混合動力汽車的探索和研究畢業(yè)論文

1、中州大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 汽車檢測與維修 專業(yè) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目 動力汽車的探索與研究 學(xué)生姓名 學(xué)號 指導(dǎo)教師 楊海鵬 職稱 講師 2012 年 4 月 27 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 工程技術(shù) 學(xué)院 汽車檢測與維修 專業(yè)學(xué)生姓名 學(xué)號 一、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目 動力汽車的探索與研究 二、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）時間 2012 年4月20日至2012年4 月27日三、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）地點(diǎn)： 中州大學(xué) 四、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的內(nèi)容要求： 指導(dǎo)教師 年 月 日 批 準(zhǔn) 年 月 日前 言（進(jìn)入21世紀(jì)以來，能源安全與氣候變化成為國際社會關(guān)注的焦點(diǎn)，為實(shí)現(xiàn)交通領(lǐng)域的健康可持續(xù)發(fā)展，世界

2、主要汽車生產(chǎn)國進(jìn)一步加快推動節(jié)能與新能源汽車的發(fā)展，預(yù)計(jì)未來3-5年內(nèi)，全球節(jié)能與新能源汽車將進(jìn)入一個快速產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的階段。根據(jù)機(jī)電混合度的不同，混合動力汽車與傳統(tǒng)燃油汽車相比能夠?qū)崿F(xiàn)10%-40%的節(jié)油效果，常規(guī)排放物和CO2排放也顯著降低，并具有性能穩(wěn)定、可靠性強(qiáng)，不依賴于新建配套設(shè)施，因此被認(rèn)為是近中期比較現(xiàn)實(shí)和有效的新能源汽車產(chǎn)品，會在未來2-3年內(nèi)將成為汽車市場的主要競爭者。目前，國際上混合動力汽車已經(jīng)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。2007年全球混合動力汽車銷量達(dá)到50萬輛左右。美國作為全球最大的混合動力汽車市場，2007年在輕型車銷量下滑2.5個百分點(diǎn)的情況下，混合動力汽車銷量增長38%，達(dá)到35萬

3、輛。另外，自混合動力汽車上市以來，單一品牌混合動力轎車的最大累計(jì)銷量已經(jīng)超過120萬輛。  在我國，混合動力汽車已進(jìn)入科研向產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵時期。在國家“863”連續(xù)兩個五年計(jì)劃持續(xù)支持下，我國已基本掌握了混合動力汽車關(guān)鍵零部件和動力系統(tǒng)平臺技術(shù)，建立了相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和測試能力，開發(fā)出一批混合動力汽車產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)了小批量的整車生產(chǎn)能力，在多個城市開展了小規(guī)模示范應(yīng)用，并成功服務(wù)于北京奧運(yùn)會和殘奧會，取得了良好的社會效益和環(huán)境效益，初步證明了混合動力汽車在我國應(yīng)用的可行性和適用性。    為了推動包括混合動力汽車在內(nèi)的節(jié)能與新能源汽車的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，我

4、國政府目前局部小規(guī)模示范應(yīng)用的基礎(chǔ)上，近期將組織開展大規(guī)模推廣應(yīng)用工程，相關(guān)政府部門也在加緊制定專項(xiàng)財(cái)政補(bǔ)貼方案，隨著我國政府積極推動的以混合動力汽車為主的節(jié)能與新能源汽車大規(guī)模推廣應(yīng)用工程的啟動，將進(jìn)一步突破我國節(jié)能與新能源汽車的產(chǎn)業(yè)化瓶頸、降低制造成本、培育產(chǎn)業(yè)鏈，并在局部區(qū)域?qū)崿F(xiàn)顯著的節(jié)能減排效果，加速啟動我國節(jié)能與新能源汽車市場。 摘 要 在最近的一個時期，汽油和柴油仍是汽車的主要能量來源，新能源汽車近期需要解決的方案是傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)新技術(shù)和替代燃燒汽車，中期方案是混合動力汽車降低油耗和排放，遠(yuǎn)期方案是純電動汽車和燃料電池汽車。雖然新能源汽車提供了使用燃料的燃料汽車、混合動力汽車，以及利用

5、車載氫燃料電池發(fā)電和電動系統(tǒng)的燃料電池汽車等多元化選擇，但是由于現(xiàn)在的技術(shù)發(fā)展水平，因此尋找多元化的替代燃料，開發(fā)更接近市場的混合動力技術(shù)，是目前開發(fā)可替代能源的最切實(shí)可行的一步。而純電動車和氫燃料電池由于其技術(shù)仍難取得革命性突破，難以成為汽車行業(yè)的近期發(fā)展目標(biāo)。且當(dāng)今社會形勢，混合動力可以比較好的解決燃油消耗問題和污染問題，所以會主要介紹混合動力的優(yōu)勢性和可行性。關(guān)鍵詞 1.混合動力技術(shù) 2.燃料電池3.油電混合4.新能源汽車5.純電動汽車 目錄1. 動力汽車的簡介11.1什么是動力汽車 11.1.1 混合動力汽車定義1.2混合動力汽車的分類 1.2.1串聯(lián)式混合動力系統(tǒng) 8并聯(lián)式混合動力系

