油电混合动力汽车及其关键技术探讨
2018-11-29肖京养
肖京养
(广东技术师范学院 天河学院,广东 广州 510540)
前言
汽车作为人们出行十分重要的交通工具,为人们提供了极大地方便。但随着汽车行业的不断发展,随之而来的各种环境问题和能源问题也引起了人们的重视。而油电混合动力汽车的出现,不仅有效的解决了环境和能源问题,同时比电动汽车行驶的时间更长,成为当下十分热门的研究话题。因此,对于油电混合动力汽车不断地进行实践分析,对于推动汽车行业的进一步发展,具有十分重要的意义。
1 油电混合动力汽车的特点
油电混合动力汽车是基于传统内燃机汽车与电动汽车两者之间的产物,因此既具有传统内燃机汽车连续行驶时间长的特点,又具有电动汽车能量消耗低的特点。虽然油电混合动力汽车目前的发展还具有一定的局限性,但随着科技的不断进步,相信汽车行业将会带给人们更大的方便。
1.1 连续行驶时间长
与电动汽车相比,油电混合动力汽车具有连续行驶时间长的特点。电动汽车不仅价格较高,而且行驶的时间较短,使得其发展受到严重的制约。而油电混合动力汽车的出现,很好的解决了这一弊端,具有连续行驶时间长的特点[1]。
油电混合动力汽车的行驶能力与动力性比电动汽车更好,对于人们的出行就更加方便。人们的出行不再需要考虑电量的需求,充电的次数也较少,从而有效的节省人们的出行时间,给人们带来方便的同时,还能够有效的延长电池使用的寿命,减少电池的更换。
1.2 能量消耗低
与传统内燃机汽车相比,油电混合动力汽车又具有能量消耗低的特点。传统内燃机汽车对于能源的消耗较大,而且对环境的污染十分严重,还需进一步的发展。而油电混合动力汽车能够充分发挥其自身的优势,使得发动机的油耗和排放大大降低,既保护了环境,又降低的能源消耗。
油电混合动力汽车的能量消耗低,不仅有效的保护环境,减少对环境的污染,同时还能够为人们节省更多的成本支出,使人们的资金得到有效的保障。另外。这种新型汽车能够充分利用传统汽车的生产技术,制造商只需要添加工装设备,从而也能有效的提高制造商的经济效益。
2 油电混合动力汽车的结构形式
油电混合动力汽车以其自身明显的优势,受到世界各国的开发研究,并且研发的结构形式也存在不同。根据发动机以及传动系统的连接形式的不同,一般可以分为串联式、并联式以及混联式三种油电混合动力汽车。
2.1 串联式油电混合动力汽车
串联式油电混合动力汽车相对来说较为简单,其系统一般会应用于城市公交车等大型客车。串联式混合动力系统中,电能通过转化后提供给电动机工作,多余的则存在蓄电池中。当发动机的工作出现异常时,蓄电池就可以为电动机进行供电。这种结构系统存在电能的损耗,使得整体的效率不高[2]。
串联式结构一般适用于城市起步比较频繁和低速运行的工况,发动机由原动机直接带动发电,通过控制器将电能送到电动机。这种结构系统的发动机与电机控制相对独立,燃油发动机可以在最优的状态下进行工作。
2.2 并联式油电混合动力汽车
并联式油电混合动力汽车不需要将发动机的动力转化为电力,而直接向汽车提供动力。因此这种结构系统对于能量的消耗较少,整体的效率较高,因此应用于大部分的油电混合动力车辆。但这种系统的发动机运行状况将会受到汽车行驶工况的影响。
并联式结构的发动机与车辆驱动轮之间有直接的联系,而不需要将发动机的动力转化为电力。这种系统结构相对来说也较为简单,并且对于能源的消耗也较低,因此较多的混合动力车辆采用这种结构。
2.3 混联式油电混合动力汽车
