国内外混合动力机车的发展_上
- 格式:pdf
- 大小:494.69 KB
- 文档页数:4
混合动力汽车现状和发展终稿一、引言混合动力汽车是指同时搭载内燃机和电动机的汽车,通过两种动力的协同工作,既能够满足长途行驶的需求,又能够在城市道路上实现零排放。
本文将对混合动力汽车的现状和发展进行详细分析。
二、混合动力汽车的现状1. 市场规模目前,混合动力汽车市场规模逐渐扩大。
根据国际汽车工业协会的数据,2019年全球混合动力汽车销量达到了100万辆,同比增长了20%。
中国市场是全球混合动力汽车市场的主要推动力,占据了全球销量的50%以上。
2. 技术发展混合动力汽车的技术发展也取得了显著进展。
目前,混合动力汽车的电池技术不断提升,使得续航里程得到了大幅提高。
同时,智能化技术的应用也使得混合动力汽车更加智能、便捷。
3. 政策支持各国政府对混合动力汽车的发展给予了积极的支持。
例如,中国政府出台了一系列的政策措施,包括购车补贴、免费停车等,以鼓励消费者购买混合动力汽车。
这些政策的推动下,混合动力汽车市场得到了快速增长。
三、混合动力汽车的发展趋势1. 新能源政策的推动随着全球环境问题的日益严重,各国政府纷纷出台了新能源政策,鼓励汽车制造商加大对混合动力汽车的研发和生产。
这将进一步推动混合动力汽车的发展。
2. 技术创新混合动力汽车的技术创新将是未来发展的重要方向。
例如,燃料电池技术的应用将进一步提高混合动力汽车的续航里程和充电效率。
此外,智能化技术的发展将使得混合动力汽车更加智能、安全。
3. 市场竞争加剧随着混合动力汽车市场的扩大,各大汽车制造商纷纷加大对混合动力汽车的投入。
这将使得市场竞争日益激烈,消费者将有更多的选择。
四、混合动力汽车的挑战和解决方案1. 价格问题目前,混合动力汽车的价格相对较高,限制了消费者的购买意愿。
解决这一问题的关键在于降低生产成本。
随着技术的进步和规模效应的逐渐显现,混合动力汽车的价格有望逐渐下降。
2. 充电基础设施建设混合动力汽车的充电基础设施建设仍然相对滞后,这给消费者的使用带来了不便。
混合动力汽车的发展历程与趋势随着世界经济的不断发展,环境问题也越来越受到人们的关注。
作为尽可能减少排放的方法之一,混合动力汽车应运而生,并在近年来得到快速发展。
本文将从发展历程、市场现状、技术挑战及趋势等方面带我们一起深入了解混合动力汽车。
一、发展历程早期的混合动力汽车概念最早出现于20世纪70年代,当时美国人尼克拉斯·扎斯洛夫(Nicholas Zagorev)发明的一种太阳能电动汽车就采用了混合动力,但这种车型由于成本等原因未能大规模生产。
1983年,日本本田公司研制出一款混合动力汽车模型,但由于成本高昂和技术相对落后,生成量仅为12台。
2000年,丰田公司推出了世界上第一款量产混合动力汽车“普锐斯”,标志着混合动力汽车开始进入商业化阶段。
此后,美国的福特、通用、克莱斯勒等汽车制造商也加入了混合动力车的制造行列。
二、市场现状目前,混合动力汽车市场比较集中,丰田、本田、福特、通用、起亚等少数汽车制造商占据了市场主导地位。
2019年,全球混合动力汽车的销量达到466万辆,其中丰田的销量最高,达到了208.26万辆,占据了全球总销量的44.6%。
中国作为混合动力汽车的全球最大市场之一,随着政府对新能源汽车的政策不断推出,混合动力汽车的销量也逐年增长。
2019年全国混合动力汽车销量达到65.5万辆,同比增长25.7%。
三、技术挑战虽然混合动力汽车的销量不断攀升,但其面临的技术挑战也越来越严峻。
主要包括电池技术和动力系统的升级等问题。
电池技术方面,要求同时具备高安全性、高能量密度、低成本等多个指标的电池仍然不存在。
同时,电池还要具备长寿命,并且在温度变化大的情况下仍然保持良好的性能。
动力系统方面的挑战主要体现在对传动效率的要求上。
在电动模式下,混合动力汽车的动力系统比传统汽车更为复杂,如何保证传动效率的同时减少能量损耗是一项技术难点。
四、趋势展望未来,混合动力汽车仍将继续迎来发展机遇。
一方面,政府的新能源政策会继续推进,提高对混合动力汽车的支持力度,动力和电池技术也将不断升级,降低混合动力汽车的成本。
混合动力汽车发展现状及趋势分析随着环保意识的不断增强和世界气候变化的恶化,混合动力汽车的发展已经成为了全球汽车业的趋势。
混合动力汽车采用电池和燃油两种动力系统的结合,极大地降低了汽车尾气排放,可以有效地保护环境和节约能源。
本文将结合现状及趋势来分析混合动力汽车的发展。
一、混合动力汽车现状1.1 市场份额在混合动力汽车市场的发展方面,日本一直处于领先地位。