6、統(tǒng) 10混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)微混合動力系統(tǒng)1.2.5輕混合動力系統(tǒng)1.2.6中混合動力系統(tǒng)1.2.7完全混合動力系統(tǒng)1.2.8混動功效對比.2.混合動力汽車工作原理 20 2.1基本工作原理 212.2混合動力汽車的三大類別串聯(lián)式混合動力電動汽車（SHEV）并聯(lián)式混合動力電動汽車（PHEV）. 2.2.3混聯(lián)式混合動力電動汽車（PSHEV）3,動力汽車的發(fā)展現(xiàn)狀及建議 3.1動力汽車發(fā)展的優(yōu)缺點(diǎn) 3.1.1為什么要有動力汽車 3.1.2動力汽車的基本特點(diǎn) 3.1.3混合動力汽車為什么省油 3.1.4各種混合動力汽車對比 3.1.5混合動力汽車發(fā)展的瓶頸 3.2混合動力汽車在國內(nèi)外的發(fā)展國外混合動

7、力汽車的發(fā)展 3.2.2國內(nèi)混合動力汽車的發(fā)展 3.3混合動力汽車的市場表現(xiàn) 3.3.1日系的豐田Prius為例 3.3.2混合動力汽車發(fā)展的瓶頸4.混合動力汽車的發(fā)展前景 4,1,1混合動力汽車的發(fā)展趨勢 4.1.2我國混合動力汽車發(fā)展的機(jī)遇與挑戰(zhàn)國內(nèi)發(fā)展混合動力汽車產(chǎn)業(yè)的相關(guān)建儀5.結(jié)束語6.致謝7.參考文獻(xiàn) 論文正文動力汽車的探索與研究1.動力汽車的簡介1.1什么是動力汽車混合動力車是汽車使用兩個或兩個以上不同的動力源來推進(jìn)車輛行駛的車輛，混合動力汽車的英文縮寫是HEV。HEV的基本結(jié)構(gòu)是在電動汽車（EV）和燃料電池電動車（FCEV）的基礎(chǔ)上增加一套輔助動力系統(tǒng)-動力發(fā)電機(jī)組或某種原動機(jī)

8、。原動機(jī)可以是內(nèi)燃機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)等熱機(jī)。車載動力源有多種：蓄電池、燃料電池、太陽能電池、內(nèi)燃機(jī)車的發(fā)電機(jī)組，當(dāng)前混合動力汽車一般是指內(nèi)燃機(jī)車發(fā)電機(jī)，再加上蓄電池的電動汽車。1.2混合動力汽車分類根據(jù)混合動力驅(qū)動模式，混合動力系統(tǒng)主要分為以下三類串聯(lián)式混合動力系統(tǒng)。串聯(lián)式混合動力系統(tǒng)一般由內(nèi)燃機(jī)直接帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電，產(chǎn)生的電能通過控制單元傳到電池，再由電池傳輸給電機(jī)轉(zhuǎn)化為動能，最后通過變速機(jī)構(gòu)來驅(qū)動汽車。在這種聯(lián)結(jié)方式下，電池就象一個水庫，只是調(diào)節(jié)的對象不是水量，而是電能。電池對在發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的能量和電動機(jī)需要的能量之間進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而保證車輛正常工作。這種動力系統(tǒng)在城市公交上的應(yīng)用比較多，轎車上很少使

9、用。 并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)。并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)有兩套驅(qū)動系統(tǒng)：傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)和電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)。兩個系統(tǒng)既可以同時協(xié)調(diào)工作，也可以各自單獨(dú)工作驅(qū)動汽車。這種系統(tǒng)適用于多種不同的行駛工況，尤其適用于復(fù)雜的路況。該聯(lián)結(jié)方式結(jié)構(gòu)簡單，成本低。本田的Accord和Civic采用的是并聯(lián)式聯(lián)結(jié)方式。 混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)。混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)的特點(diǎn)在于內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)和電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)各有一套機(jī)械變速機(jī)構(gòu)，兩套機(jī)構(gòu)或通過齒輪系，或采用行星輪式結(jié)構(gòu)結(jié)合在一起，從而綜合調(diào)節(jié)內(nèi)燃機(jī)與電動機(jī)之間的轉(zhuǎn)速關(guān)系。與并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)相比，混聯(lián)式動力系統(tǒng)可以更加靈活地根據(jù)工況來調(diào)節(jié)內(nèi)燃機(jī)的功率輸出和電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。此聯(lián)結(jié)方式系統(tǒng)復(fù)雜，成本高

10、。Prius采用的是混聯(lián)式聯(lián)結(jié)方式。根據(jù)在混合動力系統(tǒng)中，電機(jī)的輸出功率在整個系統(tǒng)輸出功率中占的比重，也就是常說的混合度的不同，混合動力系統(tǒng)還可以分為以下四類： 微混合動力系統(tǒng)。這種混合動力系統(tǒng)在傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)上的啟動電機(jī)（一般為12V）上加裝了皮帶驅(qū)動啟動電機(jī)（也就是常說的Belt-alternator Starter Generator, 簡稱BSG系統(tǒng)）。該電機(jī)為發(fā)電啟動(Stop-Start)一體式電動機(jī)，用來控制發(fā)動機(jī)的啟動和停止，從而取消了發(fā)動機(jī)的怠速，降低了油耗和排放。從嚴(yán)格意義上來講，這種微混合動力系統(tǒng)的汽車不屬于真正的混合動力汽車，因?yàn)樗碾姍C(jī)并沒有為汽車行駛提供持續(xù)的動力。在微