混合式油电混合动力汽车相对来说较为复杂,充分融合了串联式和并联式两种结构,汽车在进行低速行驶时。系统以串联式工作,当汽车进行高速行驶时,汽车则进行并联式工作。它具有两种结构共同的特点,保证了汽车在复杂的情况下都能够达到最优的工作状态[3]。
混合式结构充分融合了以上两种结构的优点,尽可能的合理利用发动机的功率,不断地提高发动机的工作效率。同时又能够兼顾输入输出分流模式的优点,具有多种能量流路线。因此在一定的范围内,这种结构都具有较高的工作效率。
3 油电混合动力汽车的关键技术
油电混合动力汽车虽然得到了一定的重视,研究开发工作也取得了一定的进展,但要真正的广泛应用到人们的工作生活中,还需要不断地解决关键技术所存在的各种问题,不断地进行实践创新,使得油电混合动力汽车在各方面更加具有优势,方便人们的出行。
3.1 电池的比功率
虽然油电混合动力汽车与电动汽车相比较,行驶的时间已经较长,但为了满足汽车的加速以及面对各种复杂环境的需求,还需要不断的提高电池的比功率。同时,对于电池的充电效率以及电池的使用寿命也需要进一步的提高,以满足如今社会的需求。
油电混合动力汽车中电池的比功率对汽车的正常行驶具有十分重要的作用,只有保证电池的比功率满足汽车在加速或者爬坡过程中的实际需要,才能有效的保证汽车的正常行驶。另外,还要加强对热能的管控,在电池进行充电的过程中,保持电池的均衡充电,从而避免出现电池的过充电现象,延长电池的使用寿命。
3.2 高性能电机
如今随着科技的不断进步,电机不仅只作为一项驱动单元,同时还在能量转化中具有重要的作用。在进行电机的选用时,要综合考虑各方面的因素。在对电机的研发工作中,也要不断地提高电机的性能,从而保证其工作的高效性。
电机的性能对于能量的转化同样重要,其工作的高校进行与驱动技术具有十分密切的联系,系统中电机的功率不断增大,驱动电路中的功率也应该具有更为严格的要求。在电机接下来的研发过程中,不仅要对电机的质量加以改进,让其体积不断缩小,同时对于电机的性能,也要得到显著的提升。
3.2.1 控制策略
油电混合动力汽车的控制策略对于整个系统的正常运行具有十分重要的作用,要让油电混合动力系统的综合性能取得有效的发展,还需要加大对控制策略的研究,突破如今的应用瓶颈,从而设计出更实用、更好的控制策略,来提升汽车的综合性能[4]。
3.2.2 驱动系统数学模型
油电混合动力汽车要取得进一步的发展,还需要与先进的科学技术相结合,建立更为先进的驱动系统数学模型。结合如今先进的计算机技术,在技术方面找到突破口,才能有效的制定更好的研究方案,提高研发工作的效率,促进整个汽车行业的持续发展。
4 结语
综上所述,传统的内燃机汽车和新型的电动汽车,其有效的发展都受到自身缺陷的影响。而油电混合动力汽车的出现,有效的解决了两种汽车的弊端,不仅能够有效的保护环境,减少汽车尾气对环境的污染,同时还能够有效的节约能源,符合可持续发展的战略。虽然得到了各国的重视与研究,但要广泛融入人们生活,还需要进一步的发展与提升,不断的提高油电混合动力汽车的综合性能。
[1] 赵升吨,杨雪松,王泽阳等.油电混合动力汽车及其关键技术探讨[J].汽车实用技术,2016,(7):20-22.
[2] 张卫青.混合动力汽车的发展现状及其关键技术[J].重庆工学院学报,2006,20(5):19-22.
[3] 车威,杨勇.混合动力汽车关键技术探讨[J].公路与汽运,2011, (4):8-11.
[4] 区灿辉.混合动力汽车的发展现状及其关键技术分析[J].科技资讯,2015,13(12):99.