國內外新能源動力汽車動力系統概述
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摘 要:隨著經濟社會和科學技術的發展,居民對生活質量的要求逐漸升高。其中,人們日常出行的速率和效率也越來越受到關注,人們對汽車動力系統所需能源和環保節能性需求也提上了日程。為了滿足客戶對汽車動力系統的高要求,相關企業和生產部門對汽車動力系統開展了升級改造工作,進而催生了新能源動力技術的產生與發展。本文試圖通過對國內外新能源動力汽車動力系統的研發情況進行細致的理論性回顧,以期通過總結前人的經驗,進而為新能源動力汽車系統的更新換代提供有意義的借鑒。
關鍵詞:國內外;新能源動力;汽車動力系統;概述
0 引言
新能源汽車動力系統是當前經濟全球化和全球衛生危機背景下的產物,其主體思路構架與運行方式需要先進的科學理論知識和精密持久的高新尖設備提供長期支持。傳統汽車所需的能源是不可再生的,這就要求其能源消耗方式需要在21世紀的環境危機與能源匱乏下主動轉型,尋找可再生燃料,并依靠科學技術的研發逐漸由生物、電力和氫氣等代替當前的石油燃料。
1 國外新能源汽車動力系統概況研究綜述
國外對于新能源汽車動力系統的研究起步較早,成果較多。其中,頗負盛名的動力系統包括德爾福、博世、英國米拉H4V插電式、伊頓公司、艾里遜公司雙模式等等。下文將對其中一些具有代表性的混合性動力系統進行展開論述:
1.1 英國米拉H4V插電式混合動力系統
英國的米拉H4V插電式混合動力系統其主體構架主要是以先進的納米技術作為基礎,通過改造蓄電池結構,加入能源回收功能來實現汽車能源消耗的控制和再利用。其主要部分包括一個30kv的4升HEE發動機;兩個35kv的電機;330v的鋰離子蓄電池,以及能源轉換器、發電機、點差速器和蓄電池等等[1]。首先,這種混合動力系統通過粒子技術改進了汽車蓄電池的離子儲存容量,使得汽車在運行過程中能夠獲得更多的續航能力,增加行駛距離和渦輪動力。其次,在動力系統中配備了三個可拆卸的蓄電池手提盒,并相應的配備電池、行駛管理系統和配件冷卻系統,在保證功能完備的基礎上,增加了電池更換和蓄能的靈活性。最后,通過設置充電插頭,使得汽車無論是在行駛或??繝顟B下都能隨時隨地的進行充電,進而通過電池蓄能減少燃料使用。
1.2 德爾?;旌蟿恿ο到y
近年來,德爾福公司已經與國內的汽車集團達成合作,共同研發了新型的汽車混合動力系統。其主要組成部分有:混合動力驅動下的車輛控制器、可變頻電機、銼離子蓄電池、蓄電池斷接開關和熱交換管理系統等。它的優點和功能主要有以下幾點:第一,裝配了起動一停止系統和皮帶驅動集成電機。這使得傳統模式下的汽車發動機和電機的隔離控制轉化為同時控制,同時,電機運行所需的交流電也可以使蓄電池產生的直流電通過逆變器實行有效轉化。第二,該系統中的熱交換管理系統設計需要通過大容量、高電壓的磷酸鐵銼握離子蓄電池,并由德爾福公司進行成組設計集成在混合動力系統中[2]。
1.3 通用雙?;旌蟿恿ο到y
作為當前科學和技術含量最高的汽車混合動力系統之一,通用雙?;旌蟿恿ο到y很好的改善并融合了電力與機械驅動的性能,在有效的解決了汽車出行過程中的動力問題的基礎上,又十分重視燃料的環保節能性。首先,其主體構成部分十分簡潔,主體成分只包括發動機、蓄電池和變速器。同時配備了四臺離合器,并通過多組齒輪實現它們的同時運行,為汽車出行提供充足動力。其次,內部零件運行時產生的機械能和電池產生的電能通過發動機轉化為汽車所需的驅動力,車主可以自由靈活的選擇使用哪種驅動能源或是否需要同時使用,進而確保特殊環境下車主所需要的速度需求。
2 我國新能源汽車動力系統概況研究綜述
相較于國外豐富的技術成果和理論知識,我國在新能源汽車動力系統的研究起步較晚,很大程度上要依靠國外技術和人才的支持。廣汽集團作為國內產業鏈最完整的汽車集團之一、新能源汽車研發中的先行者,早先就已經踐行了具體生產部門與科研單位相互合作的戰略思路。2006年,雙方簽約共建廣州汽車集團股份有限公司汽車工程研究院,堅持科學引領、自主創新的研發和設計理念,有效地促進了廣汽集團在整車和關鍵零部件的開發試制和試驗能力上達到國際一流水平,成為高校產學研合作與校企合作的經典案例之一,其創造的清潔能源動力系統也是值得我們去分析和借鑒的。
在清潔能源汽車動力系統中,車載催化重整制氫模塊與燃料電池是核心技術。通過這一技術,汽車燃料轉化為氫氣,并通過車內配備的兩塊燃料電池和蓄電池共同為汽車運行提供動力能源。通過加設增壓設備,使轉化后的氫氣實現對蓄電池的二次充電,進而再通過電池為汽車驅動提供能源。通過兩塊電池的共同運轉和相互結合,兩塊電池的功能得到最大化利用,電機運行質量和電力傳輸速率都得到了保證,相較于傳統的燃料儲存和轉能形式,這種能源利用方式能夠有效增強能源的利用率,保障汽車出現的安全性。同時,這種清潔動力系統下,能源的轉化過程中主要產生的是氫氣,這相比于之前的單一石化燃料轉能,很大程度上的降低了廢氣和廢料的產生。
3 結束語
通過對國內外的新能源動力汽車動力系統的概況闡述,汽車動力系統技術的發展對于車用能源種類、汽車行業發展和節能減排理念的踐行都有著十分重要的意義。作為一種對多種技術進行整合和長期發展的能源計劃,汽車動力系統技術發展目標已經得到初步明確,并通過一定程度的研究開發階段取得了實質性的突破。我國的汽車公司集體必須認清自身存在的缺陷和不足,積極向國外學習,發展具有核心競爭力的汽車動力技術,進而促進新能源汽車動力系統技術的更新換代。
參考文獻:
[1]黃鎮財.國內外新能源動力汽車動力系統概述[J].科技創新導報,2013(27):68.
[2]吳憩棠.國內外新能源汽車動力系統[J].汽車與配件,2009(06):32.
作者簡介:楊海華(1980-),男,江西樟樹人,本科,高級工程師,研究方向:新能源汽車動力系統。
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