混合動(dòng)力汽車的探索與研究

1、畢業(yè)論文題目：混合動(dòng)力汽車的探索與研究目 錄一、摘 要2二、關(guān)鍵詞2三、前 言3四、正 文：1. 混合動(dòng)力技術(shù)汽車動(dòng)力的里程碑4 2. 國(guó)內(nèi)外混合動(dòng)力系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀4 3. 混合動(dòng)力系統(tǒng)的構(gòu)成及工作特點(diǎn)5 4. 混合動(dòng)力汽車需要解決的問(wèn)題和關(guān)鍵技術(shù)5 5. 發(fā)展前景分析6五、參考文獻(xiàn)12六、附 錄13摘要：隨著世界各國(guó)環(huán)境保護(hù)的措施越來(lái)越嚴(yán)格，替代燃油發(fā)動(dòng)機(jī)汽車的方案也越來(lái)越多，例如氫能源汽車、燃料電池汽車，混合動(dòng)力汽車等，但目前最有實(shí)用性價(jià)值并已有商業(yè)化運(yùn)轉(zhuǎn)的模式，只有混合動(dòng)力汽車。社會(huì)對(duì)環(huán)境和節(jié)能的重視也有力地促進(jìn)了混合動(dòng)力車輛的發(fā)展。本文分析了國(guó)內(nèi)外混合動(dòng)力汽車的研究現(xiàn)狀，介紹了混合動(dòng)

2、力汽車的主要結(jié)構(gòu)形式與工作特點(diǎn)，指出了混合動(dòng)汽車目前需要解決的主要問(wèn)題和采用的關(guān)鍵技術(shù)，并對(duì)其發(fā)展前景進(jìn)行了預(yù)測(cè)。關(guān)鍵詞：汽車 內(nèi)燃機(jī) 電動(dòng)機(jī) 控制前 言隨著全球汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展，石油資源供應(yīng)的日趨緊張，世界各國(guó)積極尋求代用燃料或者減少燃油的消耗量，大力開發(fā)新型節(jié)能環(huán)保汽車。在太陽(yáng)能、電能等替代能源真正進(jìn)入實(shí)用階段之前，混合動(dòng)力汽車因其低油耗、低排放的優(yōu)勢(shì)越來(lái)越受到人們的關(guān)注。正 文1.混合動(dòng)力技術(shù)汽車動(dòng)力的里程碑 什么是混合動(dòng)力技術(shù)？ 所謂混合動(dòng)力，靠的是傳統(tǒng)的汽油引擎加上電動(dòng)機(jī)輸出動(dòng)力作配合，利用引擎在工作時(shí)對(duì)蓄電池的充電，將電動(dòng)機(jī)和引擎產(chǎn)生的動(dòng)力不斷切換和轉(zhuǎn)化，達(dá)到雙動(dòng)能推動(dòng)。這樣的配

3、合以電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)為主，引擎驅(qū)動(dòng)為輔，達(dá)到預(yù)期為減少耗油和廢氣排放的環(huán)保效益。 混合動(dòng)力汽車的能源來(lái)源，目前來(lái)說(shuō)依然主要是汽油和柴油等傳統(tǒng)燃料，從燃料來(lái)說(shuō)并不先進(jìn)，但是混合動(dòng)力技術(shù)在汽車動(dòng)力領(lǐng)域具有里程碑的意義?；旌蟿?dòng)力技術(shù)可以根據(jù)不同的行駛狀態(tài)，利用現(xiàn)代控制技術(shù)合理地采用不同的動(dòng)力策略驅(qū)動(dòng)汽車，并在減速時(shí)回收能量，從提高能量利用率的角度，實(shí)現(xiàn)了以節(jié)能促減排的效果。這項(xiàng)技術(shù)，為汽車動(dòng)力系統(tǒng)從傳統(tǒng)能源向新能源發(fā)展奠定可基礎(chǔ)平臺(tái)，而且混合動(dòng)力技術(shù)不僅能夠應(yīng)用于油/電混合系統(tǒng)，而且在未來(lái)可以應(yīng)用于氫/電混合系統(tǒng)等新能源混合系統(tǒng)，將成為汽車的基本動(dòng)力技術(shù)。 2國(guó)內(nèi)外混合動(dòng)力系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 2.1 國(guó)外混

