车辆工程领域中混合动力技术分析 张鑫 张鑫

发表时间:2020/1/13   来源:《基层建设》2019年第28期   作者:张鑫
[导读] 摘要:在现代车辆工程中,混合动力技术的研发和推广成为一项重要工作,该技术衍生出了油电混合动力系统、液压混合动力系统等不同类型,发展出了与之相对的混合动力乘用车辆、混合动力工程车辆,优化了车辆运行状态。
        中北大学朔州校区  036000
        摘要:在现代车辆工程中,混合动力技术的研发和推广成为一项重要工作,该技术衍生出了油电混合动力系统、液压混合动力系统等不同类型,发展出了与之相对的混合动力乘用车辆、混合动力工程车辆,优化了车辆运行状态。本文主要分析车辆工程领域中混合动力技术分析。
        关键词:混合动力技术;车辆工程;应用要点
        引言
        混合动力技术是一项先进的,前沿的技术,它在汽车的应用中既解决了环境污染问题,噪音问题,也解决了动力流失问题,还提高了人们的驾车体验。
        1、混合动力技术的概念
        混合动力技术是一种复合型的动力能源技术。它主要包括油、电混合动力系统和液压混合动力系统。其中由于油、电混合动力系统开发的较早,技术相对更成熟一些,大众的了解并接受程度更高,是市面上混合动力技术的车辆中应用比较广泛的一种。而液压混合动力系统由于开发难度大,在国内应用程度不高。本文将着重介绍油、电混合动力系统。日常所说的混合动力汽车,一般是指油、电混合动力汽车。这种混合动力汽车与新能源车辆有所不同,与传统的燃油燃气车辆也不同。新能源车辆主要是利用电力提供动力;而传统燃油燃气车辆主要是依靠石油资源和天然气资源;混合动力汽车是兼具两种动力(电力和油气),既不单纯依靠电力,又不大量消耗石油(天然气)资源还能保证车辆永远在最好的状态下行驶。这种汽车,由于特殊的驱动系统,使其在行驶过程中,能够有效减少汽车有害尾气的排气,同时由于油、电混用,还能节约石油的使用。由于混合动力系统是由多种不同动力系统共同协作或者单独工作来组成的,它的控制系统比较复杂。为保证内部各部件正常运行,它的各元部件连接方式就有多种。其中能提供给驾驶人自由切换驱动系统的连接方式是混联式。该种连接综合了串联式和并联式的优点,当车辆由于城市道路限速或者驾驶人自主选择减速,降速时,可以选择电力驱动系统。当驾驶人需要加速行驶或者遇到较为复杂的路况时,电力驱动系统无法满足要求时,可以切换为燃油驱动系统。油、电混合动力系统是由传统燃油驱动系统和电力驱动系统共同组成的一种较环保,节能,高效的新型动力系统。
        2、混合动力汽车类别分析
        在车辆工程领域中,混合动力汽车基于驱动联结方式的不同,总体可分为三类:第一类是串联式混合动力汽车(SHEV),这种汽车在动力驱动上,主要由发动机、发电机、驱动电机三大动力混合提供动力支持,并且这三大动力主要采用了串联方式,共同组成了HEV动力系统。第二类是并联式混合动力汽车(PHEV),这种汽车在动力驱动方面,主要由发动机与发电机两大动力提供动力支持,并且这两大动力在具体功率输出上,既能够互相叠加输出,也能够独立作为汽车驱动进行功率输出。最后一类是混联式混合动力汽车(PSHEV),这种混合式动力汽车是上述两种类别的动力汽车综合体,综合了串联式和并联式的结构,主要动力由发动机、电动-发电机和驱动电机三大动力混合提供动力支持。
        此外,从汽车混合动力系统的角度来看,基于混合度的不同,系统总共可分为四类:第一类是微混合动力系统,这种系统的典型代表有PSA的混合动力版C3与丰田的混合动力版Vitz,但从严格意义的角度来看,配置有微混合动力系统的汽车尚不属于真正混合动力汽车范畴,究其原因在于,这种微混动力系统电机在实际运行时,并没有为汽车行驶提供持续稳定的驱动力,发挥作用较小。第二类是轻混合动力系统,比较典型的代表车辆类型为当下常见的混合动力皮卡车。

