排放，因此需要有效的測試方法和控制裝置。4發(fā)展前景展望發(fā)展前景展望混合動力汽車在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上達到了提高燃料經(jīng)濟性和減少排放的目的因而極具發(fā)展前景。從目前的發(fā)展來看汽車的排放法規(guī)日趨嚴格化同時電子技術(shù)的迅猛發(fā)展都會進一步促進混合動力汽車的發(fā)展?；旌蟿恿ζ嚦浞治×穗娏崃ο到y(tǒng)中最大的優(yōu)勢:在遠途時使用熱力發(fā)動機在城市和過渡階段時使用電動機。如果調(diào)配合理的話電力和熱力的配合使用將很大程度地降低汽車的耗油量和污染物的排放并同時提高駕駛

14、樂趣改善車輛行為。與傳統(tǒng)型汽車相比HEV可以確保具有同等的性能和優(yōu)勢而在節(jié)能和排放上勝出一籌。HEV的電壓和功率等級與電動車類似但蓄電池容量大大減小因而其造價成本低于電動汽車。就目前來說HEV的價格比傳統(tǒng)汽車高出20%左右。降低成本是提高混合動力系統(tǒng)競爭能力的努力方向。相信隨著HEV的推廣和普及生產(chǎn)批量上去后其價格將逐步接近傳統(tǒng)汽車。當前HEV所面臨的主要技術(shù)問題還很多隨著各大汽車公司和研究機構(gòu)的努力這些問題會很快得到解決。盡管從長遠來