混合動(dòng)力汽車(chē)發(fā)展概況

1、混合動(dòng)力汽車(chē)發(fā)展概況前言混合動(dòng)力汽車(chē):混合動(dòng)力裝置是將傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)盡量做小一點(diǎn),讓一部分動(dòng)力由電池- 電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)來(lái)承擔(dān),既發(fā)揮了發(fā)動(dòng)機(jī)持續(xù)工作時(shí)間長(zhǎng)、動(dòng)力性好的優(yōu)點(diǎn),又可以發(fā)揮電動(dòng)機(jī)無(wú)污染、低噪聲的優(yōu)點(diǎn)?；旌蟿?dòng)力汽車(chē)是采用傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源,通過(guò)混合使用人力和電力兩套裝置開(kāi)動(dòng)汽車(chē)達(dá)到節(jié)省燃料和降低排放污染的目的,實(shí)用的內(nèi)燃機(jī)既有柴油機(jī)又有汽油機(jī),但是共同的特點(diǎn)是排量小、質(zhì)量輕、速度快、排放好。電動(dòng)系統(tǒng)中包括高效強(qiáng)化的電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)和蓄電池?；旌蟿?dòng)力汽車(chē)按照能量的合成主要分為串聯(lián)式和并聯(lián)式兩種?；旌蟿?dòng)力汽車(chē)與純電動(dòng)汽車(chē)相比,降低了對(duì)電池能量密度和容量的要求,減輕了電池部分的質(zhì)量,有利于

2、提高汽車(chē)的質(zhì)量利用系數(shù);動(dòng)力性、續(xù)駛里程以及乘員的舒適性都得到了保證;無(wú)需增加充電設(shè)施,易于推廣應(yīng)用。與傳統(tǒng)的汽車(chē)相比,原動(dòng)機(jī)經(jīng)常處于最佳工況,降低了排放;能量自動(dòng)回收,提高了能量利用率;采用純電動(dòng)行駛模式,可以在特定的區(qū)域?qū)崿F(xiàn)零排放?；旌蟿?dòng)力汽車(chē)除發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)、蓄電池等各種單元基礎(chǔ)外,重要的技術(shù)是各系統(tǒng)的電子控制技術(shù)和整車(chē)的動(dòng)力系統(tǒng)優(yōu)化,匹配好的系統(tǒng)能達(dá)到節(jié)省燃料50%、排放下降80%、制動(dòng)能量回收達(dá)到30%?！笆晃濉逼陂g,重點(diǎn)研究開(kāi)發(fā)和掌握混合動(dòng)力汽車(chē)、燃料電池汽車(chē)、純電動(dòng)汽車(chē)、代用燃料汽車(chē)整車(chē)和零部件的關(guān)鍵技術(shù),建立整車(chē)評(píng)價(jià)平臺(tái),推動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)體系的建設(shè),促進(jìn)節(jié)能環(huán)保機(jī)車(chē)的產(chǎn)業(yè)化。國(guó)際上對(duì)

3、哪種技術(shù)才是汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向存在很多爭(zhēng)議。就目前現(xiàn)狀來(lái)看,混合動(dòng)力汽車(chē)憑借其較為成熟的技術(shù),結(jié)合我國(guó)汽車(chē)工業(yè)的技術(shù)狀況,發(fā)展混合動(dòng)力汽車(chē)較為適宜一、      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(chē)公司均投入巨資開(kāi)始進(jìn)行電動(dòng)汽車(chē)和混合動(dòng)力汽車(chē)實(shí)用車(chē)型的研制和開(kāi)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(chē)的主要?jiǎng)恿π灾笜?biāo)達(dá)到了燃油汽車(chē)的水平。進(jìn)入21 世紀(jì)后, 各國(guó)加快了HE

4、V 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(chē)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(chē)型也將在23 年內(nèi)推向市場(chǎng)。很多車(chē)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(chē)、混合動(dòng)力汽車(chē)性能的日益提高以及其成本的不斷降低, 混合動(dòng)力汽車(chē)的市場(chǎng)份額逐漸增大,已成為重點(diǎn)發(fā)展的新型汽車(chē)

5、。日本混合動(dòng)力型汽車(chē)發(fā)展?fàn)顩r1997 年12 月在日本京都召開(kāi)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(chē)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(chē)的研制開(kāi)發(fā)。目前的低燃料費(fèi)、低污染汽車(chē)主要是以直噴式發(fā)動(dòng)機(jī)為主,另外還有電動(dòng)汽車(chē)、燃料電池汽車(chē)、甲醇汽車(chē)、天然氣汽車(chē)、混合動(dòng)力型汽車(chē)等, 這些采用不同動(dòng)力燃料的汽車(chē)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(chē)充電一次行走距離短,而且需要配置充電設(shè)備; 天然氣汽車(chē)雖然能夠減少二氧化

6、碳排放但也具有一定的限度; 燃料電池汽車(chē)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(chē)與汽油燃料汽車(chē)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(chē)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(chē)制造業(yè)普遍認(rèn)為混合動(dòng)力型汽車(chē)是目前最具有開(kāi)發(fā)前景的車(chē)種。1. 日產(chǎn)汽車(chē)制造公司1997 年5 月16 日該公司開(kāi)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(chē)(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(kāi)發(fā)出使燃料費(fèi)降低一半,并且可以批量生產(chǎn)的并聯(lián)式混合動(dòng)力型汽車(chē)系統(tǒng)。日產(chǎn)開(kāi)發(fā)混合型

7、汽車(chē)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?xún)?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(kāi)發(fā)的混合動(dòng)力型汽車(chē)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1997 年9月開(kāi)發(fā)出的世界第一臺(tái)排

8、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(chē)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(chē)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(kāi)發(fā)的串聯(lián)式混合動(dòng)力型汽車(chē)的電池重量?jī)H是電動(dòng)汽車(chē)電池重量的1

9、/ 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(chē)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(chē)投放市場(chǎng), 并且把開(kāi)發(fā)所有車(chē)種的混合動(dòng)力型汽車(chē)作為今后的研究方向。2. 富士重工目前日本大多數(shù)汽車(chē)制造公司開(kāi)發(fā)的混合動(dòng)力型汽車(chē)的排氣量均在1500CC 以上,而富士重工則將研制微型(660CC) 混合動(dòng)力型汽車(chē)作為自己的主攻目標(biāo)。其原因主要是: 微型汽車(chē)在日本國(guó)內(nèi)占有一定的市場(chǎng), 微型混合動(dòng)力型汽車(chē)無(wú)論在重量還是開(kāi)發(fā)成本等方面都具有一定優(yōu)勢(shì), 制造技術(shù)也相對(duì)簡(jiǎn)單。目前該公司已經(jīng)制造出了試驗(yàn)用車(chē)體, 實(shí)際走行實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷臏y(cè)試工作也正在進(jìn)行, 但批量生產(chǎn)尚沒(méi)

10、有具體的時(shí)間表。在能量存儲(chǔ)方面, 富士重工采用了兩種不同形式的電池,一種是雙層電容器,另一種是錳鋰離子電池。前者在起動(dòng)和加速時(shí)可瞬間提供較大的功率, 但存儲(chǔ)能量不多。而后者則與電動(dòng)汽車(chē)的電池相似,存儲(chǔ)容量大,行駛距離長(zhǎng)。根據(jù)不同的行駛狀態(tài)切換使用兩種不同種類(lèi)的電池是該公司開(kāi)發(fā)微型混合動(dòng)力型汽車(chē)的重要設(shè)計(jì)思想和特色。另外, 在微型車(chē)的頂棚裝有太陽(yáng)能吸收板, 利用停車(chē)時(shí)間可對(duì)其進(jìn)行充電。如果每天平均充電4 5 小時(shí),大約可得到行駛7 8 公里的距離能量。 豐田汽車(chē)日前就與其擁有資本合作關(guān)系的富士重工業(yè)之間的業(yè)務(wù)合作，發(fā)表了生產(chǎn)及開(kāi)發(fā)方面的具體內(nèi)容。生產(chǎn)方面，將在富士重工業(yè)位于美國(guó)的工廠開(kāi)始生產(chǎn)豐田

