GPRS的混合动力汽车实时监控系统设计(2)
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1 绪论
1.1 研究背景
随着石油资源的紧缺和环境问题的日益突出，发展兼具节能和环保特色的电动汽车在汽车界受到高度重视。电动汽车主要包括纯电动汽车、混合动力汽车和燃料电池汽车三类。由于纯电动汽车和燃料电池汽车中的电池技术在短时间内很难有重大突破，暂时还无法完全取代传统发动机汽车。作为融合了内燃机汽车和纯电动汽车两者特点的混合动力汽车，既可充分利用传统汽车的技术成果和工业基础，又可有效减少排放、降低油耗，是现阶段传统发动机汽车向零排放电动汽车过渡的最可行方案之一。
1.2 混合动力汽车发展概况
1.2.1 混合动力汽车国外发展现状
美国、 日本和德国是主要的混合动力研发国家，掌握很多成熟先进的混合动力技术以及产品 [15-16]。美国福特、 日产北美和 Tesla 公司在 2009 年获得 80 亿美元的贷款用于混合动力和纯电动汽车的研发，同年又从奥巴马政府的绿色新政获得 24 亿美元的支持。 2009 年美国混合动力汽车销量达到29.03 万辆，占其本国汽车市场 2.8%的份额。日本政府对混合动力汽车研发的支持起步更早，丰田普锐斯（Prius）是世界最早的量产混合动力汽车，其销量超过 100 万辆，远超世界其他混合动力汽车。 当前日本混合动力汽车市场占有率已经接近 10%。
1.2.2 混合动力汽车国内发展现状
我国非常重视混合动力电动汽车的研究与开发，在“十五 ”期间，科技部组织国内多家高校 、 科研机构和企业进行联合攻关，确立了“三纵三横 ”的发展布局 。 即以混合动力电动汽车（ HEV） 、纯电动汽车（ BEV）和燃料电池汽车（ FCEV）为“三纵 ”，以动力控制系统 、 驱动控制系统和电池及其控制系统为“ 三横 ”。 之后，国家“863”计划中专门确立了含混合动力汽车在内的节能与新能源汽车的重大专项。 在这样的大环境下，我国混合动力汽车的自主创新得到了重大发展。
1.3 混合动力汽车概述
1.3.1 混合动力汽车定义
通常所说的混合动力 一般是指油电混合动力，即燃料（汽油 、 柴油等）和电能的混合 。 混合动力汽车一般是指同时安装有内燃机和电机的汽车 。 在加速时将电机作为电动机使用，和内燃机同时提供驱动力 ，以提高加速性能，减少油耗；中低速行驶时将电机作为发电机使用，内燃机既驱动发电机向蓄电池充电，又驱动汽车以 中低速行驶；高速行驶时由内燃机全额提供驱动力；减速时将电机当发电机使用，回收动能，转化为蓄电池中的电能。
1.3.2 混合动力汽车分类及特点比较
混合动力汽车（HEV：Hybrid Electric Vehicle）是指有两种或两种以上能量转化器提供驱动动力的混合型电动汽车。目前它有多种分类方式。按照动力系统结构形式划分，可分为串联式、并联式和混联式三种；按照混合度划分，可分为微混合型、轻度混合型、中度混合型、重度混合型四类；按照外接充电能力划分，可分为可外接充电型和不可外接充电型两种；此外，还有其他多种分类方式。
1.串联式混合动力汽车（SHEV）的结构。
当负荷较大时，发动机输出的机械能首先通过发电机转化为电能，转化后的电能由电动机和传动装置驱动车轮，若发电机的输出功率大于电动机的输入功率，则多余的电能用于对电池充电。当汽车起步、加速、爬坡时，由于发电动机输出功率小于电动机所需的输入功率，电池和发动机－电动机组共同提供电能驱动车辆行驶。当车辆制动减速时，电动机以发电模式工作回收再生制动能量。串联式结构中发动机与电动机无机械连接，可使发动机保持在最佳工作范围内，排放很低；且串联式结构简单，布置灵活，控制系统也相对容易设计。不过，由于串联式混合动力汽车完全依靠电动机提供动力，要求发电机和电动机功率均较大，一般还需配备较多的电池。此外，串联式结构使得能量从发动机输出后，经过的中间传递环节很多，机电能量转化效率低，且电池充放电效率有限，导致燃油能量利用率不高。串联型混合动力电动汽车的优越性主要表现在低速、加速等运行工况，因此