我国混合动力汽车发展现状探究目录正文.doc

(完整版)我国混合动力汽车发展现状探究目录正文目 录一、绪论1二、混合动力汽车的类型和特点3（一）串联式混合动力汽车3（二）并联式混合动力汽车3(三）混联式混合动力汽车4三、我国混合动力汽车的发展5(一)我国混合动力汽车发展现状5（二）我国混合动力汽车的发展前景展望6四、混合动力汽车优点分析8五、总结9参考文献10一、绪论随着利比亚的一声枪响，石油供应的日趋紧缺再次引起世界的关注。当前普遍使用的燃油发动机汽车存在种种弊病，统计表明在占80以上的道路条件下,一辆普通轿车仅利用了动力潜能的40%,在市区还会跌至25%，更为严重的是排放废气污染环境。混合动力汽车(Hybrid Vehicle）是指车辆驱动系统由两个或多个能同时运转的单个驱动系统联合组成的车辆，车辆的行驶功率依据实际的车辆行驶状态由单个驱动系统单独或共同提供。通常所说的混合动力汽车，一般是指油电混合动力汽车（Hybrid Electric Vehicle, HEV)，即采用传统的内燃机（柴油机或汽油机）和电动机作为动力源,也有的发动机经过改造使用其他替代燃料，例如压缩天然气、丙烷和乙醇燃料等。随着世界各国环境保护的措施越来越严格，混合动力车辆由于其节能、低排放等特点成为汽车研究与开发的一个重点,并已经开始商业化。混合动力汽车使用的电动力系统中包括高效强化的电动机、发电机和蓄电池。蓄电池使用的有铅酸电池、镍锰氢电池和锂电池,将来应该还能使用氢燃料电池。10二、混合动力汽车的类型和特点先进的驱动技术是混合动力汽车取得成功并实现其优越性的关键。混合动力汽车是将电力驱动和辅助动力单元(Auxiliary Power Unit,缩写为APU）合用到一辆汽车上。这个辅助动力单元通常采用一台发动机或动力发动机组。一方面，发动机始终在最佳工作点上驱动发动机或直接驱动汽车，排放少、效率高；另一方面，蓄电池又可得到发电机的不断补充充电，从而，在减少蓄电池容量和体积的同时提高了汽车最高速度，加大了续驶里程，延长了蓄电池的使用寿命。根据动力系统的连接方式,目前开发研制的混合动力汽车基本上可分为三类，即串联式、并联式和混联式。（一)串联式混合动力汽车这种汽车系统更接近于电动汽车，它由燃油发动机、发电机、电池和电动机等动力装置以串联方式连接组成.在这种系统中，一台小型的燃油发动机直接驱动发电机发电，电能被储存于蓄电池或传给电动机以驱动车轮.负荷小时由电池驱动电动机带动车轮转动;负荷大时则由发动机带动发电机发电驱动电动机；车辆制动或减速时，电动机把驱动轮的动能转化为电能，并通过功率变速器给蓄电池充电.串联式HEV动力传动系的组成，燃油发动机、发电机、电动机、功率变速器以及蓄电池。这种类型车能以超低排放模式工作。由于串联式HEV动力传动系中的发电机与汽车驱动轮之间无机械连接具有独立于汽车行驶工况对发动机进行控制的优点，适用于市内常见的频繁起步、加速和低速运行工况，可使发动机稳定于高效区或低排放区附近工作。但串联式HEV动力传动系的综合效率较低，这是因为发动机输出的机械能由发电机转化为电能，再由电动机将电能转化为机械能用以驱动汽车,途经二次能量转换,中间必然会伴随着能量的损失。 （二)并联式混合动力汽车汽车并联式HEV动力传动系的组成，包括发动机、耦合器、变速器、电动机、功率变速器以及蓄电池.这种系统更接近于传统意义上的燃油汽车，该系统的发动机和电动机是并列连接到驱动桥上的.汽车行驶时，发动机与电动机可以分别独立或共同向汽车驱动轮提供动力.并联式混合动力汽车主要由燃油发动机提供动力,动力性较好.