毕业设计（论文）开题报告 电气与自动化工程学院港口机械与自动控制专业 2016 级161301 班 课题名称浅谈混合动力汽车发展的优势 学生姓名 指导教师王瑜职称实验师 毕业设计（论文）起止时间： 2018年10月28日至2019 年5月31 日（共27 周）报告时间2018 年10 月28 日
1、本课题所涉及的问题在国内外的研究现状 汽车在给人类带来无数便利的同时，也伴随带来了众多不利影响。目前世界汽车保有量约8亿辆，预计到2010年全球汽车保有量将达到10亿辆。2003全球57％的石油消费在交通领域，预计到2020年交通用油占全球石油总消耗的62％以上。在汽车保有量高和使用集中的大城市，汽车噪声和尾气排放对城市环境己造成严重污染，对生态环境构成严重威胁。 因此，许多国家政府和大型汽车公司加大了混合动力电动汽车的研究开发工作，并取得了卓有成效的成果。可以相信，在蓄电池技术没有根本性突破之前，使用混合动力电动汽车是解决能源与排放问题的最具有现实意义的途径之一。我国也非常重视混合动力电动汽车的研究与开发，国家发展改革委员会发布的《汽车产业发展政策》明确提出：“国家引导和鼓励发展节能环保型小排量汽车。由于纯电动车和氢燃料电池由于其技术仍难取得革命性突破，难以成为汽车行业的近期发展目标。且当今社会形势，混合动力可以比较好的解决燃油消耗问题和污染问题，所以会主要介绍混合动力的优势性和可行性。 本人对课题任务书提出的任务要求及实现预期目标的可行性分析 本课题主要是论述混合动力汽车在日常的使用中，应如何进行保养与维护，同时对混合动力汽车有一个全面的了解去阐述，在混合动力汽车与产同动力汽车的比较上，突出混合动力汽车的技术特点，从而可以顺成的引申出两者在维护保养上的区别和注意事项。混合动力汽车是现代汽车工业在能源紧缺的全球环境下的一种必然发展趋势，有分析指出，在未来10到50年内，混合动力汽车随着石油产品的消耗殆尽和全球变暖等气候问题的，将逐渐取代传统燃料汽车，随着燃料电池技术的成熟与突破，这种混合动力的形式，将成为传统燃料汽车与纯电动动力汽车的一个长期过度。 本课题需要重点研究的、关键的问题 根据混合动力汽车的车型，解决主要技术，并对这些技术有那些优缺点进行一个阐述，提出我在对混合动力汽车维护与保养方面的一些见解以及设想。之后对传统石油燃料汽车的维护与保养与混合动力汽车的维护与保养进行一个全面的对比，找出相同点和不同点，分析与这些相对应的理论与技术。 2.完成本课题所必须的工作任务（如工具书、实验设备、实验条件、某类调研、计算机辅助设计条件等等）及解决的方法 通过查找相关文献和书籍，全面、系统的了解掌握研究问题的理论基础，研究进展和发展现状。并结合国内外相关文献，分析实际案例，多角度、宽领域、系统性的透视分析具体问题。以混合动力汽车的发展史入手，阐述从汽车工业开始，混合动力及电动汽车的由来，随着人类科技的发展与对环境保护，经济发展的要求，混合动力汽车是一个必然趋势。 完成本课题的工作方案及进度计划 2018.10.1至2018.10.30 文献资料收集分析，完成开题报告； 2018.11.1 至2019.1.5 对研究对象和论述的内容进行统计计算，主要针对混合动力汽车混 动系统进行研究，写入论文，用数据来使论点鲜明； 2019.1.5至2019.2.5 对混合动力汽车的传动电气系统进行研究，将系统结构与计算，结 果作为论据阐明论点，说明如何对混合动气汽车进行保养与维护； 2019.2.7 至2019.4.10 进行中期答辩，根据导师要求修改论文中存在的错误与不足，完 善文中内容； 2019.4.15至2019.5.10 论文修改定稿，参加答辩。
并联式式混合动力汽车的全速控制策略 摘要：并联式混合动力汽车综合了传统汽车和电动汽车的优点，不仅具有低油耗、低排放等优点，而且续驶里程不受限制，是目前最有希望替代传统汽车的方案。因此，对混合动力汽车关键技术的研究具有非常重要的应用价值。利用瞬态优化控制策略，通过对发动机、电动机、电动机在不同功率进行分配组合，来确定混合动力系统最佳工作模式和工作点切换。本文利用混合动力汽车的数学模型，在MATLAB/Simulink环境中建立了前向仿真模型，进行整车控制策略的研究，并对全速范围的运行控制策略进行了验证。 关键词：并联式混合动力汽车 MATLAB/Simulink 全速范围1 引言 并联式混合动力电动汽车主要由发动机、电动/发电机、电池组、能量管理系统等部件组成，与串联式混合动力电动汽车不同的是，发动机和电动/发电机以机械能叠加的方式来驱动汽车，可以组合成不同的功率输出模式。发动机功率和电动/发电机功率约为电动汽车所需最大驱动功率的50%～100%，其能量利用率高。因此，可以采用小功率的发动机与电动/发电机，使得整个动力系统的装配尺寸、质量都较小，造价也更低，行程也可以比串联式混合动力电动汽车的长些，但布置结构相对复杂，实现形式也多样化，其特
点更加接近内燃机汽车。并联式式混合动力驱动系统通常应用在小型混合动力电动汽车上。 因此，并联式驱动系统最适合在城市间道路和高速公路上行驶，工况稳定，发动机经济性和排放性都会有所改善，和混联式混合动力电动汽车相比较而言结构简单，价格也容易被广大消费者接受，因此，在电池技术问题没有得到很好的解决的情况下，它有望在不久的将来成为汽车商业的主流产品。 2 并联式式混合动力汽车的关键技术 混合动力汽车兼具传统燃油汽车和纯电动汽车的优点，是二者的完美结合，这个结合的纽带就是混合动力汽车的整车控制系统，整车控制系统的主要功能是进行整车能量管理和混合动力系统的控制。整车控制系统如同混合动力汽车的大脑，指挥各个系统的协调工作，以达到效率、排放和动力性的最优，同时兼顾行驶的平稳性。整车控制系统根据驾驶员的操作，如加速踏板、制动踏板、变速杆的操作等，判断驾驶员的意图，在满足驾驶需求的前提下，最优的分配电机、发动机、电池等动力部件的功率输出，实现能量的最优管理，使有限的燃油发挥最大的功效。 目前的混合动力汽车都不需要外部充电，因此，与传统汽车一样，混合动力汽车的能量全部来自于发动机的燃料燃烧所释放的热能，电机驱动所需的电能是燃料的热能在车
