汽車設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)---新能源動(dòng)力汽車現(xiàn)代設(shè)計(jì)

1、<p>　　《汽車設(shè)計(jì)》課程論文</p><p>　　題 目 新能源動(dòng)力汽車現(xiàn)代設(shè)計(jì)</p><p>　　學(xué) 院 _____工程技術(shù)學(xué)院____ </p><p>　　專 業(yè) _機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化_</p><p>　　學(xué) 號(hào) _________ </p><p&

2、gt;　　姓 名 ____________ </p><p>　　成 績(jī) _____________________ </p><p>　　2012 年 5 月 28 日</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　引言........................

3、.........................3</p><p>　　1.混合動(dòng)力汽車的概念..................................4</p><p>　　2.混合動(dòng)力汽車的優(yōu)點(diǎn)..................................4</p><p>　　3.混合動(dòng)力汽車的缺點(diǎn)......................

4、.............4</p><p>　　4.發(fā)展混合動(dòng)力汽車的必要性.............................5</p><p>　　5.混合動(dòng)力汽車發(fā)展的趨勢(shì)...............................6</p><p>　　5.1 降低成本是關(guān)鍵.................................6<

5、;/p><p>　　結(jié)語(yǔ)...................................................8 </p><p>　　參考文獻(xiàn)...............................................9</p><p><b>　　引 言</b></p&g

6、t;<p>　　目前世界汽車工業(yè)可持續(xù)發(fā)展所面臨的兩大難題是環(huán)境污染和石油資源匱乏,環(huán)保和節(jié)能是21世紀(jì)汽車技術(shù)的一個(gè)重要發(fā)展方向,同時(shí)各國(guó)的排放法規(guī)也日趨嚴(yán)格?；旌蟿?dòng)力汽車(HEV)正是具有低污染和低油耗特點(diǎn)的新一代清潔汽車?；旌蟿?dòng)力汽車是傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)車輛與電動(dòng)車輛的有效組合?；旌蟿?dòng)力電動(dòng)汽車以其獨(dú)有的特點(diǎn)得以在這一時(shí)期成為非常有前途的產(chǎn)品。</p><p>　　當(dāng)前普遍使用的燃油發(fā)動(dòng)機(jī)汽車存在種種

7、弊病，統(tǒng)計(jì)表明在占80％以上的道路條件下，一輛普通轎車僅利用了動(dòng)力潛能的40％，在市區(qū)還會(huì)跌至25％，更為嚴(yán)重的是排放廢氣污染環(huán)境。雖然人們普遍認(rèn)為未來(lái)是電動(dòng)汽車的天下，但是目前的電池技術(shù)問(wèn)題阻礙了電動(dòng)汽車的應(yīng)用。由于電池的能量密度與汽油相比差上百倍，遠(yuǎn)未達(dá)到人們所要求的數(shù)值，于是混合動(dòng)力汽車應(yīng)用而生。</p><p>　　1. 混合動(dòng)力汽車的概念：</p><p>　　混合動(dòng)力汽車是指車

8、上裝有兩個(gè)以上動(dòng)力源，包括有電機(jī)驅(qū)動(dòng)，符合汽車道路交 通，安全法規(guī)的汽車，車載動(dòng)力源有多種：蓄電池、燃料電池、太陽(yáng)能電池、內(nèi)燃機(jī)車的發(fā)電機(jī)組，當(dāng)前混合動(dòng)力汽車一般是指內(nèi)燃機(jī)車發(fā)電機(jī)，再加上蓄電池的電動(dòng)車。</p><p>　　2.混合動(dòng)力汽車的優(yōu)點(diǎn)</p><p>　　混合動(dòng)力汽車的優(yōu)點(diǎn)是：1、采用混合動(dòng)力后可按平均需用的功率來(lái)確定內(nèi)燃機(jī)的最大功率，此時(shí)處于油耗低、污染少的最優(yōu)工況下工作

9、。需要大功率內(nèi)燃機(jī)功率不足時(shí)，由電池來(lái)補(bǔ)充；負(fù)荷少時(shí)，富余的功率可發(fā)電給電池充電，由于內(nèi)燃機(jī)可持續(xù)工作，電池又可以不斷得到充電，故其行程和普通汽車一樣。2、因?yàn)橛辛穗姵兀?可以十分方便地回收制動(dòng)時(shí)、下坡時(shí)、怠速時(shí)的能量。3、在繁華市區(qū)，可關(guān)停內(nèi)燃機(jī)，由電池單獨(dú)驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)"零"排放。4、有了內(nèi)燃機(jī)可以十分方便地解決耗能大的空調(diào)、取暖、除霜等純電動(dòng)汽車遇到的難題。5、可以利用現(xiàn)有的加油站加油，不必再投資。6、可讓電池保持