其驱动系统控制较复杂，电池总容量仅是串联式的三分之一，能量传递损失小。但由于发动机与汽车驱动轮间有直接的机械连接，发动机运行工况不可避免地要受到汽车具体行驶工况的影响，很难在最佳工作区工作，燃油经济性和排放性能均较串联式差。综上所述,并联式HEV布置方案由于在传动系组成及控制方面更接近于传统汽车传动系，并且所需的电机功率较小，电池组数量小,整车的价位也较低。更可贵的是，并联式HEV可采用传统车用发动机，从而可把传统车用发动机的最新研究成果应用到混合动力汽车上，节省了研发资金，目前这种结构的传动系应用比较广泛（三)混联式混合动力汽车典型的混联式HEV动力传动系是由电动机、发电机、电动机、离合器以及蓄电池组成，具备了串、并联结构各自的特点。这种系统包括两条能量传递路线：一是机械能传递路线，发动机输出的机械能可通过机械装置直接驱动车轮;二是电能传递路线，发动机输出的机械能通过发电机转化成电能由电动机驱动车轮。同时，电池连接到发电机和电动机之间，可接受充电或提供辅助动力。混联式HEV布置方案综合了串、并联两种布置方案的优缺点，是一种相对比较完善的动力系统，其电池的体积较小、重量较轻、成本较低；发动机总是在最高效率下工作，具有很好的燃油经济性和较低的排放，加速性和平稳性也很好。因此，可以说在许多方面,混联式混合动力车综合了串联式和并联式混合动力汽车的优点.混联式HEV控制系统和机械结构最为复杂，技术难度最大，增加了开发和生产成本，不过，随着控制技术和制造技术的发展，现代混合动力汽车更倾向于选择这种结构.三、我国混合动力汽车的发展（一）我国混合动力汽车发展现状混合动力电动汽车是我国新能源汽车的研究热点，我国的各大汽车集团都在进行HEV的研发，多数以混合动力电动客车的研制开发为主，已经实现小规模的产业化生产,这种研究方向符合我国目前的现状，有利于我国电动汽车的研究发展。目前，我国有许多厂商和公司都在混合动力电动汽车汽车的研制和开发中有车型陆续上了汽车产品的生产公告，这其中有一汽集团混合动力轿车、上海通用别克混合动力轿车、上海大众帕萨特燃料电池轿车、北汽福田燃料电池混合动力城市客车、一汽混合动力城市客车、重庆长安的混合动力客车和东风汽车混合动力电动城市客车等。目前，奇瑞的弱混动力车型、长安的杰勋HEV混合动力车、吉利的双燃料车均已下线。长安杰勋HEV混合动力车是国内第一款自主研发量产的混合动力轿车，它的最高时速可达160km，排放标准达到国四，耗油量下降20%.长安杰勋混合动力版2009年已在北京、重庆示范运行,将于2011年6月正式投放市场，售价13。9814。98万元，这是国内最早上市的自主品牌混合动力成熟轿车。此外，一汽和东风已有混合动力电动客车新产品并投入示范运行，东风纯电动小巴已累计销售近5000辆。天津一汽以生产的经济型轿车为基本车型，采用锂离子动力电池,实现了动力总成控制系统的高速CAN和车身舒适性系统低速CAN的双CAN总线网络通讯，配置车载智能充电机、电动助力转向等.当前普遍使用的燃油发动机汽车存在种种弊病，统计表明在占80%以上的道路条件下,一辆普通轿车仅利用了动力潜能的40%，在市区还会跌至25，更为严重的是排放废气污染环境.20世纪90年代以来，世界各国对改善环保的呼声日益高涨,各种各样的电动汽车脱颖而出。虽然人们普遍认为未来是电动汽车的天下，但是电池技术问题阻碍了电动汽车的应用。由于电池的能量密度与汽油相比差上百倍，远未达到人们所要求的数值，专家估计在10年以内电动汽车还无法取代燃油发动机汽车（除非燃料电池技术有重大突破）。