混合动力汽车安全技术

行业资料：________ 混合动力汽车安全技术单位：______________________部门：______________________日期：______年_____月_____日第1 页共10 页混合动力汽车安全技术对于混合动力电动汽车，动力耦合及控制系统、电机及控制系统、动力电池及管理系统是三项最为关键核心技术，同时与混合动力汽车相关的发动机、电力电子、制动、转向、空调技术也是需要解决的主要技术问题。

1．动力耦合系统动力耦合系统最关键的技术是其布置方案，不同结构的动力耦合方式不仅决定了混合动力系统的工作模式，而且也是制定动力分配策略的基础，它对整车的动力性、经济性、排放性和制造成本都有重大影响。

结构合理、制造容易、效率高的混合动力耦合机构，能够将燃油汽车与电动汽车的优点有机地结合起来，体现混合动力汽车的优越性。

目前采用的动力耦合方式有转矩耦合、速度耦合和功率耦合三种方式，以功率耦合方式为主要发展方向，具体结构方面，由变速器耦合、离合器耦合、主减速器耦合等向行星轮耦合方向发展。

2．动力总成控制系统汽车动力总成控制系统是车辆行驶的核心单元。

混合动力电动汽车的控制需要根据驾驶人操纵状态、车速、电池荷电状态和相关设备的状态确定发动机与电机的功率分配策略，以保证满足汽车动力性、经济性、排放性等性能指标要求。

混合动力汽车发动机和电机要相互配合工作，并根据运行工况适时控制发动机起动和关闭，这使得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耦合装置以及先进的控制策略实现功率的合理分配，以达到油耗低和动力性好的目标。

第 2 页共 10 页3．电机及控制系统用于混合动力汽车的驱动电机类型主要有交流感应电机、永磁电机和开关磁阻电机。

对电机的要求包括在较宽的速度范围内具有高转矩密度、高功率密度，高效率、高可靠性、良好的控制性能，能够适应发动机频繁起停和电机电动／发电状态的切换。

目前国外以永磁同步电机为主，国内应用较多的是交流感应电机，故需要开发高效率永磁电机。

电机控制系统也很关键，一是保证电机在基速以下时，能够输出大转矩以适应汽车加速和爬坡时的驱动力需求；在基速以上时，能够以恒功率、宽范围运行以满足最高车速需要。

二是保证系统在电机运行范围内的效率最优化。

4．动力电池及其管理系统混合动力系统的动力电池需要频繁充放电，在充放电过程中，电压、电流会有较大变化。

针对这种使用特点，混合动力系统对动力电池有如下特别要求：一是具有大功率充放电能力和较高的比功率，以满足汽车加速和爬坡时的大功率需求；同时电池还要具有快速充电能力，以满足制动时的大功率能量回收需要。

二是充放电效率，高的充放电效率对保证整车效率具有至关重要的作用。

三是电池在快速充放电的工况条件下保持性能的相对稳定。

此外，还必须考虑热能控制管理、荷电状态判定、充放电模式选择、电池充放电均衡、电池过充电或过放电控制、电池组的工作温度控制等，这些都是电池管理系统的任务。

整车能量管理策略的实施要依赖电动汽车电池管理系统对电池状态的判别和对电池性能的维护。

5．混合动力系统专用发动机经过100多年的发展，车用发动机在动力性、经济性及排放控制方第 3 页共 10 页面获得了很大改善。

近年来，电控燃油喷射、排气再循环、增压中冷、可变进气涡轮、高压共轨和催化后处理等技术的应用，使汽车性能快速提高。

作为一种成熟的动力设备，发动机在混合动力汽车上的应用难度不大，但仍然是影响混合动力整车效率和性能的关键部分。

在混合动力系统中，由于发动机的工况可以控制在一定范围内，因而可以进行优化设计进一步提高其燃油经济性，降低排放。

目前采用发动机的混合动力系统基本上都对其发动机进行了重新设计或重大改进。

例如，丰田汽油机采用的高效率、高膨胀比工作循环，紧凑型倾斜式挤气燃烧室及铝合金缸体，其目的就是追求高效率。

另外由于电机承担了车辆的功率调峰作用，发动机可以追求经济工作区的更高效率。

6．仿真分析技术在混合动力电动汽车开发过程中，需要建立先进的驱动系统数学模型，这是计算机仿真和分析的基础。

在研究和开发混合动力汽车的部件和选择结构时，需要很快缩小研究范围，找到技术的突破口。

在系统选择上，可依靠高效的建模工具，通过交替使用候选的子系统进行模拟仿真，从而找到最佳的方案。

计算机模型为每个候选子系统提供了详细规格和设计参数，从而提高设计效率，而且还有助于为设计和制造样车制定工程目标和计划。

混合微电解技术用于印染废水处理摘要：废水由集水池经水泵提升后分成两部分，第一部分进入微电第 4 页共 10 页解反应器，其流量可通过流量计控制；第二部分进入混合池，与微电解出水混合后再沉淀，其流量也通过流量计控制。

第一部分废水在进入微电解反应器前，先加酸调节废水的pH值为3左右。

关键词：印染废水处理印染废水中所含的浆料、染料、助剂以及染料与织物的反应物往往是难生物降解物质，在处理印染废水时需先将这些物质分离、去除，再进行生化处理。

常规的预处理是投加混凝剂（如FeSO4、AlCl3等），苏玉萍等人［1］的研究表明常规投药需要的混凝剂用量较大（如FeSO4的适宜投量为750～950mg/L），这样会导致废水的处理费用提高，实际运行时将产生大量的泥渣，出水会变黄（投加FeSO4）。

