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1、山东广播电视大学毕业设计（论文）混合动力汽车的探索与研究摘要：混合动力汽车采用不同能量转换装置作为混合动力源，已经成为解决环境污染和能源短缺最具市场潜力的车型之一。许多国家的政府部门、汽车公司和零部件厂商都投入巨资进行混合动力汽车的研究开发以及关键技术研究，目前已有多种产品问世。”十五“期间，科技部也把混合动力汽车项目列入863计划电动汽车重大专项的主要攻关技术之一。本文研究内容主要有混合动力汽车的机构、 ，发 前 、发 开 探索与研究。关键字：混合动力 发 前 市场 引言能和 汽车 业发 的 大主 ， 大主 国 开 环 汽车电动汽车的研 与开发。 ，作为电动汽车关键技术的动力电技术一能重大c

2、urrency1，目前成为 电动汽车市场“广的技术。混合动力汽车fi fl有 零 ，动力、经 和 合能” 前要 ， 解汽车 与环境污染及短缺的。 ，电动汽车与 内机汽车的混混合动力汽车 ，成为目前 汽车 最具有产业“和市场“前 的车型之一。本文主要 混合动力汽车的 、开发 和 发 作一 要 ， 本文研究的主要内容。第一章 绪论（一）混合动力汽车 本 主要 混合动力汽车的 、 本 作 和混合动力汽车的 以及混合动力汽车的 作 要。（）混合动力汽车的 混合动力汽车 电动汽车的一种。国电 电动汽车技 混合动力汽车的 为：有多 一种能量转换 能 动动力的合型电动汽车。 ，也有学 混合动力汽车作 ， 车

3、 动 多能同 转的 动 合 成的、车的行驶功率 单 动 单独 多 共同 的汽车。第1页共10页山东广播电视大学毕业设计（论文）（三）混合动力汽车有极佳的经 能混合动力汽车控 策略的主要 则之一 必须 证不同的行驶 况料转换装置、储能装置和电动机尽能多的 作高效率区域。 一 则使混合动力汽车有极佳的经 能。德国高尔夫轿车采用混合动力 的经 能比较， 行结果表明前的消耗比后降低了56.7%。 论 析和有混合动力汽车的 行结果已经证明。混合动力汽车与 内机汽车 比，消耗降低30%40%以。（四）混合动力汽车有很好的 能混合动力汽车控 策略的主要 则之 证汽车不同的行驶 况，转换装置尽能 作低 区域，

4、从 证混合动力汽车有很好的 能。以汽机的Nox 为例，美国新一代机动车伙伴关计划2000年混合动力 轿车、日本本田公司和丰田公司混合动力轿车已经 别达到美国环 署、美国加州ULEV、加州SULEV规 的Nox 准。第二章 混合动力汽车的发展史电混合动力、电动车 不 环 成为口号后的 代产物， ，早汽车 业渐成规模的年代， 程师和科学家已经思考 何打造更为 能的行 具。1916年8月，世界第一电混合动力汽车问世。 款双 座的轿车使用操纵杆代替踏板 控 门。 使1916年，料使用的高效率也 汽车营销的一亮 。1920年1月：第一充电式汽车问世。它 美国新泽西州的发明家早期混合动力汽车设计 础的创新

5、之作。电动马达接被安装后轮轴，同 车滑行 发电机能接为蓄电充电。 ，安装车前的4 汽发动机也以行驶 为汽车充电。1920年8月：经 型电动车 行 。 种20世 20年代产的电动车， 、重量 ， 最大 发 了电动马达的功能。 种汽车的使用成本比车更 。 ，第一 世界大 之后， 不 ， 国电动汽车的使用量 加了 之 ，成为了一种更经 使用的 具。1959年2月： 期 款的电动汽车。1959年，一款 “ ocurrency1“ofi”的汽车fl到 ，它创造了电动汽车 期 款的 。美的”、80 的行驶程，以及充电7 18美 的 不能不 为之 第2页共10页山东广播电视大学毕业设计（论文）动。1990年

6、车 ， 用汽车公司 了一款 fi的进电动 车，它fi 日后渐成型，一开 的目 ：重达394公 的电以及更换 用的 。它能 产 了2008年11月：电动汽车 新的 。 ， 科 、日产 、 Vofi，和o fi车型 加入 充电汽车的行列。 汽车都采用最新的 电技术，准把汽车的能与 动 都一新的境界。第三章 混合动力汽车的结构与原理（一）混合动力汽车的 混合动力电动汽车（ E fi V ， EV） 电力 动与动力（U）结合 ，充 发 的 及 结合产 的车。动力以采用 种料的 动机， 内机、 轮机 他动力发电机 。根 混合动力 连接方式的不同，混合动力汽车主要以 为三种结构”式， 串 、 和混 ，它