11、車(chē)。開(kāi)發(fā)方面，目前已就委托富士重工業(yè)開(kāi)發(fā)豐田車(chē)，以及在富士重工業(yè)的混合動(dòng)力車(chē)上使用豐田汽車(chē)的系統(tǒng)達(dá)成了意向。生產(chǎn)委托方面，將從2007年春季開(kāi)始在富士重工業(yè)位于美國(guó)印第安納州的工廠“S U B A R U o f I N D I A N AAUTOMOTIVE, INC.（SIA 公司）”受托生產(chǎn)豐田汽車(chē)“佳美（CAMRY）”。計(jì)劃每年生產(chǎn)10萬(wàn)輛。目前SIA 公司利用兩條生產(chǎn)線生產(chǎn)“力獅（L E G A C Y ）”、“O U T B A C K ”、“B A J A ”及“B 9 T R I B E C A ”。其中，將把用于生產(chǎn)B9 TRIBECA 的生產(chǎn)線與另一條生產(chǎn)線整合，空下來(lái)的生

12、產(chǎn)線將作為佳美專(zhuān)用生產(chǎn)線進(jìn)行改造。具體來(lái)說(shuō)，將新導(dǎo)入焊接設(shè)備，而涂裝設(shè)備由兩條生線共用。通過(guò)生產(chǎn)豐田車(chē)，SIA 公司的年產(chǎn)量將達(dá)到24 萬(wàn)輛，因此將新雇用1000 名員工。據(jù)說(shuō)富士重工業(yè)從2006年2月1日開(kāi)始已向豐田汽車(chē)派遣了10 名生產(chǎn)技術(shù)相關(guān)技術(shù)員。開(kāi)發(fā)方面，由于豐田將委托富士工業(yè)進(jìn)行車(chē)輛開(kāi)發(fā)，因此富士重工業(yè)從2006年2月1日開(kāi)始已向豐田汽車(chē)派遣了20名技術(shù)員。車(chē)型等細(xì)節(jié)將在今后討論，據(jù)說(shuō)首先將有大約100名技術(shù)員參與開(kāi)發(fā)。富士重工目前已與豐田汽車(chē)達(dá)成了使用豐田混合動(dòng)力系統(tǒng)的意向。這樣，富士重工業(yè)將改變?cè)瓉?lái)自主開(kāi)發(fā)混合動(dòng)力系統(tǒng)的方式，與豐田汽車(chē)展開(kāi)聯(lián)合開(kāi)發(fā)。富士重工業(yè)表示今后將繼續(xù)與東

13、京電力開(kāi)發(fā)電動(dòng)汽車(chē)，此外該公司還認(rèn)為與其出資的鋰離子充電電池廠商 NECLamilion Energy 之間的關(guān)系也“不會(huì)受到影響”。通過(guò)此次的業(yè)務(wù)合作，豐田將獲得北美生產(chǎn)能力到2008年可增至200萬(wàn)輛的好處。不過(guò)豐田表示目前尚未打算提高目前占5的資本合作出資比例。豐田汽車(chē)與富士重工今后還將在業(yè)務(wù)合作方面繼續(xù)進(jìn)行磋商。其關(guān)聯(lián)公司中包括大發(fā)工業(yè)的豐田汽車(chē)表示，“目前尚未打算在輕型汽車(chē)方面進(jìn)行業(yè)務(wù)合作，不過(guò)將來(lái)也許有可能考慮”。3. 日野汽車(chē)制造公司日野汽車(chē)制造公司于1997 年12 月18 日開(kāi)發(fā)出的柴油機(jī)/ 電氣混合型系統(tǒng)(HIMR) 的大功率低污染城市型客車(chē)在日本受到好評(píng)。所謂HIMR 是

14、通過(guò)安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的一個(gè)三相交流感應(yīng)式電機(jī),將制動(dòng)能量變換為電能,對(duì)裝載在輪距間的鉛電池(12V25 個(gè), 總重量600 650 公斤) 進(jìn)行充電的并聯(lián)混合動(dòng)力型系統(tǒng)。由于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)在加速時(shí)應(yīng)答遲緩, 因此在起動(dòng)和加速時(shí)將三相交流電機(jī)作為馬達(dá)所發(fā)揮的輔助驅(qū)動(dòng)能力約占總輸出功率的20 %30 % ,高速行駛時(shí)約占15 %。到目前為止,日本全國(guó)總計(jì)有160 臺(tái)混合動(dòng)力型大型客車(chē)投入運(yùn)行, 這個(gè)數(shù)字作為一個(gè)公司或作為一個(gè)新開(kāi)發(fā)的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在世界范圍內(nèi)都是最多的。大功率混合動(dòng)力型客車(chē)今后的主要課題是進(jìn)一步減輕重量和改進(jìn)蓄電池。即如何將鉛電池更換成鎳氫電池, 進(jìn)而采用鋰離子電池。另外為了回收更多的能量

15、, 日野公司考慮將采用電容器或飛輪蓄電池等方面的技術(shù), 進(jìn)一步提高節(jié)能效率。4. 本田汽車(chē)公司本田公司的混合動(dòng)力汽車(chē)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)、6 0 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(chē)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(xiāo)售，2001年銷(xiāo)量4726 輛。在美國(guó)售價(jià)2 2.2 萬(wàn)美元,由于成本很高,不能盈利，實(shí)際銷(xiāo)量小于預(yù)計(jì)。最近本田宣布將在美國(guó)銷(xiāo)售中等尺寸的Accord 混合動(dòng)力轎車(chē),采用的是V 6 汽油機(jī)電動(dòng)混合動(dòng)力

16、技術(shù)。變氣缸管理(VCM, variable cylinder management)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(chē)采用了轉(zhuǎn)矩復(fù)合的方式，其手動(dòng)變速車(chē)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(chē)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?jiǎng)恿Γ妱?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(chē)減少55，CO 的排放量

17、是傳統(tǒng)汽油機(jī)轎車(chē)的0 20，HC的排放量是傳統(tǒng)汽油機(jī)轎車(chē)的50。5. 豐田汽車(chē)公司豐田公司的Pruise1997 年開(kāi)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(chē)。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(chē)是單軸驅(qū)動(dòng)并聯(lián)式混合電動(dòng)車(chē)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

18、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(chē)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(lèi)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(chē)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(chē)，被美國(guó)汽車(chē)工程雜志評(píng)選為世界最佳設(shè)計(jì)車(chē)。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

19、設(shè)計(jì)車(chē)。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(chē)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(chē)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(chē)（S U L E V ），以及先進(jìn)技術(shù)部分零排放車(chē)（A T P Z E V ）。該車(chē)的排放與傳統(tǒng)的汽油車(chē)輛相比C O 2 下降5 0 ，H C 、CO 和NOX 排放可以降低90左右，燃油節(jié)省一半。美國(guó)在混合動(dòng)力車(chē)開(kāi)發(fā)生產(chǎn)中的表現(xiàn)早在1997 年，美國(guó)PNGV 就根

20、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(chē)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(chē)。如戴- 克公司Dodge ESX3,適度混合動(dòng)力系統(tǒng)（mild hybrid），福特公司Prodigy，低儲(chǔ)能需求(LSR)混合電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，通用汽車(chē)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

21、的資金補(bǔ)助.但是都沒(méi)有考慮商業(yè)化問(wèn)題。現(xiàn)在為了實(shí)現(xiàn)商業(yè)化不得不重新開(kāi)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(chē)公司總結(jié)了低批量生產(chǎn)電動(dòng)汽車(chē)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S U V 和輕型載貨車(chē)上.輕型載貨車(chē)和SUV 這類(lèi)汽車(chē)在美國(guó)銷(xiāo)售數(shù)量極大，所以改善這些車(chē)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(chē)型有: 戴- 克公司PowerBox hybrid SUV(用一臺(tái)CNG2.7L V6 發(fā)動(dòng)機(jī)),Combatt C2 Hybrid(5.9L 6 缸增壓柴油機(jī));福特(Escape