现实迫使工程师们想出了一个两全其美的办法，开发了一种混合动力装置（Hybrid-ElectricVehicle，缩写HEV）的汽车.所谓混合动力装置就是将电动机与辅助动力单元组合在一辆汽车上做驱动力，辅助动力单元实际上是一台小型燃料发动机或动力发电机组.形象一点说，就是将传统发动机尽量做小，让一部分动力由电池-电动机系统承担.这种混合动力装置既发挥了发动机持续工作时间长.2010年，全球进入汽车混合动力时代。据20132017年中国混合动力汽车行业深度调研与投资战略规划分析报告数据显示，从1997年全球第一辆混合动力汽车(HEV)（Toyota Prius)首发到2010年年底，丰田汽车全球累计销售近300万辆，约占整个70市场份额.虽然，HEV只占全球汽车销量约3.7%的市场份额，而且未来市场上汽车仍以内燃机为主要驱动力，但是，各国政府都已经出台鼓励政策,鼓励和支持新能源汽车的发展，从亚洲近邻日本和韩国，到大洋彼岸的北美以及西欧汽车工业强国皆如此。(二)我国混合动力汽车的发展前景展望混合动力汽车在现有技术的基础上达到了提高燃料经济性和减少排放的目的，因而极具发展前景。从目前的发展来看，汽车的排放法规日趋严格化,同时电子技术的迅猛发展都会进一步促进混合动力汽车的发展.混合动力汽车充分吸取了电力/热力系统中最大的优势：在远途时使用热力发动机，在城市和过渡阶段时使用电动机。如果调配合理的话，电力和热力的配合使用,将很大程度地降低汽车的耗油量和污染物的排放,并同时提高驾驶乐趣，改善车辆行为。与传统型汽车相比，HEV可以确保具有同等的性能和优势，而在节能和排放上胜出一筹。HEV的电压和功率等级与电动车类似,但蓄电池容量大大减小，因而其造价成本低于电动汽车。就目前来说，HEV 的价格比传统汽车高出20左右。降低成本是提高混合动力系统竞争能力的努力方向。相信随着HEV的推广和普及，生产批量上去后,其价格将逐步接近传统汽车.当前HEV所面临的主要技术问题还很多，随着各大汽车公司和研究机构的努力，这些问题会很快得到解决。尽管从长远来看只是一种过渡车型，但HEV在近年内很有发展前景,这一点是毫无疑问的。这个前景，我们可以从两方面来理解。一是混合动力作为一种技术，在不远的将来会成为燃料电池替换内燃机的重要过渡技术，对燃料电池混合动力车（FCHV）的开发将会起重要作用。从这个意义上说，混合动力技术就不仅仅是一种提升品牌、知名度和技术实力的需要.二是HEV本身可能确实具有商业前景,它也许会成为百年汽车史上的又一个里程碑,开创世界汽车工业的新篇章。各大汽车公司竞相开发和推出自己的新一代HEV,表明他们看好这一前景，也许是眼前和长远的利益兼而有之。汽车行业专家预言，不久的将来,新生产的汽车中HEV将占40以上。我国的汽车工业应顺应科技发展趋势,抓住HEV这块市场，在国外产品涌入之前，集中科研力量攻关,迅速开发出自己的产品已刻不容缓。中国政府亦不遗余力鼓励汽车产业重组与变革，汽车产业已被纳入“十二五”调整产业之列。由工信部启动的节能与新能源汽车产业发展规划（2012-2020)已明确鼓励多种技术路线车型的发展.作为新能源汽车之一，从市场和技术角度看，HEV规模化和产业化可能性最大。据预测,2020年,全球HEV市场将占到整体市场的13(包括plugin HEV 1400万辆)，EV为2（约140万辆)。2015年，预计中国市场HEV将达到74万辆,市场增长率为18%，而政府采购和混合动力客车（HEB）将是主要消费客户。同时，由于汽车产业链脱节和核心技术缺乏等负面因素存在，中国HEV发展将机遇与挑战并存.HEV市场投资风险仍较大，市场估值需谨慎!