7、有 。（）串 式混合动力汽车串 式动力发动机、发电机和电动机三部 动力总成 成，它之间用串的方式 成S EV的动力单元 。负荷 电 动电动机带动车轮转动，负荷大 则发动机带动发电机发电 动电动机。 电动车处 启动、加速、爬坡的 况 ，发动机“电动机 和电 共同 电动机 电能； 电动车处低速、滑行、怠速的 况 ，则电 动电动机，发动机“发电机 电 充电。种串 式电动车不管什么 况，最终都要电动机 动车轮。例 福特“新能级2010”S EV，电采用料电，城市市区行驶 部料电 动电动机，电动机 过减速 （变速 ）和 动桥 动车轮，达到了“零 ”要 。 高速及爬坡 ，则发动机“电动机 和料电 共同 电

8、动机电， 动车轮。（三） 式混合动力汽车式装置的发动机和电动机以机械能叠加的方式 动汽车，发动机与电动机 属 套 ，以 别独立地 汽车动 扭矩，不同的面既第3页共10页山东广播电视大学毕业设计（论文）以共同 动又以单独 动。电动机既以作电动机又以作发电机使用，又 为电动发电机 。 fl有单独的发电机，发动机以接 过动机构 动车轮， 该装置更接近 的汽车 动 ，到比较广泛的用。例 大众汽车公司的高尔夫 EV，发动机 过 合 带动电动发电机，输扭力再 过另一边 合 动车行驶。静止启动 ，电 电动发电机电， 电动发电机 发动机的动机。发动机启动后，发动机一方面作为车单独的动力源 动车轮，另一方面又带

9、动电动发电机发电 电充电， 与 汽车一样。市区行驶 ，发动机关闭， 合 脱开， 合 接合，电做为唯一能源 电动机电，电动机代发动机 动车轮。 电动车要高速 高负荷 ，发动机启动 合 闭合，发动机与电动发电机 成复合 动”式，以最大功率 动车。所谓 式混合动力， 说电动机和内机 行 布，动力以 单独 共同 。 混合动力 ，电动机同 也 发电机，作用发动机尽量靠近最有效率 态，从 达到 的效果。 混合动力汽车fl电动机和电能力的 ，仍 要以内机为主要动力。 留了常规汽车的动力递方式，效率更高。（四）混 式混合动力汽车混 方式顾 思 结合了 和串 种”式的 。 的 础， 发电机和电动机 开， 样电动

10、机 转过程 也能进行充电，使车能以串 和 种方式 作。目前的混合动力汽车 本属 种模式。插入式混合动力车型普 混合动力 的 础 加了充电装置、 动电机，升压用逆变 、充电用逆变 。不能用专用充电站的进行快速充电，还使用家庭220V电源充电。比亚迪F3M和 VOL都属 种 型。目前比较普遍的做 电动/发电机与变速箱整合 。有 车型 电动/发电机 置变速箱与发动机之间，更进的一 干脆 整合变速箱。以丰田为例，他做 既作发电机又做电动机的电机 过行星齿轮与 V 极变速箱结合，以达到混合动力的目的。它的变速 动力 装置用一行星齿轮 发动机输轴、 电动/发电机连接 。第三章 混合动力汽车的优势第4页共1

11、0页山东广播电视大学毕业设计（论文）（一）世界主流汽车厂商的策略世界主流汽车厂商都 极投入研发资金进混合动力技术的进步，比开发高比能的汽车电， 高逆变 的效率 减 ，开发更有效率的动力控 总成 ；随 技术的进步和销量的 加，成本渐降；随 能减 意识的 高，以及混合动力汽车 成为汽车市场的主流，消 的消 也发 变“；从“863计划”电动车重大专项的 施和奥 的混合动力的汽车用 ，国家 本土汽车厂商凭借混合动力汽车和电动车 快速发抱有厚望，国家政策 择机台，鼓励普 消 购买 能减 的车。攀升的 使丰田颇具 彩的普锐（ ）轿车正渐成为市场的主流产品。丰田汽车表，计划2010年之前每年销售100万混合

12、动力汽车，占总销量的10%以。丰田汽车的管 士表，为了完成几年后每年售100万混合动力车的目，希望 己所的重要混合动力零部件能够 充。美 车商也 。 用汽车已经说 德国 产商 和 马，共同 一混合动力 开发 ， 开发一套比丰田公司更为 单的技术。fi 用汽车的 高料效率方面不 丰田， 产成本更低，也更 置到大型汽车和 动型多用 车 。， 用汽车计划 2007年 大型混合动力 动型多用 车， 比汽 动的同 型车 能25%。 比之，重新设计的混合动力型本田思域（ ）比汽 动型思域轿车的料 用效率 高了45%。 产商 说， 更多同行加入 大技术开发的 营有很多 处。 研发成本的公司 多， 率 高。何