10、在良好的工作狀態(tài)，不發(fā)生過(guò)充、過(guò)放，延長(zhǎng)其使用壽命，降低成本?；旌蟿?dòng)力汽車有三種基本的工作方式，即串聯(lián)式、并聯(lián)式和串并聯(lián)（或稱混聯(lián)）式。</p><p>　　3.混合動(dòng)力汽車的缺點(diǎn)</p><p>　　混合動(dòng)力技術(shù)的先進(jìn)性和實(shí)現(xiàn)的現(xiàn)實(shí)性，節(jié)能、環(huán)保效果明顯，采用混合動(dòng)力汽車是現(xiàn)階段解決環(huán)保和能源問(wèn)題最為切實(shí)可行的方案。但是，由于混合動(dòng)力汽車是在犧牲了部分環(huán)保利益的基礎(chǔ)上，可以滿足目前人們對(duì)

11、汽車環(huán)保的基本要求，在結(jié)構(gòu)上兩套系統(tǒng)電池/電機(jī)和內(nèi)燃機(jī)同時(shí)安裝于本來(lái)只裝一套系統(tǒng)的汽車上，不僅加大了汽車本身的重量，也提高了對(duì)整體工藝及控制等方面的要求。除了和純電動(dòng)汽車（BEV）一樣受目前蓄電池技術(shù)的限制之外，混合動(dòng)力的能量來(lái)源仍然是石油，這決定了混合動(dòng)力不是電動(dòng)汽車發(fā)展的最終形式。</p><p>　　但是，目前日本的幾大公司的混合動(dòng)力汽車的熱銷說(shuō)明，混合動(dòng)力汽車是傳統(tǒng)汽車時(shí)代向氫燃料電池汽車時(shí)代的過(guò)渡車型技

12、術(shù)，雖然不是長(zhǎng)遠(yuǎn)之計(jì)，但據(jù)估計(jì)，仍有50年以上的較長(zhǎng)市場(chǎng)周期。可以充分利用現(xiàn)有內(nèi)燃汽車生產(chǎn)能力，推動(dòng)傳統(tǒng)汽車工業(yè)的改造發(fā)展。 </p><p>　　總之，混合動(dòng)力汽車介于傳統(tǒng)汽車和純電動(dòng)汽車、燃料電池汽車之間，是一種承前啟后的，在經(jīng)濟(jì)和技術(shù)方面都趨于成熟的電動(dòng)汽車產(chǎn)品。</p><p>　　混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)汽車的缺點(diǎn)是：有兩套動(dòng)力，再加上兩套動(dòng)力的管理控制系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格較高?，F(xiàn)代汽車伙伴

13、合作計(jì)劃推動(dòng)美國(guó)三大汽車公司對(duì)各種單元技術(shù)及其不同組織進(jìn)行成百種方案的篩選、比較，認(rèn)為采用混合動(dòng)力是實(shí)現(xiàn)中級(jí)轎車百公里3升油耗的可行方案因此而受到更大的關(guān)注。經(jīng)過(guò)多年研究，混合動(dòng)力電動(dòng)汽車已開(kāi)發(fā)出一些成功的例子。日本豐田汽車公司在1997年12月宣布將混合動(dòng)力電動(dòng)轎車Prius投入小批量商業(yè)化生產(chǎn)，該車自重1515kg，裝用頂置凸輪軸四缸，1500cc排量汽油機(jī)，最大功率42.6kW/4600r/min，帶永磁無(wú)刷發(fā)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)亦為永

14、磁無(wú)刷的額定功率30kW，采用氫鎳電池，實(shí)現(xiàn)串并聯(lián)控制方式，百公里油耗為3.4L，比原汽油車減少了一半，CO2排量也相應(yīng)減少了一半，C O、HC、NOX僅為現(xiàn)行法規(guī)允許值的10％，售價(jià)每輛216萬(wàn)日元（約15000美元）。 美國(guó)克萊斯勒汽車公司1998年2月在底特律展出第二代道奇無(wú)畏 ESX2型混合動(dòng)力電動(dòng)轎車，該車裝用1500cc排量直噴柴油機(jī)帶發(fā)電機(jī)，采用鉛酸電池，交流感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，鋁車架，復(fù)合材料車身，自重1022kg，百公里油耗