4、合動(dòng)力系統(tǒng)的發(fā)展概況 21世紀(jì)后，各國(guó)加快了混合動(dòng)力系統(tǒng)的概念產(chǎn)品化的進(jìn)程，相繼推出了不同形式的混合動(dòng)力系統(tǒng)產(chǎn)品。豐田的Prius，本田的Insight，通用的Precept，福特的Prodigy，戴姆勒克萊斯勒的ESx3， 日產(chǎn)的Tino等都是具有代表性的車型，其中Prius和Insight己是成熟的產(chǎn)品，截止2008年12月，豐田Prius全球銷量已經(jīng)超過(guò)了100萬(wàn)輛。2.2 我國(guó)混合動(dòng)力系統(tǒng)的研發(fā)現(xiàn)狀 我國(guó)也非常重視混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的研究與開發(fā)，有關(guān)工作開始于上個(gè)世紀(jì)90年代。在“十五”期間，科技部組織北京理工大學(xué)、清華大學(xué)、東風(fēng)汽車公司等國(guó)內(nèi)多家企業(yè)、高校和科研機(jī)構(gòu)進(jìn)行聯(lián)合攻關(guān)，確定了

5、以燃料電池汽車(FCEV)、混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(HEV)純電動(dòng)汽車(BEV)車型為“三縱”，多能源動(dòng)力總成控制系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)及其控制系統(tǒng)、動(dòng)力蓄電池及其管理系統(tǒng)三種共性技術(shù)為“三橫”的“三縱三橫”的研發(fā)布局;之后，節(jié)能與新能源汽車的研發(fā)又被列入“十一五”863計(jì)劃重大項(xiàng)目。3.混合動(dòng)力系統(tǒng)的構(gòu)成及工作特點(diǎn)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)聯(lián)合使用兩種動(dòng)力裝置，一種是傳統(tǒng)的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，另一種是電動(dòng)機(jī)。整個(gè)系統(tǒng)由發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)、動(dòng)力分配裝置、發(fā)電機(jī)、蓄電池和電流逆變器等部分構(gòu)成。通常，混合動(dòng)力系統(tǒng)的動(dòng)力傳遞方式有三種:串聯(lián)式、并聯(lián)式和混聯(lián)式。各自的結(jié)構(gòu)形式和特點(diǎn)如下。 3.1 串聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng) 在串聯(lián)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)(

6、SHEV)系統(tǒng)中，所有發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械能都轉(zhuǎn)換為電能以驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。這種系統(tǒng)使發(fā)動(dòng)機(jī)在效率最高的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)工作，因此能最大限度地改善燃油經(jīng)濟(jì)性和減少排放。3.2 并聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)并聯(lián)式(PHEV)結(jié)構(gòu)有內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)兩套驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(見圖2)。發(fā)動(dòng)機(jī)與電動(dòng)機(jī)并聯(lián)，兩者都可以驅(qū)動(dòng)車輪，電動(dòng)機(jī)還可以作為發(fā)電機(jī)給電池充電，不再需要額外的發(fā)電機(jī)。在車輛行駛時(shí)，系統(tǒng)以發(fā)動(dòng)機(jī)為主要?jiǎng)恿υ?，在車輛起步或加速時(shí)則使電動(dòng)機(jī)工作，作為輔助驅(qū)動(dòng)力。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)效率低的低負(fù)荷工況時(shí)，則電動(dòng)機(jī)功能轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)電機(jī)功能，向蓄電池充電。其次，在車輛制動(dòng)或下坡減速行駛時(shí)，則通過(guò)制動(dòng)能量回收系統(tǒng)進(jìn)行制動(dòng)能量回收。3.3 混聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng) 混聯(lián)

7、式混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(PSHEV)是串聯(lián)式與并聯(lián)式的綜合，其結(jié)構(gòu)如圖3所示?；炻?lián)式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制策略是:在汽車低速行駛時(shí)，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要以串聯(lián)方式工作;當(dāng)汽車高速穩(wěn)定行駛時(shí)，則以并聯(lián)工作方式為主。4混合動(dòng)力汽車需要解決的問(wèn)題和關(guān)鍵技術(shù)目前，混合動(dòng)力汽車所需要解決的問(wèn)題包括以下幾個(gè)方面:其一，進(jìn)行動(dòng)力分配裝置和能量管理系統(tǒng)的研究。其二，開發(fā)具備高比能量和高比功率經(jīng)濟(jì)實(shí)用的電池。其三，混合動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高，維修比較困難，售價(jià)相對(duì)較高。其四，建立更先進(jìn)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型(包括靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的)，進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真分析。具體來(lái)講要進(jìn)行下面幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)的研究: 4.1 混合動(dòng)力單元技術(shù) 在混合動(dòng)力汽車上

