并聯混合動力汽車 動力傳動系統方案設計
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- 開題報告-并聯混動傳動系統方案設計文 獻 綜 述
一、本課題的研究背景及意義
汽車的發展經歷了一個十分漫長的過程,凝聚著人類的智慧和匠心。近百年來,汽車工業之所以長盛不衰,主要得益于市場和科學技術的不斷進步,使汽車能逐漸完善并滿足使用者的需求[1]。汽車的普及程度和技術水平甚至成為一個國家或地區現代化程度的標志,但是,汽車給人類帶來便利和經濟利益的同時,也帶來嚴重的能源和環境問題,2015年,中國包括原油、成品油、液化石油氣(LPG)和其他產品在內的石油凈進口量高達3.443億噸,同比增幅為7.4%;估計全年石油產品消費量同比增長約4.8%,達到5.420億噸。石油凈進口量占中國石油消費量的比例(進口依存度)由2014年的62.0% 提高到63.5%,為歷史最高紀錄[2]。國際能源署發表的報告預測,從目前到2030年,全球能源需求每年的平均增長率將達到3%左右,其中中國將消耗全球供應的20%,僅低于美國目前所占的份額。汽車在消耗巨量能源的同時也帶來了嚴重的全球環境惡化問題,在世界范圍內,全國各大城市都面臨不同程度的汽車排放污染。美國資料表明,城市大氣污染量的63%來自燃油汽車的廢氣排放,80%的城市噪聲污染源于城市交通[3]。汽車的大量使用所產生的廢棄、噪聲以及揚起的塵土,對自然環境造成嚴重污染并危害人體健康。
面對汽車帶來的能源安全和環境污染問題,節油環保便成為社會關注的焦點。能源短缺、環境污染、氣候變暖是全球汽車產業面對的共同挑戰,各國政府及產業界紛紛提出各自發展戰略,積極應對,以保持其汽車產業的可持續發展,并提高未來的國際競爭力。新能源汽車已成為21世紀汽車工業發展的熱點[4]。混合動力汽車將電動汽車與傳統內燃機汽車結合起來,兼有傳統內燃機汽車續航里程長的優點,并且能夠大幅降低汽車的排放和燃油消耗。因此混合動力汽車得到普遍的看好,并且得到了廣泛的商業化應用。混合動力汽車具有兩個或兩個以上的能量源,是傳統內燃機汽車與電動汽車的有效組合,工作模式主要有發動機單獨驅動,電力單獨驅動或者發動機和發電機混合驅動三種,以適應不同的行駛工況[5]。動力源和傳動系統作為車輛的核心和樞紐,它直接影響著汽車的整體結構和性能,根據車輛行駛工況和使用要求,選擇合適的結構和布置形式對車輛至關重要。因此在進行新能源汽車產品的開發,應當充分考慮各種結構形式的優缺點,根據車輛使用要求和路況,選取最佳傳動方案,實現車輛的最佳性能,并為創新設計新結構,新產品提供條件[6]。在國內,由于混合汽車起步較晚,對混合動力動力傳動系統方案的研究遠沒有達到成程度,大多處于理論研究階段,與國外混合動力汽車控制方面的技術水平有相當大差距。目前常見的并聯混合動力傳動系統有轉速耦合式、轉矩耦合式,變速箱分前置和后置,按照電機和內燃機的排布,有單軸式和雙軸式。最為常見的是變速箱后置,雙軸式轉矩耦合式的傳動方案[7]。開展混合動力汽車動力傳動系統方案研究,對掌握混合動力汽車關鍵技術的自主研發能力,促進我國混合動力汽車的產業化進程有十分重要的意義[8]。...