13、况，控 了设计 有了能和成本方面的潜 。（）混合动力能 混合动力技术的发 也随之广泛，主要 ：1）最进的内机技术， 重量 以及耗低 能 的发动机都 汽车业的发 ， 目前发动机的技术已经达到了目前进的。2）进的电机 技术，电机技术则决 电动汽车的发 间， 电动机的要 也 高，电动机要具有较大的负特以及很的高效率 作区间。3）高能的动力电，动力电第5页共10页山东广播电视大学毕业设计（论文）混合动力电动汽车用 主要到以作用动、加速 作为动力；车减速、坡行驶 currency1车动能。 要 动力电具有：“高输能力和高currency1能量的接fl能力； 、重量 ；SO 控 技术；高靠和安 ；fifl

14、的使用 。以的技术发 带动 混合动力技术的发 ， 混合动力的发 又 高了 础技术的发 间。1混合动力电动汽车具了 好的动力能、 好的经 、 环 、经 用。为达到 高车的动力、经 和环 要采用 代最进的内机技术入 析低耗特；择比功率、比能量和效率最高、扭矩 最大的电机 研究它的低速大转矩、效率和再 动能量currency1 能；经过 析和研究特 最佳择 高能区的 合与叠加。2混合动力汽车” 成本过高 目前混合动力电动汽车广用的主要 为混合动力汽车了以的动力装置 还必须安装电 成本不能降 普 汽车的准。 混合动力汽车技术发 的 要 降低成本 也 后有解决的最大 特别 必须降低动力电、电机 动 、电

15、 控 的成本。3） 高汽车行驶过程 的能量再 用效率.从汽车 造 设计进汽车动力 ”汽车再 动currency1要 ，加混合动力电动汽车的靠 解决动力电的使用 和靠问 混合动力电动汽车广用的前 。第四章 全球混合动力汽车市场（一）混合动力汽车的发 潜力技术发 一 国汽车发 要快速currency1的 ，混合动力车的技术更 。汽车合资业 ，技术主要 资方 ； 主汽车品 ，混合动力技术还有进一步 高。一项 明，目前混合动力车的关键零部件，国主要还 进口。 主的间很有 ，接为混合动力技术的产业“带 了很大的 。 国还fl有”成靠的混合动力零部件 ，fl安第6页共10页山东广播电视大学毕业设计（论文）

16、汽车 有 公司 fl 家 表， 混合动力电机、控 、电及管 关键零部件仍国 进口，还不能”成规模 产， 接 了混合动力车的产业“进程 。混合动力技术， 低混 、 混 和 高混 的技术 别很大，开发的 很高， 一 果不到有效的currency1， 么 常 的问 能：技术 量低、 率高、 用高、使用不方 ， 接 到市场销售， 产业“发 产 很大的作用。为了变 一 面，不大 投资研发混合动力技术的汽车业很早 意到另一问 ， 大力 开发技术的同 ，也及 一 有潜力的混合动力汽车零部件商，”成产业模式的发 混合动力汽车的能量 源，目前 说 主要 汽和 料，从料 说 不进， 混合动力技术汽车动力 域具有程

17、 式的意。混合动力技术以根 不同的行驶 态， 用代控 技术合 地采用不同的动力策略 动汽车， 减速 currency1能量，从 高能量 用率的 ， 了以 能 减 的效果。 项技术，为汽车动力 从 能源 新能源发 了 础台， 混合动力技术不 能够用 /电混合 ， 以用 /电混合 新能源混合 ，成为汽车的 本动力技术。混合动力技术和 都具有很大的用间和发 潜力， 汽车厂商 发 略 的关键技术之一，所以国汽车厂商站 略发 的 大力开发混合动力技术也 所 了。（）混合动力汽车的市场 计 08年 混合动力汽车 量48万， 根证 ，2020年 1128万，地区 布 ，美349万 346万， 国197万，日

18、本70万。混合动力汽车 fl 带动电 关产业。08年 汽车电市场规模800日元，2020年 1万零540日元。再加他零部件及发动机主要部件， 计每年混合动力汽车 关产业市场规模2万多日元。混合动力汽车 fl还 带 一场新的产业技术 。随 车 量“，以 为主 料的车身能 被碳素纤所代， 的锻轧和焊接 艺能 一 成型和粘合方 转“目前，电混合动力汽车使用 碳 料，能够充 用第7页共10页山东广播电视大学毕业设计（论文）有成熟的内机技术和加站 套设施，避免技术和新 套设施的 险，以较低的成本进行普及。国 的销售 也印证了电混合动力汽车 好的市场前 ，从美国2000年“2007年销售 以 ，8年 混合