8、，熱力發(fā)動(dòng)機(jī)又被稱為混合動(dòng)力單元。為提高燃料經(jīng)濟(jì)性，對(duì)混合動(dòng)力單元必然提出更多的要求，例如要求混合動(dòng)力單元能夠快速起動(dòng)和關(guān)閉等。目前對(duì)混合動(dòng)力單元的研究主要集中于:一是燃燒系統(tǒng)的優(yōu)化;二是尾氣處理技術(shù)，主要研究高效的尾氣催化系統(tǒng);三是代用燃料的研究。4.2 控制策略技術(shù) 混合動(dòng)力系統(tǒng)產(chǎn)品開發(fā)中最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)是根據(jù)不同的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)制定和優(yōu)化其控制策略，國(guó)外通過(guò)系統(tǒng)建模仿真對(duì)此進(jìn)行了大量的匹配理論研究?？刂葡到y(tǒng)的開發(fā)首先是根據(jù)采集到的速度和負(fù)荷等數(shù)據(jù)，計(jì)算出對(duì)應(yīng)的要求輸出功率:計(jì)算出以最高效率為基點(diǎn)的分配到內(nèi)燃機(jī)與電動(dòng)機(jī)上的功率值，即實(shí)現(xiàn)內(nèi)燃機(jī)與電動(dòng)機(jī)的最優(yōu)功率分配比;然后，根據(jù)功率分配比，求

9、出驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的功率值和其它有關(guān)數(shù)據(jù)，給出內(nèi)燃機(jī)的控制參數(shù)和電動(dòng)機(jī)的控制參數(shù)。同時(shí)，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器完成這兩個(gè)層次的工作控制。在執(zhí)行器設(shè)計(jì)中，功率分配裝置的設(shè)計(jì)及其與變速器的一體化設(shè)計(jì)是關(guān)鍵的部件設(shè)計(jì)工作。因?yàn)樗鶕?jù)控制器的指令，正確地進(jìn)行內(nèi)燃機(jī)功率向驅(qū)動(dòng)車輛功率和驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)功率的分解。 4.3 能量存儲(chǔ)技術(shù) 在電動(dòng)汽車上，蓄電池的開發(fā)和充放電特性的研究是關(guān)鍵。現(xiàn)在，鎳氫電池和鋰離子電池己可達(dá)到混合動(dòng)力汽車的使用要求，但仍有價(jià)格高或壽命不長(zhǎng)等缺陷。從發(fā)展看，能量?jī)?chǔ)存裝置的研究應(yīng)該包括以下幾個(gè)方面:一是研究電池內(nèi)部的連接、檢測(cè)、監(jiān)控。二是電池設(shè)計(jì)和制造方面的改進(jìn)，降低制造成本，改善電池的性能和提高壽命

10、。適用于混合動(dòng)力汽車的電池需要有較高的比功率，要達(dá)到的目標(biāo)是，功率與能量比值大于20W/wh;使用壽命達(dá)到10年;至少循環(huán)使用12萬(wàn)次。三是電池的熱能管理及剩余電量管理。此外，電池的剩余電量直接影響混合動(dòng)力汽車的經(jīng)濟(jì)性和排放，因此需要有效的測(cè)試方法和控制裝置。5發(fā)展前景分析5.1國(guó)外混合動(dòng)力技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)隨著人們對(duì)可持續(xù)發(fā)展的認(rèn)識(shí)程度越來(lái)越高, 各國(guó)政府也將可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略列入首選課題。上世紀(jì)90 年代以來(lái),國(guó)外所有知名汽車公司均投入巨資開始進(jìn)行電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力汽車實(shí)用車型的研制和開發(fā)。很多公司采用了包括現(xiàn)代電子、精密機(jī)械、控制技術(shù)、新型材料甚至航天技術(shù)在內(nèi)的各種高新技術(shù),使不少樣車的主要

