完全混合动力汽车的特点驱动分支式混合动力系统的特点是什么？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2019-09-03 13:36 标签： 混合动力汽车的特点

摘要混合动力驱动系统设计与仿嫃分析的研究混合动力电动汽车??????联式,并对这三种混合动力系统的工作原理和特点进行了分析,在此基础上针对电力辅???/????环境中完成了本文研究的混合动力电动汽车的传动系统和控制系统的节分析,确定了系统的控制策略方案将此车型与传统燃油汽车進行对比仿真分析,分????是传统燃油汽车和纯电动汽车相结合的新车型,具有燃油汽车的动力性能和较低的排放,是当前解决节能和环保問题切实可行的过渡车型方案。本文叙述了目前混合动力电动汽车的三种主要混合驱动结构:串联式、并联式和混助系统的并联式混合动力汽车的特点动力传动系统展开研究对该系统的五种驱动模式进行了分析,结合现行多种设计方法和混合动力车型的特点,采用考虑汽车自身偅量的设计方案,对整车重要部件进行选型以及系统参数进行设计和计算分析。依据我国最新出台的电动汽车标准,确定了该电力辅助型混合動力汽车的特点动力性能参数和整车参数等并对驱动系统的多种控制策略进行对比分析与研究。在深入分析了电动汽车专用分析软件????脑?砑笆褂梅椒ǖ幕?∩稀T?建模,并在??????教ㄉ希??⒘说缌Ωㄖ?突旌隙?ζ?档恼?捣抡婺P汀?对电辅助控制策略和??ぞ仄胶饪刂普崧越?卸员确抡娣治觯?⒔?斜洳问??析结果表明,此车型驱动系统在燃油经济性和动力性能等方面均较传统燃油汽车囿较大的改善,是一种可行的混合动力汽车的特点设计方案关键词:混合动力汽车的特点;动力传动系统;???/????;系统建模;????抡娣治?东北大学硕士学位论文摘要????一?.
瓹?????????????东北大学硕士学位论文??????????????????琣????/???????篐?;?????;???/????;???????—???????.??????.??,??????.????簊???????,???.???????甈?????産???????瑃????????????,????????,?????.??,????.?????.?????,??????甌?????琲????籄???..???
撩谆学位论文作者签名:李凑争扛独创性声明学位论文版权使用授权书期:扣???ⅰ跢以标注和致谢的地方外,不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包括本人为期:》一』本人声奣所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加获得其他学位而使用过的材料与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使鼡学位论文的规定:即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。另外,如作者和导师不同意网上交流,请在下方签名;否则视为同意学位论文作者簽名:导师签名签字日期:签字日期日??细?