11、混合動力系統(tǒng)里，電機(jī)的電壓通常有兩種：12v 和42v。其中42v主要用于柴油混合動力系統(tǒng)。 輕混合動力系統(tǒng)。代表車型是通用的混合動力皮卡車。該混合動力系統(tǒng)采用了集成啟動電機(jī)（也就是常說的Integrated Starter Generator，簡稱ISG系統(tǒng)）。與微混合動力系統(tǒng)相比，輕混合動力系統(tǒng)除了能夠?qū)崿F(xiàn)用發(fā)電機(jī)控制發(fā)動機(jī)的啟動和停止，還能夠?qū)崿F(xiàn)：（1）在減速和制動工況下，對部分能量進(jìn)行吸收；（2）在行駛過程中，發(fā)動機(jī)等速運(yùn)轉(zhuǎn)，發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的能量可以在車輪的驅(qū)動需求和發(fā)電機(jī)的充電需求之間進(jìn)行調(diào)節(jié)。輕混合動力系統(tǒng)的混合度一般在20以下。 中混合動力系統(tǒng)。該混合動力系統(tǒng)同樣采用了ISG系統(tǒng)。與

12、輕度混合動力系統(tǒng)不同，中混合動力系統(tǒng)采用的是高壓電機(jī)。另外，中混合動力系統(tǒng)還增加了一個功能：在汽車處于加速或者大負(fù)荷工況時，電動機(jī)能夠輔助驅(qū)動車輪，從而補(bǔ)充發(fā)動機(jī)本身動力輸出的不足，從而更好的提高整車的性能。這種系統(tǒng)的混合程度較高，可以達(dá)到30左右，目前技術(shù)已經(jīng)成熟，應(yīng)用廣泛。 完全混合動力系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用了272-650v的高壓啟動電機(jī)，混合程度更高。與中混合動力系統(tǒng)相比，完全混合動力系統(tǒng)的混合度可以達(dá)到甚至超過50。技術(shù)的發(fā)展將使得完全混合動力系統(tǒng)逐漸成為混合動力技術(shù)的主要發(fā)展方向。1.2.8混動系統(tǒng)功效對比2.混合動力車的工作原理2.1基本工作原理2.2混合動力汽車的三大類別串聯(lián)式混合動

13、力電動汽車（SHEV）由發(fā)動機(jī)、發(fā)電機(jī)和驅(qū)動電動機(jī)三大動力組成，發(fā)動機(jī)、發(fā)電機(jī)和驅(qū)動電動機(jī)采用“串聯(lián)”的方式組成SHEV的驅(qū)動系統(tǒng)。在車輛行駛之初，蓄電池組處于電量飽和狀態(tài)，其能量輸出可以滿足車輛要求，輔助動力系統(tǒng)不需要工作，蓄電池輸出的直流電經(jīng)控制器變?yōu)榻涣麟姾蠊┤腧?qū)動電動機(jī)、驅(qū)動電動機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩經(jīng)變速器、傳動軸及驅(qū)動橋驅(qū)動車輪。蓄電池組電量低于60%時，輔助動力系統(tǒng)起動，為驅(qū)動系統(tǒng)提供能量的同時，還給蓄電池組進(jìn)行充電。當(dāng)車輛能量需求較大時，輔助動力系統(tǒng)與蓄電池組同時為驅(qū)動系統(tǒng)提供能量，發(fā)動機(jī)-發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生的交流電經(jīng)整流器變?yōu)橹绷麟姾碗姵剌敵龅闹绷麟娊?jīng)控制器變?yōu)榻涣麟姾蠊┤腧?qū)動電動機(jī)。由于蓄

14、電池組的存在，使發(fā)動機(jī)工作在一個相對穩(wěn)定的工況，使其排放得到改善。2.2.2并聯(lián)式混合動力電動汽車（PHEV）并聯(lián)式混合動力（PHEV）由發(fā)動機(jī)、電動/發(fā)電機(jī)或驅(qū)動電動機(jī)兩大動力總成組成。發(fā)動機(jī)、電動/發(fā)電機(jī)或驅(qū)動電動機(jī)采用“并聯(lián)”的方式組成PHEV的驅(qū)動系統(tǒng)。 并聯(lián)式混合動力汽車的組成1、發(fā)動機(jī) 2、電動機(jī)/發(fā)動機(jī) 3、機(jī)械傳動系統(tǒng) 4、驅(qū)動電動機(jī) 5、逆變器 6、蓄電池組PHEV是由發(fā)動機(jī)與電動機(jī)、發(fā)動機(jī)或驅(qū)動電機(jī)兩大動力總成組成。如上圖所示，它們采用“并聯(lián)”的方式組成驅(qū)動系統(tǒng)。電動機(jī)的動力要與車輛驅(qū)動系統(tǒng)相結(jié)合，可以：（1）在發(fā)動機(jī)輸出軸處進(jìn)行組合；（2）在變速器（包括驅(qū)動橋）

15、處進(jìn)行組合；（3）在驅(qū)動橋處進(jìn)行組合。上圖是一種電動機(jī)的動力在驅(qū)動輪處進(jìn)行組合的驅(qū)動輪動力組合式PHEV，其驅(qū)動模式為：1） 以發(fā)動機(jī)驅(qū)動為基本驅(qū)動模式，獨(dú)立驅(qū)動后驅(qū)動輪；2） 驅(qū)動電動機(jī)為輔助驅(qū)動模式，能獨(dú)立驅(qū)動前驅(qū)動輪；3） 在混合驅(qū)動時，發(fā)動機(jī)驅(qū)動的后輪動力與驅(qū)動電機(jī)驅(qū)動的前輪動力進(jìn)行組合，成為混合四驅(qū)動模式。2.2.3混聯(lián)式混合動力電動汽車（PSHEV） 混聯(lián)式混合動力汽車1、發(fā)動機(jī) 2、電動機(jī)/發(fā)動機(jī) 3、變速器或減速器 4、驅(qū)動橋 5、逆變器 6、驅(qū)動電動機(jī) 7、蓄電池組PSHEV是綜合SHEV和PHEV結(jié)構(gòu)特點(diǎn)組成的，由發(fā)動機(jī)、電動機(jī)或發(fā)動機(jī)和驅(qū)動電機(jī)三大動力

