混合動(dòng)力汽車安全技術(shù).doc

行業(yè)資料：_混合動(dòng)力汽車安全技術(shù)單位：_部門(mén)：_日期：_年_月_日第 1 頁(yè) 共 10 頁(yè)混合動(dòng)力汽車安全技術(shù)對(duì)于混合動(dòng)力電動(dòng)汽車，動(dòng)力耦合及控制系統(tǒng)、電機(jī)及控制系統(tǒng)、動(dòng)力電池及管理系統(tǒng)是三項(xiàng)最為關(guān)鍵核心技術(shù)，同時(shí)與混合動(dòng)力汽車相關(guān)的發(fā)動(dòng)機(jī)、電力電子、制動(dòng)、轉(zhuǎn)向、空調(diào)技術(shù)也是需要解決的主要技術(shù)問(wèn)題。1動(dòng)力耦合系統(tǒng)動(dòng)力耦合系統(tǒng)最關(guān)鍵的技術(shù)是其布置方案，不同結(jié)構(gòu)的動(dòng)力耦合方式不僅決定了混合動(dòng)力系統(tǒng)的工作模式，而且也是制定動(dòng)力分配策略的基礎(chǔ)，它對(duì)整車的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、排放性和制造成本都有重大影響。結(jié)構(gòu)合理、制造容易、效率高的混合動(dòng)力耦合機(jī)構(gòu)，能夠?qū)⑷加推嚺c電動(dòng)汽車的優(yōu)點(diǎn)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，體現(xiàn)混合動(dòng)力汽車的優(yōu)越性。目前采用的動(dòng)力耦合方式有轉(zhuǎn)矩耦合、速度耦合和功率耦合三種方式，以功率耦合方式為主要發(fā)展方向，具體結(jié)構(gòu)方面，由變速器耦合、離合器耦合、主減速器耦合等向行星輪耦合方向發(fā)展。2動(dòng)力總成控制系統(tǒng)汽車動(dòng)力總成控制系統(tǒng)是車輛行駛的核心單元?；旌蟿?dòng)力電動(dòng)汽車的控制需要根據(jù)駕駛?cè)瞬倏v狀態(tài)、車速、電池荷電狀態(tài)和相關(guān)設(shè)備的狀態(tài)確定發(fā)動(dòng)機(jī)與電機(jī)的功率分配策略，以保證滿足汽車動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、排放性等性能指標(biāo)要求?；旌蟿?dòng)力汽車發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)要相互配合工作，并根據(jù)運(yùn)行工況適時(shí)控制發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)和關(guān)閉，這使得發(fā)動(dòng)機(jī)始終工作在低油耗區(qū)的整個(gè)控制過(guò)程十分復(fù)雜，因此需要用成熟可靠的動(dòng)力耦合裝置以及先進(jìn)的控制策略實(shí)現(xiàn)功率的合理分配，以達(dá)到油耗低和動(dòng)力性好的目標(biāo)。3電機(jī)及控制系統(tǒng)用于混合動(dòng)力汽車的驅(qū)動(dòng)電機(jī)類型主要有交流感應(yīng)電機(jī)、永磁電機(jī)和開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)。對(duì)電機(jī)的要求包括在較寬的速度范圍內(nèi)具有高轉(zhuǎn)矩密度、高功率密度，高效率、高可靠性、良好的控制性能，能夠適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)頻繁起停和電機(jī)電動(dòng)發(fā)電狀態(tài)的切換。目前國(guó)外以永磁同步電機(jī)為主，國(guó)內(nèi)應(yīng)用較多的是交流感應(yīng)電機(jī)，故需要開(kāi)發(fā)高效率永磁電機(jī)。電機(jī)控制系統(tǒng)也很關(guān)鍵，一是保證電機(jī)在基速以下時(shí)，能夠輸出大轉(zhuǎn)矩以適應(yīng)汽車加速和爬坡時(shí)的驅(qū)動(dòng)力需求；在基速以上時(shí)，能夠以恒功率、寬范圍運(yùn)行以滿足最高車速需要。二是保證系統(tǒng)在電機(jī)運(yùn)行范圍內(nèi)的效率最優(yōu)化。4動(dòng)力電池及其管理系統(tǒng)混合動(dòng)力系統(tǒng)的動(dòng)力電池需要頻繁充放電，在充放電過(guò)程中，電壓、電流會(huì)有較大變化。