浅谈混合动力汽车工作模式和控制策略 王志杰 （福建信息职业技术学院福州，350003） 摘要：依据混合动力电动汽车发展现状,介绍串联式、并联式和混联式的混合动力电动汽车的概况,探讨三种结构方式下的工作模式及其能量流动和几种典型控制策略。 关键词:混合动力汽车；HEV；控制策略； 0 前言 近几十年来,世界各国汽车工业都一直面对能源安全与环境保护两大挑战,为此,各国政府纷纷制定相应的对策,力图开发新一代的清洁节能型汽车。从上世纪90年代开始,全球各大汽公司首先把目光投放到电动汽车研究上,但由于车用蓄电池的能量密度低、质量较大,使得纯电动汽车的续驶里程短且成本较高,很难实现市场化，而混合动力汽车的出现正好解决了这一难题。 混合动力汽车（Hybrid-Electric Vehicel,缩写HEV）是将电动机与辅助动力单元组合在一辆汽车上做驱动力，辅助动力单元实际上是一台小型燃料发动机或动力发电机组。混合动力汽车结合了传统和电动驱动系统的特点，即明显减少汽车排放和降低油耗，又有大的行程。 控制策略是混合动力汽车的核心,它根据驾驶员意图和行驶工况,协调各部件间的能量流动合理进行动力分配,优化车载能源,提高整车经济性,适当降低排放,并在不牺牲整车性能的况下,实现两者之间的折中优化。 本文就混合动力汽车工作模式、能量流动和控制策略作了初步的论述，使人们对混合动力汽车技术有一定了解。 1 混合动力汽车技术 1.1串联式混合动力汽车 串联式混合动力电动汽车由发动机、发电机和电动机三大主要部件总成组成。发动机仅仅用于发电，发电机所发出的电能供给电动机，电动机驱动汽车行驶。发电机发出的部分电能向电池充电，来延长混合动力电动汽车的行驶里程。另外电池还可以单独向电动机提供电能驱动电动汽车，使混合动力电动汽车在零污染状态下行驶。1.1.1工作模式及其能量流动 1.1.1.1纯蓄电池模式 当混合动力汽车负荷小(空载)时，由电池驱动电动机带动车轮转动，此时的能量流 动如图1所示。 1.1.1.2纯发动机模式 载荷比较大时，则由发动机带动发电机发电驱动电动机带动车轮转动。此时的能量流动如图2所示。 1.1.1.3混合驱动模式 当车处于启动、加速、爬坡的工况时，发动机-发电机和蓄电池共同向电动机提供电能。能量流动图如图3所示。 1.1.1.4发动机—蓄电池模式 当车处低速、滑行、减速的工况时，则
典型混合动力电动汽车构造 一、串联式混合动力系统 1、基本结构 串联式混合动力系统利用发动机动力发电，从而带动电动机驱动车轮。其基本结构是由电动机、发动机、发电机、动力蓄电池、变压器等组成。由发动机进行准稳恒性运转来带动发电机，直接向电动机供应电力，或一边给动力蓄电池充电一边行驶。由于发动机的动力是以串联的方式供应到电动机，所以称为“串联式混合动力系统” 发动机和发电机构成辅助动力单元，发动机输出的驱动力（能）首先通过发电机转化为电能，转化后的电能一部分用来给动力蓄电池充电，另一部分经由电动机和传动装置驱动车轮。在这种结构形式中，发动机的唯一功能就是用来发电，而驱动车轮的转矩全部来自电动机。动力蓄电池实际上起平衡发电机输出功率和电动机输入功率的作用。当发电机的发电功率大于电动机所需的功率时（例如汽车减速滑行、低速行驶或短时停车等工况），控制器控制发
电机向动力蓄电池充电；当发电机发出的功率低于电动机所需的功率时（例如汽车起步、加速、高速行驶、爬坡等工况），动力蓄电池则向电动机提供额外的电能。串联式结构可使发动机不受汽车行驶工况的影响，始终在其最佳的工作区稳定运行，因此可降低汽车的油耗和排放。串联式混合动力系统的结构简单，控制容易，但是由于发动机的输出需全部转化为电能再变为驱动汽车的机械能，而机电能量转换和蓄电池的充放电的效率较低，因比使得串联式结构的能量利用效率较低。 2、串联式混合动力控制模式 （1）当车辆处于启动、加速、爬坡工况时，发动机、发电机组和电池组共同向电动机提供电能。 启动、加速、爬坡工况
（2）当车辆处于低速、滑行、怠速的工况时，则由电池组驱动电动机。 低速、滑行、怠速工况 （3）当电池组缺电时则由发动机、发电机组向电池组充电。 电池组缺电工况 3、串联式混合动力驱动系统的特点 （1）串联式混合动力驱动系统的优点 ①由于发动机与驱动轮没有直接机械连接，因此发动机工作状态不受车辆行驶工况的影响，能运行在其转矩一转速特性图上的任何工作点，而且能始终在最佳的工作区域内稳定运行，因此，发动机具