16、總成組成。電動機(jī)的動力要與車輛驅(qū)動系統(tǒng)相適合，可以在變速器（包括驅(qū)動橋）處進(jìn)行組合，也可以在驅(qū)動輪處進(jìn)行組合。上圖是一種發(fā)動機(jī)的動力與驅(qū)動電動機(jī)的動力在驅(qū)動輪處進(jìn)行組合的方式，其驅(qū)動模式為：1） 以發(fā)動機(jī)驅(qū)動為基本驅(qū)動模式，帶動電動機(jī)/發(fā)動機(jī)，并獨(dú)立驅(qū)動后驅(qū)動輪；2） 以驅(qū)動電動機(jī)為輔助驅(qū)動模式，能獨(dú)立驅(qū)動前驅(qū)動輪；3） 在混合驅(qū)動時，發(fā)動機(jī)驅(qū)動的后輪動力與驅(qū)動電動機(jī)驅(qū)動的前輪動力進(jìn)行組合，成為混合四輪驅(qū)動模式。3.動力汽車的發(fā)展現(xiàn)狀及建議3.1動力汽車發(fā)展的優(yōu)缺點(diǎn)3.1.1為什么要有動力汽車進(jìn)入21世紀(jì)以來，能源安全與氣候變化成為國際社會關(guān)注的焦點(diǎn)，為實(shí)現(xiàn)交通領(lǐng)

17、域的健康可持續(xù)發(fā)展，世界主要汽車生產(chǎn)國進(jìn)一步加快推動節(jié)能與新能源汽車的發(fā)展，預(yù)計(jì)未來3-5年內(nèi)，全球節(jié)能與新能源汽車將進(jìn)入一個快速產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的階段。根據(jù)機(jī)電混合度的不同，混合動力汽車與傳統(tǒng)燃油汽車相比能夠?qū)崿F(xiàn)10%-40%的節(jié)油效果，常規(guī)排放物和CO2排放也顯著降低，并具有性能穩(wěn)定、可靠性強(qiáng)，不依賴于新建配套設(shè)施，因此被認(rèn)為是近中期比較現(xiàn)實(shí)和有效的新能源汽車產(chǎn)品，會在未來2-3年內(nèi)將成為汽車市場的主流競爭者。3.1.2動力汽車的基本特點(diǎn) 3.1.3混合動力車為什么省油3.1.4各種混合動力車對比3.1.5混合動力汽車發(fā)展的瓶頸混合動力汽車絕對成本過高是目前混合動力電動汽車推廣應(yīng)用的主要難點(diǎn),

18、這是因?yàn)榛旌蟿恿ζ嚦艘酝膭恿ρb置外, 至少還必須安裝電池, 其成本不可能降至普通汽車的水準(zhǔn)。因此, 混合動力汽車技術(shù)發(fā)展的首要難題是降低成本, 這也是今后有待解決的最大課題, 特別是必須降低動力電池、電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)、電子控制系統(tǒng)等的成本。3.2混合動力汽車在國內(nèi)外的發(fā)展3.2.1國外混合動力汽車的發(fā)展自1995年起，世界各大汽車生產(chǎn)廠商已將研究的重點(diǎn)轉(zhuǎn)向了混合動力汽車的研究開發(fā)。日本豐田汽車公司開發(fā)了Prius牌混合動力轎車，本田公司開發(fā)了Insight牌混合動力轎車。美國三大汽車公司均開發(fā)了包括轎車、面包車、貨車在內(nèi)的混合動力汽車，如通用汽車公司推出的Precept，福特汽車公司的Esc

19、ape和Prodigy，戴-克汽車公司的Citadel、ESX3等。目前，混合動力汽車技術(shù)及市場均看好。日本國內(nèi)擁有的混合動力電動汽車己超過7萬輛，預(yù)計(jì)在2010年將達(dá)到210萬輛。日本豐田汽車公司計(jì)劃到2005年生產(chǎn)30萬輛混合動力汽車。2003年初，美國Finance Times曾報道，一旦發(fā)生石油危機(jī)，美國通用公司計(jì)劃將在5年內(nèi)銷售100萬輛混合動力汽車，并已決定在2003年銷售12種混合動力汽車。目前，日本豐田汽車公司是走在混合動力汽車研發(fā)最前沿的汽車公司，開發(fā)的混合動力汽車已達(dá)到實(shí)用化水平。1997年，豐田推出了世界上第一款批量生產(chǎn)的混合動力汽車Prius，其后又在2001年相繼推出

20、了"ESTIMA"混合動力面包車和 "皇冠(CROWN)"轎車。到2002年底，豐田汽車公司生產(chǎn)的混合動力汽車在日本國內(nèi)和海外的累計(jì)銷量均突破了10萬輛，現(xiàn)在已經(jīng)在全世界20多個國家上市銷售。著名的Prius為4門5座3廂式串聯(lián)式混合動力轎車，采用了橫向直列4缸16氣門雙頂置凸輪軸電噴汽油機(jī)(1.5升、最大功率 53千瓦)、驅(qū)動用鎳氫電池和電動無級變速系統(tǒng)，標(biāo)準(zhǔn)配置有雙安全氣囊、電動門窗、中置數(shù)字液顯儀表板、行駛電腦顯示屏、自動空調(diào)、音響等。豐田Prius混合動力系統(tǒng)(THS)電子控制裝置的特點(diǎn)是，可分別利用電能、汽油或兩者組合同時工作。根據(jù)車速和負(fù)荷情