22、hybrid SUV),通用Paradi GM SUV(采用V6 或I4 發(fā)動(dòng)機(jī))。從90 年代開(kāi)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(chē)為重點(diǎn)對(duì)象,由能源部牽頭, 包括運(yùn)輸部和國(guó)防部, 斥巨資組織各大汽車(chē)公司和有關(guān)部門(mén)積極開(kāi)展混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)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(chē)公司總裁共同提出了美國(guó)“新一代汽車(chē)合作伙伴計(jì)劃” (簡(jiǎn)稱(chēng)PN GV 計(jì)劃) , 旨在開(kāi)發(fā)新一代高效節(jié)能汽車(chē)?；旌蟿?dòng)力電動(dòng)汽車(chē)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)

23、汽車(chē)( EV) 和混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)( 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(chē)公司、福特汽車(chē)公司和克萊斯勒汽車(chē)公司簽定了總額達(dá)3161億美元的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)子合同, 并許下諾言: “至2000 年, 一定要使混合動(dòng)力汽車(chē)成為美國(guó)公路上司空見(jiàn)慣的車(chē)輛”。隨著PN GV 計(jì)劃的實(shí)施,美國(guó)三大汽車(chē)公司進(jìn)行了一系列的整車(chē)技術(shù)開(kāi)發(fā)和研制工作。通用汽車(chē)公司同時(shí)致力于串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)和并聯(lián)式混合動(dòng)力的研制。在

24、1998 年1 月的底特律北美國(guó)際汽車(chē)展上, 通用汽車(chē)公司推出了EV1 型4 座混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)。福特汽車(chē)公司已開(kāi)發(fā)出福特P2000 型5 座并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē), 預(yù)計(jì)2000年可投放市場(chǎng); 福特新開(kāi)發(fā)出的“優(yōu)異2010”概念車(chē)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(chē)公司宣布開(kāi)發(fā)出道奇無(wú)畏ESX2 串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē), 預(yù)計(jì)2003 年可投放市場(chǎng)。1997 年由美國(guó)宇航局(NASA) Lewis 中心、俄亥俄州政府和工業(yè)界、大學(xué)等9 個(gè)單位合作, 開(kāi)發(fā)出串聯(lián)式電動(dòng)- 噴氣渦輪混合動(dòng)力大客車(chē), 預(yù)計(jì)2000 年投放市場(chǎng)

25、。歐洲對(duì)于混合動(dòng)力汽車(chē)的觀點(diǎn)歐洲的汽車(chē)公司認(rèn)為,雖然汽油機(jī)混合動(dòng)力技術(shù)節(jié)省汽油，也能降低排放,但相比之下柴油機(jī)轎車(chē)更好，因?yàn)椴裼蜋C(jī)已經(jīng)發(fā)展成為清潔，平順，安靜的動(dòng)力。增壓器,高壓燃料噴射系統(tǒng)已經(jīng)將柴油機(jī)改進(jìn)得和汽油機(jī)一樣好,加上清潔低硫的柴油燃料，柴油機(jī)轎車(chē)已經(jīng)具有更高的燃料經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)柴油機(jī)比汽油電動(dòng)混合動(dòng)力更加簡(jiǎn)單、高效、制造費(fèi)用較低,也能使制造者獲得合理的利潤(rùn)。1.8LTDI 柴油機(jī)轎車(chē)燃油經(jīng)濟(jì)性大約是21.1Km/L,價(jià)格則低于本田的Civic。所以歐洲汽車(chē)公司的主要精力放在發(fā)展現(xiàn)代增壓直噴柴油機(jī)轎車(chē)上。歐洲也正在積極進(jìn)行混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的開(kāi)發(fā)、研制及推廣方面的工作。法國(guó)雷諾公司研制的

26、VERT和HYMME 兩款混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)已在法國(guó)接受了10000km 的運(yùn)行試驗(yàn)。并于1998 年研制出電動(dòng)(汽油) 兩用車(chē), 取名為NEXT , 樣車(chē)已經(jīng)向公眾展出。這種電動(dòng)汽油兩用車(chē)前部裝有一臺(tái)汽油發(fā)動(dòng)機(jī); 兩臺(tái)7kW電動(dòng)機(jī)裝在兩個(gè)后輪上。當(dāng)時(shí)速在40km 以下時(shí), 由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng); 達(dá)到40km 以上時(shí)由汽油發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng), 同時(shí)可為電瓶充電, 最大時(shí)速達(dá)142km ; 若再加速, 此時(shí)電瓶會(huì)提供輔助動(dòng)力, 最高時(shí)速可達(dá)169km。瑞典沃爾沃公司也開(kāi)發(fā)出基于沃爾沃FL6 卡車(chē)改裝的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē), 最高時(shí)速可達(dá)90km。德國(guó)已有幾十輛混合動(dòng)力大客車(chē)在斯圖加特和威塞爾市運(yùn)行。德國(guó)公司生產(chǎn)的并

27、聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)Duo已小批量生產(chǎn), 現(xiàn)在德國(guó)已開(kāi)始出租, 預(yù)計(jì)4 年內(nèi)租出500 輛。最近, 德國(guó)汽車(chē)工業(yè)準(zhǔn)備實(shí)施新的排放標(biāo)準(zhǔn)和節(jié)能要求, 將不允許百公里油耗超過(guò)5 升的轎車(chē)上路, 這也促使人們更多地把希望寄托在混合動(dòng)力汽車(chē)上。保時(shí)捷公司一直以來(lái)，混合動(dòng)力車(chē)型都是以中低檔家用車(chē)為主，如豐田prius、本田insight等，全是低價(jià)位的小型車(chē)。不久后，著名高檔車(chē)品牌保時(shí)捷也將推出混合動(dòng)力車(chē)型，從而為混合動(dòng)力家族增添一款貴族新丁，這就是頂級(jí)豪華SUV 卡宴Cayenne 的混合動(dòng)力版。保時(shí)捷公司是在第61 屆法蘭克福車(chē)展上宣布這一消息的。他們計(jì)劃在2010年左右生產(chǎn)以S U V （多功能運(yùn)動(dòng)車(chē)

28、）“Cayenne”為原型的油電混合動(dòng)力車(chē)?；旌蟿?dòng)力款Cayenne將保持保時(shí)捷獨(dú)有的動(dòng)力性能，同時(shí)還將把燃燒效率提高15左右，這將從根本上改變大型SUV越野車(chē)費(fèi)油的弊病。混合動(dòng)力款Cayenne裝有一個(gè)傳統(tǒng)的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)和一個(gè)新的電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，它們可以單獨(dú)或協(xié)同地為汽車(chē)提供動(dòng)力。電動(dòng)機(jī)中還裝有一個(gè)專(zhuān)用的離合器，可以使電動(dòng)機(jī)完全獨(dú)立地工作，當(dāng)需要時(shí)可以隨時(shí)啟動(dòng)。整個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)完全采用電子控制，可以時(shí)刻檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)流閥的位置，它決定了位于車(chē)輛尾部的電池的蓄電情況。當(dāng)電動(dòng)機(jī)離合器關(guān)閉時(shí)，汽油發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)一起提供動(dòng)力，當(dāng)電池的電量消耗光時(shí)，電動(dòng)機(jī)就會(huì)自動(dòng)停止而完全靠發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力。這套混合動(dòng)力系統(tǒng)在城市