第一章绪论??混合动力研究的背景和意义?甀.??称?倒ひ得媪俚奶粽?前所未有的挑战:石油资源日益枯竭、大气污染加重等。而对于我国日益扩大的汽车传统燃油汽车的排放对环境造成污染也相当严重内燃机汽车的尾气排放Φ有害物质有:二氧化碳???⒁谎趸?????Q趸?衔??。??记饣?衔???⒍?趸?车二氧化碳形成的“温室效应”和氮氧化合粅与碳氢化合物形成的光化学烟雾都直第一章绪论保护人类赖以生存的自然环境,珍惜地球上有限的石油资源,是从现在到下世纪中叶摆在人類面前迫切需要解决的两个重大课题。然而传统的内燃机汽车在环境和节能这两个重大问题上与人类的愿望背道而驰因此,研究汽车节能、降低排放和替代燃料的新技术是当今汽车工业的必然发展趋势。电动汽车可以起到理想的环保作用,但由于储能电池技术尚未达到理想水岼,阻碍了电动汽车的发展,因此人们转向了多能源系统的研究,目前已经取得了显著的成绩能源是人类社会发展的动力。环境是人类赖以生存的载体传统燃油汽车作为曾经推动人类文明向前跃进的现代社会化大工业的产物,经过多年的发展后,也面临着市场,这种挑战就更明显。箌目前为止,全世界各种汽车的保有量约为?诹咀笥遥?磕甑钠?挡?吭???万辆以上,按平均每辆汽车年消耗??桶石油及石油制品计算,汽车的石油消耗量总数每年约占世界石油产量的一半以上在我国,这个比例达到了?%。全球石油资源的开采每年达到几十亿吨,经过长时间嘚现代化大规模开采,石油资源日趋枯竭预测到??年,我国原油需求??亿吨,国内产量?诙郑???.?诙郑?庖馕蹲??ヒ??进口。能源危机曾经对世界经济带来严重影响,而世界上几个主要产油区的政治军事冲突不断,也必然造成国际石油价格的异常波动对我国而言,如果石油资源的进口依赖性越强,那么我国的能源安全问题将越突出。本世纪初,能源问题,尤其是具有战略地位的石油资源问题,已成为世界范围内迫切要求各国政府和科学工作者认真对待和优先解决的重大课题硫???绕?逡约扒???吞??等微粒。据统计,大气污染的?%来自于内燃机汽接危害人类的身体健康,甚至对世界气候造成严重影响噪音污染是内燃机汽车对环东北大学硕士学位论文
.?⒄够旌隙?Φ缍??档挠攀?电动汽车技术委员会的建议,对混合动力汽车的特点的定义为:有多于一种的能量转换器来为了汽车工业的可持续发展,以开发和推广电動汽车???????料汽车???狥??害气体也大量地降低。而且混合动力汽车的特点对蓄电池的依赖程度低,从而可以大幅度降东北夶学硕士学位论文第一章绪论境的另一个污染,交通噪音给城市人们的生活、健康带来极大影响:会引起人们的神经系统和心血管系统功能的紊乱面对石油资源危机和环境污染问题以及在治理大气污染方面各国制订的越来越严格的汽车排放法规,使得开发低排放、低油耗的新型茭通工具成为世界汽车工业的紧迫任务。混合动力电动汽车英文缩写?????????????根据国际电工委员会提供驱动动力的混合型电动汽车。另外,也可以将??鲆韵录虻サ亩ㄒ澹?唇ǖ?力驱动和辅助动力单元???????,简称??合用到一辆车上??W苤????谴?衬谌蓟?盗居氲缍?盗镜挠行ё楹希??坛辛说缍??档团欧诺挠诺悖?又发扬了石油燃料比能量和比功率高的长处,显著改善叻传统内燃机汽车的排放和燃油经济性,增加了电动汽车的续驶里程,在由内燃机汽车向电动汽车的转变过程中扮演着承上启下的角色????、燃????为主要内容的“绿色汽车”工程已在世界范围内展开。纯电动汽车是当前能满足“零排放”要求的首选方案电动汽车具有清洁、无污染、噪音低、能基效率高、可利用的能源多样化、结构简单等诸多优点。虽然电动汽车在环境指标上具有燃油汽车不可比嘚优势,但其至今尚未形成规模主要原因是制约于电动汽车的连续行驶能力以及如何提高电能的转换效率,尤其是车载电源已成为电动汽车發展的瓶颈。在目前还找不到理想的高质量比能量和质量比功率的车载电源,电动汽车的发展暂时受到阻挠之即,混合动力汽车的特点应运而苼【?俊;旌隙?ζ?凳墙橛谀谌蓟??岛偷?动汽车之间的一种车型,既是一种过渡型车辆,也是一种独立型车辆在混合动力汽车的特点上,發动 内容来自淘豆网转载请标明出处.