21、況，THS可以控制每種能源所提供的功率比例，以保證汽車按最有效的模式運(yùn)行。在車輛的行駛過程中，乘客對THS的轉(zhuǎn)換是感覺不到的。THS系統(tǒng)的關(guān)鍵部分是功率分流裝置。該裝置利用一套行星齒輪組將發(fā)動機(jī)功率直接傳遞到車的前輪和發(fā)電機(jī)上。電控式變速器將汽油機(jī)、發(fā)電機(jī)和電動機(jī)的功率輸出加以混合， 從而達(dá)到汽車加速和減速的需要。2002年，豐田ESTIMA混合動力面包車投產(chǎn)，其混合動力系統(tǒng)采用了世界首次批量生產(chǎn)的電動4輪驅(qū)動及4輪驅(qū)動力/制動力綜合控制系統(tǒng)，它給混合動力汽車的行駛性能帶來了革命性的改進(jìn)。所有這些都表明豐田公司在普及混合動力系統(tǒng)的低燃耗、低排放和改進(jìn)行駛性能方面已經(jīng)走在了世界同業(yè)前列。豐田汽車

22、公司計(jì)劃20l2年在其全部汽車產(chǎn)品上采用汽油電力混合動力發(fā)動機(jī)，以提高燃油經(jīng)濟(jì)性和降低排放污染。 美國1993年9月啟動新一代汽車伙伴計(jì)劃，其時間表為：1997年完成技術(shù)選擇，2000年推出概念車，2004年推出能用于投產(chǎn)的式樣車。當(dāng)年，美國能源部與三大汽車公司簽訂了混合動力汽車開發(fā)合同，其中通用汽車公司投入1.48億美元，福特投入1.38億美元，克萊斯勒投入8480萬美元，進(jìn)行為期6年的研制開發(fā)工作。 1997年，PNGV計(jì)劃已完成了新一代汽車的技術(shù)選擇，經(jīng)過充分醞釀，認(rèn)真篩選，確定了輕質(zhì)材料、混合動力、高性能引擎(四沖程直燃式引擎)和燃料電池(PEM燃料電池)為PNGV的技術(shù)主要方向。在美

23、國47個州的21個聯(lián)邦實(shí)驗(yàn)室，51所大學(xué)中，有1200多個PNGV的研究專案正在進(jìn)行中，PNGV計(jì)劃已使美國全國形成了一個汽車技術(shù)創(chuàng)新的國家行動。經(jīng)過多年努力，三大公司于1998年北美國際汽車展上分別展出了樣車。在此基礎(chǔ)上，現(xiàn)已按期推出三款混合動力轎車-通用Precept、福特Prodigy、克萊斯勒Dodge ESX3，三款車均接近或?qū)崿F(xiàn)了3升/百公里的目標(biāo)。其中，通用汽車Precept是目前唯一達(dá)到新一代汽車協(xié)作伙伴關(guān)系(PNGV)油耗要求的車型。這是一輛四門、五人座轎車，其驅(qū)動系統(tǒng)系由一臺3缸1.3升直噴柴油引擎與兩臺電動機(jī)(包括驅(qū)動前輪的電動機(jī)和驅(qū)動后輪的柴油-電動機(jī)組)及一臺手動自動

24、變速箱組成，而電動機(jī)可吸收剎車過程中的制動能量，并給以上的電池組充電。據(jù)統(tǒng)計(jì)，美國市場上售出混合動力汽車接近7萬輛，2002年美國的混合動力汽車市場規(guī)模達(dá)到35000輛。美國已有近20個城市在試用混合動力公共汽車，歐洲各大汽車廠商也紛紛推出了混合動力汽車。法國BE集團(tuán)先后推出了貝靈格型和薩拉型混合動力汽車。薩拉型混合動力汽車以雪鐵龍的Estate加長型轎車為原型，配備一個55kWDE的汽油內(nèi)燃機(jī)發(fā)動機(jī)和一個25kW的電動機(jī)，排放量較同類普通汽車降低35%，一次行程可高達(dá)1000km。國內(nèi)混合動力汽車發(fā)展情況隨著石油供應(yīng)的日趨緊缺和環(huán)境污染的日益加劇，電動車這種以電能為動力的交通工具憑借其節(jié)能、

25、環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)日漸成為業(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn)。20世紀(jì)80年代以來, 許多發(fā)達(dá)國家紛紛投入巨資研發(fā)電動汽車，我國的“863 計(jì)劃”也已明確將電動汽車作為重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目。目前，我國電動汽車的研發(fā)水平與發(fā)達(dá)國家基本上處在同一起跑線上，在某些方面甚至超過國外。1999年，清華大學(xué)與廈門金龍聯(lián)合汽車工業(yè)有限公司合作研制成功國內(nèi)第一輛混合動力輕型客車。2001年底，國家"863"電動汽車科技攻關(guān)項(xiàng)目正式啟動，第一批項(xiàng)目中主要是混合動力汽車，目前正在進(jìn)行當(dāng)中。一汽和東風(fēng)汽車集團(tuán)聯(lián)合所在地高校和研究所，在各自客車底盤上，研發(fā)混合驅(qū)動公共汽車和大型客車。此外，東風(fēng)電動汽車公司還承擔(dān)了混合動力轎車的研究開