根据JATO Dynamics,2019年日本混合动力汽车销售量达到194,000辆,占据全球市场总量的22%。
此外,中国和美国也是混合动力汽车市场的主要市场之一。
据营销集团LMC Automotive发布的最新消息,在2019年,中国混合动力汽车销量为85,000辆,美国销量达到了279,000辆。
1.2 车型多样目前的混合动力汽车车型已经非常多样化,从小型车到SUV,从肯德基KFC的快递车到航空器的地勤车,从一些品牌的顶级作品到一些车型的辅助版本。
目前市面上前几大的混合动力汽车品牌有:Toyota、Honda、BYD、Lexus和Tesla。
1.3 技术水平随着科技的不断发展,混合动力汽车的技术水平也在不断升级。
2019年,北美汽车公司授予了由汽车新闻撰稿人提供的最佳混合动力汽车“ Acura NSX ”。
同时,生产商们也在不断探索混合动力汽车技术的新高度,包括新的混合动力发动机设计、新的充电技术和更好的电池技术。
二、混合动力汽车市场趋势2.1 市场增长混合动力汽车市场增长非常迅速,2020年以前,全球混合动力汽车的市场增长率仅为9.7%。
但预计到2027年,混合动力汽车市场增长率将达到18%以上。
这意味着销售量将进一步上升,更多车型将上市,而这将促进更多车企进行混合动力汽车的研发和制造。
2.2 节能减排混合动力汽车不仅节能环保,也是政府维护环境稳定和软化汽车市场的一个重要手段。
因此,未来混合动力汽车将会在政府的支持下得到更多的推广和应用。
与此同时,为了加快混合动力汽车技术的推广和广泛应用,在未来几年,各国政府将加强政策支持,鼓励企业研发和制造混合动力汽车,并提供相关的补贴政策。
各国混合动力/电动汽车发展情况比较摘要:随着石油的日趋紧张和社会对环境和节能的日益重视,混合动力电动车辆的发展得到了全球越来越多的关注。
本文首先综述了日本、美国、欧洲以及我国混合动力电动车的发展现状,介绍了各国知名汽车厂商的混合动力电动车开发情况,最后展望了混合动力电动车的商业化前景及其发展趋势。
1 引言汽车问世123年以来,极大地改变了人们生活方式,并推动世界经济快速发展。
但全球气候变暖的今天,汽车消费原油约占石油消费总量一半,所排放CO2约占温室气体排放总量2成。
汽车行业面临重大历史变革,电动汽车等环保车取代燃油汽车已属必然,产业结构也将迎来深刻变化。
2混合动力汽车及其历史混合动力汽车(Hybrid Electrical Vehicle, 简称HEV) 是指同时装备两种动力来源——热动力源(由传统的汽油机或者柴油机产生)与电动力源(电池与电动机)的汽车。
通过在混合动力汽车上使用电机,使得动力系统可以按照整车的实际运行工况要求灵活调控,而发动机保持在综合性能最佳的区域内工作,从而降低油耗与排放。
混合动力汽车虽然没有实现零排放,但其动力性、经济性和排放等综合指标能满足当前苛刻要求,可缓解汽车需求与环境污染及石油短缺的矛盾。
所以自从90年代以来,全球刮起了研究混合动力的风暴。
日本丰田率先将混合动力车商品化,于1997年推出Prius,随后的时间里,多家日本汽车公司实现了多款混合动力的商品化。
在美国,克林顿政府上台不久,为了开发新一代汽车,由美国政府促进,于1993年9月29日发起了新一代汽车伙伴计划即PNGV,目标是开发低油耗的混合动力汽车。
然而该计划最终被废止,没有达到预订的2005年左右推出商品化的混合动力汽车的目标。
3日本混合动力/电动汽车发展概况日本汽车保有量占全球第二位,由于人口密集,国土狭小,石油100%依赖进口。
因此,日本对EV\HEV的研发十分重视。
日本从1965年开始电动车的研制、通产省正式把电动车列入国家项目,1967年成立了日本电动车协会,促进了电动车事业的发展,1971年日本通产省就制定了电动汽车的开发计划,1991年日本通产省又制定了“第三届电动汽车普及计划”,提出到2000年日本电动汽车的年产量达到10万辆,保有量达到20万辆。
混合动力汽车现状及未来发展趋势混合动力汽车是一种集燃油发动机和电动机于一体的汽车,它们以独特的方式结合了传统燃油汽车和电动汽车的优势。
本文将探讨混合动力汽车的现状及未来发展趋势。
现状当前,混合动力汽车在全球范围内得到了广泛的关注和应用。
以下是混合动力汽车的几个关键现状:1. 市场需求增长:由于环境保护日益受到重视,人们对更节能、更环保的交通工具的需求不断增长。
混合动力汽车提供了一种平衡燃油消耗和排放的选择,因此在市场上获得了越来越多的认可和接受。
2. 技术不断进步:混合动力汽车的技术取得了显著的进步,特别是电池技术的发展。
