混合動(dòng)力汽車現(xiàn)狀及其發(fā)展前景趨勢(shì)研究

1、 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 題 目： 混合動(dòng)力汽車現(xiàn)狀及其發(fā)展前景趨勢(shì)研究 學(xué)院： 機(jī)械工程學(xué)院 專業(yè)： 班級(jí)： 班 學(xué)號(hào): 學(xué)生姓名： 導(dǎo)師姓名： 完成日期： 誠(chéng) 信 聲 明本人聲明：1、本人所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）是在老師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果；2、據(jù)查證，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中不包含其他人已經(jīng)公開發(fā)表過(guò)的研究成果，也不包含為獲得其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位而使用過(guò)的材料；3、我承諾，本人提交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中的所有內(nèi)容均真實(shí)、可信。作者簽名： 日期： 年 月 日畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 題目： 混合動(dòng)力汽車現(xiàn)狀及其發(fā)展前景趨勢(shì)研究 姓名 吳坤 學(xué)院 機(jī)械工程學(xué)院

2、 專業(yè) 汽車服務(wù)工程 班級(jí) 0901班 學(xué)號(hào) 24 指導(dǎo)老師 職稱 教研室主任 基本任務(wù)及要求： 混合動(dòng)力汽車是當(dāng)前汽車領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)，隨著環(huán)境、能源問(wèn)題的出現(xiàn)，對(duì)新能源汽車的研發(fā)非常有意義。本課題研究的任務(wù)及要求如下： 1、簡(jiǎn)要介紹混合動(dòng)力汽車發(fā)展背景，分析其分類和基本工作原理； 2、綜述國(guó)內(nèi)外混合動(dòng)力汽車發(fā)展現(xiàn)狀及其代表性產(chǎn)品； 3、指出混合動(dòng)力汽車發(fā)展面臨的電池系統(tǒng)管理、動(dòng)力分配等關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題； 4、示例分析我國(guó)混合動(dòng)力公交車的應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展前景趨勢(shì)； 進(jìn)度安排及完成時(shí)間： 1、明確設(shè)計(jì)任務(wù)，熟悉設(shè)計(jì)內(nèi)容，收集相關(guān)資料； 2月28日前完成 2、在熟悉課題的前提要求下，進(jìn)入課題實(shí)施階段；

3、3月20日前完成 3、做好相關(guān)知識(shí)的準(zhǔn)備，開始撰寫開題報(bào)告； 4月5日前完成 4、對(duì)混合動(dòng)力汽車整體研究的方案確定； 4月20日前完成 5、收集已上市的混合動(dòng)力汽車資料并對(duì)比研究； 5月5日前完成 6、對(duì)株洲市混合動(dòng)力公交車的運(yùn)營(yíng)進(jìn)行調(diào)研； 5月20日前完成 7、編寫論文和研究的資料并打印反復(fù)修改； 5月31日前完成 8、各種相關(guān)文件的整理，存儲(chǔ)介質(zhì)制定，準(zhǔn)備答辯； 6月3日前完成 目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc358930071 摘要 PAGEREF _Toc358930071 h I HYPERLINK l _Toc358930072 Abstra

4、ct PAGEREF _Toc358930072 h II HYPERLINK l _Toc358930073 第1章 緒 論 PAGEREF _Toc358930073 h 1 HYPERLINK l _Toc358930074 1.1 引言 PAGEREF _Toc358930074 h 1 HYPERLINK l _Toc358930075 1.2 混合動(dòng)力汽車的歷史發(fā)展 PAGEREF _Toc358930075 h 1 HYPERLINK l _Toc358930076 1.3 混合動(dòng)力汽車分類及其工作原理 PAGEREF _Toc358930076 h 3 HYPERLINK l

5、_Toc358930077 1.4 混合動(dòng)力汽車發(fā)展的影響因素 PAGEREF _Toc358930077 h 5 HYPERLINK l _Toc358930078 第2章 混合動(dòng)力汽車現(xiàn)狀分析 PAGEREF _Toc358930078 h 7 HYPERLINK l _Toc358930079 2.1 國(guó)內(nèi)混合動(dòng)力汽車發(fā)展現(xiàn)狀 PAGEREF _Toc358930079 h 7 HYPERLINK l _Toc358930080 2.1.1 國(guó)內(nèi)混合動(dòng)力汽車代表產(chǎn)品 PAGEREF _Toc358930080 h 7 HYPERLINK l _Toc358930081 2.1.2 國(guó)內(nèi)混

6、合動(dòng)力汽車技術(shù) PAGEREF _Toc358930081 h 10 HYPERLINK l _Toc358930082 2.2 國(guó)外混合動(dòng)力汽車發(fā)展現(xiàn)狀 PAGEREF _Toc358930082 h 11 HYPERLINK l _Toc358930083 2.2.1 國(guó)外混合動(dòng)力汽車代表產(chǎn)品 PAGEREF _Toc358930083 h 11 HYPERLINK l _Toc358930084 2.2.2 國(guó)外混合動(dòng)力汽車技術(shù) PAGEREF _Toc358930084 h 14 HYPERLINK l _Toc358930085 第3章 混合動(dòng)力汽車發(fā)展策略探討 PAGEREF _T

