探析新能源汽车机电耦合技术的发展

来源 :内燃机与配件 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhuhande
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  摘要:伴随着我国现阶段社会的发展以及进步,使得汽车已经成为了我国人民重要的出行工具之一,在当下的社会当中,人们拥有的汽车数量较高。但是在车辆数量大规模的提升同时,在国内也出现越来越多的环境、能源方面的问题,因此就出现了新能源汽车。新能源汽车在使用的过程中,可以降低对于周边环境的污染。而在本文的分析過程中,就主要基于新能源汽车的电耦合技术进行分析,以此为相关领域的研究人员,提供一定的技术性参考。
  关键词:新能源;汽车;机电耦合技术;行星齿轮机构
  0  引言
  在当下的发展过程中,伴随着能源危机的出现,同时加上人们越发的关注对周边环境的保护,使得我国不断的推动着新能源汽车的发展。对于该行业而言,已经成为我国战略新兴产业的重要组成部分。在当下的发展过程中,需要不断的推动汽车工业的全面转型,以此有效的让新能源的机电耦合技术,应用于高端生产装备,以及推动生产线的发展。
  1  新能源汽车机电耦合技术
  对于现阶段的发展过程中,其新能源汽车可以有效的满足人们日常的出行需求,同时在行驶的过程中,由于采用的是无污染新能源类型,以此可以起到节能环保的效果。在新能源汽车运行的过程中,其基本上采用的是混合动力的方式,以此就可以有效的实现内燃机与电动机的混合使用。为此,为了实现这样的运行效果,就需要有效的应用机电耦合技术。但是在现阶段的新能源汽车市场当中,始终没有一个较为成熟的市场环境,以此就需要你在未来的发展过程中,可以针对机电耦合技术进行深入的研究,以此推动新能源汽车的发展。
  而对于机电耦合技术而言,是一种顺应当下新能源汽车市场当中,对于混合动力型车辆的技术需求。在运行的过程中,可以有效的将内燃机与电动机进行混合,以此为汽车提供前进的动力。在这样的混合动力系统当中,两种动力不断的进行交互与转换,以此形成了机电耦合技术。在现阶段的新能源汽车市场当中,所采用的机电耦合技术,主要是将混合动力与不同的动力之间,进行合理的组合。而在动力系统当中,还需要让不同的动力可以进行动力之间的合理分配,这样就可以有效的让不同的动力进行传输。同时,在渠道桥接收到动力之后,便可以将其动力传输到其他的汽车驱动设备当中。对于机电耦合系统而言,一般情况下都是混合动力的核心组成。该技术的应用,能够对混合动力型的新能源汽车,产生较大的影响。
  2  新能源汽车机电耦合前沿技术发展
  2.1 国外技术的研究发展
  在全世界的范围当中,对于混合动力型的新能源汽车技术的应用过程中,其日本丰田混合动力技术,是当下最先进的技术类型。早在上个世纪九十年代,日本就推出了混合动力型的新能源汽车。并在2005年的时候,研究出了第三代混合型动力的新能源汽车。在该车辆的整体构成方面,采用的是THS类型的结构类型。在车辆的内部构造方面,还应用了精密程度较高的行星排,这样在车辆行驶的过程中,便可以有效的发挥出发动机的最高效力,并将其产生的输出功率,能够进行重新的合理分配。这样就可以在行驶的过程中,实现发动机的负荷平衡效果。
  对于这种形式的混合动力系统,由于采用了行星齿轮机构,可以有效的让企业在运行的过程中,其动力分离装置当中的发动机与行星架进行相应的有效连接。而在电动机的MG1与太阳轮的连接过程中,其电动机MG2与齿圈进行有效的连接,形成良好的运行结构。同时,在动力分离装置当中,还需要采用有效的控制措施,能够对发动机的动力进行合理的分配。而在动力方面,则需要有效的分配给不同的电动机上,以此这样的电动机MG2,以及中间齿轮与传动链,就会共同进行运行,以此形成减速的汽车后驱动车轮的效果。
  而在本田公司的另一个混合动力的新能源汽车上,其对采用的混合动力系统,从技术角度进行了相应的改进。该系统在实际的运行过程中,主要是利用电动机与发动机的扭矩叠加的效果,有效的实现混合动力的目的。实际运行的过程中,发动机的输出轴,还在离合器的作用下,有效的与电动机当中的转子轴进行连接,而对于电池组而言,则在控制器的控制下,能够与电动机动力,保持紧密的联系。以此电池组与电动机,便形成了动力的叠加作用。在该系统的运行过程中,其变速器为单轴的输入方式。而在改动系统的分析过程中,其发动机的动力提供的为收尾。而在电动机起到辅助动力的过程中,就形成了动力系统的公路叠加效果,以此就形成了效率较高的结构类型,被称之为单轴联合式的结构。对于这种类型的动力结构,相比较传统的结构类型而言,往往有着更加紧密的结构类型,同时可以在实际的行驶过程中,提供更加强大的动力效率。但是对于这种类型的动力结构,则需要有效的在相关元件以及电机的约束线没能够同欧尼共控制,以此进行有效的动力转化。