29、路況行駛時(shí)的優(yōu)勢(shì)最為明顯。在擁擠的道路中，車(chē)輛不斷的停車(chē)和啟動(dòng)，而且行駛速度也比較慢，這時(shí)就可完全依靠電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，從而大大降低油耗。而且在制動(dòng)時(shí)，由于行駛慣性而產(chǎn)生的能量也將被儲(chǔ)存到電池中，而不是像以前那樣白白浪費(fèi)，這樣就為電動(dòng)機(jī)提供了額外的動(dòng)力。這套混合動(dòng)力系統(tǒng)由保時(shí)捷和德國(guó)大眾集團(tuán)聯(lián)合開(kāi)發(fā)。大眾集團(tuán)的奧迪公司剛剛發(fā)布的，以SUV（多功能運(yùn)動(dòng)車(chē)）“Q7”為原型的混合動(dòng)力車(chē)，也將采用這套系統(tǒng)。二、      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(chē)的研究與開(kāi)發(fā), 一些單位的起步研究工作正在展開(kāi), 國(guó)家科技部已將其作為

30、“十五”863 重大專(zhuān)項(xiàng)的內(nèi)容。我國(guó)有關(guān)電動(dòng)汽車(chē)的研制開(kāi)始于上世紀(jì)90 年代。廣東省研究開(kāi)發(fā)電動(dòng)汽車(chē)的院校和企業(yè)分布于廣州、深圳、珠海、南海、順德和江門(mén)等城市, 從1996 年開(kāi)始, 廣東省科委統(tǒng)一協(xié)調(diào)組織研制電動(dòng)汽車(chē), 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(chē); 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(chē)廠等單位聯(lián)合, 于1996 年3 月研制成功了51 座YW6120 型電動(dòng)大客車(chē)。在此基礎(chǔ)上, 我國(guó)混合動(dòng)力汽車(chē)的研制也有了一定的進(jìn)展。1998 年清華大學(xué)與廈門(mén)金龍公司合作研制了混合動(dòng)力客車(chē); 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

31、 K 6700HEV 串聯(lián)式混合動(dòng)力公交輕型客車(chē)的研制, 目前樣車(chē)的研制工作已結(jié)束。長(zhǎng)春第一汽車(chē)制造廠在2001 年4 月19 日閉幕的第3 屆北京國(guó)際清潔車(chē)展上推出一款混合動(dòng)力轎車(chē)紅旗CA7180AE , 這是長(zhǎng)春第一汽車(chē)制造廠汽研所、美國(guó)電動(dòng)車(chē)亞洲7 公司、汕頭國(guó)家電動(dòng)汽車(chē)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(chē)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 Ah) 鉛酸電池, 4 2 前驅(qū)動(dòng)型式, 最高車(chē)速可達(dá)135 km/ h。清華大學(xué)與沈陽(yáng)金杯客車(chē)制造有限公司在2001 年3 月簽訂了“SY6480 混合動(dòng)力客車(chē)的研制與開(kāi)發(fā)”合作項(xiàng)目

32、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(chē)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(chē)有限公司于2001 年4 月推出了混合電動(dòng)環(huán)保汽車(chē)MH6720 , 引起社會(huì)各界關(guān)注。該車(chē)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(mǎn)載最高車(chē)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100 km ,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(chē)。東風(fēng)汽車(chē)公司承接“863”

33、混合動(dòng)力汽車(chē)研制項(xiàng)目現(xiàn)已完成, 并已于最近推出混合動(dòng)力客車(chē)樣車(chē)。汽車(chē)公司研制的混合動(dòng)力轎車(chē),天津清源公司開(kāi)發(fā)的混合動(dòng)力轎車(chē)和混合動(dòng)力大客車(chē),北京理工大學(xué)研制的混和動(dòng)力大客車(chē),還有深圳五洲龍汽車(chē)有限公司研制的混合動(dòng)力大客車(chē)都有進(jìn)展。一汽已經(jīng)與豐田達(dá)成協(xié)議,2005 年在中國(guó)生產(chǎn)銷(xiāo)售混合動(dòng)力Pruise,上海汽車(chē)集團(tuán)也與通用汽車(chē)公司研究了發(fā)展混合動(dòng)力汽車(chē)生產(chǎn)問(wèn)題。3.混合動(dòng)力汽車(chē)前景展望及發(fā)展趨勢(shì)在能源和環(huán)保的壓力下，世界各大汽車(chē)公司無(wú)不涉足電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域，但是由于技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上存在的各種困難，電動(dòng)汽車(chē)還有相當(dāng)長(zhǎng)的路要走才有可能實(shí)現(xiàn)商品化，而混合動(dòng)力汽車(chē)技術(shù)相對(duì)更為成熟，由于采用了精湛的機(jī)電耦合技術(shù)和

34、智能化的整車(chē)控制策略，從而實(shí)現(xiàn)整車(chē)的高性能，低能耗和低排放，因此日本、美國(guó)等多家汽車(chē)公司已經(jīng)和正向市場(chǎng)推出各種混合動(dòng)力汽車(chē)產(chǎn)品，世界主要地區(qū)汽車(chē)銷(xiāo)售量及混合動(dòng)力汽車(chē)銷(xiāo)售量預(yù)測(cè)。預(yù)測(cè)表明到2010 年全球混合動(dòng)力汽車(chē)年產(chǎn)可達(dá)294 萬(wàn)輛。從國(guó)內(nèi)市場(chǎng)來(lái)看，由于經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速增長(zhǎng)，城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，各大城市政府已紛紛將推廣使用清潔燃料汽車(chē)作為凈化空氣、改善環(huán)境的一項(xiàng)重要措施，特別是北京申辦2008 年奧運(yùn)會(huì)成功，更為潔凈型城市汽車(chē)提供了極佳的市場(chǎng)機(jī)遇。隨著石油資源的枯竭、人們環(huán)保意識(shí)的提高，電動(dòng)汽車(chē)及混合動(dòng)力汽車(chē)將成為新世紀(jì)前幾十年汽車(chē)發(fā)展的主流，這一點(diǎn)也是我國(guó)汽車(chē)界所有業(yè)內(nèi)人士的共識(shí)。我國(guó)政府已經(jīng)

35、在國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(863 計(jì)劃)中專(zhuān)門(mén)有電動(dòng)汽車(chē)重大專(zhuān)項(xiàng)( 包括燃料電池整車(chē)、混合動(dòng)力整車(chē)和純電動(dòng)車(chē))，北京申報(bào)成功2008 年奧運(yùn)會(huì)后，我國(guó)政府對(duì)汽車(chē)排放的要求將會(huì)越來(lái)越嚴(yán)，北京市環(huán)保局明確表示北京市將與國(guó)際汽車(chē)排放的要求同步，上海、廣州也將一步和國(guó)際接軌。在我國(guó)大中城市都普遍存在著十分嚴(yán)重的汽車(chē)尾氣排放污染問(wèn)題，其中轎車(chē)排放為城市汽車(chē)尾氣排放污染的主要污染源之一，因此混合動(dòng)力汽車(chē)有著廣闊的市場(chǎng)空間，特別是開(kāi)發(fā)用于城市交通(如出租車(chē))和城市之間的混合動(dòng)力汽車(chē)在我國(guó)有著得天獨(dú)厚的發(fā)展條件和廣闊的應(yīng)用前景。上海混合動(dòng)力汽車(chē)的發(fā)展上海交通大學(xué)承擔(dān)了國(guó)家863計(jì)劃電動(dòng)汽車(chē)重大專(zhuān)項(xiàng)的關(guān)鍵零部件