四、混合动力汽车优点分析在所有的节能环保型汽车技术当中，混合动力技术被公认为是目前最可行、最现实的节能技术,而混合动力汽车也是目前世界上唯一能实现量产的节能环保型汽车，这是混合动力汽车的最大优势所在.具体体现在:（1)排放性能良好一般车辆在怠速、启动时造成的污染最厉害，因为此时发动机负荷大、汽油燃烧不充分，而在怠速状态的混合动力车发动机并不工作,因此不会有排放.混合动力车在启动时只有电动机工作，也克服了过多排放问题，使得发动机能保持良好的工作状态,实现了燃油效率提高，在很大程度上减少了尾气排放。（2)动力性能佳混合动力汽车可根据不同车况来选择发动机、发电机和蓄电池之间的任意组合,能形成适合车况的动力输出。当混合动力车达到一定速度时，车辆内的发动机、电动机同时工作，这个时候排量为1.5的混合动力车发挥出的动力相当于2.0排量的普通轿车，尤其是在爬坡、转弯、加速时,更是体现出良好的动力性能。（3）耗油量低根据丰田公司的测试，普锐斯在城市路况下行驶比同等排量的花冠轿车节油44.4，在市郊行驶节油29.7。该车平均油耗为4L/100km，比平均油耗在7L/100km左右的花冠每年节省大约690美元（按每年行驶20000km、93号汽油7。48元/L计)。尤其在大中城市，交通拥堵现象严重，汽车起步停车频繁,混台动力车的能量转化优势将体现得更为明显。（4）带动电池等其它产业发展2008年全球汽车电池市场规模约10亿美元，2020年将增至130亿美元。再加上其他零部件及发动机等主要部件,预计每年混合动力汽车相关产业市场规模约250亿美元。混合动力汽车增长还将带来一场新的产业技术革命。随着车体轻量化，以钢铁为主材料的车身可能会被碳素纤维所取代，传统的锻轧和焊接工艺可能向一次成型和粘合方向转化。五、总结在常规汽车技术开发方面，国内外存在明显的技术差距,由于合资外方对核心技术的保护和不转让，为满足巨大的市场需求，应对竞争对手,缩短新品推出周期，目前中国几大汽车厂商均采取引进国外企业先进、成熟的产品进行组装生产或进行适应性改造的方式,这无形削弱了企业进行自主开发的意愿和动力，对外方产生高度依赖性。而长此以往，中国汽车产业将陷入“引进落后再引进的恶性循环,中国将名副其实地成为世界汽车的装配中心.因此,混合动力汽车作为一种新兴的节能环保型汽车，其技术和市场仍然处于一种蓬勃的发展阶段,国内外还不存在明显的代差,重视和扶持我国的混合动力汽车产业,是快速缩短与世界汽车技术水平差距的发展良机，也是保障我国汽车行业健康持续发展的重要机遇。总之，与传统型汽车相比，混合动力汽车充分吸取了电力/热力系统中最大的优势，在节能和排放上胜出一筹；与纯电动汽车相比,HEV的电压和功率等级与电动车类似，但蓄电池容量大大减小，因而其造价成本低于电动汽车。HEV在近2030年内会很有发展前景，这一点是毫无疑问的。汽车行业专家预言，不久的将来，新生产的汽车中HEV将占40以上。我国的汽车工业应顺应科技发展趋势,抓住HEV这块市场,在国外产品涌入之前，集中科研力量攻关,迅速开发出自己的产品。参考文献1麻友良,陈全世； 混合动力电动汽车的发展J.公路交通科技；2001年01期2 张友根。混合动力汽车发展概况R. 上海：上海节能,2006。5。3秦朝举，袁丽娟. 混合动力汽车的研究现状与发展前景M.山东交通科技出版社，2008.04 4徐卫国。 混合动力汽车的发展状况及前景初探J.汽车科技，2007。065陈晓东，高世杰. 混合动力汽车发展所面临的挑战 J.汽车工业研究2007。06