混合動(dòng)力汽車技術(shù)分析及前景論文

　　摘要:混合動(dòng)力汽車，指一輛車的驅(qū)動(dòng)系由多個(gè)可以同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的單個(gè)驅(qū)動(dòng)系聯(lián)合組成。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)能夠保障車輛的行駛狀態(tài)，同時(shí)可以決定車輛的行駛功率。目前較為時(shí)興的是混合動(dòng)力電動(dòng)汽車。由于能源危機(jī)和環(huán)保的雙重壓力，混合動(dòng)力電動(dòng)汽車應(yīng)運(yùn)而生，而且具有廣闊的發(fā)展前景。

　　關(guān)鍵詞:混合動(dòng)力;汽車技術(shù)分析;發(fā)展前景

　　在汽車工業(yè)實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展的今天，汽車尾氣排放對(duì)環(huán)境的污染日益受到重視，原有的以汽、柴油為燃料的汽車的污染性逐漸被人們所認(rèn)識(shí)，于是，人們開(kāi)始研發(fā)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車，并且取得了積極的成果。有著較好燃油經(jīng)濟(jì)及排放性能的混合動(dòng)力汽車，擔(dān)當(dāng)了調(diào)節(jié)交通和環(huán)境以及石油短缺的主要角色，也被認(rèn)為是當(dāng)下汽車工業(yè)的一個(gè)主要發(fā)展方向。

　　1新能源和混合動(dòng)力電動(dòng)汽車發(fā)展的社會(huì)基礎(chǔ)

　　石油的開(kāi)采和運(yùn)用，是人類繼蒸汽機(jī)之后的一大飛躍。石油一度被稱為工業(yè)的血液。隨著工業(yè)的迅猛發(fā)展，石油需求量急增，而石油作為一種不能再生的資源，與煤炭一樣，只會(huì)越采越少，固而出現(xiàn)了油荒。人們已經(jīng)把手伸向了海洋，然而海上采油，既有較高的技術(shù)要求，也會(huì)帶來(lái)海洋污染，而開(kāi)采的成本高昂。于是人們把目光轉(zhuǎn)向新能源的開(kāi)發(fā)和混合動(dòng)力汽車的研發(fā)。于是，隨著蓄電池技術(shù)進(jìn)步，出現(xiàn)了純電動(dòng)汽車(EV)，而且能連續(xù)運(yùn)行500km以上。當(dāng)然，電能耗光后，充電將費(fèi)時(shí)費(fèi)神，如何解決蓄電池的容量和快速充電問(wèn)題，將是電動(dòng)汽車面臨的“瓶頸”問(wèn)題求解。混合動(dòng)力汽車(PHEV)則顯示了顯著的優(yōu)越性。此外，燃料電池汽車(PCV)也顯示了其優(yōu)越性。中國(guó)作為世界上最大的汽車大國(guó)，每年以千萬(wàn)輛速度增長(zhǎng)。而石油大部分依賴進(jìn)口。因此，發(fā)展混合動(dòng)力汽車勢(shì)在必行。混合動(dòng)力汽車在中國(guó)運(yùn)用的歷史已超過(guò)10年，其發(fā)展速度一直不盡人意，只是在電動(dòng)摩托車方面發(fā)展迅猛，成了當(dāng)之無(wú)愧的電動(dòng)車王國(guó)。加大混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的研發(fā)，在中國(guó)有著極其廣闊的發(fā)展前景。因?yàn)橹袊?guó)有著數(shù)以億計(jì)的汽車消費(fèi)人群，這是混合動(dòng)力電動(dòng)汽車發(fā)展的社會(huì)基礎(chǔ)。目前，中國(guó)在一線城市加大了對(duì)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的扶持力度。隨著人們對(duì)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車優(yōu)越性的認(rèn)識(shí)和扶持力度的加大，混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的發(fā)展前景十分廣闊。