11、動(dòng)力性指標(biāo)達(dá)到了燃油汽車的水平。進(jìn)入21 世紀(jì)后, 各國(guó)加快了HEV 的概念產(chǎn)品化的進(jìn)程,相繼推出了不同型式的HEV 產(chǎn)品, Toyata 的Prius、Honda 的Insight Ford 的Prodigy、Daimler Chrysler 的ESX3、GM 的Precept 、Nissan 的Tino 等都是具有代表性的車型, 其中Prius 和Insight 已是成熟的產(chǎn)品, 并將繼續(xù)擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模,其它車型也將在23 年內(nèi)推向市場(chǎng)。很多車型都顯示出了優(yōu)良的環(huán)保與節(jié)能性能。這標(biāo)志著HEV 市場(chǎng)的逐漸成熟。隨著各國(guó)環(huán)境立法的日趨嚴(yán)厲, 電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力汽車性能的日益提高以及其成本的不斷降

12、低,混合動(dòng)力汽車的市場(chǎng)份額逐漸增大,已成為重點(diǎn)發(fā)展的新型汽車。5.1.1日本混合動(dòng)力型汽車發(fā)展?fàn)顩r1997 年12 月在日本京都召開的防止地球溫暖化會(huì)議, 具體確定了發(fā)達(dá)國(guó)家溫室效應(yīng)氣體排放的削減目標(biāo),進(jìn)一步加快了日本有關(guān)各界對(duì)于環(huán)保措施制定和實(shí)施的步伐,特別是汽車產(chǎn)業(yè)投入前所未有的力量致力于低燃料費(fèi)、低污染汽車的研制開發(fā)。目前的低燃料費(fèi)、低污染汽車主要是以直噴式發(fā)動(dòng)機(jī)為主,另外還有電動(dòng)汽車、燃料電池汽車、甲醇汽車、天然氣汽車、混合動(dòng)力型汽車等,這些采用不同動(dòng)力燃料的汽車均具有各自的優(yōu)點(diǎn)和不足。例如: 直噴式發(fā)動(dòng)機(jī)是在高技術(shù)的支撐下誕生的,使其進(jìn)一步提高性能存在相當(dāng)大的難度;電動(dòng)汽車充電一次行

13、走距離短,而且需要配置充電設(shè)備;天然氣汽車雖然能夠減少二氧化碳排放但也具有一定的限度;燃料電池汽車則存在燃料氫的存儲(chǔ)問(wèn)題等。但是,由于混合動(dòng)力型汽車與汽油燃料汽車相比, 不僅燃料費(fèi)用減少一半,而且二氧化碳的排放量可降低至普通車的1/ 2 , 排放的有害氣體也可削減到規(guī)定值的1/ 10 ,具有低燃料費(fèi)和低污染雙重優(yōu)勢(shì)。因此, 日本的汽車制造業(yè)普遍認(rèn)為混合動(dòng)力型汽車是目前最具有開發(fā)前景的車種。日產(chǎn)汽車制造公司1997 年5 月16 日該公司開發(fā)出了可以使連續(xù)行駛距離增加一倍的串聯(lián)式混合動(dòng)力型微型轎車(排氣量1300CC、搭載汽油發(fā)動(dòng)機(jī))。同年9 月30 日日產(chǎn)又開發(fā)出使燃料費(fèi)降低一半,并且可以批量

14、生產(chǎn)的并聯(lián)式混合動(dòng)力型汽車系統(tǒng)。日產(chǎn)開發(fā)混合型汽車其動(dòng)力傳送系統(tǒng)的主要設(shè)計(jì)思想與豐田公司基本相同,大致可概括為: 將動(dòng)力源分為汽油發(fā)動(dòng)機(jī)和A、B 兩個(gè)電動(dòng)機(jī),根據(jù)不同的行駛狀況,使之達(dá)到最佳利用狀態(tài)。即起動(dòng)和低速行駛時(shí)(約30 公里/ 小時(shí)以內(nèi)) ,僅利用A電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng); 中速行駛時(shí)利用發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)(但急加速時(shí)A 電動(dòng)機(jī)也進(jìn)行輔助動(dòng)力傳送) ;減速時(shí)則將電動(dòng)機(jī)作為發(fā)電機(jī)使用,進(jìn)行能量回收。B 電動(dòng)機(jī)一方面是作為起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī),另一方面在電池的充電量低于一定電平時(shí)回收發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)能作為發(fā)電機(jī)使用。從減少排放的角度看,日產(chǎn)和豐田兩家開發(fā)的混合動(dòng)力型汽車基本達(dá)到了同一指標(biāo)。但與豐田公司最大的不同是日產(chǎn)公司于1