15、降至3.4L。200</p><p>　　4.發(fā)展混合動(dòng)力汽車的必要性</p><p>　　當(dāng)前普遍使用的燃油發(fā)動(dòng)機(jī)汽車存在種種弊病，統(tǒng)計(jì)表明在占80％以上的道路條件下，一輛普通轎車僅利用了動(dòng)力潛能的40％，在市區(qū)還會(huì)跌至25％，更為嚴(yán)重的是排放廢氣污染環(huán)境。20世紀(jì)90年代以來(lái)，世界各國(guó)對(duì)改善環(huán)保的呼聲日益高漲，各種各樣的電動(dòng)汽車脫穎而出。雖然人們普遍認(rèn)為未來(lái)是電動(dòng)汽車的天下，但是目前的

16、電池技術(shù)問(wèn)題阻礙了電動(dòng)汽車的應(yīng)用。由于電池的能量密度與汽油相比差上百倍，遠(yuǎn)未達(dá)到人們所要求的數(shù)值，專家估計(jì)在10年以內(nèi)電動(dòng)汽車還無(wú)法取代燃油發(fā)動(dòng)機(jī)汽車（除非燃料電池技術(shù)有重大突破）。</p><p>　　現(xiàn)實(shí)迫使工程師們想出了一個(gè)兩全其美的辦法，開(kāi)發(fā)了一種混合動(dòng)力裝置（Hybrid-ElectricVehicel，縮寫(xiě)HEV）的汽車。所謂混合動(dòng)力裝置就是將電動(dòng)機(jī)與輔助動(dòng)力單元組合在一輛汽車上做驅(qū)動(dòng)力，輔助動(dòng)力單元

17、實(shí)際上是一臺(tái)小型燃料發(fā)動(dòng)機(jī)或動(dòng)力發(fā)電機(jī)組。形象一點(diǎn)說(shuō)，就是將傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)盡量做小，讓一部分動(dòng)力由電池-電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)承擔(dān)。這種混合動(dòng)力裝置既發(fā)揮了發(fā)動(dòng)機(jī)持續(xù)工作時(shí)間長(zhǎng)，動(dòng)力性好的優(yōu)點(diǎn)，又可以發(fā)揮電動(dòng)機(jī)無(wú)污染、低噪聲的好處，二者“并肩戰(zhàn)斗”，取長(zhǎng)補(bǔ)短。這樣使汽車的熱效率可提高10％以上，廢氣排放可改善30％以上。</p><p>　　混合動(dòng)力源電動(dòng)車按照能量合成的的形式主要分為串聯(lián)式(SHEV）和并聯(lián)式（PHEV）兩種。

18、</p><p>　　混合動(dòng)力汽車在發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)日益成熟，有些已經(jīng)進(jìn)入實(shí)用階段。由于其構(gòu)造復(fù)雜，成本較高，在電動(dòng)汽車時(shí)代到來(lái)之前，混合動(dòng)力型汽車只是一種過(guò)渡產(chǎn)品。</p><p>　　5. 混合動(dòng)力汽車發(fā)展的趨勢(shì)</p><p>　　在汽車行業(yè)的未來(lái)發(fā)展方向上，電動(dòng)汽車和油電混合動(dòng)力汽車正成為一個(gè)明顯的趨勢(shì)。其原因主要在兩個(gè)方面：其一是因?yàn)槟茉吹挠邢扌?，化石燃料都?/p>

19、有限的能源；其二是人們的環(huán)境保護(hù)意識(shí)和各國(guó)政府的排放要求日益提高。盡管目前混合動(dòng)力汽車還受到高成本的制約，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，混合動(dòng)力車的購(gòu)買(mǎi)者會(huì)越來(lái)越多，生產(chǎn)成本將隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大而降低。因此，這個(gè)趨勢(shì)是不可逆轉(zhuǎn)的。</p><p>　　5.1 降低成本是關(guān)鍵</p><p>　　針對(duì)新興市場(chǎng)，產(chǎn)業(yè)界面臨的最大問(wèn)題是，開(kāi)發(fā)一個(gè)混合動(dòng)力車的時(shí)候成本非常高。成本高的原因主要是它不像傳統(tǒng)車一樣有很多

20、現(xiàn)成的零部件可以用，而都是要量身定做的。另外，混合動(dòng)力車的開(kāi)發(fā)周期也很長(zhǎng)。目前我們主推的有兩套系統(tǒng)，即Micro-Hybrid(微混)系統(tǒng)和Mild-Hybrid(中度混合)系統(tǒng)。</p><p>　　Micro-Hybrid系統(tǒng)是一個(gè)具有起停功能的系統(tǒng)，這是一個(gè)相對(duì)比較簡(jiǎn)單的系統(tǒng)，節(jié)油率大約是5%～8%，但是這個(gè)系統(tǒng)的附加成本比較低。我們提供的這個(gè)解決方案是把它建成一個(gè)系統(tǒng)來(lái)提供給整車廠，既解決了啟動(dòng)、發(fā)電的問(wèn)