最近，用混合微电解工艺在广东某印染厂废水处理的现场试验中取得了很好的效果。

微电解去除印染废水中污染物的主要作用机理为：①络合、混凝作用，微电解反应连续释放的Fe2+成为络合剂和高效混凝剂；②还原作用，微电解产生的新生态氢使某些染料的显色基团脱色；③氧化作用，微电解产生一定量的新生态氧具有很强的氧化性，可氧化一部分无机物和有机物。

1、现场试验1.1工艺流程在以往的微电解应用中，大多数都将微电解工艺设计为固定床形式（类似石英砂过滤），让废水穿过静止的微电解铁屑层，在此过程中发生微电解反应，但实际运行中发现这样的设计存在下述两个问题：运行一段时间后微电解工艺效率下降，这是由于铁屑的表面出现了惰性层而阻止了微电解反应的继续进行；由于印染废水中存在织物纤维，易被微电解铁屑层拦截而致堵塞。

针对传统微电解反应第 5 页共 10 页器的缺点，将微电解反应器设计为机械搅动式，这样既可破坏铁屑表面的惰性层，又可避免纤维堵塞。

此外，强烈的搅动加快了反应速度，可以加速产生Fe2+.部分废水通过微电解反应后，与原水直接混合能得到很好的处理效果，称这样的工艺为混合微电解技术，并将微电解反应的出水与原水混合时的体积比称作混合比。

废水由集水池经水泵提升后分成两部分，第一部分进入微电解反应器，其流量可通过流量计控制；第二部分进入混合池，与微电解出水混合后再沉淀，其流量也通过流量计控制。

第一部分废水在进入微电解反应器前，先加酸调节废水的pH值为3左右。

微电解反应器的出水在与第二部分废水混合时，需视废水的pH值情况加入少量的石灰，调节出水的pH值为8～9，在此pH值范围的沉淀状况较好。

沉淀后的上清液由上部排出，污泥则沉于池底，再经排泥管定期排出。

1.2试验内容xx年6月在广东某印染厂的废水处理站进行了现场试验。

该印染厂所用的染料绝大部分为活性染料，根据当地环保部门的监测结果，废水中COD≤550mg/L，BOD5≤150mg/L，色度≤200倍，pH 值为10～11.另外，废水中SS含量很低，这是由于漂洗用水为软化水，漂洗过程很少有悬浮物进入。

因执行《纺织染整工业水污染物排放标准》（GB4287—92）一级标准（COD≤100mg/L，BOD5≤25mg/L，色度≤40倍），故应控制的主要污染指标是COD 和色度。

现场试验的设计流量为30L/h，每天从上午9点至下午6点连续运行，试验内容包括：考察该工艺在连续运行情况下处理印染废水的有效性；②获得合适的混合比；微电解处理出水的生化处理效果（主要为COD的去除）。

试验设备主要有：折板式加酸混合槽，体积为10L，停留时间为10～15min；微电解反应器，尺寸为300mm×500mm，反应料厚为300mm，停第 6 页共 10 页留时间为0.5h；折板式混合槽，体积为10L，停留时间为10～15min；沉淀槽，竖流式沉淀池为500mm×800mm，停留时间为3.8h；曝气沉淀槽，尺寸为50mm×800mm（与竖流式沉淀池结构类似，中心曝气筒尺寸为300mm×700mm），总停留时间为3.8h.上述设备均采用PVC材料焊接而成。

1.3 试验过程现场试验连续进行4d，根据工厂生产的排水特点选取每天废水水质最不利时段（此时染色废水排放集中，色度最深）测定废水和处理水的COD浓度。

此外，还测定了微电解处理出水经曝气后的COD浓度变化。

设计流量为30L/h，曝气时间为15～30min，沉淀时间约为2h.1.4试验结果①水样外观根据6月19日至22日连续4d的观察，发现生产废水的排放具有间歇性，通常上午废水色度较浅，下午则较深。

尽管废水水质变化较大，但当混合比控制在1∶4左右时，即使是废水色度最深的时段，沉淀出水也能保持清澈，近于无色透明。

②对COD 去除的效果表1是废水色度最深时的取样分析结果。

表1微电解处理去除COD的效果进水出水COD去除率（%）取样时间COD（mg/L）取样时间COD（mg/L）xx-06-19247xx-06-196772.9xx-06-20347xx-06-2075.678.2xx-06-212 02xx-06-219553xx-06-21248xx-06-2111055.6③微电解处理出水的生化曝气效果经过4d的连续运行，发现污泥产量很少，出水沉淀后上清液清澈透明。

曝气处理前后废水的COD浓度变化见表2.表2生化曝气处理微电解出水的效果微电解出水（生化曝气进水）生化曝气处理出水COD去除率（%）第 7 页共 10 页第 8 页 共 10 页 取样时间COD （mg/L ）取样时间COD （mg/L ）xx-06-2177.5xx-06-2111.685xx-06-22110xx-06-2221.580.5④混合比取一定的微电解出水，再按比例取一定的原废水进行混合并调节pH 值，静置沉淀30min ，观察絮体的生成和沉淀效果，直至上清液几乎无色透明。

试验结果见表表3试验得到的合适混合比试验时间混合比试验时间混合比xx-06-19上午1∶4，1∶5，1∶6xx -06-21上午1∶4，1∶5，1∶6下午1∶4，1∶5下午1∶3.5xx -06-20上午1∶4，1∶5，1∶6xx -06-22上午1∶4，1∶5下午1∶3.5，1∶4下午2、结论①混合微电解工艺对以活性染料为主的印染废水的脱色效果较好。

从连续4d 的运行来看，尽管原水的色度波动很大，但微电解处理出水几乎无色透明。