这种轻混合动力系统混合程度一般在20%以下,并且有着非常好的控制力,能够通过控制发电机,来对车辆发动机的启动和停止进行灵活控制,除此之外,还具备如下优势:一是当车辆处于减速刹车工况下,系统还能够回收能量,降低车辆能源损耗,所谓能量回收即是在车辆刹车减速的情况下,电动机将会转换为发电机,将车辆制动产生的多余能量回收,并存储在高压蓄电池中,供车辆后续驱动进行应用;二是在车辆行驶过程中,在轻混合动力系统的作用下,能够促使发动机实现等速运转,并且发动机在能量产生上,能够充分平衡调节车轮驱动与发电机充电实际需求,在保障车辆运行能源充足供应的前提下,有效降低车辆能量损耗;三是中混合动力系统,在该系统中,电动机采用的是高压电机,同时在具备轻混合动力系统的优势基础上,还额外具备一种优势,即是汽车在进行加速或者承受较大的运载负荷时,电动机能够参与车辆驱动动力提供中,从而有效地弥补发动机本身存在动力输出的不足的缺陷,促使整个车辆性能得到有效的提升,中混合动力系统混合程度在程度在30%左右,并且这种混合技术本身已经在众多车辆中得到了广泛的应用。
        3、车辆工程领域中混合动力技术的应用分析
        3.1串并联式车辆系统结构设计
        串并联式车辆系统主要依托的连接形式是汽车内部的电动机与汽车发电机的相互连接,这种结构设计能够促使汽车内部系统中的相关元件可以获得较为有效的储存模式,同时借助于汽车内部的储能元件对于能量的需求和汽车内部发电机所供应的能量进行整合分析,来帮助汽车形成一定的驱动力。与之相对的,在汽车内部的电动机与汽车发电机进行相互连接时,因其自身这种归属于简单机械化联动的模式与汽车内部电动机和储能元件进行连接,在一定程度上实现了汽车内部电器之间连接的根本条件,随之而来的能量最大化利用的效果也就更明显。
        3.2车辆混合动力分配系数
        在车辆混合动力系统结构的设计方面,需要更多地依靠精滤器对测量流量加以把握,并且同步优化与之相关的数据分析工作,以此确定混合动力项目的实际检测目的。而在对电控单元运作的结果加以研究时,更要反复对汽车内部传感器的完善方案加以审核,对其加以优化修正,使其对汽车内部状况加以监测了解。最关键的是对车辆工程中的汽车低压部分加以详细解析,以汽车运行过程中的状态为切入点,通过对状态的分析,借助过滤油品后的效果来设计手油泵粗滤器的改进方案,最终达到确保汽车整体安全稳定的重要目标。
        3.3装载机车的参数控制
        液压驱动混合动力技术中的高压储能器可以很好地帮助汽车提高传动装置的驱动力,所以装载机车中高压储能器参数的合理控制问题务必要引起重视。只有保证高压储能器参数控制的水平得到提高,才能实现液压驱动混合动力能够最大程度的发挥其自身的效用。同时需要注意的是,装载机车的参数控制问题需要借助智能传感器以及电液比例合理调控的前提条件下,才能得到较为精准的控制效果,从而对装载机车内部系统进展流程进行系统的简化工作。这就需要相关专业技术人员对汽车传感器的管控工作保持着高度的警惕,同时借助现代化智能控制系统的控制手段来合理的调节脉冲信号离散信号的频率,从而保证汽车的驱动力始终维持在较为良好的状态。
        结束语
        近年来,伴随着全球能源危机及污染的加剧,融合了内燃机汽车和电动汽车优点的混合动力电动汽车,成为新能源汽车的开发热点。而混合动力车辆由于其具有机动性强、纯电行驶隐蔽性好、高压电源可为武器系统提供动力等诸多优秀性能,各国也开始了混合动力车辆的研制工作。
        参考文献
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        [2]王叶菁,郁孟德,苏泓,何晓岑,周薇薇.混合动力技术在车辆工程领域的应用[J].花炮科技与市场,2018(04):207.
        [3]张江红.车辆工程领域中混合动力技术分析[J].内燃机与配件,2018(13):94-95.
        [4]许志海.浅析混合动力技术在车辆工程领域中的应用分析[J].科技与创新,2018(03):156-157.
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