7、oc358930085 h 15 HYPERLINK l _Toc358930086 3.1我國(guó)混合動(dòng)力汽車發(fā)展思路 PAGEREF _Toc358930086 h 15 HYPERLINK l _Toc358930087 3.2 混合動(dòng)力汽車研究?jī)?nèi)容和方法 PAGEREF _Toc358930087 h 16 HYPERLINK l _Toc358930088 3.3 混合動(dòng)力汽車發(fā)展面臨的問(wèn)題和解決方案 PAGEREF _Toc358930088 h 17 HYPERLINK l _Toc358930089 第4章 我國(guó)城市混合動(dòng)力公交車發(fā)展示例分析 PAGEREF _Toc3589300

8、89 h 19 HYPERLINK l _Toc358930090 4.1 城市混合動(dòng)力公交車研究的背景和意義 PAGEREF _Toc358930090 h 19 HYPERLINK l _Toc358930091 4.2 株洲城市混合動(dòng)力公交車應(yīng)用示例 PAGEREF _Toc358930091 h 20 HYPERLINK l _Toc358930092 4.2.1 城市混合動(dòng)力公交車市場(chǎng)推廣探討 PAGEREF _Toc358930092 h 20 HYPERLINK l _Toc358930093 4.2.2 株洲城市混合動(dòng)力公交車應(yīng)用現(xiàn)狀分析 PAGEREF _Toc3589300

9、93 h 21 HYPERLINK l _Toc358930094 4.3混合動(dòng)力車型發(fā)展趨勢(shì)及展望 PAGEREF _Toc358930094 h 24 HYPERLINK l _Toc358930095 結(jié) 論 PAGEREF _Toc358930095 h 28 HYPERLINK l _Toc358930096 參 考 文 獻(xiàn) PAGEREF _Toc358930096 h 29 HYPERLINK l _Toc358930097 致 謝 PAGEREF _Toc358930097 h 30混合動(dòng)力汽車現(xiàn)狀及其發(fā)展前景趨勢(shì)研究摘要：混合動(dòng)力汽車是當(dāng)前各國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)一個(gè)非常重要的發(fā)展方向，

10、而我國(guó)混合動(dòng)力汽車發(fā)展總體上還處于起步階段。首先，簡(jiǎn)要介紹混合動(dòng)力汽車發(fā)展背景，分析混合動(dòng)力汽車的分類及其工作原理；其次，綜述國(guó)內(nèi)外混合動(dòng)力汽車發(fā)展現(xiàn)狀及其具有代表性的產(chǎn)品，并分析國(guó)內(nèi)外技術(shù)發(fā)展情況，指出混合動(dòng)力汽車發(fā)展目前面臨的電池系統(tǒng)管理、動(dòng)力分配等關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題；最后，對(duì)我國(guó)混合動(dòng)力汽車以及城市混合動(dòng)力公交車的發(fā)展方向趨勢(shì)等提出相應(yīng)意見。關(guān)鍵字： 混合動(dòng)力汽車；原理；發(fā)展趨勢(shì)；建議 A Study on the Current Situation and Development Tendency of HEVAbstract:HEV is an important research and

11、 development direction of the worlds automobile in dusty and the develpoment in China is still in a state of infancy. Firstly ,the background of HEVs development was introduced briefly and its basic working principle was analyzed. Secondly, the current development of HEV the key technological proble

12、ms HEV facing at present out in battery system management, dynamic distribution and so on. Finally, relative constructive suggestions on development direction of our nations HEV and its urban transit were made. Key Words: HEV; principle; trend of development; suggestions 第1章 緒 論1.1 引言目前，石油資源供應(yīng)的日益缺乏，

13、環(huán)境污染持續(xù)惡化，世界范圍內(nèi)對(duì)環(huán)境友好可持續(xù)發(fā)展的呼聲不斷高漲，尋找新能源代替?zhèn)鹘y(tǒng)燃料已成為國(guó)際共識(shí)。近幾來(lái)，我國(guó)機(jī)動(dòng)車保有量迅猛增長(zhǎng)，汽車尾氣排放已成為影響各大城市大氣質(zhì)量最主要的污染源之一，嚴(yán)重制約和影響城市的可持續(xù)發(fā)展和人們的日常生活。因此，新能源汽車研究項(xiàng)目被國(guó)家列入了“863”重大科研課題。相對(duì)混合動(dòng)力汽車，純電動(dòng)汽車雖然具有比較突出的環(huán)保優(yōu)勢(shì)，但是其產(chǎn)業(yè)發(fā)展的研究總體上還處于起步階段，受限于燃料電池等關(guān)鍵技術(shù)，其行駛路程短、動(dòng)力性能差以及成本高等問(wèn)題沒有得到解決，所以，純電動(dòng)汽車發(fā)展的局限導(dǎo)致其很難市場(chǎng)化。為尋找傳統(tǒng)燃油汽車與純電動(dòng)汽車的過(guò)渡產(chǎn)品和折衷方案，混合動(dòng)力汽車（HEV）的

14、研發(fā)已經(jīng)成為國(guó)際范圍內(nèi)新型環(huán)保車輛開發(fā)的新熱點(diǎn)，具有很好的發(fā)展前景和市場(chǎng)潛力。為此，世界各國(guó)政府以及各大汽車制造商都在加大力度研發(fā)試驗(yàn)各種混合動(dòng)力汽車和混合動(dòng)力客車。從當(dāng)前的技術(shù)發(fā)展情況來(lái)看，純電動(dòng)汽車由于受到燃料電池性能的局限，續(xù)航里程比較短，難以推廣上市應(yīng)用。燃料電池汽車的基礎(chǔ)研發(fā)設(shè)施投入非常大，車輛成本極高，更不可能在短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。而混合動(dòng)力汽車具有排放污染低、續(xù)駛里程長(zhǎng)、節(jié)約能源、不改變已有基礎(chǔ)設(shè)施的各方面優(yōu)點(diǎn)，是當(dāng)前實(shí)現(xiàn)環(huán)保汽車產(chǎn)業(yè)化、規(guī)?；淖罴旬a(chǎn)品。美國(guó)福特、日本豐田、日本本田等公司已經(jīng)研發(fā)生產(chǎn)了許多成熟的混合動(dòng)力汽車產(chǎn)品，并在各國(guó)批量銷售。我國(guó)混合動(dòng)力汽車的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化，已