26、發(fā)。"十五"目標(biāo)是攻克關(guān)鍵技術(shù)，推出新產(chǎn)品，主要研究內(nèi)容包括：發(fā)動機(jī)、電動機(jī)、蓄電池等各種單元技術(shù)；各系統(tǒng)的電子控制技術(shù)和整車的動力系統(tǒng)優(yōu)化與控制技術(shù)，應(yīng)節(jié)省燃料50%，排放下降80%；制動能量回收技術(shù)，應(yīng)能回收30%制動能量。目前，混合動力汽車主要研發(fā)成果如下：東風(fēng)電動車輛股份有限公司開發(fā)出混合動力汽車。其中，EQ7200HEV型混合動力轎車以風(fēng)神藍(lán)鳥轎車為平臺，以滿足未來城市公務(wù)、出租用車需求為目標(biāo)，最大限度利用東風(fēng)公司現(xiàn)有產(chǎn)品平臺及社會資源開發(fā)而成，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品系列化、通用化、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)。主要技術(shù)參數(shù)：最高車速160km/h；鋰離子電池。EQ6110HEV型混合動力城市公

27、交車采用混聯(lián)方案，專為2008年北京奧運(yùn)會公交用車而開發(fā)。主要性能參數(shù)：采用東風(fēng)汽車公司生產(chǎn)的康明斯6BTA型柴油機(jī)(最大轉(zhuǎn)矩488Nm，額定轉(zhuǎn)速2200rpm)、中科院電工所研制的交流電機(jī)，純電池電動運(yùn)行最高車速31km/h，最大功率27kW，最大電流119A；發(fā)動機(jī)和電機(jī)混合驅(qū)動；最高車速72km/h。天津清源電動車輛有限公司開發(fā)出混合動力中型客車。其主要技術(shù)特點(diǎn)： 使用燃油和電力雙能源，同時兼顧了傳統(tǒng)汽車的方便性和電動汽車的環(huán)保性能；排放達(dá)到歐III標(biāo)準(zhǔn)，燃油經(jīng)濟(jì)性提高15%以上；適于城市和城際之間的公共交通。主要技術(shù)指標(biāo)： 尺寸參數(shù) 7210×2110×2670(m

28、m)； 總重量 7t ；座位數(shù) 2210 ；發(fā)動機(jī)類型 CY4105Q型柴油機(jī) ；發(fā)動機(jī)最大功率 72kW； 變速器 5檔機(jī)械變速 ；電機(jī)類型 交流異步(矢量控制)； 電機(jī)功率 10 kW ；電池類型 免維護(hù)鉛酸電池 ；電池容量 100Ah ；最高車速 時速110km以上；最大爬坡度 20%以上；制動距離 小于10m(時速30公里)。深圳明華環(huán)保汽車有限公司開發(fā)出混合動力電動輕型客車。其技術(shù)特點(diǎn)：采用并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)，內(nèi)燃機(jī)采用達(dá)到歐洲二號尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)的柴油機(jī)；電動機(jī)采用國際先進(jìn)的異步交流電機(jī)，具有變頻調(diào)速的矢量控制系統(tǒng)；自身反充功能：內(nèi)燃機(jī)做動力源驅(qū)動車輛行駛中可同時通過電動機(jī)/發(fā)電機(jī)功能

29、互換將發(fā)動機(jī)用作發(fā)電機(jī)為車載蓄電池組充電以補(bǔ)充能量，提高電驅(qū)動續(xù)駛里程。北京嘉捷博大電動車有限公司和常州客車廠合作開發(fā)了我國第一輛以燃?xì)鉁u輪機(jī)作為動力機(jī)的混合動力電動大客車。該車長11.5 m，寬2.48 m，高3.6 m，46座，排放指標(biāo)低于2008年將在歐洲開始執(zhí)行的歐標(biāo)準(zhǔn)，是當(dāng)前理想的城市環(huán)保型公交車和旅游車。第一汽車集團(tuán)公司、美國電動車(亞洲)公司、汕頭國家電動汽車試驗(yàn)示范區(qū)三方共同合作推出一款混合動力轎車-紅旗CA7180AE。該款串聯(lián)式的混合動力轎車屬中高檔， 13kW汽油機(jī)， 15kW直流電機(jī)，144v(105Ah)鉛酸電池，4×2前驅(qū)動形式，最高車速可達(dá)135km/h

30、。*重慶長安混合動力轎車*蕪湖奇瑞混合動力轎車*長春一汽混合動力大巴 混合動力轎車*武漢二汽混合動力大巴 混合動力轎車武漢理工大學(xué)混合動力大巴哈爾濱中強(qiáng)混聯(lián)混合動力大巴天津清源混合動力大巴 混合動力中巴北京博大混合動力大巴北京理工大學(xué)混合動力大巴北京工業(yè)大學(xué)混合動力大巴北京交通大學(xué)混合動力垃圾清掃(運(yùn))車上海同濟(jì)大學(xué)混合動力轎車上汽混合動力大巴比亞迪混合動力轎車湘潭湘電混合動力大巴長沙長豐混合動力越野車深圳五州龍混合動力大巴明華混合動力中巴廣州華南理工大學(xué)混合動力大巴鄭州宇通混合動力大巴合肥安凱（與株洲）混合動力大巴鞍山某公司混合動力汽車金龍廈門混合動力大巴上圖是我國目前主要的混合動力汽車研發(fā)

