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

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

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

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

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

5、;/p><p>　　結(jié)語...................................................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)的一個重要發(fā)展方向,同時各國的排放法規(guī)也日趨嚴(yán)格。混合動力汽車(HEV)正是具有低污染和低油耗特點的新一代清潔汽車。混合動力汽車是傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)車輛與電動車輛的有效組合?；旌蟿恿﹄妱悠囈云洫氂械奶攸c得以在這一時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)動機(jī)汽車存在種種

7、弊病，統(tǒng)計表明在占80％以上的道路條件下，一輛普通轎車僅利用了動力潛能的40％，在市區(qū)還會跌至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)為未來是電動汽車的天下，但是目前的電池技術(shù)問題阻礙了電動汽車的應(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，于是混合動力汽車應(yīng)用而生。</p><p>　　1. 混合動力汽車的概念：</p><p>　　混合動力汽車是指車

8、上裝有兩個以上動力源，包括有電機(jī)驅(qū)動，符合汽車道路交 通，安全法規(guī)的汽車，車載動力源有多種：蓄電池、燃料電池、太陽能電池、內(nèi)燃機(jī)車的發(fā)電機(jī)組，當(dāng)前混合動力汽車一般是指內(nèi)燃機(jī)車發(fā)電機(jī)，再加上蓄電池的電動車。</p><p>　　2.混合動力汽車的優(yōu)點</p><p>　　混合動力汽車的優(yōu)點是：1、采用混合動力后可按平均需用的功率來確定內(nèi)燃機(jī)的最大功率，此時處于油耗低、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，由電池來補(bǔ)充；負(fù)荷少時，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、因為有了電池， 可以十分方便地回收制動時、下坡時、怠速時的能量。3、在繁華市區(qū)，可關(guān)停內(nèi)燃機(jī)，由電池單獨驅(qū)動，實現(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)生過充、過放，延長其使用壽命，降低成本?；旌蟿恿ζ囉腥N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.混合動力汽車的缺點</p><p>　　混合動力技術(shù)的先進(jìn)性和實現(xiàn)的現(xiàn)實性，節(jié)能、環(huán)保效果明顯，采用混合動力汽車是現(xiàn)階段解決環(huán)保和能源問題最為切實可行的方案。但是，由于混合動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

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)同時安裝于本來只裝一套系統(tǒng)的汽車上，不僅加大了汽車本身的重量，也提高了對整體工藝及控制等方面的要求。除了和純電動汽車（BEV）一樣受目前蓄電池技術(shù)的限制之外，混合動力的能量來源仍然是石油，這決定了混合動力不是電動汽車發(fā)展的最終形式。</p><p>　　但是，目前日本的幾大公司的混合動力汽車的熱銷說明，混合動力汽車是傳統(tǒng)汽車時代向氫燃料電池汽車時代的過渡車型技

12、術(shù)，雖然不是長遠(yuǎn)之計，但據(jù)估計，仍有50年以上的較長市場周期。可以充分利用現(xiàn)有內(nèi)燃汽車生產(chǎn)能力，推動傳統(tǒng)汽車工業(yè)的改造發(fā)展。 </p><p>　　總之，混合動力汽車介于傳統(tǒng)汽車和純電動汽車、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汽車產(chǎn)品。</p><p>　　混合動力驅(qū)動汽車的缺點是：有兩套動力，再加上兩套動力的管理控制系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價格較高?，F(xiàn)代汽車伙伴

13、合作計劃推動美國三大汽車公司對各種單元技術(shù)及其不同組織進(jìn)行成百種方案的篩選、比較，認(rèn)為采用混合動力是實現(xiàn)中級轎車百公里3升油耗的可行方案因此而受到更大的關(guān)注。經(jīng)過多年研究，混合動力電動汽車已開發(fā)出一些成功的例子。日本豐田汽車公司在1997年12月宣布將混合動力電動轎車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，帶永磁無刷發(fā)電機(jī)，驅(qū)動電機(jī)亦為永

14、磁無刷的額定功率30kW，采用氫鎳電池，實現(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％，售價每輛216萬日元（約15000美元）。 美國克萊斯勒汽車公司1998年2月在底特律展出第二代道奇無畏 ESX2型混合動力電動轎車，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，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)展混合動力汽車的必要性</p><p>　　當(dāng)前普遍使用的燃油發(fā)動機(jī)汽車存在種種弊病，統(tǒng)計表明在占80％以上的道路條件下，一輛普通轎車僅利用了動力潛能的40％，在市區(qū)還會跌至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，世界各國對改善環(huán)保的呼聲日益高漲，各種各樣的電動汽車脫穎而出。雖然人們普遍認(rèn)為未來是電動汽車的天下，但是目前的

16、電池技術(shù)問題阻礙了電動汽車的應(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，專家估計在10年以內(nèi)電動汽車還無法取代燃油發(fā)動機(jī)汽車（除非燃料電池技術(shù)有重大突破）。</p><p>　　現(xiàn)實迫使工程師們想出了一個兩全其美的辦法，開發(fā)了一種混合動力裝置（Hybrid-ElectricVehicel，縮寫HEV）的汽車。所謂混合動力裝置就是將電動機(jī)與輔助動力單元組合在一輛汽車上做驅(qū)動力，輔助動力單元