針對(duì)這種使用特點(diǎn)，混合動(dòng)力系統(tǒng)對(duì)動(dòng)力電池有如下特別要求：一是具有大功率充放電能力和較高的比功率，以滿足汽車加速和爬坡時(shí)的大功率需求；同時(shí)電池還要具有快速充電能力，以滿足制動(dòng)時(shí)的大功率能量回收需要。二是充放電效率，高的充放電效率對(duì)保證整車效率具有至關(guān)重要的作用。三是電池在快速充放電的工況條件下保持性能的相對(duì)穩(wěn)定。此外，還必須考慮熱能控制管理、荷電狀態(tài)判定、充放電模式選擇、電池充放電均衡、電池過(guò)充電或過(guò)放電控制、電池組的工作溫度控制等，這些都是電池管理系統(tǒng)的任務(wù)。整車能量管理策略的實(shí)施要依賴電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)對(duì)電池狀態(tài)的判別和對(duì)電池性能的維護(hù)。5混合動(dòng)力系統(tǒng)專用發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)過(guò)100多年的發(fā)展，車用發(fā)動(dòng)機(jī)在動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性及排放控制方面獲得了很大改善。近年來(lái)，電控燃油噴射、排氣再循環(huán)、增壓中冷、可變進(jìn)氣渦輪、高壓共軌和催化后處理等技術(shù)的應(yīng)用，使汽車性能快速提高。作為一種成熟的動(dòng)力設(shè)備，發(fā)動(dòng)機(jī)在混合動(dòng)力汽車上的應(yīng)用難度不大，但仍然是影響混合動(dòng)力整車效率和性能的關(guān)鍵部分。在混合動(dòng)力系統(tǒng)中，由于發(fā)動(dòng)機(jī)的工況可以控制在一定范圍內(nèi)，因而可以進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)一步提高其燃油經(jīng)濟(jì)性，降低排放。目前采用發(fā)動(dòng)機(jī)的混合動(dòng)力系統(tǒng)基本上都對(duì)其發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)或重大改進(jìn)。例如，豐田汽油機(jī)采用的高效率、高膨脹比工作循環(huán)，緊湊型傾斜式擠氣燃燒室及鋁合金缸體，其目的就是追求高效率。另外由于電機(jī)承擔(dān)了車輛的功率調(diào)峰作用，發(fā)動(dòng)機(jī)可以追求經(jīng)濟(jì)工作區(qū)的更高效率。6仿真分析技術(shù)在混合動(dòng)力電動(dòng)汽車開(kāi)發(fā)過(guò)程中，需要建立先進(jìn)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，這是計(jì)算機(jī)仿真和分析的基礎(chǔ)。在研究和開(kāi)發(fā)混合動(dòng)力汽車的部件和選擇結(jié)構(gòu)時(shí)，需要很快縮小研究范圍，找到技術(shù)的突破口。在系統(tǒng)選擇上，可依靠高效的建模工具，通過(guò)交替使用候選的子系統(tǒng)進(jìn)行模擬仿真，從而找到最佳的方案。計(jì)算機(jī)模型為每個(gè)候選子系統(tǒng)提供了詳細(xì)規(guī)格和設(shè)計(jì)參數(shù)，從而提高設(shè)計(jì)效率，而且還有助于為設(shè)計(jì)和制造樣車制定工程目標(biāo)和計(jì)劃。第 4 頁(yè) 共 10 頁(yè)混合微電解技術(shù)用于印染廢水處理摘要：廢水由集水池經(jīng)水泵提升后分成兩部分，第一部分進(jìn)入微電解反應(yīng)器，其流量可通過(guò)流量計(jì)控制；第二部分進(jìn)入混合池，與微電解出水混合后再沉淀，其流量也通過(guò)流量計(jì)控制。第一部分廢水在進(jìn)入微電解反應(yīng)器前，先加酸調(diào)節(jié)廢水的pH值為3左右。關(guān)鍵詞：印染廢水處理印染廢水中所含的漿料、染料、助劑以及染料與織物的反應(yīng)物往往是難生物降解物質(zhì)，在處理印染廢水時(shí)需先將這些物質(zhì)分離、去除，再進(jìn)行生化處理。常規(guī)的預(yù)處理是投加混凝劑（如FeSO4、AlCl3等），蘇玉萍等人1的研究表明常規(guī)投藥需要的混凝劑用量較大（如FeSO4的適宜投量為750950mg/L），這樣會(huì)導(dǎo)致廢水的處理費(fèi)用提高，實(shí)際運(yùn)行時(shí)將產(chǎn)生大量的泥渣，出水會(huì)變黃（投加FeSO4）。最近，用混合微電解工藝在廣東某印染廠廢水處理的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中取得了很好的效果。