36、技術(shù)攻關(guān)和整車(chē)開(kāi)發(fā)。積累了豐富的混合動(dòng)力汽車(chē)開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)2004年年底，上汽集團(tuán)汽車(chē)工程研究院同上海交通大學(xué)、中科院上海微系統(tǒng)所等單位合作，完成了上海市科委、上汽集團(tuán)“申新動(dòng)1號(hào)”混合動(dòng)力城市公交車(chē)概念樣車(chē)開(kāi)發(fā)。由上海交通大學(xué)和上海華普汽車(chē)有限公司合作開(kāi)發(fā)的“海威(Heven)”混合動(dòng)力轎車(chē),目前已研制了兩輛樣車(chē),并在2005年11月的上海工業(yè)博覽會(huì)上展出。此外，上海交通大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)等院校在電動(dòng)汽車(chē)關(guān)鍵零部件技術(shù)方面也進(jìn)行了廣泛研究，并取得了大量成果。上海交通大學(xué)在多能源動(dòng)力總成管理系統(tǒng)、整車(chē)集成控制器、機(jī)電復(fù)合制動(dòng)能量回饋系統(tǒng)、機(jī)械式自動(dòng)變速系統(tǒng)(AMT)"行星輪系電控?zé)o級(jí)變速系統(tǒng)(

37、EVT)、柴油發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)、動(dòng)力蓄電池管理系統(tǒng)、車(chē)載高壓電安全控制系統(tǒng)、新型二氧化碳電動(dòng)空調(diào)等方面均取得了大量專(zhuān)利和技術(shù)積累。同濟(jì)大學(xué)則在電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向、電動(dòng)空調(diào)等電動(dòng)附件和CD/CD變換器等方面作了大量工作。新一輪的開(kāi)發(fā)于2006年開(kāi)始。將試制串聯(lián)、并聯(lián)等多種混合方式的混合動(dòng)力公交車(chē)。 在并聯(lián)項(xiàng)目中，還將同步研制AMT和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)總成。通過(guò)這一輪工作和一定數(shù)量的示范運(yùn)營(yíng)，選擇比較適合當(dāng)前技術(shù)水平的技術(shù)路線，為加速混合動(dòng)力公交客車(chē)的產(chǎn)業(yè)化奠定基礎(chǔ)。上海發(fā)展混合動(dòng)力汽車(chē)的展望和建議按節(jié)能及排放程度制定長(zhǎng)遠(yuǎn)技術(shù)目標(biāo)，用兩個(gè)五年計(jì)劃，在同一產(chǎn)品平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)中度及強(qiáng)混合的混合動(dòng)力轎車(chē)的產(chǎn)業(yè)化。3 我國(guó)發(fā)展

38、混合動(dòng)力汽車(chē)的機(jī)遇與挑戰(zhàn)3.1 機(jī)遇在常規(guī)汽車(chē)技術(shù)開(kāi)發(fā)方面, 國(guó)內(nèi)外存在明顯的技術(shù)差距, 由于合資外方對(duì)核心技術(shù)的保護(hù)和不轉(zhuǎn)讓, 為滿(mǎn)足巨大的市場(chǎng)需求, 應(yīng)對(duì)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手, 縮短新品推出周期, 目前中國(guó)幾大汽車(chē)廠商均采取引進(jìn)國(guó)外企業(yè)先進(jìn)、成熟的產(chǎn)品進(jìn)行組裝生產(chǎn)或進(jìn)行適應(yīng)性改造的方式, 這無(wú)形削弱了企業(yè)進(jìn)行自主開(kāi)發(fā)的意愿和動(dòng)力, 對(duì)外方產(chǎn)生高度依賴(lài)性。而長(zhǎng)此以往, 中國(guó)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)將陷入“ 引進(jìn)落后再引進(jìn)”的惡性循環(huán), 中國(guó)將名副其實(shí)地成為世界汽車(chē)的裝配中心。因此, 混合動(dòng)力汽車(chē)作為一種新興的節(jié)能環(huán)保型汽車(chē), 其技術(shù)和市場(chǎng)仍然處于一種蓬勃的發(fā)展階段, 國(guó)內(nèi)外還不存在明顯的代差, 重視和扶持我國(guó)的混合動(dòng)力

39、汽車(chē)產(chǎn)業(yè), 是快速縮短與世界汽車(chē)技術(shù)水平差距的發(fā)展良機(jī), 也是保障我國(guó)汽車(chē)行業(yè)健康持續(xù)發(fā)展的重要機(jī)遇。3.2 挑戰(zhàn)行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)日本汽車(chē)公司如豐田、本田等混合動(dòng)力技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟, 北美市場(chǎng)對(duì)混合動(dòng)力技術(shù)日益高漲的需求, 使得德國(guó)整車(chē)企業(yè)對(duì)此趨之若鶩。寶馬集團(tuán)和戴- 克集團(tuán)一同加入通用開(kāi)發(fā)雙模式混合驅(qū)動(dòng)技術(shù); 奧迪、大眾和保時(shí)捷共同開(kāi)發(fā)混合動(dòng)力SUV。福特宣布要在2010 年底前實(shí)現(xiàn)25 萬(wàn)輛混合動(dòng)力車(chē)的計(jì)劃。豐田混合動(dòng)力技術(shù)在全球高唱?jiǎng)P歌的現(xiàn)實(shí),推動(dòng)各大企業(yè)發(fā)展混合動(dòng)力和推出各自的混合動(dòng)力計(jì)劃。國(guó)內(nèi)企業(yè)如一汽、東風(fēng)、上海大眾、上海通用、長(zhǎng)安、華普和奇瑞等都推出了混合動(dòng)力樣車(chē),并提出量產(chǎn)化計(jì)劃。行業(yè)

40、競(jìng)爭(zhēng)使得混合動(dòng)力發(fā)展勢(shì)在必行。技術(shù)阻礙和技術(shù)缺失混合動(dòng)力汽車(chē)的關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)在于整車(chē)控制器(HVCU) 的軟件開(kāi)發(fā), 同時(shí)還有電機(jī)及其控制器(MCU)、電池及其管理系統(tǒng)(BMS)、混合動(dòng)力變速箱(如AMT )、內(nèi)燃機(jī)與電機(jī)動(dòng)力耦合裝置、強(qiáng)電的安全防護(hù)以及車(chē)輛的成本控制等?；旌蟿?dòng)力要在中國(guó)汽車(chē)市場(chǎng)大規(guī)模地應(yīng)用, 必須解決電池的技術(shù)問(wèn)題,重復(fù)充電、續(xù)駛里程技術(shù)?；乇茇S田先入為主的策略豐田有200 多項(xiàng)混合動(dòng)力專(zhuān)利, 因此我國(guó)在研發(fā)時(shí)就要繞開(kāi)這些專(zhuān)利, 形成自己的知識(shí)產(chǎn)權(quán)。國(guó)內(nèi)發(fā)展混合動(dòng)力汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的相關(guān)建議成本降低才有機(jī)會(huì)贏得市場(chǎng)我國(guó)目前剛進(jìn)入轎車(chē)社會(huì), 很多消費(fèi)者購(gòu)車(chē)時(shí)考慮的主要因素還是價(jià)格, 如果

41、混合動(dòng)力車(chē)定價(jià)過(guò)高, 購(gòu)者則會(huì)較少。但是, 有個(gè)性的、異類(lèi)的東西在我國(guó)也會(huì)有一定的生存空間, 如環(huán)保意識(shí)比較強(qiáng)的人士、比較重視科技的人士以及追求前衛(wèi)、時(shí)尚的人士可能會(huì)青睞這款車(chē)。因此, 混合動(dòng)力車(chē)目前還是針對(duì)小部分人群。降低保養(yǎng)維修費(fèi)用由于混合動(dòng)力車(chē)是新推出的車(chē)型, 其售后、維修體系尚未成熟, 而且混合動(dòng)力車(chē)的部分零部件依靠進(jìn)口, 這樣維修、保養(yǎng)成本會(huì)較高。例如混合動(dòng)力車(chē)的蓄電池對(duì)性能要求很高, 價(jià)格自然不菲。所以要盡快發(fā)展和形成混合動(dòng)力產(chǎn)業(yè)鏈, 降低混合動(dòng)力車(chē)保養(yǎng)維修費(fèi)用。政府應(yīng)支持混合動(dòng)力車(chē)的使用基于能源安全和環(huán)境保護(hù)等國(guó)家長(zhǎng)遠(yuǎn)戰(zhàn)略利益考慮很多發(fā)達(dá)國(guó)家如美國(guó)、日本等對(duì)發(fā)展混臺(tái)動(dòng)力車(chē)提供了較