三、混合动力车的混合度优化设计： 混合动力汽车的主要技术优势之一，就是从根本上解决了传统汽车由于“大马拉小车”而导致的油耗居高不下的问题，而这种技术优势能否得以充分发挥的关键是通过科学合理的选择混合度，实现真正意义上的“车马匹配”。混合度是混合动力汽车的重要设计参数及混合动力汽车特性参数设计的核心内容，其主要任务是合理确定各动力总成如发动机、电动机、电池的功率和容量等特性参数，而所有这些参数设计中，最为重要的是发动机与电动机功率的确定，即混合度的设计。本文提出了在一定的约束条件下混合度的最优确定原则，其主要的约束条件为动力性能与电池电量平衡。因此，与混合度设计相关的研究问题主要为动力系统总功率的设计方法（由动力性约束条件确定）、电池电量平衡策略（由燃油经济性要求确定）及混合度边值条件的研究。 （一）混合度的基本概念 所谓混合度，指的是电系统功率P elec 占总功率P total 的百分比，即： % 100?= P P t o t a l e l e c R (12-1) 对于不同的传动系构型，混合度的定义会略有不同。对于并联式混合动力汽车混合度定义为： %100?+= P P P e m m R (12-2) 对于串联式混合动力汽车，所有动力均由电动机提供，电动机功率也就是动力源总功率需求，它属于电电混合形式，即发动机发电机组输出的电功率和电池输出的电功率混合一起向电动机提供驱动功率，所以混合度定义为电池系统功率与电动机功率的比值： %100?= P P m ess R (12-3) 式中，P e ，P m 为发动机、电动机功率；P ess 为电能存储系统（即电池）功率。 上述动力源功率是指额定功率，它反映动力源的持续最大输出能力。 混合动力按混合度的分类： 从混合度定义可知，混合度越大．说明发动机占的比例越小，越接近纯电动汽车。相 反，混合度越小，相应发动机功率较大，越接近传统汽车。可以认为传统汽车是混合度为0 的混合动力汽车，而纯电动汽车是混合度为l 的混合动力汽车。
广东文理职业学院刘鹏2018－2019学年度第一学期 期末考试试题（A卷） (考试时间:90分钟) 考试科目：混合动力汽车构造原理适用班级：2017新能源汽车1班 一、单项选择题（每小空 2分，共计 30 分。) 1.按混合动力汽车驱动系统的连接方式分类,可以分成（）。 A.串联式； B.并联式； C.混联式； D.以上都正确 2.丰田普锐斯的变速驱动单元内部设计有（）。 个；个；个；个 3.以下属于电动汽车外出救援注意事项的是（）。 A.在车辆能动的情况下,将车移到不影响其他车辆通行的安全地带； B.在条件许可的情况下,打开危险警告灯(夜间也可以用发光体代替)； C.等待救援时,所有人员请勿待在车内； D.以上都是. 4.普锐斯混合动力汽车 READY指示灯点亮,表示（）。 A.点火开关打开； B.车辆故障； C.电量不足； D.车辆已经起动 5.普锐斯混合动力汽车EV行驶模式可以在以下情况被激活（）。 A.车辆行驶速度达40km/h； B.内燃机已经暖机； C.动力电池正常状态； D.以上都是 6.比亚迪秦仪表板表示混合动力模式指示灯的是（）。 A. HEV ； B. ECO ； C. SPORT； D.以上都不是 7.电动汽车维修操作人员必须持证上岗,《特种作业操作证(低压电工证)》发证单位是（）。 A.交警； B.汽车维修行业管理处； C.交通运输管理局； D.安监局 8.新能源汽车维修监护人的安全技术等级应( )操作人。 A.低于； B.等于； C.高于； D.不需要 9.在逆变器内部具有的逆变转换包括（）。 A.直流变直流； B.交流变直流； C.直流变交流； D.以上都是 10.动力电池通过( ),供应12V或24V电源,并储存到低压电池组,作为仪表照明和信号的工作电源。 变换器；变换器；变换器；变换器 11.新能源汽车首要的参数是（）。 A.续驶里程； B.驱动功率； C.充电时间； D.使用的方便性。 12.纯电动汽车和混合动力汽车续驶里程的首要因素是（）。 A.车身重量； B.动力电池； C.驱动电机； D.充电时间。 13. 纯电动汽车的驱动功率，唯一的来源就是（）。 A.动力电池； B.驱动车轮； C.驱动电机； D.控制器。 14. 接触器接通条件是（） 。 A.点火开关处于ON位置； B.高压系统自检不存在漏电等故障；和B同时；和B任一。 15.世界首款量产的混合动力汽车是。( )。 A.比亚迪秦； B.荣威e550； C.北汽新能源； D. EV200； E.丰田普锐斯 二、判断题（每小题 2分，共计 20 分。) 1. 混合动力汽车在全速驱动模式,需要更大加速度时,电机和发动机一起传输动力驱动车辆 行驶。（） 2. 混合动力汽车续驶里程包括纯电动续驶里程和燃油续驶里程两部分。（） 3. 混合动力汽车是技术进步中的过渡产品。（） 4. HEV指油电混合动力汽车,电力输出能量占到电力与内燃机总能量的25%左右。( ) 5. 凡在工业和信息化部发布的《车辆生产企业及产品公告》目录上查询得到车型的电动汽车, 均可在指定地点登记上牌,并按机动车统一规范管理。( ) 6. 由于受技术水平和经济性的影响,燃料电池汽车短时期内仍无法实现商业化,燃料电池汽 车标准的制定工作较其他两类电动汽车缓慢。( ) 7. 再生制动是电动汽车节能的重要措施,制动时电机可实现再生制动,一般可回收15%的能量, 有利于延长电动汽车的续驶里程。( ) 8. 动力电池组具有高压交流电,必须设置安全保护系统。( ) 9. 纯电动汽车没有内燃机,不需要采用冷却系统了。( ) 10. OK指示灯表示车辆各动力系统工作正常,处于可行驶状态。( ) 系 别 ： 专 业 班 别 ： 姓 名 ： 学 号 ： … … … … … … ○ … … … 密 … … … ○ … … … … 封 … … ○ … … … … 线 … … ○ … … … … … … ○ … …