微電解去除印染廢水中污染物的主要作用機(jī)理為：絡(luò)合、混凝作用，微電解反應(yīng)連續(xù)釋放的Fe2+成為絡(luò)合劑和高效混凝劑；還原作用，微電解產(chǎn)生的新生態(tài)氫使某些染料的顯色基團(tuán)脫色；氧化作用，微電解產(chǎn)生一定量的新生態(tài)氧具有很強(qiáng)的氧化性，可氧化一部分無(wú)機(jī)物和有機(jī)物。1、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)1.1工藝流程在以往的微電解應(yīng)用中，大多數(shù)都將微電解工藝設(shè)計(jì)為固定床形式（類似石英砂過(guò)濾），讓廢水穿過(guò)靜止的微電解鐵屑層，在此過(guò)程中發(fā)生微電解反應(yīng)，但實(shí)際運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)這樣的設(shè)計(jì)存在下述兩個(gè)問(wèn)題：運(yùn)行一段時(shí)間后微電解工藝效率下降，這是由于鐵屑的表面出現(xiàn)了惰性層而阻止了微電解反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行；由于印染廢水中存在織物纖維，易被微電解鐵屑層攔截而致堵塞。針對(duì)傳統(tǒng)微電解反應(yīng)器的缺點(diǎn)，將微電解反應(yīng)器設(shè)計(jì)為機(jī)械攪動(dòng)式，這樣既可破壞鐵屑表面的惰性層，又可避免纖維堵塞。此外，強(qiáng)烈的攪動(dòng)加快了反應(yīng)速度，可以加速產(chǎn)生Fe2+.部分廢水通過(guò)微電解反應(yīng)后，與原水直接混合能得到很好的處理效果，稱這樣的工藝為混合微電解技術(shù)，并將微電解反應(yīng)的出水與原水混合時(shí)的體積比稱作混合比。廢水由集水池經(jīng)水泵提升后分成兩部分，第一部分進(jìn)入微電解反應(yīng)器，其流量可通過(guò)流量計(jì)控制；第二部分進(jìn)入混合池，與微電解出水混合后再沉淀，其流量也通過(guò)流量計(jì)控制。第一部分廢水在進(jìn)入微電解反應(yīng)器前，先加酸調(diào)節(jié)廢水的pH值為3左右。微電解反應(yīng)器的出水在與第二部分廢水混合時(shí)，需視廢水的pH值情況加入少量的石灰，調(diào)節(jié)出水的pH值為89，在此pH值范圍的沉淀狀況較好。沉淀后的上清液由上部排出，污泥則沉于池底，再經(jīng)排泥管定期排出。1.2試驗(yàn)內(nèi)容xx年6月在廣東某印染廠的廢水處理站進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。該印染廠所用的染料絕大部分為活性染料，根據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門(mén)的監(jiān)測(cè)結(jié)果，廢水中COD550mg/L，BOD5150mg/L，色度200倍，pH值為1011.另外，廢水中SS含量很低，這是由于漂洗用水為軟化水，漂洗過(guò)程很少有懸浮物進(jìn)入。因執(zhí)行紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB428792）一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（COD100mg/L，BOD525mg/L，色度40倍），故應(yīng)控制的主要污染指標(biāo)是COD和色度?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的設(shè)計(jì)流量為30L/h，每天從上午9點(diǎn)至下午6點(diǎn)連續(xù)運(yùn)行，試驗(yàn)內(nèi)容包括：考察該工藝在連續(xù)運(yùn)行情況下處理印染廢水的有效性；獲得合適的混合比；微電解處理出水的生化處理效果（主要為COD的去除）。試驗(yàn)設(shè)備主要有：折板式加酸混合槽，體積為10L，停留時(shí)間為1015min；微電解反應(yīng)器，尺寸為300mm500mm，反應(yīng)料厚為300mm，停留時(shí)間為0.5h；折板式混合槽，體積為10L，停留時(shí)間為1015min；沉淀槽，豎流式沉淀池為500mm800mm，停留時(shí)間為3.8h；曝氣沉淀槽，尺寸為50mm800mm（與豎流式沉淀池結(jié)構(gòu)類似，中心曝氣筒尺寸為300mm700mm），總停留時(shí)間為3.8h.上述設(shè)備均采用PVC材料焊接而成。