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動力耦合裝置的設計

發布時間:2023-06-30 13:50:38

⑴ 為什麼轎車不用汽油機發電,然後用電機來驅動這樣不會省油嗎

有這樣的車型在市場上銷售。叫做增程式電動 汽車 ,英文EREV。

Extended-Range Electric Vehicles,增程式電動 汽車 ,通過燃油發電,給電池充電,電動機驅動 汽車 行駛。

工作原理

車型特點

電機驅動,有電動 汽車 的良好特性。可以配置較小容量電池,重量小,成本低。因為可以通過燃油發電,沒有里程焦慮。

缺點 :能源需要經過二次轉換,能量有損失,總體能量效率較低。

代表車型

寶馬i3增程版,廣汽傳祺GA5增程版。

i3增程版

傳祺GA5增程版

明確的說這樣可以省油。但必須配合一台高效的引擎,和高效組合的電動機。汽油機之所以費油並不是因為他始終都是費油的。汽油機有一個最高效的運轉轉速。讓汽油機始終工作在這個最高效的區間給發電機發電帶動車輪就可以做到省油節能。舉個栗子,豐田卡羅拉雙擎,本田雅閣混動。都是這種類型。,我們開車,最費油的情況是頻道的起步,真正勻速走是不費油的,利用電動機來彌補起步這個階段汽油機的低效能,當這台引擎的工作在最高效區間節省出來的能量大於油電轉換損失的能量做到省油了。

用發動機帶動發電機發電給電瓶充電然後再通過電瓶給電動機提供電力驅動車子行駛的車子驅動方式早就有實際製造出來的。名稱叫增程電動車,這種車有兩個明顯優勢:一是在日常上下班行駛旅程不遠時可以利用電池的電來驅動車子,不用燒油,故比較經濟實惠。如果需要走比較長的旅途時在電池電量不夠的情況下可以啟動燃油發動機來帶動發電機給電池充電,並且發動機在給電池充電時可以讓發動機在一個穩定的工況下工作,即在使用發動機給電池充電時也可以設計成讓發動機在燃油經濟性最好的工況下工作。這也是提高燃油經濟性和降低 汽車 尾氣排放的理想選擇。但是為什麼這樣的增程電動車無法實際推廣?主要還是增程電動車本身也存在幾個致命的缺陷,並且這些缺陷有些等待技術發展後可能會得到解決,有些缺陷卻是無法解決的。

增程電動車第一個缺陷就是重量問題。普通燃油車或純電動車的車上要麼就只有一個發動機,要麼就是只有一個電池和電動機等組成。而增程電動車的車上要安裝發動機,發電機電瓶,電動機以及油箱等。無論是和燃油車還是純電動車增程電動車都要多出幾個設備來。多出來的設備要安裝在車子上就必然要佔不少的地盤,讓整車的布局變得更困難,也讓整車的質量更重。所以一輛同樣座位的增程電動車就要比燃油車或純電動車更長或更寬才可以很好的安裝下所有的這些設備。

增程電動車的第二個缺陷是成本問題。由於增程電動車上既安裝有發動機,油箱等這些傳統燃油車的設備,還要安裝有電池,電機和電源管理系統等純電動車上的設備,並且還要另外安裝一個給電池提供電力充電的發電機,那麼增程電動車的成本自然是無論與傳統燃油車還是純電動車的成本都要高。試問如果這樣的一個增程電動車與另外兩種車的價格要高出好幾萬甚至十幾萬的話,在市場上還有多少人會選擇這樣的車子?所以一個產品要在 社會 上有一定市場,價格和市場上類似產品的價格對比是一個繞不開的,必須要考慮的因素。

增程電動車的第三個缺陷是續航能力問題。剛開始就說增程電動車在日常上下班和短途旅程上可以使用電池電力來驅動,所以電池的續航能力就是這個車子使用經濟性的參考指標。如果這個車子的電池續航能力才五六十公里,估計也滿足不了多少人的上下班需求。而要延長車子的續航能力以目前的技術只有兩個方法。一是增加電池容量,二是減輕車子的重量。增加電池容量以目前的電池價格,那是多少電動車廠家都是不願意製造續航能力更長的主要因素。畢竟目前電動車的製造成本僅電池就佔了整車的價格成本的一半甚至更多。所以再加大電池容量車子就得賣上天價了。所以現在的純電動車都是盡量從整車重量上下功夫,盡量要把車子做的小以減輕風阻,再減輕重量以減小行駛阻力來提高續航能力。而增程電動車卻還要增加發動機,發電機和油箱等這些設備,整車的重量能夠降的下來嗎?所以增程電動車在配同樣的電池容量時續航能力只能比純電動車的要短的多。如果使用一輛增程電動車的電池開上下班還經常要通過啟動發動機來給電池充電的話願意買這個車子的人也沒有幾個了!