19、动力乘用车的销售量复合 fl率达到惊的58.4%，市场处 高速 fl期。“ 熙熙，皆为 ， 攘攘，皆为 ”，以高速 fl的美国市场为鉴， 国尚打开的广阔的混合动力汽车市场，国内汽车厂商 混合动力汽车，抢占市场的急切和情也 以 解了。第五章 混合动力汽车的发展趋势（一）混合动力技术的发 前 混合动力电动汽车具了 好的动力能、 好的经 、 环 、经用。为达到 高车的动力、经 和环 要采用 代最进的内机技术入 析低耗特；择比功率、比能量和效率最高、扭矩 最大的电机 研究它的低速大转矩、效率和再 动能量currency1 能；经过 析和研究特 最佳择 高能区的 合与叠加。混合动力汽车” 成本过高 目前

20、混合动力电动汽车广用的主要 为混合动力汽车了以的动力装置 还必须安装电 成本不能降 普 汽车的准。 混合动力汽车技术发 的 要 降低成本 也 后有解决的最大 特别 必须降低动力电、电机 动 、电 控 的成本。 高汽车行驶过程 的能量再 用效率.从汽车 造 设计进汽车动力 ”汽车再 动currency1要 ，加混合动力电动汽车的靠 解决动力电的使用 和靠问 混合动力电动汽车广用的前 。国能源紧缺，混合动力以很好的 省汽车行进过程 减速、坡过程的能量消耗，同 量低、污染 ， 汽车发 的必 。（） 发 混合动力技术 常适合 国，市场迟迟fl有启动。赛迪顾问认为，目前尚完 成熟的技术、偏高的成本、 的

21、消 以及鼓励政策偏都 阻 国混合动力汽车市场快速 fl的问 ， 问 机 ，面 汽车市场 能减 第8页共10页山东广播电视大学毕业设计（论文）的发 ，谁能够解决 问 ，谁 新的汽车市场 占 有 地位。随 技术的进步和销量的 加，成本渐降；随 能减 意识的 高，以及混合动力汽车 成为汽车市场的主流，消 的消 也发 变“；从“863计划”电动车重大专项的 施和奥 的混合动力的汽车用 ，国家 本土汽车厂商凭借混合动力汽车和电动车 快速发 抱有厚望，国家政策 择机台，鼓励普 消 购买 能减 的车。随 技术的进步和厂商的 的广， 国混合动力汽车市场的大门 渐打开。赛迪顾问 计，2010年左右 国混合动力汽

22、车市场 井喷式地 fl。总结本文以国家 863 电动汽车重大专项混合动力汽车多能源动力 发 前 为 ，以研究混合动力汽车结构、 为 础， 的研究了混合动力汽车的内部 ，绘 了 的发 。能源短缺的 ，混合动力汽车以成为世界 国的研究 象，市场 有量不 升，技术、使用已渐成熟，国家政策 择机台，鼓励普 消 购买 能减 的车， 国能源紧缺的情况，混合动力汽车必 汽车的发 。参考文献1 Antoni Szumanowski原著、陈清泉、孙逢春编译，混合电动车辆基础，北京理工大学出版社，20012 陈清泉，电动车的现状和趋势，机械制造与自动化，2003.23 万沛霖，电动汽车关键技术。北京：北京理工大学

23、出版社，1998.4 何洪文，混合动力驱动车辆动力传动系合理匹配研究。长春：吉林工业大学汽车工程学院，20005 混合电动车辆基础。北京：北京理工大学出版社，2001.11第9页共10页山东广播电视大学毕业设计（论文）致谢瞿*老师的精导完成的。本文从 到 论研究和，一到论文的撰写，整过程都到了导师的精导和 力帮。导师渊博的学识、严谨治学的态 和忘 作的精神，使fl教 ，铭记。 衷的感谢瞿老师 忙 给 仪。决 后的 作和学术研究过程 ，继续关 本 的成果。 努力， 最大进步。 感谢的同学朋友 你乐 奉献、 极帮检论文字 、 、语句、格式 谢谢你！谢谢！还要感谢的班级 ， 您教 了做 的根本， 您教 了为 处 、与 、团结互，谢谢您，谢谢，一 不 忘了您的，祝愿您以后的日 开、 顺!决 后的 作和学术研究过程 ，继续关 本 的成果。 努力，最大进步。第10页共10页