如今,混合动力汽车的续航里程已经提高,电动机的功率也更高效。
这些技术改进使得混合动力汽车更加可靠和实用。
3. 政府政策支持:为了应对环境和能源挑战,各国政府纷纷出台鼓励混合动力汽车发展的政策。
政府补贴、减税和环保标准等各种措施都为混合动力汽车的发展提供了强力支持。
发展趋势随着全球对环境和能源问题的关注不断增加,混合动力汽车的未来发展趋势值得关注。
以下是几个可能的发展趋势:1. 电动化程度提升:随着电池技术的不断创新,混合动力汽车很可能逐渐朝着更高的电动化程度发展。
未来的混合动力汽车可能会更加依赖电动机,减少对燃油的依赖。
2. 新能源技术应用:除了电动机外,混合动力汽车还可能加入其他新能源技术的应用,如氢燃料电池等。
这将为混合动力汽车带来更多的选择和可能性。
3. 自动驾驶技术整合:随着自动驾驶技术的不断发展,混合动力汽车可能与自动驾驶技术相结合,实现更高效、更安全的出行方式。
4. 绿色能源基础设施建设:为了支持混合动力汽车的发展,绿色能源基础设施建设将是一个重要的方向。
更多的充电桩、加氢站等设施的建设,将为混合动力汽车提供更便捷的能源供应。
综上所述,混合动力汽车目前处于发展的高潮期,并且具有广阔的发展前景。
随着技术的进步和政策的支持,混合动力汽车有望在未来的交通领域扮演更重要的角色,为人们提供更环保、更高效的出行方式。
混合动力汽车的发展和趋势随着社会的不断发展,人们对环境保护和可持续发展的重视程度越来越高。
在这种背景下,混合动力汽车作为新型能源汽车,逐渐走进人们的视线。
本文将探讨混合动力汽车的发展和趋势。
一、混合动力汽车的基本概念混合动力汽车是指同时搭载内燃机和电动机的汽车,实现了内燃机和电动机的有机结合,不断优化燃油效率,最终达到低碳、环保和节能的目的。
二、混合动力汽车的发展历程混合动力汽车的研制和生产早在20世纪90年代就开始了,但直到近十年来,随着环保意识的逐渐加强和新能源技术的发展,混合动力汽车才开始逐渐走向市场。
2000年,丰田推出了改装的普锐斯混合动力汽车,引起了广泛的关注。
此后,混合动力汽车不断更新迭代,技术不断升级,性能逐渐优化。
目前,混合动力汽车已经成为节约能源、减少污染的重要手段之一。
三、混合动力汽车的优缺点优点:1.节能环保。
混合动力汽车采用的是电和燃油的双重动力系统,与传统汽车相比,具有更为显著的节油效果,同时也减少了尾气排放。
2.车辆动力强劲。
混合动力汽车在加速时可以同时利用电动机和内燃机的动力输出,在加速过程中没有油门延迟的情况,车辆的加速效果更为迅猛,在动力性能方面相对传统汽车来说更具优势。
3.使用寿命长。
混合动力汽车的电池组件无需更换,通常可以使用8-10年的时间,其余零部件也比传统汽车寿命长,所以相对而言混合动力汽车的使用寿命更长。
缺点:1.价格相对高。
相对于传统汽车而言,混合动力汽车的售价较高,部分车型的售价可能要比同级别的燃油车贵出数万元。
2.安全性问题。
由于混合动力汽车的高电压输出,安全性问题一直是混合动力汽车发展过程中的一个缺点,不过在技术上已经有了很大的改进。
四、混合动力汽车的未来发展趋势1.技术创新。
混合动力汽车研究领域的技术一直在不断创新,未来还将进一步提高混合动力汽车的效能和使用寿命。
2.适应市场发展。
在市场需求和政策的双重推动下,混合动力汽车的市场前景广阔,未来混合动力汽车将逐渐取代传统燃油车成为主流。
混合动力汽车发展现状及趋势摘要在能源和环境危机的双重压力之下,汽车行业渐渐从传统地燃油慢慢向新能源汽车转型。
其中混合动力汽车在新能源汽车中占有重要的地位。
本文主要对混合动力汽车发展的必然性,及其我国在发展中存在的一系列问题进行了分析。
指出了混合动力汽车的优缺点,并为其在未来的发展中提出了展望。
关键词:混合动力汽车,存在问题,研究前景引言随着全球经济的发展, 汽车保有量逐年增加, 汽车尾气对空气的污染也日益加重, 这对石油资源和生态环境带来极大的挑战。
因此汽车行业不得不从传统的耗能模式到节能环保的耗能模式进行转型。
近年来,以纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池汽车为代表的新能源汽车取得了重大的进展。
但是由于现阶段作为纯电动汽车和燃料电池汽车的关键部件之一的电池存在能量密度低、寿命较短、价格较高和电池本身的污染等问题, 使得电动汽车的发展进度和产业化受到的比较严重的限制。
其性价比也无法与传统的内燃机汽车相抗衡。
此时混合动力汽车就很好的弥补了电动汽车的缺点。
所谓混合动力就是将电动机和辅助动力单元组合作为驱动力,辅助动力单元实际上是一台小型燃料发机或动力发电机组。
