混合动力汽车动力系统综述
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混合动力汽车结构组成
混合动力汽车结构组成
混合动力汽车(Hybrid Electric Vehicle,HEV)是指将内燃机和电动机,并采用一种电瓶和可充电电池技术相结合而成的新型节能技术车辆。
混合动力汽车的结构组成因不同品牌车型而有轻微差异,一般由以下部件构成:
1、内燃机:内燃机是混合动力汽车的重要部件。
一般情况下,都采用汽油机或者柴油机,少量的使用燃气机。
其功能是负责汽车的正常行驶,并且为电池充电。
2、发电机:发电机是混合动力汽车的核心部件。
其功能是通过发电机将发动机正常运转中的动能转化为电能,供电池使用或者直接供给电机驱动车辆。
3、电池:电池是混合动力汽车的存储能源部件。
其功能是存储发电机驱动的电能,以提供用户使用,并在发动机开始运转前,提供发动机启动使用的能源。
4、电动机:电动机是混合动力汽车的驱动部件。
其功能是利用电池供电,给发电机转动,从而驱动汽车行驶或者用作启动发动机的能源。
5、控制器:控制器是混合动力汽车的核心控制部件。
它主要是将燃料和电池的能源有效的调配,以达到汽车的最优效果。
6、燃料系统:燃料系统是混合动力汽车的动力源部件。
它主要是将车辆内燃料系统的燃料油从燃料箱供应到发动机内,从而保证发
动机正常运转。
7、变速器:变速器是混合动力汽车的传动部件。
它主要是将发动机提供的动力转化成汽车变速箱所需的转速,从而保证汽车正常行驶。
丰⽥hybrid系统的详细介绍1 特点2 低油耗3 低油耗:⼯作原理4 ⼯作原理8 Prius普锐斯9 Highlander 混合动⼒车低油耗10 Camry混合动⼒车的燃油效率11 低尾⽓排放12 低尾⽓排放:⼯作原理13 Prius普锐斯低尾⽓排放14 Highlander 混合动⼒车低尾⽓排放15 Camry混合动⼒车低排放16 加速17 加速:⼯作原理18 驱动辅助的⼯作原理19 电动机TRC20 爬坡动⼒辅助21 坡道启动控制22 强劲加速的⼯作原理23 扭矩分配系统控制24 Prius 普锐斯的加速25 Highlander混合动⼒车的加速26 Camry混合动⼒车的加速27 超群的静谧性28 静谧性:⼯作原理29 EV驱动模式30 Prius普锐斯的静谧性技术31 Highlander 混合动⼒车的静谧性技术32 Camry混合动⼒车的静谧性技术33 技术34 技术:综述35 混联式混合动⼒36 HV(镍氢)蓄电池37 ⾼输出功率电动机38 再⽣制动39 动⼒控制单元40 汽油发动机41 动⼒分离装置42 发电机43 电⼦控制系统44 Highlander 混合动⼒车 HV(镍氢)蓄电池45 后电动机46 减速机47 Camry混合动⼒车的电池48 Camry混合动⼒车的电动马达49 Camry混合动⼒车的发动机50 串联式混合动⼒系统51 并联式混合动⼒系统52 混合动⼒车:联合国定义53 系统阵容54 开发56 TOYOTA油电混合动⼒系统开发的历史57 主要的TOYOTA油电混合动⼒车开发历史59 TOYOTA油电混合动⼒系统核⼼技术开发的历史62 混合动⼒车的开发历史63 混合动⼒车开发的前景64 混合动⼒车的电⼒65 家⽤电器的电源66 概念车简介67 概念车CS&S68 概念车 Future Truck Concept69 概念车 MTRC70 实践71 丰⽥的汽车⽣产⽅式72 TOYOTA油电混合动⼒系统的⽣产⼯序 (⾃动化<Jidoka>)73 TOYOTA油电混合动⼒系统的⽣产⼯序 (准时化⽣产⽅式 Just-in-Time)74 混合动⼒车的累积销售数量75 引进混合动⼒车的国家特点低油耗、低尾⽓排放量、良好的加速、运⾏安静的传动系统TOYOTA油电混合动⼒系统是综合了电动机和发动机两⼤动⼒优点的新⼀代动⼒系统。
新能源混合动力机车发展现状及关键技术综述摘要:新能源混合动力机车可广泛应用于不同环境,满足电气化线路/非电气化线路的跨线运行需求,提高转运效率,提升非电气化线路的运行能效、降低排放,是推进交通运输体系低碳化发展的重要技术。
随着相关领域技术的快速发展,新能源混合动力机车技术仍具备广阔的发展空间,应充分发挥现有的混合动力机车研究基础和优势,在保障车辆运行安全的基础上,以整车清洁化、低碳化、高效化为发展目标,深度开展整车能量管理策略研究提升系统能效,开发高效的混合动力一体化热管理与安全防护技术。