最後一個缺陷就是動力(或燃油方面)的經濟性問題。前面雖然說在續航能力不夠時可以通過啟動發動機來給電池充電,並且在充電過程中都是讓發動機工作在最佳油耗的工況下,聽起來好像是可以提高了整車的燃油經濟性。但是實際運行過程是發動機輸出動力給發電機,這個過程有動力傳輸損失,然後發電機接受動力後轉換成電力輸出這個過程又有損失,因為發電機不可能把所有的動力100%轉換成電力,然後將電力充到電池上又有一定損失,最後是電池上的電能再到電動機上轉換成電力輸出還得有損失。整個轉換過程損失下來還不如直接將動力傳給輪子驅動車子前進的更經濟。

所以增程電動車本身所擁有的這些缺陷導致它無法在市場上順利推廣,目前也只能停留在實驗室里做研究了。也許哪天電池的能量密度大大提高了,電池成本又極大降低了,發動機的體積也可以做的更小卻可以輸出更大動力的增程電動車也有可能會滿大街跑在路上。不過話又說回來,如果電池能量密度足夠大,充一次電可以跑上幾百甚至上千公里了我還要增程電動車幹嘛?我相信一般也沒有多少人一天要跑上千公里,所以只要電池的續航能力足夠了,在純電動車上充一次我可以從早開到晚,然後在休息時再給電池充電就可以了,也沒有必要再用發動機給電池充電了!

有的,這種形式叫做增程式混合動力,是混合動力領域的主流技術之一。

純電模式,由電池供電給電機,驅動車輛,混動模式,汽油機發電給電池充電,然後電池再供電給電機,驅動車輛。

由於汽油機全程不參與驅動車輛,因此從嚴格意義上它屬於電動車。

增程式混動最具代表性的車企莫過於通用,通用也憑借在該領域的領先優勢,成為混合動力的一股重要力量。

代表車型有雪佛蘭沃藍達、寶馬i3、奧迪A1 e-tron。

效率如何:
很多人會質疑增程式混動的效率,認為能量經由電池再驅動車輛,中間多了一個環節,導致更多的能量浪費。

實際上,由於發動機僅做發電機使用,所以它可以一直工作在效率最高的轉速范圍,從而實現比燃油車高的效率。
意義:
當前,業內普遍認為混合動力是燃油車到純電動車之間的過渡方式,而增程式混合動力被認為是最好的過渡方式。因為它除了有一個發動機給電池充電,其他跟純電動車沒什麼差別。

說的沒錯,這樣確實更省一些,而且也確實有廠家這樣做,比如混動版的雅閣,就是這種原理,還有很多增程式電動車,也採用這樣的原理。車內同時儲存著汽油和電力兩種能源,在需要的時候,利用汽油機燃燒燃油,充當發電機的作用。用產生的電力驅動電動機工作,從而使車輛行駛。

即使在其他的混合動力車型上,在一些特定的工況下,發動機也會充當發電機進行發電,無論這些電能是存進電池裡,還是直接用來驅動電動機,都是起到了驅動車輛的作用。

從能源利用的角度來看,汽油在發動機內燃燒,並不是所有工況下都能進行最充分的燃燒利用,這就存在著能源部分損失和浪費的問題。如果是電力驅動,由於做工的方式相對直接,能源的損失就會更小一些,從而實現更加能源效率的更高效利用。

用發動機來發電,最大的優勢是減少車輛行駛狀態對汽油燃燒的影響,能夠相對更加充分的燃燒汽油,從而提升油品的使用效率。但是,多一次能源轉換,就一定會出現多一些的能源損失,直接把汽油的內能轉化成動能,要比先轉換成電能再轉化成動能更加直接。所以目前的混動車型,不會只採用單一的驅動形式,一定是根據行駛狀態的需要切換能量傳遞的方式。

(文/圖 優信新車)

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理論上講,經過一個發電過程,會增加消耗,但實際上還是省油的,原理也不復雜,用汽油機發電,汽油機總是工作在一個最理想的狀態,沒有了起步、提速等燃油利用率低的問題。恆定在最佳運轉速度,能源利用率是最高的,車提速和起步等高耗能段可以通過電瓶儲存的電能來調節。所以總的耗能是降低的。另外電瓶還可以採取電網充電模式,在充電電量不足是才採用發動機發電,這樣就更加節能了,電網電價遠低於發動機發電成本,這樣更能體現出發電機電瓶儲能方式的經濟性,不過從技術和製造成本方面,曾程式電動 汽車 的成本還是比較高的。

看了一圈發現了都沒說到點子上。這種模式的 汽車 早幾年就有了,有些廠家稱為,增程式電動 汽車 。但是在全世界一直不能普及。因為有兩大問題始終不能很好的解決。第一,發動機帶動發電機的轉化效率。曾經奧迪嘗試過用一台0.3升的轉子發動機作為發電機的運轉載體,來給電池充電。但最後這個項目不了了之。之所以採用轉子發動機。是因為轉子發動機的體積小。並且所產生的動力是強於活塞式發動機。這樣可以帶動功率更大的發電機。第二,發電機給電池充電的轉換效率要強於電池的放電效率。只有這樣車輛才有採取這種工作模式的必要。不然車主回到家還是需要給電池充電。這就失去了車輛發動機充電的意義。不解決這兩個問題增程電動車是發現不起來的。所以現在人們的發現方向是燃料電池。