31、單位及項(xiàng)目。3.3混合動力車的市場表現(xiàn)3.3.1日系的豐田Prius為例3.3.2動力汽車發(fā)展的瓶頸為了推動包括混合動力汽車在內(nèi)的節(jié)能與新能源汽車的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，我國政府目前局部小規(guī)模示范應(yīng)用的基礎(chǔ)上，組織開展大規(guī)模推廣應(yīng)用工程，相關(guān)政府部門也在加緊制定專項(xiàng)財(cái)政補(bǔ)貼方案，隨著我國政府積極推動的以混合動力汽車為主的節(jié)能與新能源汽車大規(guī)模推廣應(yīng)用工程的啟動，將進(jìn)一步突破我國節(jié)能與新能源汽車的產(chǎn)業(yè)化瓶頸、降低制造成本、培育產(chǎn)業(yè)鏈，并在局部區(qū)域?qū)崿F(xiàn)顯著的節(jié)能減排效果，加速啟動我國節(jié)能與新能源汽車市場4.混合動力汽車發(fā)展的前景4.1.1混合動力汽車發(fā)展的趨勢就目前的形勢來看，混合動力電動車擁有的特點(diǎn)是混合

32、動力電動汽車具備了良好的動力性能、良好的燃油經(jīng)濟(jì)性、清潔環(huán)保、經(jīng)濟(jì)實(shí)用，但為了達(dá)到提高車輛的動力性、經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性, 就需要采用當(dāng)代最先進(jìn)的內(nèi)燃機(jī)技術(shù)深入分析低油耗特性； 選擇比功率、比能量和效率最高、扭矩密度最大的電機(jī), 研究它的低速大轉(zhuǎn)矩、效率和再生制動能量回饋性能； 經(jīng)過周密分析和試驗(yàn)研究特性, 最佳選擇各自高性能區(qū)段的組合與疊加。另一方面，混合動力汽車成本過高絕對是目前混合動力電動汽車推廣應(yīng)用的主要難點(diǎn), 這是因?yàn)榛旌蟿恿ζ嚦艘酝膭恿ρb置外, 至少還必須安裝電池, 其成本不可能降至普通汽車的水準(zhǔn)。因此, 混合動力汽車技術(shù)發(fā)展的首要難題是降低成本, 這也是今后有待解決的最大課題,

33、特別是必須降低動力電池、電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)、電子控制系統(tǒng)等的成本。還有，要提高汽車行駛過程中的能量再生利用效率，.就得從汽車制造階段著手, 設(shè)計(jì)改進(jìn)汽車動力系統(tǒng), 滿足汽車再生制動回收要求，加強(qiáng)混合動力電動汽車的可靠性, 解決動力電池的使用壽命和可靠性問題, 是混合動力電動汽車推廣應(yīng)用的前提。但是在國際能源緊缺，混合動力可以很好的節(jié)省汽車行進(jìn)過程中減速、下坡過程的能量消耗，同時其排量低、污染小，也是未來汽車發(fā)展的必然趨勢。 我國發(fā)展混合動力汽車的機(jī)遇與挑戰(zhàn)機(jī)遇 在常規(guī)汽車技術(shù)開發(fā)方面, 國內(nèi)外存在明顯的技術(shù)差距, 由于合資外方對核心技術(shù)的保護(hù)和不轉(zhuǎn)讓, 為滿足巨大的市場需求, 應(yīng)對競爭對手, 縮短新

34、品推出周期, 目前中國幾大汽車廠商均采取引進(jìn)國外企業(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, 這無形削弱了企業(yè)進(jìn)行自主開發(fā)的意愿和動力, 對外方產(chǎn)生高度依賴性。而長此以往, 中國汽車產(chǎn)業(yè)將陷入“ 引進(jìn)落后再引進(jìn)”的惡性循環(huán), 中國將名副其實(shí)地成為世界汽車的裝配中心。因此, 混合動力汽車作為一種新興的節(jié)能環(huán)保型汽車, 其技術(shù)和市場仍然處于一種蓬勃的發(fā)展階段, 國內(nèi)外還不存在明顯的代差, 重視和扶持我國的混合動力汽車產(chǎn)業(yè), 是快速縮短與世界汽車技術(shù)水平差距的發(fā)展良機(jī), 也是保障我國汽車行業(yè)健康持續(xù)發(fā)展的重要機(jī)遇。挑戰(zhàn) 行業(yè)競爭 日本汽車公司如豐田、本田等混合動力技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟, 北美

35、市場對混合動力技術(shù)日益高漲的需求, 使得德國整車企業(yè)對此趨之若鶩。寶馬集團(tuán)和戴- 克集團(tuán)一同加入通用開發(fā)雙模式混合驅(qū)動技術(shù); 奧迪、大眾和保時捷共同開發(fā)混合動力SUV。福特宣布要在2010 年底前實(shí)現(xiàn)25 萬輛混合動力車的計(jì)劃。豐田混合動力技術(shù)在全球高唱凱歌的現(xiàn)實(shí),推動各大企業(yè)發(fā)展混合動力和推出各自的混合動力計(jì)劃。國內(nèi)企業(yè)如一汽、東風(fēng)、上海大眾、上海通用、長安、華普和奇瑞等都推出了混合動力樣車,并提出量產(chǎn)化計(jì)劃。行業(yè)競爭使得混合動力發(fā)展勢在必行。技術(shù)阻礙和技術(shù)缺失混合動力汽車的關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)在于整車控制器(HVCU) 的軟件開發(fā), 同時還有電機(jī)及其控制器(MCU)、電池及其管理系統(tǒng)(BMS)、混

36、合動力變速箱(如AMT )、內(nèi)燃機(jī)與電機(jī)動力耦合裝置、強(qiáng)電的安全防護(hù)以及車輛的成本控制等。混合動力要在中國汽車市場大規(guī)模地應(yīng)用, 必須解決電池的技術(shù)問題,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)混合動力專利, 因此我國在研發(fā)時就要繞開這些專利, 形成自己的知識產(chǎn)權(quán)。4.1.3國內(nèi)發(fā)展混合動力汽車產(chǎn)業(yè)的相關(guān)建議成本降低才有機(jī)會贏得市場我國目前剛進(jìn)入轎車社會, 很多消費(fèi)者購車時考慮的主要因素還是價格, 如果混合動力車定價過高, 購者則會較少。但是, 有個性的、異類的東西在我國也會有一定的生存空間, 如環(huán)保意識比較強(qiáng)的人士、比較重視科技的人士以及追求前衛(wèi)、時尚的人士可能會青睞