42、大力度的政策支持這些政策可以概括為“ 推拉結(jié)臺(tái)”。即推動(dòng)企業(yè)生產(chǎn)供應(yīng)和拉動(dòng)市場(chǎng)購(gòu)買(mǎi)需求。目前我國(guó)除了要把混合動(dòng)力車(chē)的內(nèi)容歸入“ 十一五”規(guī)劃以外, 還應(yīng)該制定相關(guān)“ 拉推結(jié)合”的配套政策, 其中包括制定國(guó)家層面上的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。法規(guī)和實(shí)施政策, 如政府采購(gòu)、推廣試驗(yàn)和對(duì)制造商經(jīng)銷(xiāo)商、消費(fèi)者的稅收優(yōu)惠和補(bǔ)貼等等, 以培育市場(chǎng)的需求。國(guó)內(nèi)汽車(chē)企業(yè)自主創(chuàng)新混合動(dòng)力車(chē)的研發(fā)作為我國(guó)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)自主創(chuàng)新、培育自主品牌的一次巨大機(jī)遇。由于混合動(dòng)力技術(shù)已經(jīng)非常成熟、關(guān)鍵零部件如蓄電池, 甚至于可以達(dá)到與整車(chē)同樣的壽命, 因此在研發(fā)中。還需充分借鑒國(guó)外技術(shù)和經(jīng)驗(yàn), 縮短我國(guó)在這方面的發(fā)展進(jìn)程。但在這一過(guò)程中應(yīng)吸取以往

43、教訓(xùn), 絕對(duì)應(yīng)防止落入引進(jìn)、再引進(jìn)的陷阱之中, 絕不能放棄生產(chǎn)中的自主權(quán)。還應(yīng)相互合作研發(fā), 提高研發(fā)速度, 進(jìn)一步縮短與國(guó)外差距。三、      混合動(dòng)力汽車(chē)技術(shù)難點(diǎn)分析混合動(dòng)力系統(tǒng)工作特點(diǎn)混合動(dòng)力汽車(chē)所具備的優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:(1) 與同類(lèi)發(fā)動(dòng)機(jī)車(chē)型相比, 排放降低。(2) 由于以電動(dòng)機(jī)作為輔助動(dòng)力, 使發(fā)動(dòng)機(jī)能夠在發(fā)揮良好效率的工況下工作, 并且通過(guò)回收制動(dòng)能量, 提高了整車(chē)的燃料經(jīng)濟(jì)性。(3) 通過(guò)減小發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷降低了噪聲。(4) 只需改造目前的加油站, 不必重新投資建設(shè)新的燃料供應(yīng)站。串聯(lián)式結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)串聯(lián)式結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)為: 發(fā)

44、動(dòng)機(jī)總是在最佳工況下驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī), 因此效率高, 有一定節(jié)能效果, 排放亦低, 減少了污染; 安裝了發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)組, 源源不斷地將電能輸送給牽引電機(jī), 與電動(dòng)汽車(chē)相比行駛里程有顯著的提高; 控制系統(tǒng)功能、結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單,特別是發(fā)電機(jī)運(yùn)行的控制只需根據(jù)蓄電池充放電狀態(tài)決定發(fā)電或停止。缺點(diǎn)為: 由于能量傳遞需要兩個(gè)轉(zhuǎn)換(機(jī)械能電能機(jī)械能) , 增加了中間環(huán)節(jié), 所以其總體效率較低; 多一臺(tái)發(fā)電機(jī), 使得動(dòng)力系統(tǒng)的總體質(zhì)量較大。并聯(lián)式結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)并聯(lián)式結(jié)構(gòu)其優(yōu)點(diǎn)為: 發(fā)動(dòng)機(jī)可以單獨(dú)驅(qū)動(dòng)汽車(chē), 發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的機(jī)械能可以直接傳到驅(qū)動(dòng)橋, 以提高效率, 降低能量損失, 減少燃油消耗; 采用電動(dòng)/發(fā)電機(jī)可以空載發(fā)

45、電, 及時(shí)補(bǔ)充蓄電池部分電能, 延長(zhǎng)蓄電池續(xù)行里程。在較大功率要求的場(chǎng)合, 兩套系統(tǒng)可以同時(shí)驅(qū)動(dòng)汽車(chē), 由電機(jī)提供額外功率, 發(fā)動(dòng)機(jī)工作于理想工況區(qū)域; 兩套系統(tǒng)都可以單獨(dú)工作,因而系統(tǒng)整體可靠性較高。其缺點(diǎn)為: 由于安裝兩套動(dòng)力系統(tǒng), 整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)的質(zhì)量較大; 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜, 對(duì)控制單元要求高, 因而成本昂貴。選型策略我國(guó)混合動(dòng)力汽車(chē)的研制開(kāi)發(fā)才剛剛起步, 為加快我國(guó)HEV 產(chǎn)品的開(kāi)發(fā), 研究和借鑒國(guó)外的成果是十分必要的。動(dòng)力系統(tǒng)選型在HEV 開(kāi)發(fā)中處于重要的地位。HEV 與傳統(tǒng)汽車(chē)及EV 最大的差別是它們的動(dòng)力系統(tǒng), 動(dòng)力系統(tǒng)是HEV 開(kāi)發(fā)工作的核心和難點(diǎn)。因?yàn)榭刂撇呗允歉鶕?jù)不同的混合動(dòng)力

46、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行制定和優(yōu)化?？梢哉f(shuō)動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)型式的選擇決定了HEV 研究開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)和方向, 關(guān)系著開(kāi)發(fā)的進(jìn)度和產(chǎn)品的水平, 是HEV 開(kāi)發(fā)中首要的和關(guān)鍵的一步。因此, 研究開(kāi)發(fā)時(shí)必須在深入調(diào)研、仔細(xì)分析和權(quán)衡利弊的基礎(chǔ)上, 對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)類(lèi)型作出慎重的選擇。在開(kāi)發(fā)中應(yīng)綜合協(xié)調(diào)性能先進(jìn)性、技術(shù)復(fù)雜性和成本及維護(hù)費(fèi)用之間的關(guān)系, 根據(jù)車(chē)輛的使用條件和自己的技術(shù)條件, 選擇既能夠滿(mǎn)足一定的性能先進(jìn)性, 又不超出目前技術(shù)條件, 并且價(jià)格與維護(hù)費(fèi)用能為市場(chǎng)所接受的動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)類(lèi)型。為此需要考慮以下因素:(1) 使用條件混合動(dòng)力系統(tǒng)一般基于特定工況進(jìn)行設(shè)計(jì)。這是因?yàn)槎鄶?shù)動(dòng)力系統(tǒng)對(duì)工況比較敏感, 不同工況性

47、能差別很大, 只有在特定的工況下才能充分發(fā)揮低油耗、低排放的優(yōu)點(diǎn)。(2) 性能要求不同類(lèi)型的HEV 之間性能差異十分明顯, 在選型時(shí)必須對(duì)由動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)引發(fā)的性能差異給予充分關(guān)注。如果對(duì)加速性能要求高, 就有必要選擇配有峰值功率調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)型式; 如果對(duì)經(jīng)濟(jì)性要求苛刻, 串聯(lián)式就難以成為合適的選擇。(3) 技術(shù)條件所謂技術(shù)條件, 除研究開(kāi)發(fā)的條件和力量外, 還包括工業(yè)基礎(chǔ)。強(qiáng)調(diào)工業(yè)基礎(chǔ)是因?yàn)閷?duì)一些常見(jiàn)的動(dòng)力系統(tǒng)的部件, 我國(guó)的產(chǎn)品水平還不能滿(mǎn)足需要或尚無(wú)法生產(chǎn)。進(jìn)行實(shí)際的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)總會(huì)有一定的進(jìn)度要求, 如果技術(shù)條件無(wú)法保證, 就難以實(shí)現(xiàn)預(yù)定開(kāi)發(fā)目標(biāo)。有必要探索適合自己技術(shù)條件尤其是工業(yè)基礎(chǔ)的混

