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1、第八章 汽车新型技术,为了解决能源短缺和环境污染等社会问题，人类相继开发了电动汽车、燃气汽车、太阳能汽车等新型汽车各国相继开始新型汽车的研究和开发,电动汽车,根据所使用的基本动力能源不同，电动汽车分为蓄电池电动汽车（EV）混合动力电动汽车（HEV）燃料电池汽车（FCEV）,电动汽车,电动汽车是依靠电能驱动的车辆与传统的燃油动力汽车相比较，电动汽车有如下特点能广泛地利用各种能源能量的利用率高电动汽车是零排放汽车结构简单和维修使用方便,一 蓄电池电动汽车（EV）,主要由电池组、控制系统、驱动系统及安全保护系统等组成,电池组,转向系统,辅助电器,电动机控制系统,电池管理,转向控制,汽车辅助电器控制,
2、信号处理,节气门,制动,驱动电动机,控制系统,蓄电池电动汽车结构组成,EV工作原理,在EV中保存了加速踏板、制动踏板和各种操作手柄等其在工作的时候，传感器将加速踏板、制动踏板机械位移的行程量转换为电信号，输入中央控制器经中央控制器处理后发出驱动信号。,二 混合动力电动汽车（HEV）,HEV是将内燃机、电动机与一定容量的蓄电池通过控制系统相组合电动机可补充提供车辆起步、加速时所需转矩，又可以存储吸收内燃机富余功率和车辆制动能量，从而可大幅度降低油耗，减少污染物排放混合动力汽车虽然没有实现零排放，但其动力性、经济性和排放等综合指标能满足当前苛刻要求，可缓解汽车需求与环境污染及石油短缺的矛盾,在美国
3、，克林顿政府上台不久，为了开发新一代汽车，由美国政府促进，于1993年9月29日发起了新一代汽车伙伴计划即PNGV，目标是开发低油耗的混合动力汽车。然而该计划最终被废止，没有达到预订的2005年左右推出商品化的混合动力汽车的目标日本丰田率先将混合动力车商品化，于1997年推出Prius，随后的时间里，多家日本汽车公司实现了多款混合动力的商品化 随后，本田公司也推出了其混合动力汽车Insight,丰田是全世界第一台正式批量生产的混合动力车的制造者，自从1997年开始，Prius就开始在日本销售该车自重1515kg，装用顶置凸轮轴四缸，1500cc排量汽油机，最大功率426kW4600rmin，带
4、永磁无刷发电机，驱动电机亦为永磁无刷的额定功率30kW，采用氢镍电池，实现串并联控制方式，百公里油耗为34L，比原汽油车减少了一半，C O2排量也相应减少了一半，C O、HC、NOX仅为现行法规允许值的10，售价每辆216万日元（约15000美元）,串联式动力：串联式动力由发动机、发电机和电动机三部分动力总成组成发动机驱动发电机发电，电能通过控制器输送到电池或电动机，由电动机通过变速机构驱动汽车小负荷时由电池驱动电动机驱动车轮，大负荷时由发动机带动发电机发电驱动电动机 串联式结构适用于城市内频繁起步和低速运行工况，可以将发动机调整在最佳工况点附近稳定运转，通过调整电池和电动机的输出来达到调整车
5、速的目的。使发动机避免了怠速和低速运转的工况，从而提高了发动机的效率，减少了废气排放。但是它的缺点是能量几经转换，机械效率较低。,串联式结构,并联式动力：并联式装置的发动机和电动机共同驱动汽车，发动机与电动机分属两套系统可以分别独立地向汽车传动系提供扭矩，在不同的路面上既可以共同驱动又可以单独驱动当汽车加速爬坡时，电动机和发动机能够同时向传动机构提供动力，一旦汽车车速达到巡航速度，汽车将仅仅依靠发动机维持该速度电动机既可以作电动机又可以作发电机使用，又称为电动发电机组。由于没有单独的发电机，发动机可以直接通过传动机构驱动车轮，这种装置更接近传统的汽车驱动系统，机械效率损耗与普通汽车差不多，得到
6、比较广泛的应用。,并联式结构,混合动力汽车的优点是：采用混合动力后可按平均需用的功率来确定内燃机的最大功率，此时处于油耗低、污染少的最优工况下工作。需要大功率内燃机功率不足时，由电池来补充；负荷少时，富余的功率可发电给电池充电，由于内燃机可持续工作，电池又可以不断得到充电，故其行程和普通汽车一样因为有了电池，可以十分方便地回收制动时、下坡时、怠速时的能量在繁华市区，可关停内燃机，由电池单独驱动，实现“零”排放有了内燃机可以十分方便地解决耗能大的空调、取暖、除霜等纯电动汽车遇到的难题可以利用现有的加油站加油，不必再投资可让电池保持在良好的工作状态，不发生过充、过放，延长其使用寿命，降低成本。,我
7、国在“八五”和“九五”期间都有计划地开展了电动汽车的关键技术攻关和整车研制，在此基础上也进行了混台动力电动汽车的若干技术领域的开发清华大学在混合动力电动汽车关键技术和系统及理论方面作了许多工作，1995年就开始这方面的研究到目前为止国内已有几个单位试制出了混合动力电动汽车的样车，如长安，奇瑞，一汽，上汽等,国内混合动力汽车的发展：,1）最高车速160km/h，加速性能优于同类内燃机汽车；2）最大爬坡度35%；3）燃油经济性：6.8L/100km（与同级别车型相比，降低油耗20%以上）4）排放限值满足国IV要求；5）车外噪声(加速时最大)不大于74dB6）长安杰勋HEV的售价将在18万元-20万
8、元左右,长安杰勋HEV混合动力车,三 燃料电池电动汽车（FCEV）,利用氢和氧在燃料电池中的反应发电作为动力的电动汽车称为燃料电池电动汽车优点：产生电能的过程不生产任何污染物氢作为一种能源，尽管是以水这样的化合物存在，但其之不尽节约矿物资源并减少二氧化碳的排放,燃气汽车,以燃气为燃料的汽车称为燃气汽车目前常用的燃气汽车有：压缩天然气汽车（CNGV）液化石油气汽车（LPGV）,有害气体排放低 其都为气态，容易与空气混合形成均匀的可燃混合气，燃烧完全，可以大幅度减低CO、HC和微粒的排放，而且由于CNG和LPG的火焰温度低，NOx的排放也相应减少热效率高 CNG辛烷值高达130，LPG也在100左右，燃用CNG和LPG可提高发动机的压缩比，获得较高的发动机热效率冷启动性能和低温运转性能良好可以延长润滑油更换周期,CNGV和LPGV的优点：,储运性能差 常温下其为气态，体积大，目前采用将CNG压缩到20MPa高压或将LPG压缩到1.6MPa，充入车用气瓶内储运，这些既增加了汽车自重，又减少了载货空间一次充气的续驶里程短动力性下降 其均呈气态进入气缸，使发动机充气系数降低,CNGV和LPGV的缺点：,其它新型清洁燃料汽车,
