汽車新型技術(shù)課件

第八章汽車新型技術(shù)為了解決能源短缺和環(huán)境污染等社會(huì)問題，人類相繼開發(fā)了電動(dòng)汽車、燃?xì)馄?、太陽能汽車等新型汽車各國相繼開始新型汽車的研究和開發(fā)電動(dòng)汽車根據(jù)所使用的基本動(dòng)力能源不同，電動(dòng)汽車分為蓄電池電動(dòng)汽車（EV）混合動(dòng)力電動(dòng)汽車（HEV）燃料電池汽車（FCEV）一蓄電池電動(dòng)汽車（EV）主要由電池組、控制系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及安全保護(hù)系統(tǒng)等組成電池組轉(zhuǎn)向系統(tǒng)輔助電器電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)電池管理轉(zhuǎn)向控制汽車輔助電器控制信號(hào)處理節(jié)氣門制動(dòng)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)蓄電池電動(dòng)汽車結(jié)構(gòu)組成EV工作原理在EV中保存了加速踏板、制動(dòng)踏板和各種操作手柄等其在工作的時(shí)候，傳感器將加速踏板、制動(dòng)踏板機(jī)械位移的行程量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，輸入中央控制器經(jīng)中央控制器處理后發(fā)出驅(qū)動(dòng)信號(hào)。二混合動(dòng)力電動(dòng)汽車（HEV）HEV是將內(nèi)燃機(jī)、電動(dòng)機(jī)與一定容量的蓄電池通過控制系統(tǒng)相組合電動(dòng)機(jī)可補(bǔ)充提供車輛起步、加速時(shí)所需轉(zhuǎn)矩，又可以存儲(chǔ)吸收內(nèi)燃機(jī)富余功率和車輛制動(dòng)能量，從而可大幅度降低油耗，減少污染物排放混合動(dòng)力汽車雖然沒有實(shí)現(xiàn)零排放，但其動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和排放等綜合指標(biāo)能滿足當(dāng)前苛刻要求，可緩解汽車需求與環(huán)境污染及石油短缺的矛盾

豐田是全世界第一臺(tái)正式批量生產(chǎn)的混合動(dòng)力車的制造者，自從1997年開始，Prius就開始在日本銷售該車自重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(dòng)電機(jī)亦為永磁無刷的額定功率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，CO、HC、NOX僅為現(xiàn)行法規(guī)允許值的10％，售價(jià)每輛216萬日元（約15000美元）

串聯(lián)式動(dòng)力：串聯(lián)式動(dòng)力由發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)三部分動(dòng)力總成組成發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，電能通過控制器輸送到電池或電動(dòng)機(jī)，由電動(dòng)機(jī)通過變速機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)汽車小負(fù)荷時(shí)由電池驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪，大負(fù)荷時(shí)由發(fā)動(dòng)機(jī)帶

動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)

串聯(lián)式結(jié)構(gòu)適用于城市內(nèi)頻繁起步和低速

運(yùn)行工況，可以將發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)整在最佳工況點(diǎn)附近穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，通過調(diào)整電池和電動(dòng)機(jī)的輸出來達(dá)到調(diào)整車速的目的。使發(fā)動(dòng)機(jī)避免了怠速和低速運(yùn)轉(zhuǎn)的工況，從而提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的效率，減少了廢氣排放。但是它的缺點(diǎn)是能量幾經(jīng)轉(zhuǎn)換，機(jī)械效率較低。

串聯(lián)式結(jié)構(gòu)

混合動(dòng)力汽車的優(yōu)點(diǎn)是：采用混合動(dòng)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(shí)處于油耗低、污染少的最優(yōu)工況下工作。需要大功率內(nèi)燃機(jī)功率不足時(shí)，由電池來補(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因?yàn)橛辛穗姵?，可以十分方便地回收制?dòng)時(shí)、下坡時(shí)、怠速時(shí)的能量在繁華市區(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)汽車遇到的難題可以利用現(xiàn)有的加油站加油，不必再投資可讓電池保持在良好的工作狀態(tài)，不發(fā)生過充、過放，延長其使用壽命，降低成本。

我國在“八五”和“九五”期間都有計(jì)劃地開展了電動(dòng)汽車的關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)和整車研制，在此基礎(chǔ)上也進(jìn)行了混臺(tái)動(dòng)力電動(dòng)汽車的若干技術(shù)領(lǐng)域的開發(fā)清華大學(xué)在混合動(dòng)力電動(dòng)汽車關(guān)鍵技術(shù)和系統(tǒng)及理論方面作了許多工作，1995年就開始這方面的研究到目前為止國內(nèi)已有幾個(gè)單位試制出了混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的樣車，如長安，奇瑞，一汽，上汽等國內(nèi)混合動(dòng)力汽車的發(fā)展：1）最高車速≥160km/h，加速性能優(yōu)于同類內(nèi)燃機(jī)汽車；2）最大爬坡度>35%；3）燃油經(jīng)濟(jì)性：≤6.8L/100km（與同級(jí)別車型相比，降低油耗20%以上）4）排放限值滿足國IV要求；5）車外噪聲(加速時(shí)最大)不大于74dB6）長安杰勛HEV的售價(jià)將在18萬元-20萬元左右

長安杰勛HEV混合動(dòng)力車

燃?xì)馄囈匀細(xì)鉃槿剂系钠嚪Q為燃?xì)馄嚹壳俺Ｓ玫娜細(xì)馄囉校簤嚎s天然氣汽車（CNGV）液化石油氣汽車（LPGV）有害氣體排放低其都為氣態(tài)，容易與空氣混合形成均勻的可燃混合氣，燃燒完全，可以大幅度減低CO、HC和微粒的排放，而且由于CNG和LPG的火焰溫度低，NOx的排放也相應(yīng)減少熱效率高CNG辛烷值高達(dá)130，LPG也在100左右，燃用CNG和LPG可提高發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比，獲得較高的發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率冷啟動(dòng)性能和低溫運(yùn)轉(zhuǎn)性能良好可以延長潤滑油更換周期CNGV和LPGV的優(yōu)點(diǎn)：

儲(chǔ)運(yùn)性能差常溫下其為氣態(tài)，體積大，目前采用將CNG壓縮到20MPa高