21、題和發(fā)動(dòng)機(jī)控制、匹配的問(wèn)題，也解決了電池充放電和整車控制的問(wèn)題。整車廠購(gòu)買(mǎi)這套系統(tǒng)以后，只要和傳統(tǒng)車匹配起來(lái)，基本上就沒(méi)有問(wèn)題了。事實(shí)上正在致力于向各個(gè)整車廠提供一個(gè)相對(duì)通用的平臺(tái)和解決方案，這樣每一家整車廠就不必為單獨(dú)開(kāi)發(fā)這樣的系統(tǒng)而付出高昂的開(kāi)發(fā)費(fèi)用和漫長(zhǎng)的開(kāi)發(fā)時(shí)間的代價(jià)。這樣做還有一個(gè)好處就是，我們可以橫向地把很多主機(jī)廠的需求整合在一起，給大家提供一個(gè)相對(duì)通用的產(chǎn)品，這樣大家整體的開(kāi)發(fā)費(fèi)用都下降了，隨著產(chǎn)品成熟度的提高，產(chǎn)品可靠度

22、也不斷提高，這種商業(yè)模式就越來(lái)越接近于傳統(tǒng)汽車開(kāi)發(fā)的商業(yè)模式。</p><p>　　主推的另一套系統(tǒng)是Mild-Hy-brid系統(tǒng)。針對(duì)Mild-Hybrid系統(tǒng)，我們提供了一個(gè)非常有競(jìng)爭(zhēng)力的解決方案。在這個(gè)解決方案中，把電池包、電機(jī)控制器、電池單元以及整車控制器都集成在一個(gè)集成包里面。這樣有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：首先是混合動(dòng)力車的布置因此變得比較簡(jiǎn)單，因?yàn)樗墓δ芨叨燃?，混合?dòng)力汽車主要的幾個(gè)模塊都已經(jīng)包括在這個(gè)解決方案

23、里面了；其次，對(duì)于主機(jī)廠來(lái)說(shuō)，這個(gè)解決方案大大縮短了開(kāi)發(fā)時(shí)間，這個(gè)產(chǎn)品如果配上一個(gè)電機(jī)，再配上混合動(dòng)力車的控制邏輯系統(tǒng)，還有德?tīng)柛Ｅ煽穗姎獾碾姎庀到y(tǒng)，德?tīng)柛?dòng)力總成的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，很快就可以組成一套完整的系統(tǒng)，可以支持串聯(lián)、并聯(lián)等各種傳動(dòng)方式。另外，這種標(biāo)準(zhǔn)組合也有利于降低成本，現(xiàn)在不管是電動(dòng)車也好，混合動(dòng)力車也好，產(chǎn)量都還比較小，很多的開(kāi)發(fā)費(fèi)用均攤在零部件里面，會(huì)造成零部件成本很高，德?tīng)柛Ｑ邪l(fā)出了一個(gè)相對(duì)比較標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)，等于無(wú)形之

24、中把所有主機(jī)廠的需要都整合在一起，大家來(lái)分?jǐn)傔@個(gè)開(kāi)發(fā)成本，單價(jià)也就可以做到比較低了，這樣也就推動(dòng)了混合動(dòng)力車市場(chǎng)與技術(shù)的發(fā)展。</p><p>　　在未來(lái)，努力的方向是對(duì)更完整、更成熟的混合動(dòng)力電動(dòng)車產(chǎn)品解決方案的研究與開(kāi)發(fā)，例如與第三方進(jìn)行一些合作，來(lái)提供一些更接近于量產(chǎn)、更完整成熟的混合動(dòng)力電動(dòng)車產(chǎn)品解決方案。這樣整車廠就可以以更加低的價(jià)格，更短的開(kāi)發(fā)時(shí)間開(kāi)發(fā)出自己的混合動(dòng)力車了。</p>&l