15、經(jīng)過(guò)國(guó)家“863計(jì)劃”的支持與發(fā)展，相信我國(guó)的混合動(dòng)力汽車技術(shù)正在迅速邁向產(chǎn)業(yè)化。1.2 混合動(dòng)力汽車的歷史發(fā)展1、歷史發(fā)展 當(dāng)前普遍使用的燃油發(fā)動(dòng)機(jī)汽車存在種種弊病，統(tǒng)計(jì)表明在大部分的道路條件下，一輛普通轎車僅僅只利用了燃料潛能的40%，在一些更復(fù)雜的路面狀況下還會(huì)跌至25%，更為嚴(yán)重的是隨著機(jī)動(dòng)車保有量的增加，大氣污染變得日趨嚴(yán)重。20世紀(jì)90年代以來(lái)，世界各國(guó)對(duì)改善 HYPERLINK /view/13704.htm t _blank 環(huán)保的呼聲日益高漲，由此各種各樣的電動(dòng)汽車脫穎而出。雖然當(dāng)前人們普遍認(rèn)為未來(lái)電動(dòng)汽車將會(huì)普遍使用，但是目前的電池技術(shù)局限阻礙了電動(dòng)汽車的應(yīng)用。眾所周知電池

16、的能量密度和汽油相比差上百倍，遠(yuǎn)遠(yuǎn)未達(dá)到人們所期待的數(shù)值，專家預(yù)計(jì)在10年以內(nèi)電動(dòng)汽車還無(wú)法完全取代傳統(tǒng)燃油發(fā)動(dòng)機(jī)汽車。在這種現(xiàn)實(shí)情況的逼迫下，使得工程師們開發(fā)了一種裝載混合動(dòng)力裝置（Hybrid-Electric ，Vehicel，縮寫HEV）的汽車。所謂混合動(dòng)力系統(tǒng)就是將電動(dòng)機(jī)與輔助動(dòng)力單元組合在一輛汽車上做驅(qū)動(dòng)力源，輔助動(dòng)力單元可以是一臺(tái)小型燃料發(fā)動(dòng)機(jī)或動(dòng)力發(fā)電機(jī)組。而且可以盡量將傳統(tǒng)燃料發(fā)動(dòng)機(jī)做小，使一部分動(dòng)力由輔助單元電動(dòng)機(jī)組提供。這種混合動(dòng)力裝置既發(fā)揮了兩方面的優(yōu)勢(shì)，一是發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性好，持續(xù)工作時(shí)間長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)，二是發(fā)揮電動(dòng)機(jī)低噪聲、無(wú)污染的好處，二者相互協(xié)調(diào)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，汽車的 HYP

17、ERLINK /view/565126.htm t _blank 熱效率值可提高10%以上，廢氣排放控制可改善30%以上1。如今各國(guó)都在加大力度研發(fā)，政府的支持，資金的協(xié)助，慢慢地混合動(dòng)力技術(shù)已走上成熟，產(chǎn)業(yè)化，市場(chǎng)化正在接收各種挑戰(zhàn)，但混合動(dòng)力汽車在當(dāng)前依舊值得期待！2、日本混合動(dòng)力汽車發(fā)展概況1997年12月，防止地球溫暖化會(huì)議在日本東京召開, 這次會(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)一步加快了日本各界對(duì)于環(huán)保措施的制定和實(shí)施步伐, 尤其是在汽車產(chǎn)業(yè)投入前所未有的力量用于低污染、低燃料費(fèi)的節(jié)能環(huán)保汽車的研制開發(fā)。目前的低污染、低燃料費(fèi)環(huán)保汽車主要是以直噴式發(fā)動(dòng)機(jī)為主,另外

18、還有純電動(dòng)汽車、燃料電池汽車、天然氣汽車、混合動(dòng)力型汽車等, 這些采用不同動(dòng)力燃料的汽車都具有各自的優(yōu)點(diǎn)和不足。例如，直噴式發(fā)動(dòng)機(jī)是在高新技術(shù)的支撐下研制的, 使其性能進(jìn)一步提高存在很大的難度；電動(dòng)汽車的不足表現(xiàn)在充電一次行駛距離短,而且需要配置復(fù)雜的充電設(shè)備；天然氣汽車盡管能夠減少二氧化碳排放，但也具有一定的局限性；而燃料電池汽車則需注意燃料氫的存儲(chǔ)問(wèn)題等。但是,目前對(duì)比前面這些車型，混合動(dòng)力型汽車和汽油燃料汽車相比, 不僅燃料消耗減少一半, 而且二氧化碳的排放量還可以降低至燃料汽車的1/2,排放的有毒氣體也可削減到規(guī)定值的1/10, 具有低污染和低燃料消耗的雙重優(yōu)勢(shì)。因此, 日本的汽車制造

