混合動力suv總成參數(shù)匹配與優(yōu)化

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1、武漢理工大學碩士學位論文第1章緒論1．1混合動力汽車概述隨著全球汽車工業(yè)的高速發(fā)展，汽車的保有量在不斷的增加，世界上巨大的汽車保有量已經(jīng)并將繼續(xù)導致一系列嚴重的社會和環(huán)境問題。在現(xiàn)階段，石油仍然是目前汽車所需要的主要能源，但是石油的儲量畢竟是有限的。為了保證汽車工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，我們必須去尋找液化石油氣、天然氣、醇類等汽車代用燃料或者進一步發(fā)展內燃機技術以減少燃料的消耗，因此全球許多知名的汽車制造廠商都在加大力度開發(fā)節(jié)能汽車。眾所周知，汽車的尾氣排放中含有氮氧化合物、一氧化碳、未完全燃燒的碳氫化合物以及顆

2、粒粉塵等有害物質，對人類的生存環(huán)境造成了很不好的影響，自然資源的匱乏和環(huán)境的污染已經(jīng)大大阻礙了人類生活和社會的發(fā)展，隨著人們環(huán)保意識的加強，要求盡快改善人類生存環(huán)境的呼聲日益高漲，因此有效降低汽車的有害排放物已經(jīng)成為眼前迫切需要解決的問題。為此，各國政府制定了一系列十分嚴格的排放限制法規(guī)，要求汽車制造廠商盡可能的減少汽車的尾氣排放，并鼓勵開發(fā)無污染和超低污染汽車。在這種情況下，汽車節(jié)能與環(huán)保新技術的發(fā)展勢在必行。目前，純電動汽車、混合動力汽車和燃料電池汽車【1】是解決這些問題非常有效的途徑。純電動汽車是～

3、種純正的清潔汽車，因為它真正實現(xiàn)了零排放、零污染，但由于電池的能量密度與汽油相比差了上百倍，受電池技術的限制，純電動汽車一次充電的續(xù)駛里程還沒有取得突破性的進展，性能比不上傳統(tǒng)汽車，很難被市場接受，目前純電動汽車在續(xù)駛里程和整車成本等方面都不能和傳統(tǒng)汽車相抗衡，所以還未能真正實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，僅僅局限于特殊場地用車以及短途行駛的情況下。燃料電池汽車的研究也在持續(xù)的升溫，它具有極高的效率、低排放、低噪音，并且其燃料來源很廣泛，已成為全球各大汽車制造廠商激烈競爭的焦點，但由于燃料電池的關鍵技術不是很成熟，而且目前生

4、產(chǎn)成本過高，很難實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。混合動力電動汽車是在電動汽車發(fā)展過程中出現(xiàn)的一種兼具有純電動汽車和傳統(tǒng)內燃機汽車優(yōu)點的新型汽車，它發(fā)揮了內燃機持續(xù)工作時間長、動力性好的特點，又兼顧了純電動汽車無污染、低噪聲的優(yōu)點，并且對傳統(tǒng)汽車產(chǎn)業(yè)結構不會造成大的沖擊以及無需改變目前能源供應基礎設施等優(yōu)點，正越來越受到人們的關注。由于其在技術、經(jīng)濟和環(huán)境等方面的綜合優(yōu)勢，武漢理工大學碩士學位論文混合動力電動汽車被認為是目前最具有產(chǎn)業(yè)化和市場化前景的車型。1．1．1混合動力汽車的定義根據(jù)國際機電委員會下屬的電力機動車技術委員會

5、的定義，指在特定的工作條件下，能夠從兩種或者兩種以上的能源、儲能器或能量轉換器中獲取驅動汽車所需要的能源，并且至少有一種能夠提供電能的車輛稱為混合動力汽車。而能源、儲能器或能量轉換器分很多種類，比如燃料電池、蓄電池、飛輪電池、太陽能電池、汽油發(fā)動機帶的發(fā)電機組等。目前，一般把采用蓄電池和電容器作為混合動力能源的汽車稱為電容器輔助動力電動汽車；把采用燃料電池和蓄電池作為混合動力能源的汽車稱為燃料電池汽車；而混合動力汽車12J專指既有內燃機又有電動機驅動的車輛，現(xiàn)在大部分的混合動力汽車主要是在整車布置方面增加

6、蓄電池作為存儲裝置，然后再通過電動機將電能轉化為汽車所需要的機械能。本文所提到的混合動力汽車指既有內燃機又有電動機驅動的車輛。1．1．2混合動力汽車節(jié)能減排原理混合動力汽車綜合了純電動汽車和傳統(tǒng)內燃機汽車各自的優(yōu)點，通過不同的控制策略可以實現(xiàn)這兩種能源的優(yōu)化組合，取長補短，從而使整車動力性能和經(jīng)濟性能達到最優(yōu)，尾氣排放也盡可能的受到控制?；旌蟿恿ζ嚬?jié)能減排原理13】主要有以下幾個方面：①優(yōu)化發(fā)動機的工作區(qū)域：傳統(tǒng)的發(fā)動機由于其自身的機械結構和原理，通常在中等轉速和中等負荷時，即汽車處于中等車速時燃油經(jīng)濟

7、性比較好。而在低速工況和高速工況時，則燃燒效率低，能量損失大而且尾氣污染嚴重。混合動力汽車由于可以通過一定的控制策略控制發(fā)動機的在燃油經(jīng)濟性比較好的工作區(qū)域工作，避免在低效率區(qū)工作，從而大大提高了發(fā)動機的工作效率。②取消發(fā)動機怠速：眾所周知，發(fā)動機的怠速工況是小負荷工況，這時發(fā)動機效率低、油耗高而且尾氣污染嚴重。傳統(tǒng)的內燃機汽車，由于受到道路條件的制約，在城市交通中這點尤為明顯，這樣就導致發(fā)動機經(jīng)常性地以怠速工況運行，使得汽車的經(jīng)濟性和尾氣排放都非常差。而在混合動力系統(tǒng)中，由于有電動機這個特殊的部件，有兩

8、種方式可以避免發(fā)動機怠速工況，～種是關閉發(fā)動機，在啟動時使用電動機；另一種是給蓄電池充電以提高發(fā)動機的負荷。③電機助力行駛：混合動力系統(tǒng)中，有電動機這個特殊的部件，它的特性是在低速時具有大扭矩，在高速具有大功率。因此和發(fā)動機的組合可以讓我們2武漢理工大學碩士學位論文通過控制系統(tǒng)的設計對他們取長補短，通俗的說，就是讓電動機在恰當?shù)臅r候“幫”發(fā)動機一把，從而使得整車的動力性能和經(jīng)濟性能得以改善。比如在啟動、加速、爬坡等工況中，電動