25、t;p>　　從目前的發(fā)展來(lái)看,混合動(dòng)力汽車在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上達(dá)到了提高燃料經(jīng)濟(jì)性和減少排放的目的, 因而極具發(fā)展前景。汽車的排放法規(guī)日趨嚴(yán)格化, 同時(shí)電子技術(shù)的迅猛發(fā)展都會(huì)進(jìn)一步促進(jìn)混合動(dòng)力汽車的發(fā)展?；旌蟿?dòng)力汽車充分吸取了電力/熱力系統(tǒng)中最大的優(yōu)勢(shì): 在遠(yuǎn)途時(shí)使用熱力發(fā)動(dòng)機(jī), 在城市和過(guò)渡階段時(shí)使用電動(dòng)機(jī)。如果調(diào)配合理的話, 電力和熱力的配合使用, 將很大程度地降低汽車的耗油量和污染物的排放, 并同時(shí)提高駕駛樂(lè)趣, 改善車輛行為

26、。與傳統(tǒng)型汽車相比, HEV 可以確保具有同等的性能和優(yōu)勢(shì), 而在節(jié)能和排放上勝出一籌。HEV 的電壓和功率等級(jí)與電動(dòng)車類似, 但蓄電池容量大大減小, 因而其造價(jià)成本低于電動(dòng)汽車。</p><p>　　HEV 的價(jià)格比傳統(tǒng)汽車高出20%左右。降低成本是提高混合動(dòng)力系統(tǒng)競(jìng)爭(zhēng)能力的努力方向。相信隨著HEV 的推廣和普及, 生產(chǎn)批量上去后, 其價(jià)格將逐步接近傳統(tǒng)汽車。當(dāng)前HEV 所面臨的主要技術(shù)問(wèn)題還很多, 隨著各大汽

27、車公司和研究機(jī)構(gòu)的努力, 這些問(wèn)題會(huì)很快得到解決。盡管從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看只是一種過(guò)渡車型, 但HEV 在近20～30 年內(nèi)很有發(fā)展前景, 這一點(diǎn)是毫無(wú)疑問(wèn)的。這個(gè)前景, 我們可以從兩方面來(lái)理解。一是混合動(dòng)力作為一種技術(shù), 在不遠(yuǎn)的將來(lái)會(huì)成為燃料電池替換內(nèi)燃機(jī)的重要過(guò)渡技術(shù), 對(duì)燃料電池混合動(dòng)力車(FCHV) 的開(kāi)發(fā)將會(huì)起重要作用。從這個(gè)意義上說(shuō),混合動(dòng)力技術(shù)就不僅僅是一種提升品牌、知名度和技術(shù)實(shí)力的需要。二是HEV 本身可能確實(shí)具有商業(yè)前景,

28、它也許會(huì)成為百年汽車史上的又一個(gè)里程碑, 開(kāi)創(chuàng)世界汽車工業(yè)的新篇章。各大汽車公司競(jìng)相開(kāi)發(fā)和推出自己的新一代HEV , 表明他們看好這一前景, 也許是眼前和長(zhǎng)遠(yuǎn)的利益兼而有之。歐、美、日的汽車生產(chǎn)商已采用不同的布置型式、控制策略, 在較短的開(kāi)發(fā)周期內(nèi)將HEV 產(chǎn)品化, 并具市場(chǎng)規(guī)模。汽車行業(yè)專家預(yù)言, 不久的將來(lái), 新生產(chǎn)的汽車中HEV 將占40</p><p><b>　　結(jié) 語(yǔ)</b>&

29、lt;/p><p>　　當(dāng)今社會(huì)，在汽車產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展汽車產(chǎn)量和保有量不斷增加的同時(shí)汽車帶來(lái)的大氣污染也越來(lái)越被世界各國(guó)人們所關(guān)注。而混合動(dòng)力汽車恰好達(dá)到了對(duì)環(huán)境污染小這一要求，因此混合動(dòng)力汽車將會(huì)成為未來(lái)幾年甚至幾十年汽車企業(yè)的領(lǐng)頭羊?qū)⒃絹?lái)越受人們關(guān)注。但是混合動(dòng)力汽車作為新起的一種汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向也有種種不足，如：混合動(dòng)力汽車的電池容量低體積大等生產(chǎn)成本高，絕大部分人們還持觀望態(tài)度。所以本文從混合動(dòng)力汽車的構(gòu)造和結(jié)

30、構(gòu)原理入手進(jìn)行深入分析，分別對(duì)科研攻關(guān)和商業(yè)前景兩方面進(jìn)行系統(tǒng)的闡述為混合動(dòng)力汽車科研方面提供了一些略微的見(jiàn)解，為汽車商家展示出一個(gè)新的發(fā)展方向。</p><p><b>　　參 考 文 獻(xiàn)</b></p><p>　　1.崔心存 《現(xiàn)代汽車新技術(shù)》 北京人民交通出版社</p><p>　　2.陳文華 《汽車發(fā)動(dòng)