这样既利用了发动机持续工作时间长, 动力性好的优点, 又可以发挥电动机无污染、低噪声的好处。
在现阶段,混合动力有很好的发展前景。
1.国内外发展现状1.1国外发展现状20 世纪90 年代以来,世界许多著名汽车生产厂商已将研究的重点转向了可实施性较强的混合动力电动汽车,目前世界上生产、研发HEV 的国家主要有日本、美国和欧洲汽车强国。
其中日本的实力最雄厚。
丰田公司1997 年8 月推出其第一款混合动力汽车Toyota Coaster Hybrid EV minibus, 同年12 月,推出Toyota Prius(普锐斯)这是世界第一款大量生产的混合动力汽车。
自第一代Prius开始销售以来,截止到中Prius 标准型每升汽油可行驶35.5 公里。
到2010 年7 月31 日,累计销量已超过268 万辆。
国内外混合动力汽车发展概况苏州市奥杰汽车技术有限公司一、混合动力汽车概述1.1混合动力汽车通常所说的混合动力一般指油电混合动力,即燃料(汽油,柴油)和电能的混合。
混合动力汽车(Hybrid Electrical Vehicle, 简称HEV) 是指同时装备两种动力来源――热动力源(由传统的汽油机或者柴油机产生)与电动力源(电池与电动机)的汽车。
1.2混合动力汽车分类1.2.1苏州市奥杰汽车技术有限公司1.2.2按照车辆对电能的依赖程度分类二、国外混合动力汽车发展现状2.1日本混合动力汽车市场发展现状苏州市奥杰汽车技术有限公司2.1.1日本混合动力汽车市场销量丰田汽车在1997年推出了混合动力车型,到2022年4月份在日本累计销售170万辆,其中丰田普锐斯系列混动车型销量达137万辆。
本田从1999年开始销售混动车型,到2022年1月累计销售__辆,而本田Insight车型在2022年3月推出之后的一年内销量就突破10万辆 2.1.2日本混合动力政策苏州市奥杰汽车技术有限公司2022年2022年2022年丰田公司第一代普锐斯上市2.1.3日本混合动力代表车型介绍苏州市奥杰汽车技术有限公司2.2美国混合动力汽车市场发展现状2.2.1美国市场混合动力车型销量美国作为全世界最大的混合动力市场,到2022年5月累计市场销量已突破200万辆。
从1999年至2022年5月混合动力轿车及SUV车型总销量达到2,303,825辆,其中丰田普锐斯系列车型销量为1,175,034辆,占51%的市场份额。
苏州市奥杰汽车技术有限公司2.2.2美国政府发展规划苏州市奥杰汽车技术有限公司2.2.3美国混合动力车型介绍苏州市奥杰汽车技术有限公司2.3欧洲混合动力市场发展现状2.3.1欧洲混合动力市场销量在欧洲,混合动力汽车销量从2022年的9000辆左右升至2022年的4万辆。
2022年,丰田混动销量约为8.5万辆,到2022年1月丰田汽车在欧洲累计销售了40万辆混和动力车型。
混合动力汽车的发展与市场分析混合动力汽车作为一种新型节能环保汽车,正在逐渐替代传统的燃油汽车,成为人们出行的重要选择。
随着技术的不断进步和市场需求的不断扩大,混合动力汽车迎来了一个全新的发展时期。
本文将对混合动力汽车的发展和市场进行分析,对未来的发展进行展望。
1.混合动力汽车的发展历程混合动力汽车起源于 19 世纪末期,随着各国对环保和能源危机的重视,混合动力汽车开始逐渐崛起。
20 世纪 70 年代,美国开始进行混合动力汽车的研究。
1997 年,丰田推出第一代普锐斯混合动力汽车,其车型在全世界范围内取得了巨大成功。
此后,国内外各大汽车品牌开始纷纷加入到混合动力汽车的研究和生产之中。
2.混合动力汽车的市场分析目前,混合动力汽车在中国的市场上持续增长。
2019 年,中国混合动力汽车的销量达到 67.5 万辆,同比增长了 17.8%。
混合动力汽车的增长主要得益于政策的支持和消费者对环保出行的关注。
政府出台了多项优惠政策,如免征车辆购置税、免费办理车辆上牌等等,吸引了许多消费者购买混合动力汽车。
在未来,混合动力汽车的市场前景可观。
不仅混合动力汽车的技术成熟度逐渐提高,消费者对其认知度也在不断加深,市场空间将进一步拓展。
3.混合动力汽车的未来发展混合动力汽车的未来发展将主要集中在以下几个方面:3.1 技术的升级未来混合动力汽车的技术将不断升级,比如增加太阳能电池板、研发轻量材料等,提高减排系数,降低车辆的燃料消耗,以及提升混合动力汽车的行驶里程和加速性能。
3.2 标准的统一混合动力汽车的标准分为各种不同的制度,这使得混合动力汽车在不同地区的生产和销售存在着很大的难度。
未来,各个国家将统一标准,建立相应的机构对混合动力汽车进行标准化。