新能源混合动力机车作为新型技术体系,国内外相关标准体系尚不完善,行业应建立新能源混合动力机车的完整标准体系,指导新能源混合动力机车技术的有序发展。
关键词:新能源混合动力机车;发展现状;关键技术引言在我国,大力发展新能源混合动力机车是一项关系到国家经济和社会可持续发展的战略举措。
中国已经成为世界上最大的电动汽车市场和最大的混合动力汽车市场,而且随着中国城市化进程以及消费水平的不断提高,未来新能源混合动力机车市场还将不断扩大。
但要使新能源混合动力机车在交通运输领域得到广泛推广应用,必须有完善的政策保障措施以及完整而科学的技术路线和标准体系作为支撑,才能保证新能源混合动力机车能够在中国快速发展起来。
为此,我国新能源混合动力机车行业应从政策、法规、制度等方面进行改革和调整,以保证新能源混合动力机车行业的健康、可持续发展。
1新能源混合动力机车发展现状1.1国家政策扶持方面随着环保政策越来越严格,各大汽车制造企业都在改变原有的汽车制造理念和想法,开始投入大量的技术和人才,开始大力开发和研究新能源混合动力机车,用这种方式来满足严苛的环保政策。
同时在严苛的环保政策下,国家为了鼓励汽车制造企业开发和研究新能源混合动力机车,并对电动汽车的采购和制造提出了一些列的优惠政策和经济补偿措施。
目前全国多数的城市都已经将传统的燃油汽车换成了现代化的新能源混合动力机车,这些汽车中多数都以纯电力驱动为主,这样可以有效环节对环境的污染。
只是临时替代产品!油电混合动力详解如今节能减排已经成为一件很热门的事同时也是一件很重要的事,大到胡爷爷和奥巴马碰面都要谈。
而对于汽车领域来说,同样也很热门,各个厂家都在竭尽所能的推出各种环保汽车。
为汽车寻找代替能源,降低油耗甚至实现零油耗零排放,已经成为每一家车企的目标。
但在这之前,油电混合动力系统显然更有实际意义。
下面我们将为大家简单介绍混合动力系统的分类和简单工作原理,以及如今各个厂家的混合动力代表车型。
本文导读:1.目前关于油电混合动力汽车有很的说法,微混合、轻度混合动力、重混合动力、插入式混合动力等等,汽车探索为您解读它们分别是什么意思。
2.为您介绍混合动力汽车的发动机有什么特色,所用的电池有哪几种。
混合动力汽车由来已久可能您会觉得难以置信,混合动力汽车已经有了上百年的历史。
大名鼎鼎的费迪南德·保时捷在上世纪末就为一家名为Jacob Lohner的公司开发出一款油电混合动力汽车,甚至造出了四驱版本。
Lohner-Porsche的四驱车型Lohner-Porsche的赛车型号美国专利局关于“Mixed Drive for Autovehicles”的专利如果您有机会查一查美国专利局那些被尘封的资料,会惊奇的发现今年的3月2日距美国的第一个混合动力汽车专利已经过去了整整一个世纪!1909年,身在比利时的德国人Henri Pieper 取得了一项名为“Mixed Drive for Autovehicles”的专利。
分类:目前主要以并联、混联为主,按混合度分类的说法也很常见当然,以上的例子跟我们今天要说的混合动力汽车关系并不大。
现代的混合动力汽车是从上世纪90年代末才开始逐渐发展起来的。
按照其工作方式,大体上可以分为串联、并联和混联三种。
串联式:已经被淘汰简单地说,串联式混合动力汽车的工作方式就是用传统发动机直接通过发电机为电池充电,然后完全由电动机提供的动力驱动汽车。
其目的在于使发动机长时间保持在最佳工作状态,从而达到减排的效果。
HEV(Hybrid-ElectricV ehicel)—混合动力装置。
混合动力就是指汽车使用汽油驱动和电力驱动两种驱动方式,优点在于车辆启动停止时,只靠发电机带动,不达到一定速度,发动机就不工作,因此,便能使发动机一直保持在最佳工况状态,动力性好,排放量很低,而且电能的来源都是发动机,只需加油即可。
混合动力汽车的关键是混合动力系统,它的性能直接关系到混合动力汽车整车性能。
经过十多年的发展,混合动力系统总成已从原来发动机与电机离散结构向发动机电机和变速箱一体化结构发展,即集成化混合动力总成系统。
混合动力总成以动力传输路线分类,可分为串联式、并联式和混联式等三种。
串联式动力:串联式动力由发动机、发电机和电动机三部分动力总成组成,它们之间用串联方式组成SHEV动力单元系统,发动机驱动发电机发电,电能通过控制器输送到电池或电动机,由电动机通过变速机构驱动汽车。
小负荷时由电池驱动电动机驱动车轮,大负荷时由发动机带动发电机发电驱动电动机。