19、業(yè)普遍認(rèn)為混合動(dòng)力車型汽車是目前最具有開發(fā)前景和市場(chǎng)應(yīng)用的車種。豐田公司集結(jié)大批優(yōu)秀研發(fā)工程師，研發(fā)出的Pruis于1997年開始投入生產(chǎn)線，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。豐田Prius1.5L 汽油機(jī)采用高效率、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，在輸出動(dòng)力類型上Pruis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)可通過(guò)單向離合器將扭矩輸出到行星架,行星架按照控制策略的固定比例將扭矩分配到與中心輪連接的發(fā)電機(jī),電動(dòng)機(jī)則通過(guò)齒輪減速機(jī)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)力輸出。電動(dòng)機(jī)一般采用小

20、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)。另外關(guān)于車輛功率分配的裝置，可借助于控制發(fā)電機(jī)的發(fā)電量來(lái)調(diào)節(jié)控制發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速,從而來(lái)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)，則利用永磁同步電動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速恒轉(zhuǎn)矩的特性。當(dāng)汽車啟動(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。豐田Pruis自97年以來(lái)，得到市場(chǎng)的積極響應(yīng)，也經(jīng)受住了各方面的挑戰(zhàn)，技術(shù)正慢慢走向成熟，2004年P(guān)ruis已經(jīng)由緊湊型發(fā)展成為中等尺寸型。它較之以前的車型具有更強(qiáng)的動(dòng)力性能、更好的燃料經(jīng)濟(jì)性以及更低的尾氣排放。該車的排放與傳統(tǒng)的汽油車輛相比CO2下降

21、50%，HC、CO和NOX排放可以降低90左右，燃油節(jié)省一半2。截止2013年，日本豐田Pruis等混合動(dòng)力車型在全球的銷量已累計(jì)達(dá)到300萬(wàn)輛，日本混合動(dòng)力汽車發(fā)展的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)值得我國(guó)學(xué)習(xí)借鑒，雖然混合動(dòng)力汽車作為純電動(dòng)汽車的過(guò)渡車型，但在目前的環(huán)境能源形勢(shì)下發(fā)揮了巨大的作用，相信隨著混合動(dòng)力技術(shù)的突破，在未來(lái)數(shù)十年必將成為一顆閃耀的明星。1.3 混合動(dòng)力汽車分類及其工作原理1、混合動(dòng)力汽車的分類HEV（Hybrid-ElectricVehicle）混合動(dòng)力裝置?；旌蟿?dòng)力就是指 HYPERLINK /view/3451782.htm t _blank 汽車使用汽油驅(qū)動(dòng)和 HYPERLINK

22、/view/69126.htm t _blank 電力驅(qū)動(dòng)兩種 HYPERLINK /view/131317.htm t _blank 驅(qū)動(dòng)方式，優(yōu)點(diǎn)在于車輛啟動(dòng)停止時(shí)，只靠發(fā)電機(jī)帶動(dòng)，不達(dá)到一定速度， HYPERLINK /view/47475.htm t _blank 發(fā)動(dòng)機(jī)就不工作，因此，便能使發(fā)動(dòng)機(jī)一直保持在最佳工況狀態(tài)，動(dòng)力性好，排放低，而且 HYPERLINK /view/48797.htm t _blank 電能的來(lái)源都是發(fā)動(dòng)機(jī)，只需加油即可?；旌蟿?dòng)力汽車設(shè)計(jì)的關(guān)鍵之處是混合動(dòng)力系統(tǒng)，因?yàn)樗男阅苤苯雨P(guān)系到混合動(dòng)力汽車整車的性能。經(jīng)過(guò)近幾年的發(fā)展，混合動(dòng)力系統(tǒng)總成已從原來(lái)的發(fā)動(dòng)機(jī)

23、與電機(jī)離散結(jié)構(gòu)向發(fā)動(dòng)機(jī)電機(jī)與變速箱一體化結(jié)構(gòu)方向發(fā)展，即集成化混合動(dòng)力總成系統(tǒng)。按照混合動(dòng)力總成動(dòng)力扭矩傳輸路線來(lái)分類，可分為串聯(lián)式、并聯(lián)式和混聯(lián)式等三種。2、工作原理混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的動(dòng)力系統(tǒng)主要由控制系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、輔助動(dòng)力系統(tǒng)和電池組等部分構(gòu)成。在車輛在剛開始行駛時(shí)，蓄電池貯存電量飽滿，其能量輸出足以滿足車輛要求，輔助動(dòng)力系統(tǒng)就無(wú)需工作。當(dāng)電池電量低于60%時(shí)，輔助動(dòng)力系統(tǒng)才開始工作；或當(dāng)車輛能量需求較大時(shí)，輔助動(dòng)力系統(tǒng)和蓄電池組就將共同為車輛提供能量；當(dāng)車輛能量需求較小時(shí)，輔助動(dòng)力系統(tǒng)在為車輛提供能量的同時(shí)，還給車輛蓄電池組進(jìn)行充電。混合動(dòng)力汽車正是由于蓄電池組的存在，使得發(fā)動(dòng)機(jī)工作在

