混合动力汽车原理及发展前景研究毕业论文

混合动力汽车原理及发展前景研究毕业论文

目录

一、混合动力汽车概念 (1)

1.1混合动力汽车的概念 (1)

1.2混合动力汽车的分类 (1)

1.2.1串联式混合动力电动汽车 (1)

1.2.2并联式混合动力电动汽车 (2)

1.2.3混联式混合动力电动汽车 (3)

二、混合动力汽车的工作原理 (5)

三、混合动力系统控制策略 (6)

3.1静态逻辑门限值策略 (7)

3.2顺势优化控制策略 (8)

3.3全局优化控制策略 (9)

3.4模糊逻辑控制策略 (10)

四、混合动力汽车的发展前景研究 (11)

4.1混合动力汽车的市场应用 (11)

4.2混合动力汽车的市场推广情况 (13)

4.3混合动力汽车面临的问题 (14)

4.4混合动力汽车的前景与展望 (16)

4.4.1混合动力汽车的市场 (16)

4.4.2成熟的混合动力汽车技术 (17)

4.4.3混合动力汽车市场推广政策 (18)

4.4.4我国混合动力汽车发展概况 (18)

结语 (19)

参考文献 (19)

致谢 (20)

一、混合动力汽车概念

1.1混合动力汽车的概念

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工作，从而降低油耗与排放。混合动力汽车就是在纯电动汽车上加装一套燃机，其目的是减少汽车的污染，提高纯电动汽车的行驶里程。

混合动力汽车的燃油经济性能高，而且行驶性能优越，混合动力汽车的发动机要使用燃油，而且在起步、加速时，由于有电动马达的辅助，所以可以降低油耗。简单地说，就是与同样大小的汽车相比，燃油费用更低。而且，辅助发动机的电动马达可以在启动的瞬间产生强大的动力，因此，车主在享受更强劲的起步、加速的同时，还能实现较高水平的燃油经济性。

1.2混合动力汽车的分类

混合动力汽车包括串联式混合动力电动汽车（Series Hybrid Electric Vehicle，SHEV）、并联式混合动力电动汽车（Parallel Hybrid Electric Vehicle，PHEV）、混联式混合动力电动汽车（Parallel Series Hybrid Electric Vehicle，PSHEV）三种。一般所说的混合动力汽车是由电动马达作为发动机的辅助动力驱动汽车。其结构特点就是在传统HEV上改装或加装可充电的动力电池，因此，不同类型传统HEV所具备的特点在相应类型的可外接充电式混合动力汽车（Plug-in HEV）上依然具备，所不同的是Plug-in HEV用发动机功率比传统HEV

的小，电机和电池功率比传统HEV的大，电池可通过电网进行充电。

1.2.1串联式混合动力电动汽车

串联式混合动力电动汽车主要由发动机、发电机、驱动电机和蓄电池组等部件组成。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来驱动电动汽车，使混合动力电动汽车在零污染状态下行驶。串联式混合动力电动汽车中发动机不直接驱动汽车行驶，而是通过发电机转化为电能，再通过电动机驱动汽车行驶，这使得串联式混合动力电动汽车更加适合城市低转速下频繁起步和低速行走，但缺点是结构比汽油机复杂，占用空间更多，能量耗损比较多。在这种连接方式下，电池就像一个水库，只是调节的对象不是水量，而是电能。电池对在发电机产生的能量和电动机需要的能量之间进行调节，从而保证车辆的正常工作。这种动力系统在城市公交上的应用比较多，轿车上很少使用。

串联型Plug-in HEV的特点是：发动机带动发电机发电，电能通过电动机控制器直接输送给电动机，由电动机产生电磁力矩驱动汽车。在发动机与驱动桥之间通过电能实现动力传递，因此更像是电传动汽车，其结构原理图，如图1所示。

图 1 串联型Plug-in HEV动力系统简图

1.2.2并联式混合动力电动汽车

并联式混合动力电动汽车主要是由发动机、发电/电动机和蓄电池组等部件组成。并联式驱动系统可以单独使用发动机或电动机作为动力源，也可以同时使用电动机和发动机作为动力源来驱动汽车。并联式混合动力系统有两套驱动系统：传统的燃机系统和电动驱动系统。两个系统既可以同时协调工作，也可以各自单独工作驱动汽车。这种方式的优点是动力更猛，结构相对简单，但由于电动机只是辅助驱动系统，因此在节油效果上不如混联式显著。这种系统适用于多种不同的行驶工况，尤其适用于复杂的路况。该联结方式结构简单，成本低。

并联型Plug-in HEV的特点是：并联式布置保留了发动机及其后续传动的机械连接，由电池组-电动机所提供的动力在原驱动系统的某一处和主动力汇合，或者发动机和电动机产生的力完全分开用以驱动不同的驱动桥，即汽车可由发动

机和电动机共同驱动或者各自单独驱动。发动机和电机是两个相互独立的系统，即可实现纯电动行驶，又可实现燃机驱动行驶，在功率需求较大时还可以实现全混合动力行驶，在停车状态下可进行外接充电。其结构原理图，如图2所示。

图 2 并联型Plug-in HEV动力系统简图

1.2.3混联式混合动力电动汽车

混联式混合动力电动汽车主要由发动机、发电机、电动机、行星齿轮机构和蓄电池组等部件组成。如丰田PRIUS所采用的混合驱动方式，是将发动机、发电机和电动机通过一个行星齿轮装置连接起来。动力从发动机输出到与其相连的行星架，行星架将一部分转矩传送到发电机，另一部分传送到电动机并输出到驱动轴。此时车辆并不是串联式或者并联式，而是介于串联和并联之间，充分利用两种驱动方式的优点，可以在低速下用电池带动汽车工作，在加速时，由两套动力系统一同工作，在驱动汽车行驶的同时又为电池充电，因此非常适合城市走走停