当车辆处于启动、加速、爬坡工况况时,发动机、电动机组和电池组共同向电动机提供电能;当电动车处于低速、滑行、怠速的工况时,则由电池组驱动电动机,当电池组缺电时则由发动机-发电机组向电池组充电。
串联式结构适用于城市内频繁起步和低速运行工况,可以将发动机调整在最佳工况点附近稳定运转,通过调整电池和电动机的输出来达到调整车速的目的。
使发动机避免了怠速和低速运转的工况,从而提高了发动机的效率,减少了废气排放。
但是它的缺点是能量几经转换,机械效率较低。
并联式动力:并联式装置的发动机和电动机共同驱动汽车,发动机与电动机分属两套系统,可以分别独立地向汽车传动系提供扭矩,在不同的路面上既可以共同驱动又可以单独驱动。
当汽车加速爬坡时,电动机和发动机能够同时向传动机构提供动力,一旦汽车车速达到巡航速度,汽车将仅仅依靠发动机维持该速度。
电动机既可以作电动机又可以作发电机使用,又称为电动-发电机组。
简述混合动力汽车的分类混合动力汽车是一种结合了内燃机和电动机两种动力系统的汽车。
根据其具体的工作原理和设计特点,混合动力汽车可以分为以下几种主要类型:并联混合动力车型(Parallel Hybrid Vehicles):这种类型的混合动力汽车同时利用内燃机和电动机提供动力,两者可以独立或同时工作。
内燃机驱动发动机同时给车辆提供动力,并且通过发电机充电电池。
电动机也可以独立驱动车辆。
这种设计既可以提供高速公路上的动力,又可以实现低速和停车时的节能和零排放。
串联混合动力车型(Series Hybrid Vehicles):这种类型的混合动力汽车内燃机不直接驱动车辆,而是通过发电机产生电力,供电给电动机驱动车辆。
内燃机主要负责发电机的工作,电动机负责驱动车辆。
这种设计可以实现高效的能量转换和节能,适用于长途行驶和高速公路上的驾驶。
电动增程式车型(Plug-in Hybrid Electric Vehicles,简称PHEVs):这种类型的混合动力汽车配备了一块可充电的电池组,可以通过插电充电来获取电力。
电动机可以独立驱动车辆,并且在电池耗尽后,内燃机可以发电来提供额外的驱动力。
PHEVs可以在电力和燃油之间进行切换,提供更长的电动驾驶里程和更好的燃油经济性。
混合动力微型车型(Micro Hybrid Vehicles):这种类型的混合动力汽车主要通过启停系统和能量回收技术来降低燃油消耗。
启停系统可以在车辆停止时自动关闭发动机,节省燃油。
能量回收技术则可以将制动时产生的能量转化为电力,用于充电电池或供应车辆电器设备。
串并联混合动力车型(Series-Parallel Hybrid Vehicles):这种类型的混合动力汽车结合了并联和串联混合动力系统的特点。
它可以根据驾驶条件和能源需求智能地切换内燃机和电动机的工作模式,以提供最佳的动力输出和燃油经济性。
轻混合动力车型(Mild Hybrid Vehicles):轻混合动力车型使用一种较小容量的电动机来辅助内燃机,提供一定程度的动力增强和燃油节省。
新能源混合动力机混合动力机车发展现状及关键技术综述摘要:燃料混合动力机车辆的广泛应用,不但使我国的石油供应更加紧张,而且产生的有毒气体也会对生态系统造成更大影响。
新能源混合动力机车的问世,既可以改善我国的能耗,又可以改善我国的生态系统对我国的影响,因此得到了广泛的关注。
也有一些人觉得,只要开发出了新能源混合动力机混合动力机车,这个问题就会得到解决。
新能源混合动力机车的制造已经成为了一种可能,随着新能源混合动力机车的不断发展,新能源混合动力机车的技术也在不断地进步。
关键词:新能源;汽混合动力机车;发展现状;趋势引言国家每年都会对环境污染的防治进行专门的投资,花费了大量的时间和金钱,但是,在防治费用上,不仅没有降低,而且还增加了,在环境治理上,人们感到压力很大,混合动力机车辆的引擎会产生大量的二氧化碳和其它的有毒气体。
新能源混合动力机混合动力机车将电能用作它的主要动力来源,虽然它在生产的时候也会对其它的能量进行消费,还会产生CO2的排放量,然而,伴随着新能源发电所占比重的不断增大,以及超临界、超超临界火电厂的逐渐取代了小型机组,它的发电效率得到了显著的提升,并且它的排放物也方便了进行集中处理。
因此,采用新能源混合动力机车对于实现我国的节约和排放有着重大的作用。
1发展新能源混合动力机混合动力机车的意义1.1是节能减排,实现可持续发展的需要作为一种方便快捷的运输方式,小轿混合动力机车逐渐进入人民的日常生活,并在人民的日常生活中占有举足轻重的位置。