浅谈国内外新能源汽车的发展现状及趋势 发表时间：2018-10-17T10:32:50.167Z 来源：《电力设备》2018年第19期作者：李昊陈清奎陈卫清朱展良王瑗 [导读] 摘要：能源汽车领域无疑是 21 世纪国际竞争的焦点和热点。 （山东建筑大学山东济南 250000） 摘要：能源汽车领域无疑是 21 世纪国际竞争的焦点和热点。随着环境保护概念的深入人心和国际原油供应的持续紧张，多数发达国家的研究机构和汽车厂商都加大了对新能源汽车技术的研发投资，以替代传统以石油为燃料的汽车，形成了多种技术共同发展的局面，其中部分技术已经在商业化领域取得了重要成功。本文介绍了新能源汽车的类别及特点以及国内外新能源汽车的发展状况，并对其以后的发展趋势做出大致的分析。 关键词：新能源汽车；国内外；发展趋势 一、引言 在能源环境巨大的压力下，世界汽车技术将进人新的时代，低能耗汽车时代已经来临。各国政府及汽车企业普遍认识到节能和减排是未来汽车技术发展的主攻方向，一方面寻求在传统汽车优化上相应关键技术上的突破，另一方面大力发展新能源汽车，后者无疑是节能减排问题上的一个有效缓解途径。[1]新能源带来的技术变革将是汽车产业下一个发展的至高点。 二、新能源汽车类别及特点 新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源（或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置），综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。包括的范围较广，大致可分为纯电动汽车（EV）、混合动力电动汽车（HEV）、燃料电池电动汽车（FCEV）、燃气汽车（GV）、生物燃料汽车（BFV）等类型。 三、新能源汽车全球发展概况 （一）全球汽车发展概况 世界汽车工业已经历100多年的发展历史，在全球汽车产业经过四次转移(德转美；美转欧；美欧转日；发达国家向发展中国家转移)之后，世界汽车产业主要集中在欧洲、北美和亚太地区。进入21世纪，当前世界汽车产业呈现出了一系列不同于以往的发展特点，而且汽车产业仍有发展空间，依然是世界经济发展的主导产业。进入21世纪以来，以“金砖四国”(中国、巴西、印度、俄罗斯)为代表的新兴汽车市场发展迅猛，超过传统汽车生产国美、日、德、法。[2]随着发展中国家融入到世界汽车产业体系之中，汽车的转移已经基本完成，目前转移的重点是技术和研发的转移。 在世界汽车强国，均有围绕大型汽车集团形成的汽车城，集群效应明显、产业链完善、城市功能齐全。从世界主要汽车产业聚集区的发展历程来看，呈现出以下几个特点：汽车城不同的发展阶段需要有不同的增长驱动力；汽车城发展需要城市根据自身特点和实力，在不断调整中增长；综合发展、产城融合是汽车城演变的最终目标。[3] （二）中国汽车产业发展概况 随着经济的发展，我国汽车销量持续快速增长，至2016年，我国汽车销量已突破2800万辆，达2811万辆，在该年底，全国机动车数量突破3.10亿辆，其中，汽车达2.17亿辆。2017年新能源乘用车共销售56万台,其中纯电动乘用车累计销售45万台,插电式混合动力乘用车累计销售11万台。这个领域纯电动车辆与插电车辆相比，4.5:1.1辆。2017年新能源专用车共计销售15.2万台，同比增长279.39%。2017年新能源专用车各细分市场中，城市配送车共销售14.8万台。2017年我国新能源汽车产销量分别达到了79.4万辆和77.7万辆，同比分别增长53.8%和53.4%。统计口径不同，报告的数据有差异。 在动力电池配套企业数量方面，2017年企业数量为83家。动力电池全年达374亿瓦时，同比增33%。2017年我国再次成为全球最大的动力电池应用市场。新能源整车规模代表产业链的综合水平，年产能82万辆，同比增长58.7%。又是世界第一是水平。动力电池全年达374亿瓦时，同比增33%，代表中国动力电池产业，这一关键技术，完成可以支持中国纯电动汽车技术往前推进下去。 （三）国内外新能源汽车产业发展 发展新能源汽车已经成为世界各国的共识，中国更是将其列入到七大战略新兴产业之中。中央政府对其陆续出台了各种扶持培育政策。为新能源汽车的发展营造良好的政策环境。时至今日，中国新能源汽车发展虽然取得了长足的进步，但与国外相比仍有较大差距。在此背景下，新能源汽车的发展已迫在眉睫，近几年，我国政府也因此出台了相关政策对新能源汽车的发展给予支持和鼓励。 中国新能源乘用车销量占比低于其它国家水平。根据汽车工业协会统计数据。2017年新能源汽车销量为49万辆，同比增长45％，其中纯电动31.4万辆，插电式混合动力7.9万辆。分车型看，新能源乘用车销售超50万辆；新能源客车及专用车销售9.7万辆，同比增长3.9％。 从近几年的发展情况看，EV乘用车和PHEV乘用车发展较为缓慢，难以实现近期目标，预计在中远期，技术和成本有所突破、油价有所回升以后才能带动其快速发展。美国有丰富的电力资源和强大的电力网络，这是美国发展以电动汽车为主的新能源汽车的良好基础。为了避免再次受到石油危机的冲击，美国从20世纪70年代就开始了新能源汽车的研发。 欧美日等汽车发达国家极为重视的核心内容,不同程度的采用了政府，企业和研究机构相结合的研发体系。但由子各国汽车工业基础的区别、产业优势的不同以及发展理念的差异,最终形成了不同的技术侧重路线。日系企业以温合动力为主力车型,已经开发出了可以大规模应用的油电温合动力技术；欧洲在温合动力技术,纯电动汽车技术和氢燃料汽车领域部有涉及，氢燃料汽车是欧洲研发的重点,其中既有氢燃料电池汽车也包括氢内燃机汽车，此外欧洲在生物柴油汽车产业化应用领域处子世界领先地位；美国在新能源技术的技术研发和产业实践方面，主要集中在氢能源和燃料电池汽车领域。 四、新能源汽车发展趋势 尽管当今世界对于新能源汽车已经掌握了很多实用性技术，但每一种新兴技术又有自身的缺陷，与产业化要求相比还有很多工作要做。虽然电动汽车技术趋于成熟，但在续驶里程、制造成本等方面还无法与传统燃油汽车相比。作为动力源的各类型蓄电池不同程度地存在着成本高、功率小、体积和重量大、充电时间长等问题，是电动汽车发展和皆及应用的瓶颈。 现阶段汽车主要由分别消耗液体、气体和电力的汽柴油车、天然气和电动车为主，随着科技不断创新，未来汽车产品将由混合动力、氢燃料和纯电动分别取而代之。然而在未来的20年内，汽油和柴油仍将是汽车主要的能量来源，但传统汽油机汽车的市场份额将在此后明显下降，而柴油车仍将在重型车辆领域继续保持很高的市场份额；新能源汽车发展将是沿着传统内燃机新技术和替代燃料汽车、混合动力