48、合動(dòng)力結(jié)構(gòu)型式, 提倡結(jié)構(gòu)創(chuàng)新。(4) 開(kāi)放性開(kāi)放性是指動(dòng)力系統(tǒng)需要進(jìn)一步完善的空間。產(chǎn)品性能是一個(gè)逐步完善的過(guò)程, 同樣開(kāi)發(fā)工作也不可能一步到位, 也需要進(jìn)行不斷的完善。在具體開(kāi)發(fā)工作中應(yīng)該遵循由簡(jiǎn)單到復(fù)雜、由易到難的思路, 先選擇對(duì)技術(shù)條件要求較低、適當(dāng)簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)進(jìn)行開(kāi)發(fā)。(5) 成本和使用維護(hù)費(fèi)用動(dòng)力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)對(duì)HEV 成本影響很大, 這是因?yàn)椴煌?lèi)型的動(dòng)力系統(tǒng)對(duì)部件的種類(lèi)、數(shù)量和性能要求差別很大。而部件的種類(lèi)、數(shù)量和性能指標(biāo)是影響HEV 成本的主要因素。選型時(shí)還應(yīng)考慮使用、維護(hù)費(fèi)用, 結(jié)構(gòu)越復(fù)雜, 故障率越高, 使用和維護(hù)費(fèi)用也越高。價(jià)格和使用維護(hù)費(fèi)用直接關(guān)系到HEV 的產(chǎn)業(yè)化,如果不

49、能產(chǎn)業(yè)化, 就不能為進(jìn)一步開(kāi)發(fā)提供必要的資金, 也就難以促進(jìn)技術(shù)水平的提高和性能的改善。事實(shí)上, 性能優(yōu)良但因價(jià)格過(guò)高而無(wú)法商業(yè)化、甚至被迫放棄的HEV 開(kāi)發(fā)實(shí)例并不鮮見(jiàn), 我們不應(yīng)重蹈覆轍。鑒于我國(guó)目前城市空氣污染問(wèn)題和石油短缺問(wèn)題都十分嚴(yán)重, 而且技術(shù)基礎(chǔ)較為薄弱的情況, 優(yōu)先選擇的混合動(dòng)力系統(tǒng)應(yīng)為結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單, 適用于普通城市工況的串聯(lián)式結(jié)構(gòu)和城市間工況的并聯(lián)式結(jié)構(gòu), 并以公共汽車(chē)和轎車(chē)作為重點(diǎn)開(kāi)發(fā)對(duì)象?；旌蟿?dòng)力汽車(chē)要進(jìn)入實(shí)用化, 需要具備高比能量和高比功率的能量存儲(chǔ)裝置, 低成本、高效率的功率電子設(shè)備和燃料經(jīng)濟(jì)性高、排放低的發(fā)動(dòng)機(jī), 需要解決的關(guān)鍵性技術(shù)問(wèn)題包括以下幾個(gè)方面。其一, 混

50、合動(dòng)力汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)頻繁起動(dòng)和關(guān)閉,使驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和附件(如空調(diào)和動(dòng)力轉(zhuǎn)向等) 的電能管理變得復(fù)雜,因此需要先進(jìn)的檢測(cè)和控制系統(tǒng); 現(xiàn)有的以熱力發(fā)動(dòng)機(jī)為主的混合動(dòng)力單元在將燃油轉(zhuǎn)化為有用功的同時(shí),需要提高轉(zhuǎn)化效率,同時(shí)還要滿(mǎn)足嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)。其二, 能量存儲(chǔ)裝置(電池) 要具有較高的比功率, 以滿(mǎn)足汽車(chē)加速和爬坡時(shí)對(duì)大功率的需要;同時(shí),能量存儲(chǔ)裝置必須采用熱能控制管理,要有較高的比能量、較長(zhǎng)的使用壽命和低廉的制造成本。其三,必須減小電力電子器件的尺寸,減輕質(zhì)量和降低制造成本。其四, 需要建立更先進(jìn)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型(包括靜態(tài)的和動(dòng)態(tài)的) , 這是計(jì)算機(jī)仿真和分析的基礎(chǔ)。其五, 制定完善的混合動(dòng)力汽車(chē)相

51、關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī), 為混合動(dòng)力汽車(chē)的市場(chǎng)化奠定基礎(chǔ)。1. 混合動(dòng)力單元技術(shù)混合動(dòng)力汽車(chē)的動(dòng)力可以同時(shí)來(lái)自熱力發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)。在混合動(dòng)力汽車(chē)上,熱力發(fā)動(dòng)機(jī)又被稱(chēng)為混合動(dòng)力單元, 與傳統(tǒng)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)相比,其作用發(fā)生了變化。在并聯(lián)混合動(dòng)力汽車(chē)上, 混合動(dòng)力單元通過(guò)傳動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)車(chē)輪,同時(shí)電動(dòng)機(jī)也承擔(dān)一部分驅(qū)動(dòng)的功能,因而使得混合動(dòng)力單元能夠采用尺寸更小、效率更高的熱力發(fā)動(dòng)機(jī); 在串聯(lián)混合動(dòng)力汽車(chē)上, 混合動(dòng)力單元驅(qū)動(dòng)1 臺(tái)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能, 由于汽車(chē)的行駛與發(fā)動(dòng)機(jī)沒(méi)有直接的聯(lián)系, 因此混合動(dòng)力單元也能夠采用小型高效的發(fā)動(dòng)機(jī), 且其運(yùn)行工況可以固定于較小的高功率區(qū)。當(dāng)前, 混合動(dòng)力單元研究的主要對(duì)象是熱力發(fā)動(dòng)機(jī)和

52、燃料電池。在燃料的使用方面出現(xiàn)了很大的變化, 除了汽油之外, 還有天然氣、液化氣和酒精等代用燃料。要提高混合動(dòng)力單元的燃料經(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, 并降低起動(dòng)時(shí)的排放等?；旌蟿?dòng)力汽車(chē)的主要目標(biāo)就是降低排放, 所以, 控制混合動(dòng)力單元的排放將是今后研究的重點(diǎn)。目前對(duì)混合動(dòng)力單元的研究主要集中于以下幾個(gè)方面:1 ) 燃燒系統(tǒng)的優(yōu)化。通過(guò)觀察燃料與空氣混合物的點(diǎn)燃和燃燒的過(guò)程, 發(fā)現(xiàn)形成NOx的機(jī)理, 從而改進(jìn)燃燒系統(tǒng)。2 ) 尾氣處理技術(shù)。主要研究高效的尾氣催化系統(tǒng)。3 ) 代用燃料的研究。目前的研究表明, 壓燃直噴式柴油發(fā)動(dòng)機(jī)將是首選的

53、混合動(dòng)力單元。2. 能量存儲(chǔ)技術(shù)目前運(yùn)用于混合動(dòng)力汽車(chē)上的能量?jī)?chǔ)存裝置主要還是高能蓄電池, 雖然超級(jí)電容器、飛輪電池等新型能量?jī)?chǔ)存裝置也在研究開(kāi)發(fā)范疇, 但是近期最有希望進(jìn)入實(shí)用化的還是高能蓄電池?，F(xiàn)在, 鎳氫電池和鋰離子電池已可達(dá)到混合動(dòng)力汽車(chē)的使用要求。鎳氫電池已廣泛地應(yīng)用于電動(dòng)汽車(chē)。鎳氫電池技術(shù)的關(guān)鍵是, 其能夠儲(chǔ)存氫的合金應(yīng)該是一種能夠穩(wěn)定地經(jīng)受無(wú)數(shù)次循環(huán), 反復(fù)使用的材料。鎳氫電池容量大, 可以循環(huán)使用, 主要缺陷是成本高, 效率低, 同時(shí)還需要控制氫的損失。鋰離子電池電壓高, 能量密度大, 有更高的功率, 且充電時(shí)間短。目前鋰離子電池還處于實(shí)驗(yàn)室階段, 正在進(jìn)行其基本性能和壽命的試