要知道,一辆混合动力机车要用到石油和天然气才能行驶。
在运行中,石油和天然气的耗用,以及温室效应的释放。
而且,我们国家的混合动力机车辆数量实在是太多了。
混合动力机车辆越来越多,排放的废气也越来越多,刚开始的时候,混合动力机车辆还不算太多,但随着混合动力机车辆的增多,这个问题就变得越来越严重了。
我们有充分的依据来证实,不断加剧的大气污染和机动混合动力机车之间的确存在某种联系。
混合动力汽车概念和基本类型一、混合动力汽车的概念从广义上讲,混合动力汽车指至少有两种动力源,靠其中一种或多种动力源提供部分或者全部动力的车辆,也称复合动力汽车。
实际中,混合动力汽车多指以传统内燃机和电动机作为动力源,混合使用热能和电能的汽车。
混合动力汽车电驱动系统通过被采用的动力系统向载荷提供动力。
混合动力电驱动系统示意图二、混合动力汽车的类型(一)、混合动力电动汽车按照能量合成的形式主要分为串联式(SHEV)、并联式(PHEV)、混联式和复合式四种。
1、串联式混合动力系统如下图所示串联式混合动力系统的示意图。
串联式混合动力系统的关键特征是在功率变换其中,两个电功率被放在仪器,该功率变换器其电功率耦合的作用,控制从蓄电池组和发电机到电动机的功率流,或反向控制从电动机到蓄电池组的功率流。
燃油箱、发动机和发电机组成基本能源,而蓄电池则起能量缓冲作用。
2、并联式混合动力系统下图所示为并联式混合动力系统的示意图。
它的关键特征是在机械耦合器中,两个机械功率被加在一起,发动机是基本能源设备,而蓄电池和电动机驱动装置则组成能量缓冲器,此时功率流仅受动力装置发动机和电动机控制。
3、混联式混合动力系统如下图所示为混联式混合动力系统的示意图,这一构造是串联式和并联式结构的组合,它具有两者的主要特性,相比于串联式或并联式的结构,它拥有更多的运行方式。
4、复合式混合动力系统图所示为典型复合式混合动力系统的示意图,它具有与混联式相似的结构。
两者唯一的差异在于电耦合功能有功率变换器转移到蓄电池,并且在电动机或发电机组和蓄电池组之间加入了一个功率变换器。
(二)、按混合程度分类根据混合动力系统中电机输出功率在整个系统输出功率中所占的比重,混合动力系统可分为(微混、轻混、中混、完全混合和插电混合)1、微混和动力系统这种混合动力系统在传统内燃机上的起动电机上加装了皮带驱动起动电机,用来控制发动机的起动和停止,从而取消了发动机的怠速,降低了油耗和排放。
混合动力汽车概述作者:吴俊锋来源:《学习与科普》2019年第08期摘要:为解决能源问题和环境问题,在传统的内燃机汽车和纯电动汽车进行过渡,混合动力汽车在此背景下不断发展。
混合动力汽车是指燃油动力加电力的汽车。
它的混合动力总成主要包括发动机和电动机,结合发动机和电动机各自的优点;内置动力分离装置的混合动力专用变速器、镍氢電池组和动力控制总成等部件。
关键词:混合动力汽车串联式并联式混联式混合动力汽车拥有两种或者两种以上的动力源。
根据不同的动力源的布置方式,混合动力汽车主要可以分为串联式混合动力汽车、并联式混合动力汽车和混联式混合动力汽车。
典型的是串联和并联两种构型方式,两者的主要不同之处在于动力源和车轮的连接方式的不同,混联式构型则是融合了以上两种构型方式的优点。
1. 串联式混合动力汽车在串联式混合动力汽车当中,通常是将发动机和发电机这两个部件做成一体,组成APU。
发动机带动发电机发电,所产生的电能通过控制器直接送到发动机,有发动机产生驱动力矩从而驱动汽车。
电池实际上起到平衡发动机-发电机组输出功率和电动机输入功率的作用:当发电机发出的功率高于电动机所需要的功率时(当汽车减速滑行、低速行驶或者短时停车等工况),控制器控制发电机向电池充电;当发电机发出的功率低于电动机所需要的功率时(当汽车起步、加速、高速行驶和爬坡等工况),电池则会向电动机提供额外的电能。
串联式混合动力汽车的传动形式和其他种类的混合动力汽车的传动形式(并联、混联)相比较,具有自己明显的特点和优势:1.发动机和发电机、传动系之间没有直接的机械连接,使整车布置的自由度较大,同时也使得发动机的工作状态不会受到汽车行驶状态的影响,发动机能够保持在稳定、高效、低排放的运行状态下工作,使得汽车具有良好的燃油经济性和较低的污染物排放。
2.在串联式混合动力汽车上,由于发动机带动发电机所产生的电能和电池组输出的电能共同带动电动机来驱动汽车行驶,电力驱动式其唯一的驱动模式,因而控制技术比较简单。
比亚迪混动车型原理
混合动力是指同时使用两种或多种不同的能源来驱动汽车,比如汽油发动机和电动机。