三、混合动力车的混合度优化设计 混合动力汽车设计主要指整车特性参数设计．它是在系统构型与总成类型选择的基础上，对总成参数进行合理匹配设计与优化的一系列过程，其主要任务是合理确定各动力总成如发动机、电动机、电池的功率和容量等特性参数，而所有这些参数设计中，最为重要的是发动机与电动机功率的确定，即混合度的设计，因为在确定了发动机功率后，其他特性参数如发动机最高转速、最大转矩和机械传动系参数等都可以按传统汽车的设计方法来进行研究和确定，电池参数可依据电动机参数来进行选择，因此混合动力汽车特性参数设计的核心问题是两动力源之间功率的合理匹配，即混合度的设计。 （一）混合度的基本概念 所谓混合度，指的是电系统功率P elec 占总功率P total 的百分比，即： % 100?= total elec P P H (12-1) 对于不同的传动系构型，混合度的定义会略有不同。对于并联式混合动力汽车混合度定义为： %100?+= e m m P P P H (12-2) 对于串联式混合动力汽车，所有动力均由电动机提供，电动机功率也就是动力源总功率需求，它属于电电混合形式，即发动机发电机组输出的电功率和电池输出的电功率混合一起向电动机提供驱动功率，所以混合度定义为电池系统功率与电动机功率的比值： % 100?= m ess P P H (12-3) 式中，P e ，P m 为发动机、电动机功率；P ess 为电能存储系统（即电池）功率。 上述动力源功率是指额定功率，它反映动力源的持续最大输出能力。 从混合度定义可知，混合度越大．说明发动机占的比例越小，越接近纯电动汽车。相 反，混合度越小，相应发动机功率较大，越接近传统汽车。可以认为传统汽车是混合度为0 的混合动力汽车，而纯电动汽车是混合度为l 的混合动力汽车。 如图12-28所示．不同的混合度代表不同类型的汽车，从传统型到助力型、双模式、续驶里程延伸型．最后到纯电动，混合度是逐渐增大的。从混合动力汽车类型与混合度关系可 以看出，对于双模式型，即电功率与发动机功率基本相同，混合度约为50％。这种类型汽车的主要特点为：既可以充当传统汽车在郊外行驶，也可充当纯电动汽车以零排放模式行驶相当长距离。因此，这种系统的发动机、电动机与电池选择都较大．系统复杂，成本较高。续驶里程延伸型HEV 是在普通电动车辆上增加一附加的车载能源(或原动机)并及时为蓄电池补充充电(或承担部分车辆行驶功率)，减小蓄 电池的能量消耗，延长电动车辆的续行里程，其电池组容量通常较大，使整车质量与成本增加，另外，其电机功率通常大于发动机功率．即混合度大于50％。而助力型HEV ．发动机
汽车新能源技术浅析毕业 论文 Last revision on 21 December 2020
汽车运用技术（专科）毕业论文 题目：汽车新能源技术浅析 姓名： 学号： 班级： 指导教师： 二○一三年四月二十日 目录 摘要 (1) 关键词 (1) 前言 (1) 正文 一、汽车的新能源技术以及要求 (1) 二、中国新能源汽车发展状况 (2) 三、目前新能源汽车的分类以及优缺点 (3) 四、其他方案 (6) 五、新能源研究领域的最新方向以及各能源的对比 (8) 六、目前新能源技术的主要瓶颈——电池和充电技术 (10) 七、总结 (11)
致谢词 (12) 参考文献 (12) 汽车新能源技术浅析 [摘要]汽车是支柱产业，也是基本的交通工具，目前各国政府都力求用保持汽车的发展来促进经济的发展和民众生活福利的提高。发展新能源汽车可以在保持汽车增长的状况下降低石油消耗、保护大气环境，各国政府普遍把发展新能源汽车看成实现其能源环境政策和汽车工业可持续发展的重要组成部分。因此，新能源汽车是世界各国的共同追求。 [关键词]：交通新能源汽车 前言 新能源汽车是指除、之外所有其它汽车。包括燃料汽车、混合动力汽车、动力汽车和汽车等。其排放量比较低。据不完全统计，全世界现有超过400万辆，100多万辆天然气汽车。 正文 一、汽车的新能源技术以及要求 新能源又称非常规能源。英文名称：New energy vehicles。是指传统能源之外的各种能源形式。指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源，如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等。新能源汽车对于系统的要求更加严苛。作为新能源汽车的核心部件，电机控制不仅关系着整车性能，还与行车安全息息相关。高性能电机控制系统对处理器的处理能力和安全特性都提出了很高要求。 二、中国新能源汽车发展状况 中国新能源汽车产业始于21世纪初。2001年，新能源汽车研究项目被列入国家“十五”期间的“863”重大科技课题，并规划了以汽油车为起