24、一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的工況下，使發(fā)動(dòng)機(jī)燃料燃燒排放得到非常大的改善?；旌蟿?dòng)力汽車輔助單元一般采用功率較小的發(fā)動(dòng)機(jī)，但必須保證能夠滿足汽車巡航的需要，依靠電動(dòng)機(jī)或其它輔助裝置提供車輛加速與爬坡所需的附加動(dòng)力。同時(shí)混合動(dòng)力汽車還配備回收制動(dòng)能量系統(tǒng)，其結(jié)果是提高了車輛行駛的總體效率，同時(shí)保證了汽車加速、爬坡等動(dòng)力性能。在傳統(tǒng)汽車中，當(dāng)司機(jī)踩制動(dòng)時(shí)，這種本可用來(lái)給汽車加速的能量轉(zhuǎn)化為熱量被浪費(fèi)了。而混合動(dòng)力汽車卻能大部分回收這部分能量，并通過(guò)向電池動(dòng)力將其暫時(shí)貯存起來(lái)供加速時(shí)再用。當(dāng)駕駛者想要有最大的加速度，這時(shí)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)同時(shí)工作，提供可與強(qiáng)大的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)相當(dāng)?shù)钠鸩郊铀傩阅堋Ｔ趯?duì)加速性要求不太高的路

25、面，混合動(dòng)力汽車可以只依靠電動(dòng)機(jī)行駛，或者單靠汽油發(fā)動(dòng)機(jī)行駛，或者二者結(jié)合以取得最大的效率。想要獲得最佳的動(dòng)力輸出就需要一個(gè)非常好的動(dòng)力控制系統(tǒng)，這方面一直就是混合動(dòng)力汽車研究的重心。（1）串聯(lián)式串聯(lián)式動(dòng)力由發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)和 HYPERLINK /view/157572.htm t _blank 電動(dòng)機(jī)三部分動(dòng)力總成組成，它們之間用串聯(lián)方式組成SHEV動(dòng)力單元系統(tǒng)，發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，電能通過(guò) HYPERLINK /view/122229.htm t _blank 控制器輸送到電池或電動(dòng)機(jī)，再由電動(dòng)機(jī)通過(guò)變速機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)汽車。小負(fù)荷時(shí)可直接由 HYPERLINK /view/3543395.ht

26、m t _blank 電池驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng) HYPERLINK /view/81241.htm t _blank 車輪，大負(fù)荷時(shí)需要更大功率，需由發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。當(dāng) HYPERLINK /view/69501.htm t _blank 電動(dòng)車處于低速、滑行、怠速的工況時(shí)，則由電池組驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，當(dāng)電池組電量較低時(shí)則由發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)組向電池組充電；而當(dāng)車輛處于啟動(dòng)、加速、爬坡工況時(shí)，車輛需求功率較高，那么發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)組和電池組將共同向電動(dòng)機(jī)提供電能。串聯(lián)式結(jié)構(gòu)適用于低速運(yùn)行和城市內(nèi)頻繁起步的工況，可以適時(shí)地將發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)整到最佳工況點(diǎn)附近運(yùn)轉(zhuǎn)，通過(guò)調(diào)整電池的充放電和電動(dòng)機(jī)的輸出來(lái)達(dá)到調(diào)

27、整車速的目的。這樣使發(fā)動(dòng)機(jī)避免了低速和怠速運(yùn)轉(zhuǎn)的工況，從而提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)效率，減少了廢氣等污染物排放。但是串聯(lián)式HEV有個(gè)突出的缺點(diǎn)就是機(jī)械效率較低。發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)電池組 機(jī)械連接 電氣連接圖1.3-1 串聯(lián)式混合動(dòng)力汽車結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖（2）并聯(lián)式并聯(lián)式混合動(dòng)力裝置的發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)共同驅(qū)動(dòng)汽車，發(fā)動(dòng)機(jī)與電動(dòng)機(jī)是分開的兩套系統(tǒng)，這兩套系統(tǒng)都可以向汽車傳動(dòng)機(jī)構(gòu)提供驅(qū)動(dòng)力，在不同的行駛路面發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)既可以共同驅(qū)動(dòng)又可以單獨(dú)驅(qū)動(dòng)車輛。當(dāng)車輛在加速爬坡時(shí)，這兩套系統(tǒng)可同時(shí)向傳動(dòng)系提供扭矩，只要汽車車速達(dá)到巡航速度，汽車將只依靠發(fā)動(dòng)機(jī)維持該車速。電動(dòng)機(jī)既可以作電動(dòng)機(jī)還可以作發(fā)電機(jī)使用，所以稱之為電動(dòng)

28、發(fā)電機(jī)組。并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車沒有單獨(dú)的發(fā)電機(jī)，這樣發(fā)動(dòng)機(jī)就直接通過(guò)傳動(dòng)系驅(qū)動(dòng)車輪，這種并聯(lián)裝置更接近傳統(tǒng)的汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，輸出的扭矩也能滿足大部分路況需要，機(jī)械效率損耗與普通汽車差不多，目前得到比較廣泛的應(yīng)用。發(fā)動(dòng)機(jī)變速器 電動(dòng)機(jī)電池組池組 機(jī)械連接 電氣連接圖1.3-2 并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖（3）混聯(lián)式混聯(lián)式裝置兼具了串聯(lián)式和并聯(lián)式兩者的特點(diǎn)。其動(dòng)力系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)，根據(jù)行駛時(shí)助力裝置的不同，它又可分為發(fā)動(dòng)機(jī)為主和電機(jī)為主兩種。當(dāng)以發(fā)動(dòng)機(jī)作為主控制單元的形式中，發(fā)動(dòng)機(jī)作為主動(dòng)力源，電機(jī)為輔助動(dòng)力源；以電機(jī)為主控單元的形式中，發(fā)動(dòng)機(jī)作為輔助動(dòng)力源，電機(jī)為主動(dòng)力源?；炻?lián)式裝置的