17、實際上是一臺小型燃料發(fā)動機(jī)或動力發(fā)電機(jī)組。形象一點說，就是將傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)盡量做小，讓一部分動力由電池-電動機(jī)系統(tǒng)承擔(dān)。這種混合動力裝置既發(fā)揮了發(fā)動機(jī)持續(xù)工作時間長，動力性好的優(yōu)點，又可以發(fā)揮電動機(jī)無污染、低噪聲的好處，二者“并肩戰(zhàn)斗”，取長補(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>　　混合動力源電動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>　　混合動力汽車在發(fā)達(dá)國家已經(jīng)日益成熟，有些已經(jīng)進(jìn)入實用階段。由于其構(gòu)造復(fù)雜，成本較高，在電動汽車時代到來之前，混合動力型汽車只是一種過渡產(chǎn)品。</p><p>　　5. 混合動力汽車發(fā)展的趨勢</p><p>　　在汽車行業(yè)的未來發(fā)展方向上，電動汽車和油電混合動力汽車正成為一個明顯的趨勢。其原因主要在兩個方面：其一是因為能源的有限性，化石燃料都是

19、有限的能源；其二是人們的環(huán)境保護(hù)意識和各國政府的排放要求日益提高。盡管目前混合動力汽車還受到高成本的制約，但從長遠(yuǎn)看，混合動力車的購買者會越來越多，生產(chǎn)成本將隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大而降低。因此，這個趨勢是不可逆轉(zhuǎn)的。</p><p>　　5.1 降低成本是關(guān)鍵</p><p>　　針對新興市場，產(chǎn)業(yè)界面臨的最大問題是，開發(fā)一個混合動力車的時候成本非常高。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，混合動力車的開發(fā)周期也很長。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)是一個具有起停功能的系統(tǒng)，這是一個相對比較簡單的系統(tǒng)，節(jié)油率大約是5%～8%，但是這個系統(tǒng)的附加成本比較低。我們提供的這個解決方案是把它建成一個系統(tǒng)來提供給整車廠，既解決了啟動、發(fā)電的問

21、題和發(fā)動機(jī)控制、匹配的問題，也解決了電池充放電和整車控制的問題。整車廠購買這套系統(tǒng)以后，只要和傳統(tǒng)車匹配起來，基本上就沒有問題了。事實上正在致力于向各個整車廠提供一個相對通用的平臺和解決方案，這樣每一家整車廠就不必為單獨開發(fā)這樣的系統(tǒng)而付出高昂的開發(fā)費用和漫長的開發(fā)時間的代價。這樣做還有一個好處就是，我們可以橫向地把很多主機(jī)廠的需求整合在一起，給大家提供一個相對通用的產(chǎn)品，這樣大家整體的開發(fā)費用都下降了，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)模式就越來越接近于傳統(tǒng)汽車開發(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Mild-Hybrid系統(tǒng)，我們提供了一個非常有競爭力的解決方案。在這個解決方案中，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集成包里面。這樣有幾個優(yōu)點：首先是混合動力車的布置因此變得比較簡單，因為它的功能高度集成，混合動力汽車主要的幾個模塊都已經(jīng)包括在這個解決方案

23、里面了；其次，對于主機(jī)廠來說，這個解決方案大大縮短了開發(fā)時間，這個產(chǎn)品如果配上一個電機(jī)，再配上混合動力車的控制邏輯系統(tǒng)，還有德爾福派克電氣的電氣系統(tǒng)，德爾福動力總成的發(fā)動機(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)在不管是電動車也好，混合動力車也好，產(chǎn)量都還比較小，很多的開發(fā)費用均攤在零部件里面，會造成零部件成本很高，德爾福研發(fā)出了一個相對比較標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計，等于無形之

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

25、t;p>　　從目前的發(fā)展來看,混合動力汽車在現(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, 同時電子技術(shù)的迅猛發(fā)展都會進(jìn)一步促進(jìn)混合動力汽車的發(fā)展?；旌蟿恿ζ嚦浞治×穗娏?熱力系統(tǒng)中最大的優(yōu)勢: 在遠(yuǎn)途時使用熱力發(fā)動機(jī), 在城市和過渡階段時使用電動機(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, 并同時提高駕駛樂趣, 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, 而在節(jié)能和排放上勝出一籌。HEV 的電壓和功率等級與電動車類似, 但蓄電池容量大大減小, 因而其造價成本低于電動汽車。</p><p>　　HEV 的價格比傳統(tǒng)汽車高出20%左右。降低成本是提高混合動力系統(tǒng)競爭能力的努力方向。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, 這些問題會很快得到解決。盡管從長遠(yuǎn)來看只是一種過渡車型, 但HEV 在近20～30 年內(nèi)很有發(fā)展前景, 這一點是毫無疑問的。這個前景, 我們可以從兩方面來理解。一是混合動力作為一種技術(shù), 在不遠(yuǎn)的將來會成為燃料電池替換內(nèi)燃機(jī)的重要過渡技術(shù), 對燃料電池混合動力車(FCHV) 的開發(fā)將會起重要作用。從這個意義上說,混合動力技術(shù)就不僅僅是一種提升品牌、知名度和技術(shù)實力的需要。二是HEV 本身可能確實具有商業(yè)前景,

28、它也許會成為百年汽車史上的又一個里程碑, 開創(chuàng)世界汽車工業(yè)的新篇章。各大汽車公司競相開發(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, 在較短的開發(fā)周期內(nèi)將HEV 產(chǎn)品化, 并具市場規(guī)模。汽車行業(yè)專家預(yù)言, 不久的將來, 新生產(chǎn)的汽車中HEV 將占40</p><p><b>　　結(jié) 語</b>&

29、lt;/p><p>　　當(dāng)今社會，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汽車帶來的大氣污染也越來越被世界各國人們所關(guān)注。而混合動力汽車恰好達(dá)到了對環(huán)境污染小這一要求，因此混合動力汽車將會成為未來幾年甚至幾十年汽車企業(yè)的領(lǐng)頭羊?qū)⒃絹碓绞苋藗冴P(guān)注。但是混合動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)的闡述為混合動力汽車科研方面提供了一些略微的見解，為汽車商家展示出一個新的發(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