混合動力電動汽車的研究論文

隨著石油供應的日趨緊缺和環境汙染的日益加劇，電動車這種以電能為動力的交通工具憑借其節能、環保的優點日漸成為業界關註的焦點[1]。20世紀80年代以來, 許多發達國家紛紛投入巨資研發電動汽車，我國的“863 計劃”也已明確將電動汽車作為重點攻關項目。目前，我國電動汽車的研發水平與發達國家基本上處在同壹起跑線上，在某些方面甚至超過國外[2]。2005年，我國第壹代混合動力商品車通過論證和驗收[3]。法國、日本、美國、德國等都經過試驗和示範運行，開發出具有商品化水平的純電動汽車，如法國PSA 公司的標誌P106 和雪鐵龍AX 電動轎車，日本豐田汽車公司的RAV-4EV 電動轎車，美國通用汽車公司的EV1 電動轎車等。我國也將電動汽車的研究開發列入“八五”、“九五”國家科技攻關項目，並於1996年6月建成廣東汕頭國家電動汽車試驗示範基地。“十五”期間，國家科技部將電動汽車項目列入國家“863”重大專項。成了資助電池、電機及其控制系統、整車控制系統以外，重點資助北京市（北京理工大學牽頭）進行純電動大客車的研發和示範運行。2005 年6 月21日由國家發改委正式批準，14輛鉛酸電池純電動公交大客車在北京公交121 路線投入商業化運行。另壹個課題資助天津清源動力公司（中國汽車技術研究中心）進行純電動轎車的研究開發和示範運行。其中有5輛純電動轎車於2005年初首次出口到美國[4]。雖然電動汽車具有很多優點，但是它不能取代傳統的燃氣動力模式，而混合動力汽車是目前新型清潔動力汽車中最具有產業化和市場化前景的車型，其發展方向是真正零排放、無汙染，不消耗燃油的燃料電池車輛。現在混合動力汽車在歐美國家及日本已形成產業化[3]，而國內還處於起步階段，沒有形成產業化。 2.混合動力技術的分類及原理混合動力電動汽車（HybridElectric Vehicle，簡稱HEV）是將電力驅動與輔助動力（APU）結合起來，充分發揮二者各自的優勢及二者相結合產生優勢的車輛。輔助動力可以采用燃燒某種燃料的原動機，如內燃機、燃氣輪機等或其他動力發電機組。根據混合動力系統連接方式的不同，混合動力汽車主要可以分為三種結構形式，即串聯、並聯和混聯，它們各有優勢。 2.1串聯串聯式混合動力系統示意圖如圖1所示。串聯結構的特征是以電力形式進行復合，發動機直接驅動發電機對儲能裝置和牽引電機供電，電動機用來驅動車輪，儲能裝置起著發動機輸出和電動機需求之間的調節作用。其優點是發動機的運行獨立於車速和道路條件，適用於車輛頻繁起步、加速和低速運行。發動機在最佳工況點附近運轉，避免了怠速和低速工況，從而提高了效率，提高了排放性能。但在機械能與電能的轉化過程中有效率損失，很難達到明顯降低油耗的目的，目前主要用於城市大客車，在轎車中很少見。 2.2並聯並聯式混合動力系統示意圖如圖2所示。並聯結構的特征是以機械形式進行復合，發動機通過變速並聯混合動力系統示意圖裝置和驅動橋直接相連，電機可同時用作電動機或發電機以平衡發動機所受的載荷，使其能在高效率區域工作。但是由於發動機和驅動橋機械連接，在城市工況時，發動機並不能運行在最佳工況點，車輛的燃油經濟性比串聯時要差。　其中轉速復合裝置類似於差速器，這種結構形式在實際中很難被采用，因為這種結構需要發動機和電動機的輸出轉矩時刻保持相等；單軸轉矩復合式車輛驅動系中機械功率的聯合是在發動機曲軸輸出端處實現的，變速器為單軸輸入，本田Insight屬於這種形式；雙軸轉矩復合式的機械功率的聯合是在變速器的輸出軸處實現的，發動機和電機采用不同的變速系統，變速器為雙端輸入；華沙工業大學設計的混合動力系統屬於這種形，這種結構也可以實現無級變速，但是不能實現發動機輸出轉矩和電機輸出轉矩的直接疊加。在牽引力復合式系統中，機械功率的聯合是在驅動輪處通過路面實現的，具有兩套獨立的驅動系，可以實現全輪驅動，主要適用於SUV，豐田的THS—C系統就屬於這種形式。