29、優(yōu)點(diǎn)是控制方便，缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。日本豐田生產(chǎn)的Prius屬于以電機(jī)為主的形式。結(jié)構(gòu)圖如1.3-3所示。1.4混合動(dòng)力汽車發(fā)展的影響因素1、能源因素與西方國(guó)家政府首先考慮環(huán)保因素不同，對(duì)中國(guó)政府而言，發(fā)展新能源汽車更加關(guān)系到國(guó)家的石油安全。隨著汽車的增加，中國(guó)政府面臨嚴(yán)重的石油短缺壓力，目前中國(guó)的石油對(duì)外依存度已經(jīng)超過(guò)50%，而且這一比例還在不斷提高中，發(fā)展混合動(dòng)力汽車和發(fā)動(dòng)機(jī) 發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī) 機(jī)械連接電池組池組 電氣連接 圖1.3-3 混聯(lián)式混合動(dòng)力汽車結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖電動(dòng)汽車在中國(guó)更加緊迫，混合動(dòng)力技術(shù)比純電動(dòng)技術(shù)要成熟，但混合動(dòng)力汽車還是需要石油，所以混合動(dòng)力汽車依舊只是研發(fā)純電動(dòng)汽車的一個(gè)過(guò)渡

30、階段。2、政府政策因素2010年，中國(guó)政府頒布實(shí)施關(guān)于開展私人購(gòu)買新能源汽車補(bǔ)貼試點(diǎn)的通知，其中并未將混合動(dòng)力汽車納入新能源汽車的補(bǔ)貼范圍。通知中對(duì)純電動(dòng)汽車和插入式電動(dòng)汽車的補(bǔ)貼分別達(dá)到最高6萬(wàn)元和5萬(wàn)元，但油電混合動(dòng)力產(chǎn)品卻被歸于“節(jié)能汽車”類別，只給予3000元的資金補(bǔ)貼3，所以相對(duì)而言，混合動(dòng)力汽車的市場(chǎng)推廣還需要更多優(yōu)惠政策的支持。3、技術(shù)因素全球混合動(dòng)力核心技術(shù)主要是被日本的豐田和本田兩家汽車公司所掌握，日系車企的混合動(dòng)力汽車已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了技術(shù)的穩(wěn)定和產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化，僅豐田混合動(dòng)力汽車全球保有量就已經(jīng)達(dá)到300萬(wàn)輛。而中國(guó)車企發(fā)展混合動(dòng)力將無(wú)法回避日系車企的技術(shù)壁壘。于此對(duì)應(yīng)的，在電動(dòng)汽

31、車領(lǐng)域，中國(guó)并不比國(guó)外差。美國(guó)知名公司的一份研究報(bào)告認(rèn)為，在傳統(tǒng)汽車研究開發(fā)領(lǐng)域，中國(guó)比西方許多國(guó)家落后幾十年，但在電動(dòng)汽車研究領(lǐng)域，中國(guó)與國(guó)外基本處于同一起跑線?？杉冸妱?dòng)汽車對(duì)技術(shù)和燃料電池的要求和成本更高，當(dāng)前依舊可以將混合動(dòng)力汽車作為過(guò)渡車型，加大技術(shù)支持。4、成本因素分析混合動(dòng)力汽車和電動(dòng)力汽車都存在著成本過(guò)高的問(wèn)題，如果沒有政府補(bǔ)貼都很難推廣；但電動(dòng)力汽車的后期成本遠(yuǎn)低于混合動(dòng)力汽車。混合動(dòng)力汽車實(shí)施補(bǔ)貼后，購(gòu)買成本大幅下降，幾年節(jié)約的燃料費(fèi)用，就可以彌補(bǔ)高出的車價(jià)；隨著政府補(bǔ)貼政策的落實(shí)和加快充電站等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，將有越來(lái)越多的消費(fèi)者購(gòu)買混合電動(dòng)汽車汽車。第2章 混合動(dòng)力汽車現(xiàn)狀分

32、析2.1 國(guó)內(nèi)混合動(dòng)力汽車發(fā)展現(xiàn)狀我國(guó)在傳統(tǒng)燃料汽車領(lǐng)域研究開發(fā)比西方國(guó)家晚了幾十年，技術(shù)和制造精度還有很大的差距，但在混合動(dòng)力汽車和電動(dòng)汽車研究領(lǐng)域，在迎頭追趕，慢慢地縮小與歐美日的差距。在“十五”期間，科技部組織汽車企業(yè)與國(guó)內(nèi)多家高校、科研機(jī)構(gòu)進(jìn)行聯(lián)合攻關(guān)，確立了“三縱三橫”的總體發(fā)展布局。就是以混合動(dòng)力電動(dòng)汽車（HEV）、純電動(dòng)汽車(BEV)和燃料電池汽車（FCEV）為“三縱”，而以動(dòng)力控制系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)和電池及其控制系統(tǒng)為“三橫”。國(guó)家“863”高科技項(xiàng)目計(jì)劃中專門確定了包括混合動(dòng)力汽車在內(nèi)的節(jié)能與新能源環(huán)保汽車的重大專項(xiàng)。有國(guó)家政策的支持，研發(fā)資金的投放，相關(guān)人才的培養(yǎng)，在這樣的