15、997 年9 月開發(fā)出的世界第一臺(tái)排氣量2000CC 級(jí)、搭載皮帶式無(wú)級(jí)變速機(jī)的混合動(dòng)力型汽車可使燃料效率進(jìn)一步提高20%。由于變速裝置完全是電子式控制,因此可根據(jù)不同的行駛狀態(tài),理想平穩(wěn)地控制發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率和轉(zhuǎn)矩,提高傳動(dòng)效率。另外, 電池是使用了日產(chǎn)電子研究所和索尼公司共同研制的鋰離子電池。關(guān)于鋰離子電池的實(shí)用化問(wèn)題,盡管在技術(shù)方面還有提出疑問(wèn)的可能性, 但通過(guò)電動(dòng)汽車搭載考核已經(jīng)證明并不存在實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題,目前已經(jīng)進(jìn)入了可使用自如的實(shí)用階段。雖然鋰離子電池的成本要比鎳氫電池高,但由于把鈷電極置換成錳電極的研究正在取得進(jìn)展,如果能夠?qū)嵱没瘎t可使成本降低。開發(fā)的串聯(lián)式混合動(dòng)力型汽車的電池重量

16、僅是電動(dòng)汽車電池重量的1/ 3 ,并聯(lián)式還可比串聯(lián)式輕1/ 3 ,這樣為混合動(dòng)力型汽車的小型化和輕型化奠定了基礎(chǔ)。日產(chǎn)公司計(jì)劃在今年下半年或年底之前將混合動(dòng)力型汽車投放市場(chǎng),并且把開發(fā)所有車種的混合動(dòng)力型汽車作為今后的研究方向。本田汽車公司本田公司的混合動(dòng)力汽車采用內(nèi)燃機(jī)帶電動(dòng)機(jī)助力（I M A ）系統(tǒng)。由1 .0 L V E T C 汽油機(jī)、60 m m 厚的環(huán)狀D C 無(wú)刷汝鐵硼永磁電機(jī)、鎳氫電池、動(dòng)力控制單元集成，裝于本田Insight 兩座轎車上，采用手動(dòng)或自動(dòng)變速器，每升汽油行駛里程分別為35km 或32km。已經(jīng)在美國(guó)、日本銷售，2001 年銷量4726輛。在美國(guó)售價(jià)2 2.2 萬(wàn)

17、美元,由于成本很高,不能盈利，實(shí)際銷量小于預(yù)計(jì)。最近本田宣布將在美國(guó)銷售中等尺寸的Accord 混合動(dòng)力轎車,采用的是V 6 汽油機(jī)電動(dòng)混合動(dòng)力技術(shù)。變氣缸管理(VCM, variable cylindermanagement)技術(shù)是在某些條件下，例如公路行駛以提高燃料經(jīng)濟(jì)性，將使6 個(gè)氣缸中的3 個(gè)氣缸休眠，混合動(dòng)力Accord 將比只用汽油機(jī)提高性能。本田Insight 混合動(dòng)力汽車采用了轉(zhuǎn)矩復(fù)合的方式，其手動(dòng)變速車創(chuàng)造了3L 汽油行駛105km 的好成績(jī)（日本法規(guī)10 15 工況），而裝備了CVT 的車型也創(chuàng)下了3L 汽油行駛了96km 的好成績(jī)。在這種混合動(dòng)力系統(tǒng)中，以汽油發(fā)動(dòng)機(jī)為主要