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１００福建工程学院学报第６卷 电扭矩和电池系统的充电状态来决定。当制动回收充电力，机械制动系统开始工作，以确矩不能满足要求时保车辆的制动安全性。当车速低于设定值或者电机转速低于设定值时，此时电机充电效率较低，能量回收系统不启动，直接采用机械制动，其基本控制策略如下： ａ．Ｍｂ＞帆，若ＳＤＣ＜Ｓ０ｃ一，则帆＝膨。；若舳ｃ≥ｓＯＣ一，则电机停止工作肘ｂ＝Ｍ。。 ｂ．帆＞肘。，若ＳＤＣ＜ｓ０Ｃ一，则帆＝＾ｆ。＋肘。；若ＳＤＣ≥ＳＤｃ一，则电机停止工作肘ｈ＝Ｍ。。式中，帆为整车需求的制动转距；肘。为机械摩擦制动转距。 ３．２．４故障工况 当电机分总成出现故障时，采用纯发动机模式驱动；当发动机出现故障时，采用纯电动模式运行。３．３模型仿真简介 利用美国Ａ呻ｎｅ国家实验室为响应美国政府的新—代车辆合作计划而开发的电动汽车仿真软件ＰｓＡＴ，根据需要对肘函数和Ｓｉ枷１ｉｎｋ模块进行修改，可建立自己需要的整车仿真模型［４３（图６）。 图６混联式肛Ｖ仿真结构模型 矾ｇ．６Ｓｉｍｌｌｌｉｎｋ舳ｍｃｔｕ弛ｍｏｄｅｌｆｏｒｓ盯ｉａｌ－ｐａｒａＩｌｅｌＩ皿ＶｓｙｓｔｅＩｍ 从仿真性能及结果可以看出，在基础起步阶段混合动力汽车混联式与串联式和混联式相比，由于都由电机驱动，因此性能相近；在高速行驶时，由于串联式只是依靠电机驱动，动力性不如混联式，且油耗方面混联车也优于串联车。同时，串联车发电机的发电功率与驱动电机的驱动功率必须相当，才能保证整车的动力性；混联车可以避免这种情况，可选用更小的发电机与驱动电机，但是在机械与功率控制实现方面要复杂得多，实现多个能源的最优匹配难度更大。 ４混合汽车应用前景和需要解决的问题 ４．１混合汽车应用前景 串联式动力总成要求选择发动机的功率大，并且对电池要求很高，容量大，增加了电池和汽车的制造成本及重量，电机是唯一的动力源，能量转换效率低，所以比较适合大型公交车。并联式动力总成由发动机和电机２部分组成。因为发动机的变化受到车子工况变化的影响大，所以排放性较差，使用的范围较小，仅限于小型汽车，更适合在高速公路上行驶。混联式发动机功率选择较小，排放性能较好，对电池依赖比较小，基本上不需外来充电系统，发动机工作不受车辆行驶工况的影响，不要求像传统发动机那样具有良好的响应特性及宽广的转速运行范围。另外，可以充分利用串联式和并联式的优点，确保发动机和电动机基本上工作在经济区，大大提高了车辆的经济性。并且动力源传递效率高，使用车型范围广。但结构和控制复杂，从而成本也较高，目前主要应用于轿车。 ４．２需要解决的关键技术问题 混合动力汽车要进入实用化，需要具备高比能量和高比功率的能量存储装置，低成本、高效率的功率电子设备和燃料经济性高、排放低的发动机，所面临的关键性技术和需要解决的问题包括以下几个方面： １）内燃机与电机藕合功率分配比的最优控制。混合动力汽车发动机和电动机要相互配合工作，而根据运行工况控制它们适时启动和关闭，并使发动机始终工作在低油耗区的整个控制过程十分复杂，因此需要用成熟可靠的动力藕合装置以及先进的检测系统和控制策略实现功率的合理分配，以达到低油耗和良好的动力性目标。因此，可发展多种动力耦合装置，有传统的行星齿轮耦合器等，也可尝试集离合、动力合成、变速功能于一体的双离合自动变速动力偶合器等［５。；在控制策略上，可建立更优的模型，比如瞬时优化算法与逻辑门限判断相结合的白适应控制策略阳］。 ２）能量存储装置（电池）要具有较高的比功率，以满足汽车加速和爬坡时对大功率的需要。 电池还要具有快速充电能力，以保证制动时能量 万方数据
汽车运用技术（专科）毕业论文题目：汽车新能源技术浅析 姓名： 学号： 班级： 指导教师： 二○一三年四月二十日
目录 摘要 (1) 关键词 (1) 前言 (1) 正文 一、汽车的新能源技术以及要求 (1) 二、中国新能源汽车发展状况 (2) 三、目前新能源汽车的分类以及优缺点 (3) 四、其他方案 (6) 五、新能源研究领域的最新方向以及各能源的对比 (8) 六、目前新能源技术的主要瓶颈——电池和充电技术 (10) 七、总结 (11) 致谢词 (12) 参考文献 (12) 汽车新能源技术浅析
[摘要]汽车是支柱产业，也是基本的交通工具，目前各国政府都力求用保持汽车的发展来促进经济的发展和民众生活福利的提高。发展新能源汽车可以在保持汽车增长的状况下降低石油消耗、保护大气环境，各国政府普遍把发展新能源汽车看成实现其能源环境政策和汽车工业可持续发展的重要组成部分。因此，新能源汽车是世界各国的共同追求。 [关键词]：交通新能源汽车 前言 新能源汽车是指除汽油、柴油发动机之外所有其它能源汽车。包括燃料电池汽车、混合动力汽车、氢能源动力汽车和太阳能汽车等。其废气排放量比较低。据不完全统计，全世界现有超过400万辆液化石油气汽车，100多万辆天然气汽车。 正文 一、汽车的新能源技术以及要求 新能源又称非常规能源。英文名称：New energy vehicles。是指传统能源之外的各种能源形式。指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源，如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等。新能源汽车对于电机控制系统的要求更加严苛。作为新能源汽车的核心部件，电机控制不仅关系着整车性能，还与行车安全息息相关。高性能电机控制系统对处理器的处理能力和安全特性都提出了很高要求。 二、中国新能源汽车发展状况 中国新能源汽车产业始于21世纪初。2001年，新能源汽车研究项目被列入国家“十五”期间的“863”重大科技课题，并规划了以汽油车为起点，向氢动力车目标挺进的战略。“十一五”以来，我国提出“节能和新能源汽车”