　　2混合動(dòng)力汽車結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析

　　混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)能源是兩種或多種儲(chǔ)能器以及能源或者轉(zhuǎn)換器，同時(shí)其中一種能夠提供電源。即將傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)及純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式結(jié)合，將電力驅(qū)動(dòng)和輔助動(dòng)力組合到同一輛車上。輔助動(dòng)力單元一般會(huì)使用發(fā)動(dòng)機(jī)或動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)。因此，發(fā)動(dòng)機(jī)一直處于最佳工作點(diǎn)，從而使汽車減少排放并提高能源效率。同時(shí)，蓄電池可以得到發(fā)電機(jī)的持續(xù)充電，進(jìn)一步減小了蓄電池的容量，提高了車速，加大續(xù)駛里程，延長(zhǎng)蓄電池的使用壽命。混合動(dòng)力系統(tǒng)根據(jù)動(dòng)力源配置與組合方式不同，可以分為串聯(lián)式、并聯(lián)式和混聯(lián)式。串聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)有利于節(jié)能，并聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)具有加速優(yōu)勢(shì)，而混聯(lián)式則集中了串聯(lián)式和并聯(lián)式的優(yōu)點(diǎn)，顯示了極大的優(yōu)越性。在汽車啟動(dòng)時(shí)，它的驅(qū)動(dòng)依靠于蓄電池供電的電動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)并不參與驅(qū)動(dòng)。在低速行駛時(shí)由蓄電池驅(qū)動(dòng);在中速行駛過(guò)程中，使用發(fā)動(dòng)機(jī)作為主動(dòng)力源，一部分動(dòng)力作用于車輪，還有一部分動(dòng)力分配給發(fā)電機(jī)，由發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)換為電能驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。油電混合的雙動(dòng)力系統(tǒng)，可以使發(fā)動(dòng)機(jī)以最小的耗損驅(qū)動(dòng)汽車行駛。全速行駛時(shí)刻則由蓄電池將電力供給到電動(dòng)機(jī)來(lái)進(jìn)行輔助動(dòng)力的提供，從而提高了車輛的動(dòng)力性能。豐田汽車是混合動(dòng)力汽車的典范，它合理利用動(dòng)力分配裝置和能源管理技術(shù)，兼顧串聯(lián)式和并聯(lián)式的長(zhǎng)處，顯示了極大的優(yōu)越性�；旌蟿�(dòng)力汽車技術(shù)隨著科技工藝的進(jìn)步不斷發(fā)展完善，卻仍有一些迫切需要解決的問(wèn)題。而這些問(wèn)題的解決，將為混合動(dòng)力汽車的發(fā)展插上騰飛的翅膀�；旌蟿�(dòng)力汽車動(dòng)力分配裝置以及能量管理系統(tǒng)需進(jìn)一步完善。電池的高比能量及功率的改進(jìn)�；旌蟿�(dòng)力系統(tǒng)的簡(jiǎn)單和優(yōu)化。汽車制造成本的降低。車輛的維修使用的工藝改進(jìn)等。有專家期待，混合動(dòng)力汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)數(shù)字模型的建立和改進(jìn)等問(wèn)題，都是困擾混合動(dòng)力汽車發(fā)展的“瓶頸”，需要加大研發(fā)力度，予以突破�；旌蟿�(dòng)力汽車關(guān)鍵技術(shù)是一個(gè)系統(tǒng)工程，它是汽車、電力拖動(dòng)以及自動(dòng)控制與化學(xué)電源的集合。其關(guān)鍵技術(shù)包括電池管理、電動(dòng)機(jī)以及電機(jī)控制系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制、動(dòng)力總成關(guān)鍵零部件技術(shù)、測(cè)試和優(yōu)化等子系統(tǒng)。混合動(dòng)力汽車的電池在汽車工作時(shí)一直處于非周期性充放電的循環(huán)中，技術(shù)要求較高。一般要求電池具有較高的能量密度和較高的工業(yè)密度，從而使其滿足加速時(shí)所需的較大的峰值功率。研發(fā)高性能、低成本、長(zhǎng)壽命的電池是當(dāng)務(wù)之急。

　　2.1電動(dòng)機(jī)以及電機(jī)控制系統(tǒng)

　　電機(jī)是混合動(dòng)力汽車的最重要的組成部分之一，性能質(zhì)量、尺寸效率都是影響其使用效果的主要因素。目前混合動(dòng)力汽車上使用的多為直流永磁型、開(kāi)關(guān)磁阻以及交流異步和永磁無(wú)刷同步的電機(jī)。當(dāng)車輛下坡行駛或者減速時(shí)，電機(jī)能夠工作并將制動(dòng)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能，而后儲(chǔ)存在蓄電池里，以滿足汽車工作的動(dòng)力需求。

　　2.2驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制技術(shù)