18、動(dòng)力，電動(dòng)機(jī)為輔助動(dòng)力，動(dòng)力分配比為9：1。根據(jù)阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的試驗(yàn)結(jié)果，本田Insight 的燃油消耗比相當(dāng)?shù)膫鹘y(tǒng)轎車減少55，CO 的排放量是傳統(tǒng)汽油機(jī)轎車的0 20，HC的排放量是傳統(tǒng)汽油機(jī)轎車的50。豐田汽車公司豐田公司的Pruise1997 年開始投產(chǎn)，1998 年成為世界第一個(gè)小規(guī)模成批生產(chǎn)的汽油電動(dòng)混合動(dòng)力車。例如豐田Prius1.5L 汽油機(jī)采用Atkinson 高效率、高膨脹比工作循環(huán)，行星齒輪功率分配器、電子控制變速器、鎳氫電池、逆變器、電動(dòng)/發(fā)電機(jī)集成為一體。Pruise 混合動(dòng)力電動(dòng)轎車是單軸驅(qū)動(dòng)并聯(lián)式混合電動(dòng)車輛,以行星齒輪作為動(dòng)力連接裝置。發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)單向離合器將動(dòng)力

19、輸出到行星架,行星架按固定比例將扭矩分配到中心輪連接的發(fā)電機(jī),電動(dòng)機(jī)通過(guò)齒輪減速機(jī)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)力輸出。電動(dòng)機(jī)采用小型永磁同步交流電動(dòng)機(jī)，發(fā)電機(jī)采用永磁同步交流發(fā)電機(jī)，可以工作于電動(dòng)機(jī)狀態(tài)。另外車輛功率分配裝置，借助于控制發(fā)電機(jī)的發(fā)電量來(lái)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速,用來(lái)調(diào)節(jié)動(dòng)力分配比例。傳動(dòng)系統(tǒng)起到類似無(wú)級(jí)變速器的作用。采用電動(dòng)機(jī)助力驅(qū)動(dòng)的運(yùn)行狀態(tài)，利用永磁同步電動(dòng)機(jī)低速恒轉(zhuǎn)矩的特性。在車輛啟動(dòng)或加速運(yùn)行時(shí)，使得電動(dòng)機(jī)的優(yōu)異轉(zhuǎn)矩特性發(fā)揮得淋漓盡致Pruise 自1997 年上市至2000 年9 月底已經(jīng)累計(jì)生產(chǎn)了7 萬(wàn)輛。2000年8 月根據(jù)美國(guó)市場(chǎng)需求，對(duì)Pruise 做了重新設(shè)計(jì)。其改進(jìn)后的2001 年型車

20、，被美國(guó)汽車工程雜志評(píng)選為世界最佳設(shè)計(jì)車。2 0 0 3 年重新設(shè)計(jì)了第二代Pruise 并在SAE2004 年年會(huì)上被選為2004 年的最佳設(shè)計(jì)車。2004 年P(guān)ruise已經(jīng)由緊湊型發(fā)展成為中等尺寸型。它比以前的車型具有更強(qiáng)的動(dòng)力性、更好的燃料經(jīng)濟(jì)性以及更低的排放。新型車的加速性從0 97km/h 達(dá)到10s;它的燃料經(jīng)濟(jì)性，按美國(guó)環(huán)保署EPA 公路/城市里程為23.21Km/L(55mpg)，前一代為20.26Km/L(48mpg)。Pruise 被認(rèn)證為超低排放車（S U L E V ），以及先進(jìn)技術(shù)部分零排放車（A T P Z E V）。該車的排放與傳統(tǒng)的汽油車輛相比C O 2 下降

21、50 ，H C 、CO 和NOX 排放可以降低90左右，燃油節(jié)省一半。5.1.2美國(guó)在混合動(dòng)力車開發(fā)生產(chǎn)中的表現(xiàn)早在1997 年，美國(guó)PNGV 就根據(jù)當(dāng)時(shí)的進(jìn)展情況，篩選出壓燃直噴(CIDI)發(fā)動(dòng)機(jī)，混合動(dòng)力電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),燃料電池(含儲(chǔ)能電池)和輕質(zhì)材料4 項(xiàng)新技術(shù),組織和號(hào)召大家重點(diǎn)突破，混合動(dòng)力技術(shù)是重點(diǎn)之一，鑒于直噴柴油機(jī)也是一項(xiàng)重點(diǎn)，為了容易達(dá)到PNGV80MPG(33.78Km/L)的目標(biāo)，美國(guó)三大汽車公司都發(fā)展了柴油機(jī)電動(dòng)機(jī)混合動(dòng)力，而且都按計(jì)劃于1999 年制造出柴油機(jī)混合動(dòng)力轎車。如戴- 克公司Dodge ESX3,適度混合動(dòng)力系統(tǒng)（mildhybrid），福特公司Prodigy