看了很多回答說對的不多,剛好我咨詢過 汽車 動力系統工程師。回答如下

1 轎車用汽油機發電,之後電池驅動 汽車 行駛的車,目前就有,例如別克velite5,理想one等等。

2 為什麼這種方式會省油。汽油車我們在開車的時候都知道一急加油瞬時油耗就很高,老司機開車省油的方法就是讓發動機維持一個省油的轉數區間,不急加速急剎車。這部分能量都浪費了。而題主說的這種方案就不會,發動機會恆定的以一個省油的轉數區間運行來給電池充電,電池驅動 汽車 是效率轉化非常高的。這樣就達到了省油的目的。

3 為啥不能普及?主要是成本高,一套發動機一套電動機驅動。再有就是技術難,理想one的能量轉化效率並不會比普通 汽車 高很多。目前行業內做的最好的是通用的雪佛蘭沃藍達跟別克velite5。但是2套系統會侵佔乘坐空間,所以雪佛蘭跟別克雖然技術很厲害,但是空間小,所以賣的不好。所以理想one是做了一個大型suv,空間保證了,但是價格高,技術差。

根據能量守恆定律,燃料通過燃燒轉換為驅動動能是最直接的,能量轉換效率相對較大,如果由動能轉換為電能,再由電能轉換為驅動動能,顯然要經過幾次轉換,轉換率就變得越來越小,增加了無用功,效率低下,除非有特殊需要,否則是不會這樣設計的。

這樣肯定會更費油。這句話一說估計很多網友會拿混動車為例來反駁,其實我覺得題主所說的並不是混動,發動機只負責帶動發電機,而動力完全由電動機提供,就像題主說的重型礦用卡車一樣。這其實就是純電動,油耗絕對高於混動,也高於純燃油驅動。理由如下:

混動的核心思想是利用電動機彌補發動機經濟性不足的工況,比如起步、低速行駛、走走停停。而高速行駛是依然靠的是發動機直接提供動力。

如果像礦用車那樣發動機只帶動發電機的話對於起步、低速行駛這類工況會省油,但是高速行駛中肯定不如發動機直接驅動車輛省油 ,因為這時候發動機動力會有一部分損失在發電機上了,不如發動機直接驅動車輛。所以說綜合下來肯定更費油。

但是為什麼礦用卡車是這樣的驅動方式呢?我覺得主要是這幾個原因:

1、這車太大了,載重量幾百噸,需要極其強大的動力,同時動力傳輸系統也要設計的非常強大才能承受住如此大的負荷。這樣以來無疑會增加成本和自重。

2、對動力耦合裝置要求極高,簡單來說就是需要一個非常牛逼的離合器或者液力變矩器。幾百噸的載重量那得需要多大的離合器啊?想想都頂不住。

3、這種車輛對速度的要求不高,所以用柴油機驅動發電機提供電能,然後用電動機通過減速增扭後直接驅動車輪無疑是最好的辦法。

⑵ 混合動力電動汽車機電耦合裝置如何分類

混合動力車輛的三大類型將機電耦合系統分為串聯混合、並件的不同,將耦合系統分為變速箱耦合、傳動系耦。

⑶ 混合動力電動汽車的研究論文

混合動力電動汽車(Hybrid Electric Vehicle)是傳統燃油汽車和純電動汽車相結合的新車型,具有燃油汽車的動力性能和較低的排放特專性,是當前解決節能、環保問題切實可行的方案。 類菱形汽車是屬湖南大學自主開發的具有完全知識產權的新型汽車,該類型車在安全性與輕量化方面有其獨到的優勢。以此車為平台,本文圍繞類菱形混合動力汽車的總體設計和控制進行了全方位的深入研究和探討。 結合類菱形混合動力電動汽車的結構特點,採用了傳統意義上的差速器即2K-H型錐齒輪負號機構、嚙合方式為ZUWGW的輪系作為動力耦合器。為驗證該方案的可行性,運用UG建立了新型動力耦合器的三維模型,並將其導入Adams軟體中進行了模擬,確定了該耦合器三個輸入輸出端力矩與轉速之間的運動學與動力學關系式。台架實驗也驗證了模擬結論的正確性。 在採用新型動力耦合器的基礎上,設計了一種基於類菱形車平台的新型混合動力驅動鏈,並提出了一套基於CVT新型驅動鏈的混合動力汽車部件設計、選擇與匹配的理論,對整車試制具有指導作用。這是混合動力汽車技術開發的核心和基礎之一,是自主知識產權的重要體現,涉及企業的核心技術機密

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