  之后,在推出的全新一代的IMA混合动力系统当中,又是对混合动力结构的一种创新发展。在该结构体系当中,采用的是将电动和同曲轴进行有效的固定,以此便可以通过CVT无级变速箱,以及一些汽油电动机进行实际的安装,这样便可以有效的在运行的过程中能够,能够充分的发挥出相应的变速器的优势性。同时,还需要积极的在发动机当中进行安装。这样就可以在应用的过程中,能够有效的实现无级变速器方面的需求。但是,对于这种类型的动力结构,在使用的过程中,需要格外的注意传动比的变化,通常情况下,在传动效率不足的前提下,会导致即使较大的扭矩,也无法有效的实现传递的效果。
  同时,为了保障将现阶段研发的混合动力系统,实现结构紧凑、效率较高的效果,并且能够有效的在应用的过程中,降低技术方面的成本投入,一些发达国家,逐渐重视起机电仪一体化的机电耦合技术的研发,以此有效的在新能源的汽车上,发挥出该技术的价值性。
  2.2 国内技术研究
  在过去的研究过程中,我国广汽传祺就已经经过了长期的研发,推出了G-MC机电耦合系统形式的新能源量产车。这是一种基于大众高尔夫所搭载的机电耦合动力系统上,所研发的我国自主研发的动力系统,可以有效的在运行的过程中,可以很好的将电机系统、传动系统与离合器进行集成,形成高效率的动力分配系统。   在这个动力结构当中,其应用的机电耦合系统体系,本质上是一种混动车型的动力分配系统。在运行的过程中,可以很好的将内燃机与电动机,进行动力方面的综合混合。同时,在实际的运行过程中能够,该混合动力系统,可以将汽油与电动进行合理的分配到不同的结构上,以此同供给相关结构配件的动力运行。G-MC动力系统,更多的是一种车辆的动力核心,一旦在运行的过程中,其动力系统无法运行,就会让汽车丧失动力供给。
  而在动力与油耗方面,主要为国内研发的1.5ATK以及机电耦合技术的结合,以此可以在车辆运行的过程中,发挥出较强的动力性。并且,在现阶段的技术研发过程中,还应用了永磁同步电机,这样就可以进一步的将电机的实际功率达到130kW以上,而在最大扭矩方面,可以实现300Nm的效果。在长期的行驶实践过程中发现,可以起到较大的省油效果。并且在提速方面也较为的可观。对于这样的动力效果,可以有效的符合现阶段我国对于混动力汽车的需求。
  并且,在该动力系统当中,其内燃机与电动机方面的使用,主要采用了与本田相同的阿特森金的动力方式,以此在压缩比方面,可以实现13:1的效果。同时,在发动机方面,由于是自然吸气式的发动机,以此并没有使用涡轮增压器,或者采用一些直喷的技术类型,使得在使用的过程中,近期气门的关闭要稍微晚一些,以此就实现了燃油较高的经济性,相比较同类型的奥拓循环发动机而言,有着较高的经济性。
  对于机电耦合技术的应用后,可以有着较高的技术优势性。在当前的发展过程中,可以很好的实现技术的集成化、系统化的发展。机电耦合技术的使用中,可以具有着较高的机构紧凑性,并且更加高效率的将双机电系统,与汽车当中的带传动系统进行联动,并在长期的运行过程中,发现很好的作用于各种类型的汽车运行当中。并且,在实际的实践过程中,其综合的效率方面,始终在90%以上的状态下。在最高的效率转换方面,可以吸纳96%左右。
  而在车辆起步的试验过程中,机电耦合技术可以很好的将其动力,转变成纯电力的方式,这样就可以让电机的扭矩,实现最大的效果。而且,在行驶的过程中,百公里加速可以在6s以内完成。而在中高速的超车过程中,其内部的电池组设置方面,也可以保障为电车提供充足的电能。这样就可以在驱动电机的过程中,有效的提升最大的功率。甚至在一定的程度上,可以有效的与一些燃油发动机相匹敌。
  以此,在现阶段的发展过程中,新能源汽车所采用的机电耦合技术,主要是让新能源汽车在不同的结构布置法方案下,实现将两种动力进行有效的混合,以此为汽车提供出充足的前进动力。而在对我国以及外国的汽车研究的过程中发现,在涉及到机电耦合技术的过程中,所采用的串联式与并联式的混合结构方案上,都有着各自的优势和缺陷。但是相比较传统的混合动力结构上,不会在处以离散的状态当中,以此让车身整体有着较高紧凑的效果。同时也能够让中动力可以有着较高的供给效果。而在控制困难的过程中,也可以有效的避免问题的出现。在这样的混动力结构当中,有效的保障了动力的稳定性和效率性。为了推动新能源市场的发展,还需要进一步的对其技术进行研究。
  3  总结
  综上所述,在本文的分析过程中,主要针对现阶段新能源汽车机电耦合技术的发展,进行了深入的研究,以此需要有效的保障在未来的发展过程中,提升新能源汽车的动力,就需要有效的对机电耦合技术进行深入的研究。
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