1.3試驗(yàn)過(guò)程現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)連續(xù)進(jìn)行4d，根據(jù)工廠生產(chǎn)的排水特點(diǎn)選取每天廢水水質(zhì)最不利時(shí)段（此時(shí)染色廢水排放集中，色度最深）測(cè)定廢水和處理水的COD濃度。此外，還測(cè)定了微電解處理出水經(jīng)曝氣后的COD濃度變化。設(shè)計(jì)流量為30L/h，曝氣時(shí)間為1530min，沉淀時(shí)間約為2h.1.4試驗(yàn)結(jié)果水樣外觀根據(jù)6月19日至22日連續(xù)4d的觀察，發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)廢水的排放具有間歇性，通常上午廢水色度較淺，下午則較深。盡管廢水水質(zhì)變化較大，但當(dāng)混合比控制在14左右時(shí)，即使是廢水色度最深的時(shí)段，沉淀出水也能保持清澈，近于無(wú)色透明。對(duì)COD去除的效果表1是廢水色度最深時(shí)的取樣分析結(jié)果。表1微電解處理去除COD的效果進(jìn)水出水COD去除率（%）取樣時(shí)間COD（mg/L）取樣時(shí)間COD（mg/L）xx-06-19247xx-06-196772.9xx-06-20347xx-06-2075.678.2xx-06-21202xx-06-219553xx-06-21248xx-06-2111055.6微電解處理出水的生化曝氣效果經(jīng)過(guò)4d的連續(xù)運(yùn)行，發(fā)現(xiàn)污泥產(chǎn)量很少，出水沉淀后上清液清澈透明。曝氣處理前后廢水的COD濃度變化見(jiàn)表2.表2生化曝氣處理微電解出水的效果微電解出水（生化曝氣進(jìn)水）生化曝氣處理出水COD去除率（%）取樣時(shí)間COD（mg/L）取樣時(shí)間COD（mg/L）xx-06-2177.5xx-06-2111.685xx-06-22110xx-06-2221.580.5混合比取一定的微電解出水，再按比例取一定的原廢水進(jìn)行混合并調(diào)節(jié)pH值，靜置沉淀30min，觀察絮體的生成和沉淀效果，直至上清液幾乎無(wú)色透明。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3.表3試驗(yàn)得到的合適混合比試驗(yàn)時(shí)間混合比試驗(yàn)時(shí)間混合比xx-06-19上午14，15，16xx-06-21上午14，15，16下午14，15下午13.5xx-06-20上午14，15，16xx-06-22上午14，15下午13.5，14下午2、結(jié)論混合微電解工藝對(duì)以活性染料為主的印染廢水的脫色效果較好。從連續(xù)4d的運(yùn)行來(lái)看，盡管原水的色度波動(dòng)很大，但微電解處理出水幾乎無(wú)色透明?；旌衔㈦娊夤に噷?duì)印染廢水的COD去除效果較好（去除率為53%78%）。由于試驗(yàn)為連續(xù)運(yùn)行，取樣時(shí)為最不利時(shí)段，因此這一結(jié)果具有代表性?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的處理效果不如小試，但比固定床的去除效果高30%左右，這可能是混合式微電解避免了鐵屑鈍化且反應(yīng)時(shí)的pH值較低（為3左右，固定床的pH值為5左右），反應(yīng)相對(duì)劇烈，其氧化作用也更強(qiáng)烈的緣故。采用混合微電解工藝，只將1/5的廢水通過(guò)微電解反應(yīng)器，反應(yīng)后與4/5的廢水進(jìn)行混合（即14的混合比），這樣可以減少微電解設(shè)備的體積，降低工程投資。微電解處理出水的生化處理效果好。曝氣時(shí)間為1530min時(shí)，對(duì)COD的去除率80%.致謝：感謝常熟中亞環(huán)保設(shè)備廠的支持以及北京國(guó)環(huán)清華環(huán)境工程設(shè)計(jì)研究院的王木梁教授、廣東工業(yè)大學(xué)環(huán)境與資源工程系的朱又春教授的指導(dǎo)。參考文獻(xiàn)：1蘇玉萍。以活性染料為主要成分的印染廢水的混凝脫色試驗(yàn)J?；きh(huán)保，xx，202）：9-11.2郝瑞霞。鐵屑過(guò)濾法預(yù)處理可生化性差的印染廢水J。化工環(huán)保，xx，19（3）：18-21.3李亞新。國(guó)外印染廢水的電化學(xué)處理J。給水排水，xx，25（1）：42-44.4李家珍。染料、染色工業(yè)廢水處理M。北京：化學(xué)工業(yè)出版社，xx.5張林生。染料廢水的脫色方法J。化工環(huán)保，xx，20（1）：23-25.第 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