比亚迪混动车型采用的是串联式混合动力系统,即电动机和发动机通过一个单一的传动系统连接起来。
以下是比亚迪混动车型的原理:
1. 发动机:比亚迪混动车型采用的是1.5L排量的发动机,它可以燃烧汽油,产生动力。
这个发动机的特点是非常高效,它通过减少摩擦和提高热效率来提高燃油经济性。
2. 发电机:发动机旁边有一个发电机,它可以将发动机产生的
动力转化为电力,从而充电电池。
3. 电池:比亚迪混动车型采用的是锂离子电池,它是一种高性能、高效率的电池。
电池可以储存发电机产生的电力,并且可以为电动机提供动力。
4. 电动机:电动机位于传动系统的末端,它可以将电池储存的
电力转化为机械能,从而驱动车辆。
电动机的优点是加速响应快,能够提供高扭矩,也可以将动能回收为电能,从而充电电池。
5. 控制系统:比亚迪混动车型的控制系统非常复杂,它可以自
动控制发动机和电动机的启停,以及根据驾驶情况和路况自动调节发动机和电动机的功率输出。
此外,控制系统还可以监控电池的电量和电压,防止电池过放或过充。
综上所述,比亚迪混动车型通过串联式混合动力系统将发动机、发电机、电池和电动机连接起来,既可以保证高速公路等高速驾驶场
景下的动力输出,又可以在城市道路等低速驾驶场景下充分利用电动机提供的高扭矩和动能回收功能,从而获得更高的燃油经济性和更低的尾气排放。
混合动力汽车的基本组成一、引言随着环保意识的不断提高和能源危机的日益严重,混合动力汽车作为一种新型节能环保的汽车技术,正在逐渐成为未来汽车发展的重要方向。
那么,混合动力汽车是如何实现节能环保的呢?本文将从混合动力汽车的基本组成入手,详细介绍混合动力汽车是如何实现节能环保的。
二、混合动力汽车的基本组成1.发动机混合动力汽车中最重要的部件之一就是发动机。
与传统燃油汽车不同的是,混合动力汽车采用了两种或多种不同类型的发动机,其中包括内燃机和电动机。
内燃机可以使用传统燃油或可再生能源(如天然气、甲醇等)作为燃料,而电动机则通过电池储存电能,并将其转化为运行能量。
2.电池组电池组是混合动力汽车中另一个非常重要的部件。
它可以存储大量电能,并在需要时将其释放给电动机以提供运行能量。
目前市面上常见的电池类型包括镍氢电池、锂离子电池等。
3.电机电机是混合动力汽车中的另一个关键部件。
它可以将储存在电池组中的电能转化为运行能量,并驱动汽车前进。
与传统汽车不同的是,混合动力汽车中的电机可以通过回收制动能量来充电,从而提高能源利用效率。
4.变速器变速器是混合动力汽车中另一个重要的部件。
它可以通过调整发动机和电机之间的配合关系,实现最佳的能源利用效率,并确保汽车在不同速度下具有最佳的性能表现。
5.控制系统控制系统是混合动力汽车中最重要的部件之一。
它可以监测和控制整个系统中各个部件之间的配合关系,以确保混合动力汽车在不同工况下具有最佳的性能表现和节能环保效果。
三、混合动力汽车是如何实现节能环保的?1.减少燃料消耗由于混合动力汽车采用了两种或多种不同类型的发动机,因此可以根据实际需要灵活地切换使用内燃机或电动机来提供运行能量。
这样一来,就可以大大减少燃料的消耗,从而实现节能环保的效果。
2.降低尾气排放由于混合动力汽车采用了可再生能源和电动机等技术,因此可以大大降低尾气排放量。
例如,使用天然气作为燃料的混合动力汽车可以将二氧化碳排放量降低约20%,将氮氧化物和颗粒物排放量降低约90%。
混合动力轻型客车动力系统设计与分析混合动力轻型客车动力系统设计与分析摘要:随着汽车行业的快速发展,低碳环保已经成为汽车发展的大趋势。
混合动力车型以其高效、经济、低排放等特点成为新时代的主流车型。
本文以一款混合动力轻型客车为载体,针对其动力系统进行了设计与分析,旨在探讨混合动力汽车动力系统的可行性及应用前景。
关键词:混合动力,轻型客车,动力系统,设计,分析1. 混合动力技术的产生和发展混合动力技术是汽车动力技术的一大创新,它是纯电动汽车和传统汽油车的结合体,具有高效、环保等优点。
混合动力技术从20世纪80年代开始出现,经过多年的发展,已经成为汽车行业的热门技术。
2. 轻型客车混合动力动力系统设计对于轻型客车而言,混合动力技术的应用相对较为容易。
本文以混合动力轻型客车为研究对象,设计了其动力系统,包括发动机、电动机、电池等关键部件。
具体方案如下:(1)发动机:选择一款燃油经济性好、动力输出稳定的发动机,采用可变气门技术、缸内直喷等技术,使其在燃烧效率和动力输出上具有优势。
(2)电动机:采用无刷电机,输出功率为30kW,峰值转矩为300N·m。
