新能源混合动力机车发展现状及关键技术综述
摘要:新能源混合动力机车可广泛应用于不同环境,满足电气化线路/非电气化线路的跨线运行需求,提高转运效率,提升非电气化线路的运行能效、降低排放,是推进交通运输体系低碳化发展的重要技术。随着相关领域技术的快速发展,新能源混合动力机车技术仍具备广阔的发展空间,应充分发挥现有的混合动力机车研究基础和优势,在保障车辆运行安全的基础上,以整车清洁化、低碳化、高效化为发展目标,深度开展整车能量管理策略研究提升系统能效,开发高效的混合动力一体化热管理与安全防护技术。新能源混合动力机车作为新型技术体系,国内外相关标准体系尚不完善,行业应建立新能源混合动力机车的完整标准体系,指导新能源混合动力机车技术的有序发展。
关键词:新能源混合动力机车;发展现状;关键技术
引言
在我国,大力发展新能源混合动力机车是一项关系到国家经济和社会可持续发展的战略举措。中国已经成为世界上最大的电动汽车市场和最大的混合动力汽车市场,而且随着中国城
市化进程以及消费水平的不断提高,未来新能源混合动力机车市场还将不断扩大。但要使新能源混合动力机车在交通运输领域得到广泛推广应用,必须有完善的政策保障措施以及完整而科学的技术路线和标准体系作为支撑,才能保证新能源混合动力机车能够在中国快速发展起来。为此,我国新能源混合动力机车行业应从政策、法规、制度等方面进行改革和调整,以保证新能源混合动力机车行业的健康、可持续发展。
1新能源混合动力机车发展现状
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1.1国家政策扶持方面
随着环保政策越来越严格,各大汽车制造企业都在改变原有的汽车制造理念和想法,开始投入大量的技术和人才,开始大力开发和研究新能源混合动力机车,用这种方式来满足严苛的环保政策。同时在严苛的环保政策下,国家为了鼓励汽车制造企业开发和研究新能源混合动力机车,并对电动汽车的采购和制造提出了一些列的优惠政策和经济补偿措施。目前全国多数的城市都已经将传统的燃油汽车换成了现代化的新能源混合动力机车,这些汽车中多数都以纯电力驱动为主,这样可以有效环节对环境的污染。除此之外,国家和相关部门也对汽车制造企业提供了一些列的技术和资金支持鼓励其大力研发新能源混合动力机
车,这对推动我国电动车研发有着重要意义,使企业可以降低研发成本和时间,这对推动我国新能源混合动力机车的全面发展有着很大帮助。
1.2企业研发与产业化方面情况
在相关政策不断支持的背景下,国内许多传统燃油汽车企业已经开始进入到电动汽车研发和生产阶段,这些国内大型汽车制造企业的加入,对推动我国电动汽车行业的发展与壮大起到了巨大推动作用。例如我国最大的民营汽车制造企业已经研制出领先世界的电动车生产和电池制造技术,同时其制造出的产品在全世界中已经得到了极大的认可,在某些方面两个企业的研发和制造技术已经处在世界领先阶段,完全可以与国外企业实现抗衡和竞争。
2新能源混合动力机车的关键技术分析
2.1关键零部件技术的研究进展
在新能源混合动力机车发展的初期,由于对新能源混合动力机车的认识不够深入,没有制定出切实可行的技术路线及标准体系,市场需求不明朗又没有政府引导支持,相关技术人飞腾报价
丰田锐志员对新能源混合动力机车产业了解不足等原因,我国新能源混合动力机车发展较慢。随着我国政府对新能源混合动力机车支持力度加大和国家节能减排战略的实施,我国新能车用零部件制造企业开始关注和研究关键零部件技术。一是开发了多种高性能永磁电机系统、混合动力系统和纯电动系统集成关键零部件,实现了电机、减速器、电动机控制器及其它控制装置之间的高效传递;二是开发了多种新型动力电池系统,开发了适用于不同容量要求蓄电池的匹配技术,以及具有高倍率性能特性的新型电极材料与电极制备技术。三是通过对混合动力发动机核心部件(如曲轴轴承和行星齿轮组等关键部件)进行优化设计和加工制造,使得这些关键零部件在寿命、性能及经济性方面得到很大提升。随着汽车产业结构的调整和国家节能减排政策的实施,我国新能源混合动力机车产业必将迎来更好的发展机遇。作为我国未来新能源混合动力机车生产和使用中不可或缺的重要部分,需要加大新能源混合动力机车关键零部件技术及产品的研发力度,为我国新能源混合动力机车产业的快速发展提供坚实保障。
2.2整车技术的研究进展
在新能源混合动力机车领域取得的研究成果中,国内对纯电动车的研发工作已经比较满意。
在全球范围内,纯电动车的研发都是可以实现技术成果商品化的。此外,插电混合动力汽车的技术也取得了一些突破,其中包括能量管理、混合动力协调控制、机电耦合等核心技术,已经在上汽荣威和比亚迪等汽车领域得到了广泛的应用。同时,在燃料电池方面也取得了一定的突破,使其能够更好的控制车辆的动力系统。近年来,我国在研制三代燃料汽车方面,也取得了较好的研究成果。致胜报价
2.3主电路结构
在汽车领域,由于动力源与车轴之间不同的动力耦合方式,混合动力系统包括串联、并联和串并联混合结构。在电力机车领域,极少采用动力源与车轴直接机械耦合的传动方式,因此混合动力系统均为串联式电传动系统。弓网供电装置、内燃动力包、氢燃料电池和锂电池等动力源,和整车牵引辅助负载以直流母线为枢纽完成能量的耦合、传递和转换,构成了一个包含电源、储能和电气负载的电网系统。不同类型的动力源输出的电能通过电能变换装置耦合至直流母线。对于柴油发电机组、交流供电网等交流源,采用AC/DC装置;对于氢燃料电池、锂电池、超级电容、直流供电网等直流源,采用DC/DC装置。锂电池、超级电容等储能装置亦可直接接入直流母线。储能装置直接接入直流母线,具有系统拓扑
结构简单,控制复杂度低,中间能量转换环节少、效率高的优点,同时存在储能装置充放电状态由直流母线电压决定,电池容量利用率低,直流母线电压波动范围大等缺点。储能装置通过DC/DC单元接入直流母线,则有利于降低储能装置配置容量,提升直流母线电压稳定性,同时增加的DC/DC单元将提高系统的体积、重量、成本和能量损耗等。
混合动力系统动力源的配置涉及以下关键因素:
福迪探索者(1)混合度,即储能单元输出功率占混合动力系统功率的比例。混合度主要取决于机车的运用工况和机车性能的优化目标。通常情况下,提高混合度有利于取得更好的节能减排效益,中度混合度适用于普通的调车机车运用场景,重度混合度适用于多隧道、较小负荷等运用场景。
(2)直流母线电压。由于氢燃料电池、磷酸铁锂电池和钛酸锂电池系统均需通过多片单体串联提高电压,直流母线电压过高,将增加串联数,不利于系统的安全性和稳定性;反之,直流母线电压过低,则将影响牵引电机的功率和效率。
结束语
从当前情况来看,我国能源问题和环境污染问题越加严重,在这种社会环境下,汽车行业也要做出改变和创新,对此新能源混合动力机车的发展是时代进步的必然趋势。新能源混合动力机车的应用无论是对于能源方面还是对于环境方面都带来了巨大的影响,有效降低了能源的消耗,提高了能源利用效率,同时也控制了汽车行业对于环境污染的力度。
参考文献
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