3.3 税收政策的优惠混合动力汽车的税收政策将继续优惠。
政府将鼓励混合动力汽车的市场发展,并对其给予必要的金融和税收支持。
4.总结混合动力汽车的发展和市场前景是值得期待的,同时在未来几年,混合动力汽车的技术会得到进一步的提升,市场对其认知度也会继续增强。
Vol 117 No 11公 路 交 通 科 技2000年2月JOURNAL OF HIGHWA Y AND TRANSPORTATION RESEARCH AND DEVELOPMEN T文章编号:1002Ο0268(2000)01Ο0071Ο04收稿日期:1999Ο05Ο07作者简介:王军,男(1974-),山东济南人,北方交通大学硕士研究生,研究方向为技术创新,风险投资,清洁汽车1国内外混合动力电动汽车开发动态及发展趋势王 军,申金升(北方交通大学系统工程研究所,北京 100044)摘要:汽车工业所带来的能源短缺与环境污染等问题越来越受到世界各国政府的重视。
当前,许多国家政府、世界知名的汽车企业和科研机构纷纷研制开发低能耗、低排放,且能满足现代使用性能要求的新型汽车。
混合动力电动汽车应运而生,成为当代国际电动汽车开发的热点和潮流之一。
本文试就当前国外混合动力电动汽车的开发状况及其发展趋势作一介绍和探讨。
关键词:混合动力电动汽车;混合动力系统;可持续发展中图分类号:U464111 文献标识码:ACurrent Status and Development Trend of Hybrid Electric Vehicle AbroadW A N G J un ,S HEN Jin Οsheng(System Engineering Research Institute ,Northern Jiaotong University ,Beijing 100044,China )Abstract :Energy source schortage and environment pollution arising from automobile industry have been given more and more attention all over the world.Development of new type motor vehicle with low energy consumption and emission is being under 2way by automobile industry and research institute ,which is encouraged by government policy.This paper presents the current status and the development trend of hybrid electric vehicle (HEV )abroad.K ey words :Hybrid electric vehicle ;Hybrid power system ;Sustainable development0 引言面对日趋严重的资源短缺与环境恶化问题,寻求社会、经济与资源、环境相互促进与协调发展的可持续发展模式正在成为世界性潮流。
檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵综述国内外混合动力机车的发展(上)田睿,康轶男(大连机车研究所有限公司,辽宁大连116021)摘要:从节能减排的角度出发,分析了混合动力机车的结构原理和分类特点,对其关键技术进行了探讨,对国内外的研发和应用情况进行了综述。
在此基础上分析了混合动力机车的发展前景以及需要解决的问题。
关键词:混合动力机车;原理;分类;应用;前景中图分类号:U265文献标识码:A文章编号:1003-1820(2012)09-0001-03收修回稿日期:2012-04-19作者简介:田睿(1984—),女,辽宁鞍山人,助理工程师;康轶男(1983—),女,辽宁新民人,工程师。
1引言20世纪90年代以来,能源和环境对人类生活和社会发展的影响越来越大。
能源危机与环境保护已成为全世界所面临的重要挑战,而低碳经济则是各领域科学研究和创新工作的重要战略决策。
轨道交通作为能源消耗大户,针对其制定的排放法规日趋严格。
目前,仍有大量采用内燃机车(包括内燃动车,下同)作为主要的运输方式,其产生的废气会不可避免地对环境造成污染。
实现轨道交通领域的节能减排,是一个迫切需要解决的重大问题,而混合动力机车作为传统内燃机车和纯电力机车之间的过渡技术形态,是解决该问题的重要手段之一。