电机由电池供电,在启停、低速行驶等条件下发挥动力补充作用,能够提高燃油利用率并降低排放。
(3)电池:采用锂离子电池,能量密度高、充电速度快、寿命长等优点,能够保证车辆的续航能力。
电池安装在车辆下部,重心低、安全性高。
(4)控制系统:采用电脑控制系统,实现发动机和电动机的协同工作,能够通过充电和耗能的方式调整电池的状态,优化车辆能量流和效率,提高整车的综合性能。
3. 系统特点和优势以上系统方案具有如下特点和优势:(1)可实现燃油经济性和环保性的双重优化,能够降低车辆的油耗和排放。
(2)能够实现动力补充和能量回收,提高车辆的综合性能和经济性。
(3)电池寿命长、安全性高,能够有效保障车辆的续航能力。
4. 实验分析和数据验证本文对所设计的混合动力轻型客车进行了实验分析和数据验证。
详细解析-油电混合动力工作原理及优势
通常所说的混合动力一般是指油电混合动力,即燃料(汽油,柴油)和电能的混合。
混合动力汽车是有电动马达作为发动机的辅助动力驱动汽车。
而且,辅助发动机的电动马
达可以在正常行驶中产生强大而平稳的动力,因此,车主可以享受更强劲的起步、加速。
同时,还能实现较高水平的燃油经济性。
种类:
并联方式
一种是以发动机为主动力,电动马达作为辅助动力的“并联方式”。
这种方式主要以发动机驱动行驶,利用电动马达所具有的再启动时产生强大动力
的特征,在汽车起步、加速等发动机燃油消耗较大时,用电动马达辅助驱动的方式来降低
发动机的油耗。
这种方式的结构比较简单,只需要在汽车上增加电动马达和电瓶。
串联、并联方式
另外一种是,在低速时只靠电动马达驱动行驶,速度提高时发动机和电动马达相
配合驱动的“串联、并联方式”。
启动和低速时是只靠电动马达驱动行驶,当速度提高时,由发动机和电动马达共
同高效地分担动力,这种方式需要动力分担装置和发电机等,因此结构复杂。
串联方式
还有一种是只用电动马达驱动行驶的电动汽车“串联方式”。
发动机只作为动力源,汽车只靠电动马达驱动行驶,驱动系统只是电动马达,但
因为同样需要安装燃料发动机,所以也是混合动力汽车的一种。
1。
混合动力汽车基本结构混合动力汽车是指由两个或多个动力系统(如燃油发动机和电动机)共同驱动的汽车。
其基本结构主要包括发动机、电动机、变速器、电池组、控制系统和传动系统等。
1. 发动机:混合动力汽车的发动机通常是燃油发动机,用于提供车辆的动力。
它可以是传统的汽油发动机或柴油发动机。
发动机的功率大小决定了车辆的最大输出功率以及达到最大功率的转速范围。
2. 电动机:混合动力汽车中的电动机主要用于辅助发动机提供动力,以降低燃油的消耗。
电动机可以通过电池组存储的电能为其提供电力,并通过控制系统进行控制。
同时,电动机还可以通过制动能量回收技术将车辆制动时产生的能量转换为电能并储存起来,以充电电池组。
3. 变速器:为了使发动机和电动机的输出能量更有效地转化为车辆的动力,混合动力汽车通常使用电子变速器。
这种变速器可以根据车辆行驶情况和驾驶者需求,将发动机和电动机的输出功率进行合理的分配,以达到最佳的燃油经济性和性能。
4. 电池组:混合动力汽车中的电池组主要用于存储电能,并为电动机提供电力。
电池组可以使用锂离子电池、镍氢电池或其他类型的电池。
电池组的容量大小决定了混合动力汽车的续航里程和加速性能。
5. 控制系统:混合动力汽车的控制系统主要由电子控制单元(ECU)和传感器组成。
ECU可以根据车辆的状态和驾驶者的需求,控制发动机和电动机的工作状态,以实现最佳的燃油经济性和性能。
传感器可以收集车辆各种数据,如速度、加速度、转速、温度等,并将这些数据传送给ECU进行分析和控制。
6. 传动系统:混合动力汽车的传动系统主要包括传动轴、差速器和驱动轮。
传动轴将发动机和电动机的输出转矩传递到差速器上,而差速器则将动力传递到驱动轮上。
传动系统的设计可以根据车辆的不同驱动方式,如前驱、后驱或四驱来进行选择和调整。
综上所述,混合动力汽车的基本结构包括发动机、电动机、变速器、电池组、控制系统和传动系统等。
这些组件共同协作,使混合动力汽车能够同时享受燃油发动机和电动机的优势,实现更高的燃油经济性和更低的尾气排放。