33、優(yōu)越形勢(shì)下，目前我國(guó)混合動(dòng)力汽車的自主創(chuàng)新得到了重大發(fā)展。2.1.1 國(guó)內(nèi)混合動(dòng)力汽車代表產(chǎn)品目前，我國(guó)在國(guó)家“863”計(jì)劃的支撐下，基本建立了常規(guī)混合動(dòng)力汽車技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化體系，研發(fā)了200款左右常規(guī)混合動(dòng)力汽車產(chǎn)品。在常規(guī)混合動(dòng)力客車研發(fā)開發(fā)方面，我國(guó)自主研發(fā)的常規(guī)混合動(dòng)力客車慢慢地被城市公交用戶認(rèn)可，產(chǎn)品技術(shù)創(chuàng)新水平和產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力位居世界前列，“十二五”規(guī)劃中混合動(dòng)力客車將在2012下半年，由現(xiàn)在的25個(gè)示范推廣城市擴(kuò)大到全國(guó)所有的大中型城市4。過(guò)去的“十一五”期間，聚焦常規(guī)混合動(dòng)力轎車動(dòng)力系統(tǒng)技術(shù)平臺(tái)，同步開展常規(guī)混合動(dòng)力轎車產(chǎn)業(yè)化技術(shù)攻關(guān)，我國(guó)成功研制出多款工程化常規(guī)混合動(dòng)力轎車產(chǎn)品，雖

34、然我國(guó)在混合動(dòng)力汽車這塊領(lǐng)域起步較晚，但國(guó)內(nèi)各大汽車廠商在利好政策的支持下，正在積極地研發(fā)具有市場(chǎng)前景的混合動(dòng)力車型。在我國(guó)節(jié)能與新能源汽車相關(guān)激勵(lì)政策推動(dòng)下，在越來(lái)越嚴(yán)格的汽車尾氣排放法規(guī)推動(dòng)下，將逐漸形成輕度混合動(dòng)力轎車先行、中度并聯(lián)混合動(dòng)力轎車跟進(jìn)、深度混合動(dòng)力轎車押后的尊重技術(shù)的我國(guó)自主研發(fā)常規(guī)混合動(dòng)力轎車市場(chǎng)推進(jìn)三步曲。目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上具有代表性的混合動(dòng)力汽車有以下品牌：1、中國(guó)長(zhǎng)安杰勛混合動(dòng)力轎車。杰勛混合動(dòng)力轎車是國(guó)內(nèi)第一款自主研發(fā)設(shè)計(jì)將中度混合技術(shù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化并且投產(chǎn)的混合動(dòng)力轎車。杰勛整車都采用自主研發(fā)的技術(shù)設(shè)計(jì)，擁有完整的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，獲得專利80余項(xiàng)，其中發(fā)明專利18項(xiàng)。長(zhǎng)安

35、建成了我國(guó)第一條完全自主研究開發(fā)的混合動(dòng)力的生產(chǎn)線。該車的動(dòng)力系統(tǒng)是由自主研發(fā)的1.5 L的高效發(fā)動(dòng)機(jī)13kW 的永磁同步無(wú)刷電機(jī)組合而成，續(xù)駛里程和整體動(dòng)力水平與2.0 L汽油發(fā)動(dòng)機(jī)車型相比基本相當(dāng)。節(jié)油在20%以上，排放限制達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。如下表所示：表2.1.1-1 長(zhǎng)安集團(tuán)代表車型長(zhǎng)安混合動(dòng)力代表車型參數(shù)車型長(zhǎng)安志翔長(zhǎng)安杰勛HEV尺寸（長(zhǎng)寬高）460018001475mm460018001475mm444517501640mm混合動(dòng)力模式輕度，油氣（CNG）混合中度混合中混-并聯(lián)發(fā)動(dòng)機(jī)1.6汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，JL4750QG最大功率71kw1.5升汽油發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率69kw1.5 L L4

36、75Q3最大功率69kw電動(dòng)機(jī)永磁減速式支流啟動(dòng)電機(jī)額定功率1.7kw永磁無(wú)刷同步交流電機(jī)(ISG)額定功率13kw永磁無(wú)刷同步交流電機(jī)(ISG)額定功率13kw電池類型AGM深度放電電池電壓：12V容量：55Ah鎳氫蓄電池電壓：144V容量：6Ah鎳氫動(dòng)力電池額定工作電壓144V/容量6Ah百公里油耗7.2L6.6L6.8L排量1590ml1497ml1497ml2、一汽奔騰 B70。奔騰B70這款混合動(dòng)力汽車的動(dòng)力系統(tǒng)采用雙電機(jī)模式，屬于全混合結(jié)構(gòu)。該款混合動(dòng)力轎車的制造成本是燃油型同款車的23倍，而隨著批量化生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)，奔騰B70的制造成本將逐漸降低。如下表所示：表2.1.1-2 一汽集

37、團(tuán)代表車型參數(shù)一汽奔騰B50PHEV一汽奔騰B70-HEV尺寸（長(zhǎng)寬高）460017851435mm470517821465mm混合動(dòng)力模式全混，插電式全混發(fā)動(dòng)機(jī)1.5L，最大功率67kW，最大扭矩135Nm1.5L，最大功率為74kW，最大扭矩為135Nm電動(dòng)機(jī)永磁同步電機(jī)，40KW雙電機(jī)：TM電機(jī)功率為20kW/40kW，BSG電機(jī)功率為7.5kW/10kW電池類型鋰離子充電電池，容量為35Ah鎳氫電池，容量為6Ah，額定電壓為288V百公里油耗3.2L5.8L排量-1497ml3、上汽 榮威750。該款混合動(dòng)力轎車具備“環(huán)保與動(dòng)力性兼?zhèn)洹焙汀爸悄芡C(jī)零排放”兩大突出的優(yōu)點(diǎn)，最大續(xù)駛里程能