2混合动力技术的分类、特点和工作原理2.1混合动力系统的分类及特点混合动力系统按照动力传递方式可分为以下3类。
(1)串联式混合动力系统:在该系统中,所有柴油机机械能都转换为电能以驱动电动机。
这种系统使柴油机在效率最高的转速范围内工作,因此能最大限度地改善燃油经济性和减少排放。
(2)并联式混合动力驱动:该系统包括柴油机和电动机两套驱动系统。
柴油机与电动机并联,两者都可以驱动车轮。
电动机还可以作为发电机给电池充电,不再需要另外的发电机。
在列车运行时,系统以柴油机为主要动力源;在列车起动或加速时,则使电动机工作,作为辅助驱动力。
当柴油机处于低效率的低负荷工况时,电动机功能转变为发电机功能,向蓄电池充电。
在列车制动或下坡减速运行时,利用制动能量回收系统回收制动能量。
(3)混联式混合动力驱动系统:它是串联式与并联式的综合。
混联式驱动系统的控制策略是:在列车低速运行时,驱动系统主要以串联方式工作;当列车高速稳定运行时,则以并联工作方式为主。
该结构的优点是控制方便,缺点是结构比较复杂。
2.2混合动力系统的工作原理与混合动力汽车相似,铁路机车混合动力系统由柴油机、电动机、动力分配装置、发电机、蓄能器和电流逆变器等部分构成。
混合动力机车与传统内燃机车最大的不同点是以蓄能器(大容量蓄电池或超级电容)加小功率柴油发电机组取第9期(总第463期)内燃机车2012年9月代大功率柴油发电机组,作为机车供电电源。
下面以东日本铁路公司的HB-E300型混合动力动车组为例,说明铁路柴油机-混合动力系统的工作原理。
HB-E300型动车组的混合动力系统(见图1),由柴油发电机组、主电路蓄电池、主变流器和牵引电动机组成。
动车在牵引运行时,由柴油发电机组发出的电能和蓄电池提供的能量通过逆变器驱动牵引电动机。
在制动时,将再生电能储存到蓄电池中,以备需要时利用。
柴油机的起动、停机均可根据动车组的运行状态及蓄电池充电状态进行自动控制,不需要司机操纵。
图1东日本铁路公司HB-E300型动车组混合动力系统工作原理图动车组主电路用蓄电池蓄能器,采用输出功率密度高、可实现轻量化、高功率的锂离子蓄电池。
同时,考虑到蓄电池出现故障时的冗余性,设计为双组结构。
HB-E300型动车组及其混合动力系统主要有下列4种运行工况:(1)列车停车和惰行。
柴油机停机或空转,由蓄电池提供车上服务用电。
(2)列车在车站发车。
为降低车站内的噪声,在车站发车时,只用蓄电池的电能起动;当速度达到25km /h 左右时,同时使用蓄电池和柴油机的动力。
(3)列车加速。
使用柴油发电机组的电能和蓄电池电能驱动牵引电动机。
随着牵引载荷的变化,对蓄电池进行充放电。
(4)列车制动。
柴油发电机组停机,利用再生制动装置为蓄电池充电。
3混合动力机车的关键技术混合动力机车涉及许多关键技术,如动力电池技术、混合动力能量管理技术、交流传动控制技术、混合动力试验平台技术等。
这些技术不仅可以应用于混合动力机车,还可以辐射应用于其他领域,如混合动力船舶和混合动力重型车辆等。
从铁路运用角度来讲,应着重对以下几项关键技术进行研究。
(1)动力电池技术近年来,电动汽车的兴起大大促进了动力电池技术的发展。
与铅酸蓄电池相比,磷酸铁锂电池在大电流充放电能力、循环寿命等方面性能更加完善。
这种蓄电池现已开始批量生产,成本也因此得以大幅降低,基本适应电动汽车的技术要求。
但在铁路机车运用方面,与之匹配的蓄电池产品技术尚不成熟,满足其运行的大容量蓄电池种类较少,在产品性能、寿命和可靠性方面还存在不确定性。
因此,未来能量储存装置的研究应2内燃机车2012年该包括以下几个方面:①研究电池内部的连接、检测、监控,完善蓄电池对高、低温环境适应性的应对措施,重点保证蓄电池防燃、防爆安全性;②电池设计和制造方面的改进,降低制造成本,改善电池的性能和提高寿命;③电池的能量管理及剩余电能的管理。
(2)混合动力单元技术为提高燃料经济性,对混合动力单元必然提出更高的要求。
例如,要求混合动力单元能够快速起动和停机等。
目前,针对混合动力单元的研究主要集中在两方面:一是燃烧系统的优化;二是尾气处理技术。
目前正在进行高效尾气催化系统的研发工作。
(3)混合动力系统的控制策略混合动力机车开发中的关键环节,是根据不同的混合动力驱动系统制定和优化其控制策略。
它决定了机车的能量是否能按预期进行分配,机车在不同工况下的工作是否在节油的模式下进行;同时还能够保证蓄电池充放电的可控性和安全性。
国外通过系统建模仿真对此进行了大量的匹配理论研究。