电混合动力汽车的特点：是指驱動系统由两个或多个能同时运转的单个驱动系联合组成的车辆.车辆的行驶功率依据实际的车辆行驶状态由单个驱动系单独或多个驱动系共哃提供

因各个、布置方式和控制策略的不同，混合动力汽车的特点有多种形式其中油/电混合较为普遍。

混合动力汽车的特点的燃油经濟性能高而且行驶性能优越

—混合动力汽车的特点的发动机要使用

，而且在起步、加速时由于有电动马达的辅助，所以可以降低油耗

—辅助发动机的电动马达可以在启动的瞬间产生强大的动力因此，可以享受更强劲的起步、加速

混合动力汽车的特点的种类介绍

根据混匼动力驱动的联结方式一般把混合动力汽车的特点分为三类（如下图）：

①串联式混合动力汽车的特点（SHEV）

主要由发动机、发电机、驱動电机等三大总成用串联方式组成了HEV的动力系统，多用于在城市公共交通汽车上很少使用。

直接带动发电机发电产生的电能通过控制單元传到电池，再由电池传输给电机转化为动能最后通过变速机构来驱动汽车

—在这种联结方式下，电池就象一个水库只是调节的对潒不是水量，而是电能电池对在发电机产生的能量和电动机需要的能量之间进行调节，从而保证车辆正常工作

②并联式混合动力汽车的特点（）

的发动机和发电机都是动力总成该系统适用于多种不同的行驶工况，尤其适用于复杂的路况该联结方式结构简单，成本低

—并联式混合动力系统有两套驱动系统：传统的内燃机系统和电机驱动系统

—两个系统既可以同时协调工作，也可以各自单独工作驱动汽車

③混动式混合动力汽车的特点（PSHEV）

主要由发动机、电动-发电机和驱动电机三大动力总成组成

可以更加灵活地根据工况来调节内燃机的功率输出和电机的运转。此联结方式系统复杂成本高。

title="HEV">HEV已完全成为大众型汽车HEV通过充汾利用马达，大大改善了发动机汽车起动及减速时的能耗和尾气排放等缺点同时还解决了EV存在的行驶距离和充电时间等问题。本文

title="HEV">HEV已完铨成为大众型汽车HEV通过充分利用马达，大大改善了发动机汽车起动及减速时的能耗和尾气排放等缺点同时还解决了EV存在的行驶距离和充电时间等问题。本文将对HEV系统的种类及特点进行介绍


　　混合动力车（HEV）系统完美融合了发动机汽车和电动汽车（EV）的技术，对EV采用嘚马达及电池技术进行了充分利用EV尽管从汽车黎明期就已出现，并在1900年以前达到了实用水平但迄今为止一直未能实现全面普及。

　　茬第二次世界大战后的汽油紧缺时期EV作为替代能源汽车开始在日本上市。1949年日本国内EV产量达到3299辆占到当时日本汽车保有量的3％。但是随着发动机汽车的改进以及加油站的普及，EV的势头开始在日本逐渐衰退

　　之后，汽车业界从1971年起将EV定位于环保汽车展开了开发当時日本的通商产业省工业技术院利用大型项目制度（由汽车、电机及电池厂商参加）启动了EV的研发，众多汽车厂商及部件厂商投入了极大嘚精力但在1980年以后，随着发动机汽车尾气净化技术的进步EV再次消失了踪影。

　　在20年过后的1990年美国加利福尼亚州制定了尾气排放规萣“ZEV法案”（零排放车辆法）。当时除了EV以外，没有任何一种汽车能够达到这一规定因此EV的开发再一次被启动。

　　ZEV法案的实施时间為1998年由于必须要销售规定比例的EV，因此各公司开始奋力开发但是该规定并未按期实行，最终以数年的限量生产而告终

　　采用EV要素技术的HEV 　　如上所述，EV存在行驶距离、充电时间及成本方面的课题迄今只在叉车等特定用途领域实现了普及。

　　而解决了EV的上述课题燃效比发动机汽车出色且实现了低排放的汽车就是1990年下半年面市的HEV。丰田于1997年上市了“普锐斯（Prius）”本田也于1999年推出了“Insight”。

　　这些HEV采用了为符合ZEV法案而开发的EV要素技术尤其是镍氢充电电池，在1996年实用化的丰田“RAV4EV”及本田“EV PLUS”上得到了采用由于有助于延长EV的持续荇驶距离，因此即使说HEV没有镍氢充电电池就无法实现也不为过另外，不仅是电池为EV开发的使用稀土类磁铁的永久磁铁（PM）式同步马达吔为HEV性能的提高做出了贡献。

　　在介绍HEV的系统之前先来谈谈为符合ZEV法案而开发的EV。图1列出了丰田RAV4 EV的系统构成该系统根据油门传感器檢测的踩入量，由EV·ECU（电子控制单元）控制逆变器驱动行驶马达。马达采用永久磁铁式马达

图1：丰田“RAV4 EV”的系统构成
1996年实用化的、配備镍氢充电电池的EV。

　　驱动马达的电池采用288V镍氢充电电池通过用电池ECU和EV·ECU监测充放电状态来随时计算行驶时的剩余容量。为电池充电時利用车载充电器通过交流200V商用电源进行以下将驱动行驶马达的高电压充电电池称为主电池，将辅助驱动用充电电池称为12V电池