22、，低儲(chǔ)能需求(LSR)混合電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，通用汽車公司Precept，雙軸混合電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)等。雖然三家公司都完成了與政府的合作計(jì)劃,并獲得了PNGV 的資金補(bǔ)助.但是都沒有考慮商業(yè)化問(wèn)題?，F(xiàn)在為了實(shí)現(xiàn)商業(yè)化不得不重新開發(fā)市場(chǎng)需要的產(chǎn)品，并安排制造計(jì)劃，這就比日本公司落后了大約5 年。2000 年以來(lái)，三大汽車公司總結(jié)了低批量生產(chǎn)電動(dòng)汽車的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，決定實(shí)施戰(zhàn)略轉(zhuǎn)變，將其混合動(dòng)力系統(tǒng)裝于高耗能和高價(jià)格的SU V 和輕型載貨車上.輕型載貨車和SUV 這類汽車在美國(guó)銷售數(shù)量極大，所以改善這些車輛的燃料經(jīng)濟(jì)性,將對(duì)降低總體燃料消耗和CO2 的產(chǎn)生更有意義。已知的一些車型有: 戴-克公司PowerBox hy

23、bridSUV( 用一臺(tái)CNG2.7L V6 發(fā)動(dòng)機(jī)),Combatt C2Hybrid(5.9L 6 缸增壓柴油機(jī));福特(Escapehybrid SUV),通用Paradi GM SUV(采用V6 或I4 發(fā)動(dòng)機(jī))。從90 年代開始, 美國(guó)加強(qiáng)了政府和企業(yè)之間的技術(shù)合作與聯(lián)合, 并以混合動(dòng)力電動(dòng)汽車為重點(diǎn)對(duì)象,由能源部牽頭,包括運(yùn)輸部和國(guó)防部, 斥巨資組織各汽車公司和有關(guān)部門積極開展混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的研究工作。1993 年9 月美國(guó)總統(tǒng)克林頓與美國(guó)通用、福特和克萊斯勒三大汽車公司總裁共同提出了美國(guó)“新一代汽車合作伙伴計(jì)劃” (簡(jiǎn)稱PNGV 計(jì)劃) , 旨在開發(fā)新一代高效節(jié)能汽車。混合動(dòng)力

24、電動(dòng)汽車計(jì)劃是1997 年底美國(guó)重新確定的PN GV 計(jì)劃4 個(gè)重點(diǎn)領(lǐng)域之一。此外美國(guó)先進(jìn)項(xiàng)目局(ARPA) 于1993 年訂立電動(dòng)汽車( EV)和混合動(dòng)力電動(dòng)汽車( HEV)項(xiàng)目, 出資2 500 萬(wàn)美元, 與各州、地方和私人投資以不低于1 1 的資金比例研究EV 和HEV 技術(shù)。1994 年ARPA 項(xiàng)目投資已增加到4 600萬(wàn)美元。1993 年和1996 年,美國(guó)能源部分別與通用汽車公司、福特汽車公司和克萊斯勒汽車公司簽定了總額達(dá)3161 億美元的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車系統(tǒng)開發(fā)子合同,并許下諾言: “至2000 年, 一定要使混合動(dòng)力汽車成為美國(guó)公路上司空見慣的車輛”。隨著PN GV 計(jì)劃的實(shí)

25、施,美國(guó)三大汽車公司進(jìn)行了一系列的整車技術(shù)開發(fā)和研制工作。通用汽車公司同時(shí)致力于串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車和并聯(lián)式混合動(dòng)力的研制。在1998 年1月的底特律北美國(guó)際汽車展上, 通用汽車公司推出了EV1 型4座混合動(dòng)力電動(dòng)汽車。福特汽車公司已開發(fā)出福特P2000 型5 座并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車,預(yù)計(jì)2000 年可投放市場(chǎng); 福特新開發(fā)出的“優(yōu)異2010”概念車實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的性能已達(dá)到了PN GV 計(jì)劃的部分目標(biāo):每加侖汽油行駛80 英里。1998年1 月, 克萊斯勒汽車公司宣布開發(fā)出道奇無(wú)畏ESX2 串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車,預(yù)計(jì)2003 年可投放市場(chǎng)。1997 年由美國(guó)宇航局(NASA) Lewis 中