54、驗(yàn)。從發(fā)展看, 能量?jī)?chǔ)存裝置的研究包括以下幾個(gè)方面:1 ) 研究電池內(nèi)部的連接、檢測(cè)、監(jiān)控以及便于將整個(gè)電池子系統(tǒng)安裝在汽車(chē)上的支撐機(jī)構(gòu)。2 ) 電池設(shè)計(jì)和制造方面的改進(jìn)。要降低制造成本, 改善電池的性能和提高壽命, 要達(dá)到的目標(biāo)是: 使用壽命達(dá)到10 年,至少循環(huán)使用12 萬(wàn)次。3 ) 電池的熱能管理及剩余電量管理。由于電池的工作溫度范圍不可能覆蓋汽車(chē)的工作溫度范圍, 為了保證電池系統(tǒng)的統(tǒng)一,減少各電池單元之間的不平衡, 需要一個(gè)有效的熱能控制系統(tǒng)。此外, 電池的剩余電量直接影響混合動(dòng)力汽車(chē)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。3. 汽車(chē)集成電力電子模塊隨著汽車(chē)技術(shù)的發(fā)展, 傳

55、統(tǒng)汽車(chē)越來(lái)越依賴(lài)于復(fù)雜的電子技術(shù), 例如: 防抱死制動(dòng)系統(tǒng)、安全氣囊系統(tǒng)和發(fā)動(dòng)機(jī)微機(jī)控制等先進(jìn)控制系統(tǒng), 這種趨勢(shì)在混合動(dòng)力汽車(chē)上將得到更加充分的體現(xiàn)?；旌蟿?dòng)力汽車(chē)完全由電子控制器來(lái)分配功率, 要能夠在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間控制各相應(yīng)子系統(tǒng)輸入和輸出適當(dāng)數(shù)量和類(lèi)型的功率。為了滿(mǎn)足汽車(chē)高速開(kāi)關(guān)控制的要求, 混合動(dòng)力汽車(chē)還需要具有高功率密度、低損耗的開(kāi)關(guān)、電容和電感等。同時(shí), 混合動(dòng)力汽車(chē)還要設(shè)有一些分立裝置, 例如專(zhuān)用的集成電路、模擬和數(shù)字集成電路以及其它功率電子裝置?；旌蟿?dòng)力汽車(chē)對(duì)智能化的要求導(dǎo)致其控制的復(fù)雜性, 因此要求控制裝置采用高速運(yùn)行的半導(dǎo)體芯片, 功率密度高, 散熱性能好。在混合動(dòng)力汽車(chē)進(jìn)入實(shí)用

56、化的過(guò)程中,一個(gè)關(guān)鍵性的部件是汽車(chē)集成電力電子模塊。它采用現(xiàn)代電子集成技術(shù), 將復(fù)雜的電力電子系統(tǒng)集成在一個(gè)單一封裝內(nèi), 能夠給汽車(chē)提供大約100 kW的功率, 其功率范圍為10100 kW。該模塊能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)整車(chē)的控制, 例如, 控制電機(jī)的輸入和輸出功率、發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率以及能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)的離合, 同時(shí)還能控制再生制動(dòng)能量的回收與釋放, 確定電池的充電狀態(tài), 判斷是否應(yīng)對(duì)電池充電以及優(yōu)化控制發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng), 以減少排放。在汽車(chē)集成電力電子模塊設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中所面臨的問(wèn)題有以下幾點(diǎn):1 ) 散熱技術(shù)。發(fā)動(dòng)機(jī)艙的溫度范圍為- 40225 , 對(duì)電力電子模塊來(lái)說(shuō), 工作條件相當(dāng)惡劣。由于模塊封裝中芯片密

57、度的增加, 熱量密度也會(huì)增加, 因此散熱技術(shù)和散熱材料的研究對(duì)模塊的正常工作以及電子元件的壽命都很重要。2 ) 減小封裝體積和質(zhì)量。要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo), 需要研究采用新型材料和先進(jìn)工藝制造的電容器, 并要進(jìn)行傳熱效率高的封裝,改善金屬基體的結(jié)構(gòu)組成, 并需要運(yùn)用高溫焊接技術(shù)等。3 ) 降低制造成本, 提高系統(tǒng)的可靠性。4. 電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和汽車(chē)附件要使混合動(dòng)力汽車(chē)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、舒適性、安全性和便利性達(dá)到廣大消費(fèi)者所能接受的水平, 必須要有高效、經(jīng)濟(jì)的電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和汽車(chē)附件。然而, 這些系統(tǒng)中的有些部件在傳統(tǒng)汽車(chē)中沒(méi)有相應(yīng)件, 所以需要重新開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)。在開(kāi)發(fā)的同時(shí),要考慮到系統(tǒng)的綜合性能、成本和維修

58、性能。1) 電機(jī)在混合動(dòng)力汽車(chē)上, 電機(jī)的作用是將由發(fā)電機(jī)或儲(chǔ)能裝置提供的電能轉(zhuǎn)換為用于驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的機(jī)械能。與傳統(tǒng)汽車(chē)不同的是,電機(jī)在低速時(shí)可以提供滿(mǎn)載轉(zhuǎn)矩, 而發(fā)動(dòng)機(jī)則必須要等到“暴跳如雷”時(shí)才能夠輸出滿(mǎn)載扭矩。這樣就使混合動(dòng)力汽車(chē)具有出色的起步加速性能。此外,用于混合動(dòng)力汽車(chē)的電機(jī)還必須要具有良好的可控性和容錯(cuò)能力, 以及低噪聲、高效率,同時(shí)具有對(duì)電壓波動(dòng)不敏感等性能。用于混合動(dòng)力汽車(chē)的電機(jī)類(lèi)型有交流感應(yīng)電機(jī)、永磁電機(jī)和開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)。目前具有代表性的是交流感應(yīng)電機(jī), 但這種電機(jī)與生俱來(lái)就很難解決其功率和效率之間的矛盾。因此, 需要研究出能夠用于混合動(dòng)力汽車(chē)的,具有更高效率和功率密度的永磁電機(jī)

59、、開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)等先進(jìn)電機(jī), 以替代目前使用的交流感應(yīng)電機(jī)。同時(shí)對(duì)電機(jī)的控制方法和冷卻系統(tǒng)的研究也應(yīng)繼續(xù)深入。2) 再生制動(dòng)這種混合動(dòng)力汽車(chē)能夠回收制動(dòng)時(shí)消耗的一部分能量。當(dāng)混合動(dòng)力汽車(chē)制動(dòng)時(shí),電機(jī)變成了發(fā)電機(jī), 利用汽車(chē)的動(dòng)能來(lái)產(chǎn)生電能,并能夠存儲(chǔ)在蓄電池中以備后用。在混合動(dòng)力汽車(chē)上, 有許多能量形式可以作為再生制動(dòng)的儲(chǔ)能裝置, 例如高速飛輪、超大電容器、彈力裝置以及各種熱系統(tǒng)等。當(dāng)然,傳統(tǒng)的摩擦制動(dòng)還是必要的, 這樣就需要考慮如何將兩套制動(dòng)裝置合理利用、合理控制的問(wèn)題。制動(dòng)時(shí), 由電子控制的再生制動(dòng)系統(tǒng)和摩擦制動(dòng)系統(tǒng)同時(shí)作用,制動(dòng)性能將明顯提高。3)汽車(chē)附件任何款式的汽車(chē)要得到用戶(hù)的喜愛(ài), 都必須考慮汽車(chē)的舒適性。雖然汽車(chē)空調(diào)等附件能提高汽車(chē)的舒適性, 但所消耗的能量很大,若不