汽车新动力━━━HEV综述 戴梦萍1 纪永秋2 (1.山东理工大学机械工程学院,255000;2.山东水利技术学院,255000) 摘要:介绍了混合动力电动汽车(HEV)的概念、HEV动力总成的组成及型式,阐述了其基本工作原理和驱动模式。 关键词:混合动力电动汽车;串联;并联;混联;驱动模式 随着世界经济的持续增长和世界人口的增加、人民生活水平的提高,人均能源消耗将会高速增加,环境污染会变得更加严重。开发新的替代能源、提高热能转换效率和节约能源被认为是解决或缓解环境污染和保障能源供给的有效办法。汽车燃油发动机是消耗矿石能源和制造环境污染的大户,研发替代燃油发动机的新动力势所必然。替代燃油发动机汽车的方案也越来越多,例如氢能源汽车、燃料电池汽车、混合动力汽车等。但目前最有实用性价值并巳有商业化运转的模式,只有混合动力电动汽车。 根据国际机电委员会下属的电力机动车技术委员会的建议,混合动力电动汽车是指由两种和两种以上的储能器、能源或转换器作驱动能源,其中至少有一种能源提供电能的车辆称为混合动力电动汽车。本文介绍的仅是既有内燃机又有电动机驱动的混合动力电动汽车。混合动力电动汽车的关键是混合动力系统,它的性能直接关系到混合动力汽车整车性能。经过十多年的发展,混合动力系统总成已从原来发动机与电机离散结构向发动机、电机和变速器一体化结构发展,即集成化混合动力总成系统。 1 混合动力电动汽车的组成及种类成 1.1 混合动力总成按照驱动系统能量流和功率流的配置结构关系,可分为串联式(Series hybrid system)(两种)、并联式(Parallel hybrid system)和混联式()等三种。(如图1所示)
(a( (a)
减(变)速器
车轮 车轮 发动机 发电机 蓄电池 电动机
车轮 车轮 发动机 发电机 蓄电池 电动机 减(变)速器
(a)
(b) 图1 串联时、并联式和混联式混合动力电动汽车组成示意图 (a)串联型式1;(b)串联型式2;(c)并联型式;(d)混联型式 1.1.1串联式动力由发动机、发电机和电动机三部分动力总成组成,它们之间用串联的方式组成SHEV的动力单元系统,发动机驱动发电机发电,电能通过控制器输送到电池或电动机,由电动机通过变速机构驱动汽车。小负荷时由电池驱动电动机驱动车轮,大负荷时由发动机带动发电机发电驱动电动机。当车辆处启动、加速、爬坡工况时,发动机-电动机组和电池组共同向电动机提供电能;当电动车处于低速、滑行、怠速的工况时,则由电池组驱动电动机,当电池组缺电时则由发动机-发电机组向电池组充电。组成如图1a、b所示。 串联式结构适用于城市内频繁起步和低速运行工况,可以将发动机调整在最佳工况点附近稳定运转,通过调整电池和电动机的输出来达到调整车速的目的。使发动机避免了怠速和低速运转的工况,从而提高了发动机的效率,减少了废气排放。但是它的缺点是能量几经转换,机械效率较低。 1.1.2并联式系统的发动机和电动机共同驱动汽车,发动机与电动机分属两套系统,可以分别独立地向汽车传动系提供扭矩,在不同的路面上既可以共同驱动又可以单独驱动。当汽车加速爬坡时,电动机和发动机能够同时向传动机构提供动力,一旦汽车车速达到巡航速度,汽车将仅仅依靠发动机维持该速度。电动机既可以作电动机又可以作发电机使用,又称为电动-发电机组。由于没有单独的发电机,发动机可以直接通过传动机构驱动车轮,这种装置更接近传统的汽车驱动系统,机械效率损耗与普通汽车差不多,得到比较广泛的应用。组成如图1c所示。 1.1.3混联式系统包含了串联式和并联式的特点。动力系统包括发动机、发电机和电动机,根据助力装置不同,它又分为发动机为主和电机为主两种。以发动机为主的形式中,发动机作为主动力源,电机为辅助动力源;以电机为主的形式中,发动机作为辅助动力源,电
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减(变)速器
车轮 车轮 发动机
蓄电池
电动机
减(变)速器 发电机
(c)
(d) 机为主动力源。该结构的优点是控制方便,缺点是结构比较复杂。 1.2 按照两种不同的能量的搭配比例不同,混合动力车辆则有四种类型,即: 1.2.1 微混合(micro hybrids),有时也叫“起-停混合”,其特点是采用低电压和低功率的电动机,电动机不驱动车轮,只是使用大功率的起动机,在内燃机起动时,将其曲轴旋转到较高的转速。内燃机的起动更加轻松可靠;汽车在减速、制动时还可以使内燃机熄火,电动机则通过再生制动发电给蓄电池充电回收部分能量,这样都可以达到节省燃油的效果。 1.2.2 轻度混合(mild hybrids)动力电动汽车的特点是采用高电压和低功率的电动机,在汽车加速是,电动机作为辅助动力使用。这样内燃机的排量就可以减小。 1.2.3全混合(full hybrids)也称强混合(Strong Hybrid),特点是可以只使用内燃机或电动机驱动车辆,也可二者同时驱动。