混合动力汽车动力系统参数的优化方法 混合动力汽车各动力元件参数及控制策略参数对汽车性能有着很大的影响。对系统参数的优化研究已经成为现代汽车设计的一个重要环节，其主要思想是借助计算机工具，以重要的系统参数或控制参数为设计变量，确定目标函数及约束函数，建立系统匹配数学模型，结合可靠的汽车仿真工具软件，选择优化算法进行求解，得到一组最优解或近似最优解来指导汽车后续设计，从而达到系统最佳匹配。提高燃油经济性，减少排放，并且满足一定的动力性要求。[1] 1.优化算法 HEV 的系统优化是一个多变量多目标的非线性约束优化问题, 其一般形式可表示为 一般处理此类优化问题的优化算法按需不需要计算函数的导数信息分为基于梯度的算法和非梯度算法两大类。 基于梯度的算法, 需要计算函数的导数信息, 其中SQP算法是求解约束优化问题最有效的解法之一。其基本思想是：在每一迭代步通过求解一个二次规划子问题来确定一个下降方向，以减少价值函数来取得步长，重复这些步骤直到求的原问题的解[2]。matlab非线性规划工具箱中的FMINCON函数使用了这一算法。 但是混合动力汽车系统比较复杂，其函数导数信息不易计算，而错误的导数信息将会影响最优解的搜索方向以及收敛性, 从而陷入局部最优。图1是一个两变量的HEV优化决策空间,可以看出含有多个局部最优解，因此在这里基于梯度的算法往往会失效。
图1 非梯度算法不需要计算函数的导数信息，因此可以收敛到全局最优。目前应用于HEV 系统优化的非梯度算法有Complex, DIRECT 等, 都具有较好的效果。 DIRECT算法是一种确定性全局优化算法，特别适用于具有确定变量空间的函数寻优。在DIRECT 算法中，对取值范围进行归一化，从而将变量空间变成一个n维超立方。该算法首先计算变量空间中心点处函数值，然后不断分割变量空间并比较分割出的子空间中心点处函数值，最终获得全局最优函数值[3]如文献3中就是采用DIRECT进行参数的优化。 随着现代最优化技术的发展,现代优化算法如模拟退火、遗传算法、粒子群算法等也逐渐应用于混合动力汽车系统参数的优化。 在HEV 中应用较多的是遗传算法( GA) 。遗传算法是模拟自然界遗传机制和生物进化论而形成的一种过程搜索全局最优解的算法[4].文献5中就是采用遗传算法进行参数的优化。遗传算法能实现多目标优化，因此具有很大的研究和应用价值，是国内外优化算法研究的重要方向。 但是基本遗传算法（Simple Genetic Algorithm ,SGA）难以兼顾多样性和收敛性的问题，容易出现早熟现象（即很快收敛到局部最优而非全局最优）、后期收敛速度慢、遗传漂移现象、局部寻优能力较弱、进化速度缓慢等问题，因此可以结合其他算法的优点对基本遗传算法进行改进，构成混合遗传算法（Hybrid Genetic Algorithm）[6]。混合遗传算法的实现主要有两类[7]：一是对遗传算法本身做进一步改进，如基于小生境的遗传算法（Niched Genetic Algorithm,NGA）和自适应遗传算法 (Real-coded Adaptive Genetic Algorithm , RAGA)[8]等；二是将遗传算法与其他优化算法结合(如SQP、模拟退火算法[9]等)，从而提高局部寻优能力。 DIRECT和遗传算法的运算速度都比较慢，文献10中的运算时间达到了86个小时。而文献13中利用DIRECT和GA-SQP算法优化单目标函数则分别用了144h和121h，尽管如此仍未得到全局最优解。 粒子群算法（Particle Swarm Optimization，PSO）与遗传算法类似，也是一种模拟自然规律的优化算法。系统初始化为一组随机解，通过迭代搜寻最优值。但是它没有遗传算法用的交叉(crossover)以及变异(mutation)，而是粒子在解空间追随最优的粒子进行搜索。同遗传算法比较，PSO的优势在于简单容易实现并且没有许多参数需要调整。目前已广泛应用于函数优化，神经网络训练，模糊系统控制以及其他遗传算法的应用领域。如文献11中就是采用粒子群算法进行参数的优化。理论上粒子群算法也可以应用于多目标优化问题，但是其不像遗传算法那样已经相对比较成熟，仍停留于研究的初步阶段。
混合动力汽车控制策略的分析 摘要：混合动力汽车的动力系统基本可分为串联式、并联式和混联式3种，对并联型和串联型混合动力汽车控制策略研究现状进行分析。混联式混合动力系统结合了串联式和并联式两种结构的优点，使得能量流动的控制和能量消耗的优化具有更大的灵活性和可能性，并对混联式结构的几种控制方案进行了分析。指出混合动力汽车的控制策略不十分完善，需要进一优化。控制策略不仅仅要实现整车最佳的燃油经济性，而且还要兼顾发动机排放、蓄电池寿命、驾驶性能、各部件可靠性及整车成本等多方面要求，并针对混合动力汽车各部件的特性和汽车的运行工况，使发动机、电动机、蓄电池和传动系统实现最佳匹配。 关键词：混合动力汽车结构控制策略 1、混合动力汽车的研究背景 混合动力汽车是兼顾了电动汽车和传统汽车优点的新一代汽车结构型式，因其具有低油耗低排放的潜力，其动力性接近于传统汽车，而生产成本低于纯电动汽车，因此，最近几年来对混合动力汽车的研究开发成为世界上各大汽车公司、研究机构和大学的一个热点。以相信，在电动汽车的储能部件—电池没有根本性突破以前，使用混合动力电动汽车是解决排污和能源问题最具现实意义的途径之一。 混合动力电动汽车与传统的内燃机汽车和电动汽车不同，它一般至少有两种车载能量源，其中一种为具有高功率密度的能量源。利用两种能量源的特性互补，实现整车系统性能的改善和提高。要实现两者之间相互协调工作，这就需要有良好的控制策略。控制策略是混合动力汽车的灵魂，它根据汽车行驶过程中对动力系统的能量要求，动态分配发动机和电动机系统的输出功率。