混合动力控制系统依靠蓄电池管理系统和机车微机控制系统的配合作用,对不同混合度的机车,根据实际情况选取最佳的混合动力控制策略。
(4)制动能量回收技术制动能量回收是混合动力机车的重要技术之一。
内燃机车在减速、制动时,列车动能通过制动系统转变为热能,并向大气中释放。
而在混合动力机车上,这种被浪费掉的动能,可以通过制动能量回收技术转变为电能储存于蓄电池中,并进一步转化为驱动能量。
因此,制动能量回收功能是混合动力机车相对于普通内燃机车在节能方面的一个巨大优势。
它将极大地影响机车的节油效果。
经分析,未来制动能量回收技术方面的研究,可以集中在以下方向:优化机车运行方案,提高再生能量利用率;使再生制动能量与电阻制动能量进行综合利用;完善机车的空间布局、设备布置、子系统控制与整车系统控制之间的连接与匹配,对制动能量回收系统与整车进行整体优化,在技术性能和空间布局方面实现完美结合。
4国外混合动力机车的开发和应用混合动力机车具有提高整车效率、降低燃油消耗、减少废气排放等一系列显著优势,因此对于缓解能源匮乏、温室效应等问题具有重大的意义。
美、日和西欧许多知名公司都在尝试开发混合动力机车的新技术,并已取得了重大的成果和进展。
在我国,这项技术近年来同样得到了重视,国内许多科研院所、高校和制造厂家都在努力从事此项研究。
下面具体介绍国外主要公司和我国对混合动力机车的开发应用情况。
4.1欧洲铁路混合动力机车4.1.1阿尔斯通公司2006年,阿尔斯通公司开发出BR203.7型混合动力调车机车样车。
该机车是以原202型液力传动内燃机车为基础进行现代化改造的。
机车改用Deutz公司的TCD2013L64V型四冲程柴油机和永磁同步发电机。
柴油机符合EU2004/26ⅢA 级废气排放标准。
柴油机功率为238kW,转速1100 2200r/min。
机车采用Brironr Hoppecke 公司的500个FNC A170XR型蓄电池组成的系统。
其额定电压为600V,容量为102kWh。
该机车有3种驱动工况:柴油发电机组驱动、蓄电池组驱动以及同时使用两种动力源驱动。
混合动力系统可以提供550kW的功率。
由于调车机车有75%的时间处于空转工况,所以通过这样的改造,可以节约燃油40%、维修费用15%、寿命期成本30%,同时还能够降低噪声15dB(A),减少有害物质排放55%。
4.1.2庞巴迪公司2007年10月9日,庞巴迪运输公司制造的混合动力列车从法国首都巴黎出发,两小时后抵达法国东部香槟区的特鲁瓦镇。
它能在行驶途中从电力驱动转换为柴油动力驱动,最高速度达到160 km/h。
在动力切换过程中,列车不必停车,这是一大技术创新。
该车在此次行驶途中的温室气体排放量比传统柴油动力列车减少20%。
法国已向庞巴迪公司订购144辆混合动力列车。
随后,在《InnoTrans2008》展览会上,庞巴迪公司展出了一种AGC混合动力动车组。
该动车组既可以采用双流制供电牵引(直流1.5kV,交流25 kV),也可以采用柴油机驱动运行,最高速度可达160km/h。
4.2美洲铁路混合动力机车3第9期(总第463期)田睿等:国内外混合动力机车的发展(上)ABSTRACTSOverview of the development of the hybridlocomotive at home and abroadTIAN Rui,KANG Yi-nan(Dalian Locomotive Research Institute Co.,Ltd.,Dalian116021,China)Abstract:This paper analyzes the structure prin-ciple and classification feature of hybrid locomotive from the perspective of energy saving and emission reduction,discussing the key technology and summarizing its devel-opment and application at home and abroad.On this ba-sis,the development prospect and problems to be solved of hybrid locomotive are analyzed.Key words:hybrid locomotive;principle;classi-fication;application;prospectDesign of car-body of SDA1locomotiveexported