混合动力电动汽车研究论文

随着石油供应的日益短缺和环境污染，以电能为动力的电动汽车凭借其节能环保的优势成为业界关注的焦点[1]。自20世纪80年代以来，许多发达国家都投入巨资进行电动汽车的研发，我国的“863计划”也明确将电动汽车作为重点研究项目。目前，我国电动汽车的R&D水平与发达国家基本处于同一起跑线，在某些方面甚至超过了国外[2]。2005年，我国第一代混合动力电动商用车通过论证验收[3]。法国、日本、美国、德国等。都通过实验和示范运营开发出了具有商用水平的纯电动汽车，如法国PSA公司的电动汽车P106和雪铁龙AX，日本丰田汽车公司的RAV-4EV，美国通用汽车公司的EV1等。我国还将电动汽车的研发列入“八五”和“九五”国家科技攻关项目，并于6月在广东建成汕头国家电动汽车试验示范基地1996。“十五”期间，科技部将电动汽车项目列为国家“863”重大项目。北京市(由北京理工大学牵头)除了对电池、电机及其控制系统、整车控制系统进行补贴外，还主要资助开展纯电动公交车的研发和示范运营。2005年6月21日，经国家发改委正式批准，14辆铅酸蓄电池纯电动公交车在北京公交线路121投入商业运营。另一个项目资助天津清远动力公司(中国汽车技术研究中心)开展纯电动汽车的研发和示范运营。其中5辆纯电动汽车于2005年初首次出口美国[4]。虽然电动汽车有很多优点，但它无法取代传统的气体动力模式，而混合动力汽车是目前新型清洁动力汽车中最有希望产业化和市场化的车型，其发展方向是真正零排放、无污染、无油耗的燃料电池汽车。现在混合动力汽车在欧美和日本已经产业化[3]，而在中国还处于起步阶段，还没有产业化。2.混合动力汽车(HEV)的分类及原理混合动力汽车(HEV)是将电力驱动和辅助动力(APU)相结合，发挥各自优势，并结合起来产生优势的汽车。辅助动力可以是燃烧某种燃料的原动机，如内燃机、燃气轮机或其他发电机组。根据混合动力系统连接方式的不同，混合动力汽车可分为串联、并联和混联三种结构形式，各有优势。2.1串联混合动力系统如图1所示。串联结构的特点是以电的形式复合。发动机直接驱动发电机给储能装置和牵引电机供电，电机用来驱动车轮。能量存储装置在发动机输出和马达需求之间起到调节作用。它的优点是发动机的运行不受车速和路况的影响，适合车辆频繁启动、加速和低速运行。发动机在最佳工作点附近运行，避免怠速和低速工况，从而提高效率和排放性能。但在机械能和电能转换的过程中，存在效率损失，难以达到明显降低油耗的目的。目前主要应用在城市公交车上，在轿车上很少见。2.2并联-并联混合动力系统示意图如图2所示。平行结构的特点是机械复合。发动机通过变速并联混合动力系统的原理图装置与驱动桥直接连接。电机可以同时作为电动机或发电机使用，以平衡发动机上的负载，使其工作在高效区。但由于发动机与驱动桥之间的机械连接，使得发动机在城市工况下无法运行在最佳工作点，车辆的燃油经济性比串联的差。其中，速度复合装置类似于差速器，由于要求发动机和电机的输出扭矩始终相等，在实际中很难被采用；单轴扭矩复合式车辆驱动系统中机械动力的组合是在发动机曲轴的输出端实现的，传动是单轴输入，属于本田Insight。两轴扭矩复合机械动力的组合在变速器的输出轴上实现。发动机和电机采用不同的传动系统，传动为双端输入。华沙理工大学设计的混合动力系统就属于这种形状，这种结构也能实现无级变速，但不能实现发动机输出扭矩和电机输出扭矩的直接叠加。在牵引复合系统中，机械动力的结合是通过路面在驱动轮上实现的。拥有两套独立驱动系统，可以实现全轮驱动，主要适用于SUV。丰田的THS-C系统就属于这种形式。