当然,这需要装备较大体积、较高电压的电池。下面要介绍的丰田Prius即属此类。 1.2.4 外电源插座充电混合动力汽车(PHEV) ,PHEV是Plug-in Hybrid Electric Vehicle的缩写。PHEV是指可以使用家用电源插座(例如220V电源)对混合动力车电池充电的混合动力汽车,同时这种混合动力汽车应能单独依靠电池就能行驶较长距离,但需要时仍然可以象通常的全混合动力汽车一样工作。例如有一辆可以单独靠电池行驶50km的PHEV,可利用电池行驶40km,到旅程终点后,插入电源对电池充电;如果旅程超过50km,则开始的50km可以用电池来行驶,超过50km后则可以以通常的混合动力方式行驶,到了旅程终点则再插入电源对电池充电。 目前由于电池尺寸、重量以及其他因素使得PHEV的成本很高,但是随着电池和混合动力技术的进步,PHEV可能会成为未来的一种汽车。 3 混合动力电动汽车动力系统实例—丰田的Prius混合动力系统 3.1 系统特点 丰田的Prius混合动力系统属于以电机为主的形式。它的混合动力总成包括两个动力源,发动机与电动机。还有包含了发电机、电动机、内置动力分离装置的混合动力专用变速器、镍氢电池组和动力控制总成。丰田Pruis混合动力系统有一个特点,就是采用行星齿轮变速结构,变速器内置动力分离装置,行星齿轮机构巧妙地将减速器、发电机和电动机等动力部件偶合在一起,同时行星齿轮又起到无级变速器的功能,结构十分紧凑,形成一个集成化混合动力总成系统(如图2所示)
图 2 该系统的内燃动力采用Atkinson循环1.5LVVT-i汽油机,最大输出功率为57KW。工作循环为Atkinson循环,其热效率高,膨胀比大。Atkinson循环的汽油机采用延迟进气门关闭时刻的方法,增大膨胀比。在压缩冲程的起始阶段(当活塞开始上行时),部分进入气缸的空气回流到进气歧管,有效地延迟了压缩起始点,故膨胀比增大,而实际的压缩比并没有增大。由于用这种方法能增大节气门开度,在部分负荷时可减小进气管负压,从而减小进气 通过行星齿轮组,三台机器的转速互相配合,就能实现不同的运行模式。Prius通过复杂的电子控制,用简单的机械,能够实现类似CVT无级变速的效果。 3.2 系统的工作过程 3.2.1在起步或低速行驶时,此时发动机效率低下,所能提供的动力往往不大。因此Prius将发动机关闭,仅由大功率电动机驱动车辆(图2,箭头A)。封闭式Ni-MH(镍氢)电池可以提供高达400N•m,的强大扭矩,帮助Prius平稳起步。 3.2.2在正常行驶时,发动机作为主动力源,由动力分离装置将动力分成两路,一路驱动发电机进行发电,产生的电力驱动电动机运转(图3,箭头B),另一路则直接驱动车轮(图3,箭头A),系统会自动对两条路径的动力进行最佳分配,以达到效率的最大化。HSD时刻监视车辆的各种行驶条件、油门踏板上的踏板力以及电池控制电脑所发送的信息,它根据这些信息决定行驶过程中是电动机单独进行驱动,还是电动机和发动机并用,使得汽车总能量的消耗始终保持最低。 3.2.3 当要加速时,电池组会加进来为电动机供电,增强电动机输出功率(图4)。 当减速或制动时,则由车轮的惯性力驱动电动机,回收制动系统会将电动机激活成为发电机,从而将车辆的部分动能转化成为电能开储存在电池内、这一能量回收性能,特别适合因交通拥堵而不得不频繁加减速的城市路况。 3.2.4 在高速行驶过程中,混合动力系统会释放出连续高速响应的驱动力来满足驾驶要求,而动力的来源便是1.5L VVT-i发动机和电动机。逆变器和动力控制单元的高压电路系统可以先将电池的直流电压增加到 500V,然后再转为交流电来驱动电动机和发电机,这不仅能使电动机获得极高的输出功率,而且能有效地减轻电池的重量。 3.2.5 而在反复出现低速或停车/起步行驶中将由具有自动充电功能的电池来进行驱动。 如果电动机的频繁使用降低了电池的电量,发动机就会驱动发电机来使电池自动充电。如此一来,Prius的电池就无需外接电源来直接充电了。电池组电量保持在一个恒定水平。当系统发现电池组电量下降会启动发动机驱动发电机发电,向电池组充电(图6,箭头E 当Prius停下时,发动机会自动熄火,从而使车辆不会因怠速运转而造成不必要的油耗和CO2的排放。
图 起步于小负荷时THS的动力传递路线 A 1
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