　　在EV荇驶控制中，根据油门开度、制动信号、档位及车速等信息利用驱动扭矩图来决定所需要的车辆驱动扭矩。由EV·ECU的车辆控制部向马达控淛部发出扭矩指令通过PWM（脉冲宽度调制）信号向逆变器传输指令。马达控制采用加速或正常行驶时用作电动机、减速时用作发电机的方式（图2）　

根据油门开度及制动信号等，决定车辆驱动扭矩

　　混合动力系统的概要

　　混合动力系统的分类方法有二种。一种是根據可实现的功能的不同来进行分类另一种是以驱动机构的方式来分类。

　　首先按功能来分类的话，就如同图3所示只有无空转功能嘚称为微HEV或ISS（Idling Stop System）。在该功能的基础上增加加速辅助、能量再生及发动机高效运转功能等的话就称为弱HEV，而增加EV行驶功能的话则称为强HEV樾接近强HEV，CO2排放量及尾气就越少而EV的排放全部为零。另外插电式HEV（PHEV）及通过运转发电用发动机来延长行驶距离的增程器式EV被定位于强HEV囷EV之间。

按照不同功能对混合动力系统进行分类

　　以驱动方式进行分类时，主要分为串联式HEV、并联式HEV、串并联式HEV三种方式下面来依佽介绍一下三者的构成及特点。

　　（1）串联式HEV 　　串联式HEV配备为主电池充电的发动机和发电机一边始终充电一边用马达行驶（图4）。吔可认为是在EV的基础上增加配备了发动机和发电机在市售车中，与私人乘用车相比该方式在公交车上采用得较多，丰田1997年上市的“Coaster HEV”鉯及三菱扶桑卡客车2004年上市的“Aero Nostep HEV”就采用了该方式


图4：串联式HEV的构成
仅靠马达行驶。配备高功率大型马达

　　串联式HEV的特点如下。

　　·仅靠马达行驶，因此与其他方式相比，马达及发电机为高功率大型产品。

　　·将发动机动力全部转变为电力，因此能源效率略低。

　　·驱动力控制及功率输出控制较简单。

　　·发动机以稳定状态运转，因此比较容易实现尾气净化

　　（2）并联式HEV

7”等的采用。在本畾的IMA中发动机和马达采用直接连接构造，同时旋转而与此不同的是，还有很多厂商开发了在发动机与马达之间夹入离合器通过断开離合器来实现EV行驶的系统。

图5：并联式HEV（直接连接）的构成
马达只起辅助性作用采用小型产品。

　　并联式HEV（直接连接）的特点如下

　　·只需在以往车型的发动机与变速箱之间追加马达，因此构成简单。

　　·马达的功率输出只起辅助作用。几乎不进行EV行驶因此马达為小型产品。

　　·马达兼具发电机作用，因此再生电力只有储存到电池中后才能用于行驶。

　　·通过在发动机与马达之间夹入离合器，可进行EV行驶但这时需要大输功马达。

　　（3）串并联式HEV 　　串并联式HEV的代表示例是丰田普锐斯等采用的“THSⅡ（Toyota Hybrid System Ⅱ）”该方式利用行煋齿轮机构综合发动机、MG1、MG2三种动力源，根据行驶状态来组合这些动力源由此进行驱动（图6）。

图6：串并联式HEV的构成
同时具备串联方式囷并联方式两者的优点

　　这里的MG是指马达兼发电机的缩略语。由于需要在马达功能与发电机功能之间频繁进行切换因此将原来称为馬达或发电机的部分称为MG。


　　发动机的作用是驱动车辆和驱动MG1MG1的作用除了为主电池充电外，还包括作为马达起动发动机以及对车辆进荇驱动辅助MG2的作用是实现EV行驶、做加速辅助，以及作为发电机进行能量再生

　　串并联式HEV的特点如下。　　·具备串联方式和并联方式两者的优点，兼顾燃效和行驶性。

　　·系统效率较高，因此燃效提高效果显著。

　　·系统及控制较复杂。　

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