37、這款車。因此, 混合動力車目前還是針對小部分人群。降低保養(yǎng)維修費(fèi)用由于混合動力車是新推出的車型, 其售后、維修體系尚未成熟, 而且混合動力車的部分零部件依靠進(jìn)口, 這樣維修、保養(yǎng)成本會較高。例如混合動力車的蓄電池對性能要求很高, 價格自然不菲。所以要盡快發(fā)展和形成混合動力產(chǎn)業(yè)鏈, 降低混合動力車保養(yǎng)維修費(fèi)用。政府應(yīng)支持混合動力車的使用基于能源安全和環(huán)境保護(hù)等國家長遠(yuǎn)戰(zhàn)略利益考慮很多發(fā)達(dá)國家如美國、日本等對發(fā)展混臺動力車提供了較大力度的政策支持這些政策可以概括為“ 推拉結(jié)臺”。即推動企業(yè)生產(chǎn)供應(yīng)和拉動市場購買需求。目前我國除了要把混合動力車的內(nèi)容歸入“ 十一五”規(guī)劃以外, 還應(yīng)該制定相關(guān)“ 拉推

38、結(jié)合”的配套政策, 其中包括制定國家層面上的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。法規(guī)和實(shí)施政策, 如政府采購、推廣試驗(yàn)和對制造商經(jīng)銷商、消費(fèi)者的稅收優(yōu)惠和補(bǔ)貼等等, 以培育市場的需求。國內(nèi)汽車企業(yè)自主創(chuàng)新混合動力車的研發(fā)作為我國汽車產(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)到與整車同樣的壽命, 因此在研發(fā)中。還需充分借鑒國外技術(shù)和經(jīng)驗(yàn), 縮短我國在這方面的發(fā)展進(jìn)程。但在這一過程中應(yīng)吸取以往教訓(xùn), 絕對應(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)一步縮短與國外差距。結(jié)束語綜上所述，鑒于石油資源將趨于枯竭

39、和環(huán)境污染日益加劇的現(xiàn)實(shí)，國內(nèi)外汽車制造商在其政府支持下，都在競相開發(fā)各種類型電動汽車。目前，純電動汽車、燃料電池電動汽車和混合動力汽車三種電動汽車的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展特點(diǎn)是：純電動汽車技術(shù)基本成熟。國外已有少量純電動汽車進(jìn)入商業(yè)運(yùn)行，國內(nèi)處于樣車試制階段。由于動力電池的比能量、比功率小，一次充電行程短、造價高等致命缺憾，大范圍的市場化受到一定制約。燃料電池汽車具有燃料多樣、效率高、排放少等優(yōu)點(diǎn)，有可能成為未來汽車的主流，因此受到了國外各大汽車公司的重視，但目前它還面臨著許多技術(shù)困難。國外正處于研制開發(fā)和小批量生產(chǎn)階段，距離低成本、大量生產(chǎn)的水平尚有差距；國內(nèi)尚處于研發(fā)起步階段。而混合動力汽車是

40、汽車產(chǎn)業(yè)界的一場革命，是汽車最終駛向零排放的過渡，是今后高端產(chǎn)品的一種有效配置，在未來一、二十年內(nèi)將有很大部分燃油汽車實(shí)現(xiàn)混合驅(qū)動，與傳統(tǒng)燃油汽車分享市場。國內(nèi)混合動力汽車正處于樣車試制階段，已開發(fā)出混合動力轎車、混合動力中巴車、混合動力大客車樣車，而國外日本等少數(shù)國家汽車制造商已開始了逐年增長的小批量商業(yè)化生產(chǎn)，并正在廣泛進(jìn)入世界市場。致謝本論文是在楊海鵬老師的指導(dǎo)下完成的。老師也是自己大學(xué)三年專業(yè)課的任課老師，在平時的學(xué)習(xí)當(dāng)中，已經(jīng)熟知老師對教學(xué)的態(tài)度，更知老師專業(yè)知識的淵博，不管是理論課還是實(shí)訓(xùn)課，我們都是在一種心情愉悅的狀態(tài)下去接受，可以說，老師或多或少都對我造成一些影響，至少改變了我對那些課程的學(xué)習(xí)態(tài)度，讓我學(xué)習(xí)到了一些專業(yè)知識，并且學(xué)到很多處事道理，很感激老師！本論文是在老師通過論文題目后開始寫作的，在這過程中有老師的幫助和指導(dǎo)，也有同學(xué)們的關(guān)心和幫助，在此感謝你們，謝謝！還有要感謝曾經(jīng)教過我的老師，沒有你們的教導(dǎo)和幫助，我也沒有足夠的知識來寫這論文，所以謝謝你們！最后，對所有關(guān)心和支持我的同學(xué)們、老師們，說聲謝謝！參考文獻(xiàn)1面向21世紀(jì)課程教材 汽車類教學(xué)改革規(guī)劃教材 汽車構(gòu)造與原理 （上冊） 發(fā)動機(jī) 作者: 蔡興旺主編，黃炳華，歐陽惠芳副主編 2 新編中國大百科全書 B卷 建筑交通 （圖文版） 作者: 黃勇，張景麗，金昌海主編。 3汽車文化作者：曲金