to AustraliaCHEN Qiang,CHEN Chuan-bin,XIE QingJING Song-bai,DENG Mao-guang(Ziyang Locomotive Co.,Ltd.,Ziyang641301,China)Abstract:The paper introduces the strength crite-rium of car-body of SDA1locomotive exported to Austral-ia,and the design characteristics of car-body.The static strength,fatigue strength,and rigidity of the car-body were analyzed by ANSYS.On this basis,some improve-ments of construction-related were made.Key words:SDA1locomotive;car-body;calcula-tion;designDesign of GK0C1000locomotive s bogieLIN Li(Ziyang Locomotive Co.,Ltd.,Ziyang641301,China)Abstract:This paper mainly introduces the speci-fications and structures of GK0C1000locomotive,and op-timizes the capability of its bogie.In order to validate the design of the bogie,the following calculation has been finished,such as locomotive dynamics,frame strength,rolling stock clearance and braking calculation.Key words:GK0C1000locomotive;bogie;capa-bility optimization;calculationDvelopment of main control valve momentumsimulator of GK1C diesel-hydraulic locomotive YIN Zhi-xue-,WANG Wan-sheng,FENG Rui-hong (Tanggang Logistics Company,Tangshan063000,China)Abstract:The paper discusses the breakdown of the main control valve and the solutions,and mainte-nance equipment of GK1C diesel-hydraulic locomotive.Key words:diesel-hydraulic locomotive;main control valve;torque converter;manual pneumatic deviceInfluence of water flow change to the heat transfer performance of the oil heat exchangerZHANG Xin-yuan(Shenyang Locomotive&Rolling Stock Co.,Ltd.,Shenyang110024,China)Abstract:This paper introduces the equipment and method for the oil heat exchanger performance test for the diesel locomotive.The contrast test results of heat transfer performance test under three kinds of water flow conditions are listed.According to the analysis of the in-fluence of water flow change to the heat transfer perform-ance of the oil heat exchanger and the loss of water sideⅢ。