26、心、俄亥俄州政府和工業(yè)界、大學(xué)等9 個(gè)單位合作, 開發(fā)出串聯(lián)式電動(dòng)- 噴氣渦輪混合動(dòng)力大客車, 預(yù)計(jì)2000 年投放市場(chǎng)。5.2 國(guó)內(nèi)混合動(dòng)力發(fā)技術(shù)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)我國(guó)目前也非常重視混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的研究與開發(fā), 一些單位的起步研究工作正在展開,國(guó)家科技部已將其作為“十五”863 重大專項(xiàng)的內(nèi)容。我國(guó)有關(guān)電動(dòng)汽車的研制開始于上世紀(jì)90 年代。廣東省研究開發(fā)電動(dòng)汽車的院校和企業(yè)分布于廣州、深圳、珠海、南海、順德和江門等城市, 從1996 年開始,廣東省科委統(tǒng)一協(xié)調(diào)組織研制電動(dòng)汽車, 并取得了可喜的進(jìn)展。清華大學(xué)研制了電動(dòng)中型客車; 中國(guó)遠(yuǎn)望(集團(tuán))總公司與北京理工大學(xué)、國(guó)防科技大學(xué)和河北勝利客車廠等

27、單位聯(lián)合, 于1996 年3 月研制成功了51 座YW6120 型電動(dòng)大客車。在此基礎(chǔ)上,金龍公司合作研制了混合動(dòng)力客車; 同年,江蘇理工大學(xué)承擔(dān)了江蘇省科委下達(dá)的重點(diǎn)工業(yè)科技攻關(guān)項(xiàng)目ZJ K 6700HEV 串聯(lián)式混合動(dòng)力公交輕型客車的研制, 目前樣車的研制工作已結(jié)束。長(zhǎng)春第一汽車制造廠在2001 年4 月19日閉幕的第3 屆北京國(guó)際清潔車展上推出一款混合動(dòng)力轎車紅旗CA7180AE ,這是長(zhǎng)春第一汽車制造廠汽研所、美國(guó)電動(dòng)車亞洲7 公司、汕頭國(guó)家電動(dòng)汽車試驗(yàn)示范區(qū)三方共同合作的成果。這款串聯(lián)式的混合動(dòng)力轎車屬中高檔,發(fā)動(dòng)機(jī)為13kW 汽油機(jī),電機(jī)為直流15 kW, 144 V (105 A

28、h) 鉛酸電池, 4 2 前驅(qū)動(dòng)型式, 最高車速可達(dá)135km/ h。清華大學(xué)與沈陽(yáng)金杯客車制造有限公司在2001 年3 月簽訂了“SY6480 混合動(dòng)力客車的研制與開發(fā)”合作項(xiàng)目的合同。清華大學(xué)通過(guò)參加國(guó)家“八五”、“九五”電動(dòng)汽車的科技攻關(guān)課題, 在HEV 方面積累了一定的技術(shù)基礎(chǔ)。深圳明華環(huán)保汽車有限公司于2001 年4 月推出了混合電動(dòng)環(huán)保汽車MH6720 , 引起社會(huì)各界關(guān)注。該車采用的是并聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng),發(fā)動(dòng)機(jī)為87kW。電機(jī)為312V , 充電次數(shù)大于500 次, 異步交流電機(jī)平均功率為36 kW,滿載最高車速90 km/ h , 最大爬坡度33% , 續(xù)駛程長(zhǎng)可達(dá)1 080 km ,純電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)為100km ,百公里等速油耗7169 dm3 , 乘客數(shù)22 人。其尾氣排放達(dá)歐洲標(biāo)準(zhǔn),噪聲指標(biāo)也大大低于國(guó)產(chǎn)普通中巴車。東風(fēng)汽車公司承接“863”混合動(dòng)力汽車研制項(xiàng)目現(xiàn)已完成,并已于最近推出混合動(dòng)力客車樣車。汽車公司研制的混合動(dòng)力轎車,天津清源公司開發(fā)的混合動(dòng)力轎車和混合動(dòng)力大客車,北京理工大學(xué)研制的混和動(dòng)力大客車,還有深圳五洲龍汽車有限公司研制的混合動(dòng)力大客車都有進(jìn)展。一汽已經(jīng)與豐田達(dá)成協(xié)議,20