采用不同的控制策略是为了达到最优的设计目标，其主要目标为：最佳的燃油经济性、最低的排放、最低的系统成本、最佳的驱动性能。 当前开发研制的混合动力汽车可以分为三类：串联式、并联式、混联式混合动力电动汽车。在各部件的选型确定以后，采用合适的控制策略是实现最佳燃油经济性，降低排放的关键。目前提出的混合动力汽车控制策略还不成熟，实用性不强，只有基于工程经验进行设计的逻辑门限控制策略在实际商品化混合动力汽车中得到了应用。开发一种成熟实用的控制策略仍然是目前亟待解决的难题。随着对混合动力系统控制策略研究的深入，诸如自适应控制、模糊逻辑控制等方法也有运用。自适应控制策略，实际上是一种实时控制策略，它同时考虑了发动机的燃油消耗和排放。由于实时控制策略能够保证在任一时刻都是由效率最优的部件工作，因此其燃油经济性要优于模糊逻辑控制策略。但是实时控制策略过分依
题目: 浅析混合动力汽车系统的结构与原理学院: 工学院 姓名: 专业: 汽车服务工程 学号： 指导教师: 提交日期:
原创性声明 本人郑重声明：本人所呈交的论文是在指导教师的指导下独立进行研究所取得的成果。学位论文中凡是引用他人已经发表或未经发表的成果、数据、观点等均已明确注明出处。除文中已经注明引用的内容外，不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。 本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名： 论文指导教师签名：
摘要 全球能源及环境问题日益突出，一方面传统的燃油发动机车辆所排放的废气对空气造成严重污染；另一方面石油资源作为不可再生能源日益紧缺。地球上的石油资源总有一天会枯竭，若没有新能源或代替能源，到那时汽车将寸步难行，为此替代燃油发动机汽车已经成为现代汽车研发方向的重点，例如氢能源汽车、燃料电池汽车等。但以目前的条件和实用性来看，适应社会发展需求的只有混合动力汽车（Hybrid Electric Vehicle,简称HEV）。混合动力汽车（也称复合动力汽车，Hybrid Power Automobile）是指车上装有两个以上动力源：蓄电池、燃料电池、太阳能电池、内燃机的发电机组。当前复合动力汽车一般是指内燃机车发电机，再加上蓄电池的汽车。混合动力汽车的诞生给人类带来了很多好处，不仅减少了石油消耗，而且环境问题也得以改善，由于混合动力汽车在节能和降低排放污染方面的明显优势，因而受到很大的重视，研制开发和产业化的进程相当快。本文重点阐述了混合动力汽车的结构性能特点、工作原理，并分析介绍了混合动力汽车的控制策略、其优缺点、技术难题。 关键词：混合动力汽车，结构，原理，控制策略
新能源汽车的发展方向——浅谈我国新能源汽车现状与发展 前景 内容提要： 汽车是现代工业文明的象征之一，也是推动一国或地区经济发展的重要引擎。随着环境保护、低碳经济、降低能耗的理念为人们重视，汽车工业因其尾气排放污染环境、高能耗等一系列负效应，面临日益严峻的挑战。相对传统的燃油汽车，新能源汽车能够有效降低汽车排放废气污染。从环境角度讲，新能源汽车废气排出量比传统汽车可减少92%-98%，从而实现交通能源多元化，保护环境；从能源角度讲，全球石油危机日益严重，汽车工业又是能耗的最大组成部分，新能源汽车的开发和使用有效解决了交通能源重消耗的问题，实现低碳经济可持续发展。新能源汽车并非个新概念，国外汽车公司早在上世纪中期就已经研发了新能源汽车，作为汽车大国的中国面临的环境问题更是日益严重，发展新能源汽车已经变得势在必行，本文将就我国新能源汽车的现状及发展前景做出分析。 关键词： 新能源汽车，现状、发展前景
在石油能源严重紧缺、节能呼声日益高涨的背景下, 2007年11月，国家出台了《新能源汽车生产准入管理规则》，首次提出了新能源汽车概念。新能源汽车研究项目被列入国家“十五”期间的“863重大科技课题”，未来10年，中央财政将投入上千亿元，支持节能与新能源汽车核心技术的研发和推广，从发展规划、消费补贴、税收政策、科研投入、政府采购、标准制定等方面，构建了一整套支持新能源汽车加快发展的政策体系。近年来，中国主要城市的持续雾霾使得人们对于环境问题的关注日益增加，国内外的车企们纷纷推出以混合动力、纯电动为主的新能源汽车，政府也出台了新能源汽车补贴、新车挂牌的相关政策，为新能源汽车的发展开通绿色通道。那么，新能源汽车能否取代传统燃油汽车，成为人们的主要代步工具呢？新能源汽车产业链能否支持其在中国的长远发展吗？下面，本文将详细分析新能源汽车在中国的现状及发展前景。 一、新能源汽车的概念、种类及其特点 新能源汽车是指：采用非常规的车用燃料作为动力来源（或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置），综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。 新能源汽车包括混合动力汽车、纯电动汽车(BEV，包括太阳能汽车)、燃料电池电动汽车(FCEV）、氢发动机汽车、其他新能源（如高效储能器、二甲醚）汽车等。 1、混合动力汽车 混合动力是指那些采用传统燃料的，同时配以电动机/发动机来改善低速动力输出和燃油消耗的车型。按照燃料种类的不同，主要又可以分为汽油混合动力和柴油混合动力两种。国内市场上，混合动力车辆的主流都是汽油混合动力，而国际市场上柴油混合动力车型发展也很快。 目前中国混合动力汽车主要是由比亚迪生产的“秦”以及概念车“汉”，已经量产的“秦”在中国市场上已经连续三个月销量居新能源汽车销量榜首。