　　串聯(lián)混合動(dòng)力汽車的電力驅(qū)動(dòng)為唯一驅(qū)動(dòng)，發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行控制比較簡(jiǎn)單，只需要根據(jù)蓄電池的充電放電情況進(jìn)行發(fā)電或停止的控制。并聯(lián)混合動(dòng)力汽車的驅(qū)動(dòng)則需要各個(gè)部分的配合，同時(shí)需要具體情況具體分析，根據(jù)需要進(jìn)行動(dòng)力系統(tǒng)的模式轉(zhuǎn)換。要維持動(dòng)力系統(tǒng)總的動(dòng)力輸出，實(shí)現(xiàn)力的平穩(wěn)和連續(xù)就需要對(duì)動(dòng)力源和動(dòng)力輸出進(jìn)行協(xié)調(diào)控制。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制策略要求具體分析車輛的行駛情況、發(fā)動(dòng)機(jī)及電機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性和電池情況，從而決定其工作模式，確定發(fā)動(dòng)機(jī)與電動(dòng)機(jī)的合理工況點(diǎn)。此項(xiàng)技術(shù)尚需研究完善。

　　2.3動(dòng)力總成關(guān)鍵零部件技術(shù)

　　發(fā)動(dòng)機(jī)、離合器、變速器以及動(dòng)力耦合裝置都屬于混合動(dòng)力汽車的動(dòng)力總成。它們各自的性能以及配合程度對(duì)汽車的使用具有相當(dāng)?shù)挠绊憽Ｄ壳吧鲜隽悴考�雖然較為成熟，仍需研究改進(jìn)。

　　2.4測(cè)試和優(yōu)化系統(tǒng)

　　測(cè)試能保證汽車安全性，要求全面細(xì)致。對(duì)混合動(dòng)力汽車整車系統(tǒng)設(shè)計(jì)的科學(xué)技術(shù)需要合理優(yōu)化。以期在動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性諸方面最優(yōu)組合。就總體而言，混合動(dòng)力汽車的關(guān)鍵技術(shù)已經(jīng)較為成熟，但仍有很大改進(jìn)空間。隨著設(shè)計(jì)和材料及工藝的進(jìn)步，混合動(dòng)力汽車的關(guān)鍵技術(shù)有望取得新的突破，為混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的發(fā)展插上騰飛的翅膀。

　　3發(fā)展前景展望

　　混合動(dòng)力汽車在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，無(wú)論燃料的經(jīng)濟(jì)性，還是排放量的科學(xué)性都有了長(zhǎng)足的進(jìn)步。隨著科技的進(jìn)步、人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)、自然資源的匱乏以及電子技術(shù)、制造工藝的進(jìn)步，混合動(dòng)力汽車將有很廣闊的發(fā)展前景。汽車電力型是發(fā)展新方向，混合動(dòng)力型是一項(xiàng)不可忽視的過(guò)渡技術(shù)。燃料電池與內(nèi)燃機(jī)的相互轉(zhuǎn)換，將為后汽車工業(yè)注入新的活力。而相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步，需要集中一定的物力、財(cái)力和人力。就發(fā)展規(guī)模來(lái)說(shuō)，目前全球已超過(guò)百萬(wàn)輛且發(fā)展迅猛，就國(guó)內(nèi)市場(chǎng)而言前景十分廣闊。我國(guó)“863”計(jì)劃確定了“三縱三橫”發(fā)展戰(zhàn)略�！叭�縱”是指混合動(dòng)力汽車、純電動(dòng)汽車、燃料電池汽車;“三橫”是指多能源動(dòng)力總成控制系統(tǒng)、電機(jī)及其控制系統(tǒng)和電池及其管理系統(tǒng)。從而大大推進(jìn)了我國(guó)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的發(fā)展。目前，在面對(duì)可持續(xù)發(fā)展的要求時(shí)，純電動(dòng)汽車和燃料電池汽車技術(shù)尚不夠成熟，同時(shí)難以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)和使用。因此混合動(dòng)力汽車的發(fā)展備受關(guān)注。將來(lái)，隨著機(jī)電技術(shù)以及相關(guān)控制技術(shù)和電化學(xué)應(yīng)用的迅速發(fā)展，混合動(dòng)力電動(dòng)汽車將成為主流車型，進(jìn)入大眾生活，馳聘世界大地。

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