38、夠達(dá)到500 km，節(jié)油率為20%左右，而且采用的是BSG系統(tǒng)。如下表所示：表2.1.1-3 上汽集團(tuán)代表車型參數(shù)車型榮威混合動(dòng)力750榮威混合動(dòng)力550（未上市）尺寸（長(zhǎng)寬高）486517651422mm462418271480mm混合動(dòng)力模式弱混合動(dòng)力插電式混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)1.8T渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī) Kavachi；118kw/5500 rpm1.5VCT發(fā)動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)三相異步電機(jī)最大功率20kw,最大扭矩60牛米ISG電機(jī)和TM電機(jī)電池類型磷酸鐵鋁電池，容量 An4.0磷酸鐵鋰電池百公里油耗7.5L2.7L4、奇瑞A3ISG。奇瑞A3采用柴油雙離合器并聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)，動(dòng)力系統(tǒng)搭載奇瑞ACTEC

39、O 1.3L型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，并匹配深度混合動(dòng)力系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了百公里只需3.01 L的超低油耗。5、東風(fēng) EQ7200HEV。東風(fēng)EQ7200HEV 是東風(fēng)汽車公司的推出的重大戰(zhàn)略項(xiàng)目，同時(shí)也是“863”項(xiàng)目的重大專項(xiàng)。該款混合動(dòng)力轎車以 EQ7200-II 為基礎(chǔ)，并采用電控自動(dòng)變速箱和創(chuàng)新型并聯(lián)機(jī)電耦合的模式。6、比亞迪F6DM 雙模電動(dòng)汽車。比亞迪F6DM這款雙模電動(dòng)型汽車采用的是EV（純電動(dòng)）+HEV的雙模式，其續(xù)駛里程是純電動(dòng)模式100 km+混合動(dòng)力模式330 km的總里程，最高時(shí)速可達(dá)到160 km/h。成本增加5萬(wàn)元左右，量產(chǎn)后會(huì)降低到增加3萬(wàn)元左右。除上述介紹的車型以外，國(guó)內(nèi)還有多

40、家汽車公司正在積極研發(fā)混合動(dòng)力汽車車型，吉利和江淮汽車目前也已分別擁有上市的ISG和BSG混合動(dòng)力車型。如下表所示：表2.1.1-4 比亞迪集團(tuán)代表車型BYD混合動(dòng)力代表車型參數(shù)車型比亞迪F3DM雙?；旌蟿?dòng)力比亞迪F6DM雙模尺寸（長(zhǎng)寬高）453317051520mm484618221465mm混合動(dòng)力模式插電式混合動(dòng)力插電式，混聯(lián)發(fā)動(dòng)機(jī)BYD371QA全鋁1.0發(fā)動(dòng)機(jī)，功率為50KWBYD371QA全鋁1.0發(fā)動(dòng)機(jī)，功率為50KW電動(dòng)機(jī)75KW:兩臺(tái)永磁同步電機(jī)(M1 25KW 和 M2 50KW，M2應(yīng)該是主電動(dòng)機(jī)，M1在需要時(shí)候變成發(fā)電機(jī))永磁同步電機(jī)電池類型鋰鐵電池“ET-POWER”

41、鋰鐵電池，容量20kWh百公里油耗2.7L16Kwh排量1000ml-綜合國(guó)內(nèi)各大汽車企業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，其最新研發(fā)的混合動(dòng)力汽車產(chǎn)品因?yàn)榇蟛糠至悴考貏e是先進(jìn)的作用于混合動(dòng)力系統(tǒng)的動(dòng)力復(fù)合裝置都還需要進(jìn)口，從而很難降低制造成本，因此市場(chǎng)上還沒有出現(xiàn)能夠量產(chǎn)的中度混合以上的混合動(dòng)力汽車。BSG低度混合和SHEV等結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單、成本較低的車型比較多，但是其節(jié)油性能并不是很理想。另外我國(guó)在混合動(dòng)力客車和公交車的研發(fā)上取得了一定成果，當(dāng)前在北京、大連、上海、昆明等地推廣混合動(dòng)力客車和城市公交車較多。2.1.2 國(guó)內(nèi)混合動(dòng)力汽車技術(shù)中國(guó)混合動(dòng)力汽車技術(shù)起步比國(guó)際上晚了十多年，企業(yè)技術(shù)實(shí)力與研發(fā)熱情與國(guó)外相

42、比，仍然有很大的差距。然而，中國(guó)混合動(dòng)力汽車市場(chǎng)被國(guó)際普遍看好，各國(guó)競(jìng)相在中國(guó)進(jìn)行專利布局以開拓市場(chǎng)。國(guó)內(nèi)混合動(dòng)力汽車技術(shù)主要集中在低、中度混合（BSG、ISG+離合器+MT）研發(fā)的車型，較日本等發(fā)達(dá)國(guó)家相對(duì)落后，只有比亞迪研發(fā)的雙?；旌蟿?dòng)力模式較為先進(jìn)。國(guó)內(nèi)如吉利也正在研究制造雙 ISG+行星輪系混合形式的混合動(dòng)力汽車，但仍處于研發(fā)階段，較之 Prius 的成熟技術(shù)仍有很大差距，不過(guò)國(guó)內(nèi)混合動(dòng)力技術(shù)正慢慢走向成熟，越來(lái)越多的車型都在新技術(shù)的支持下上市。2.2 國(guó)外混合動(dòng)力汽車發(fā)展現(xiàn)狀美國(guó)、日本和德國(guó)是主要的混合動(dòng)力汽車研發(fā)的國(guó)家，掌握當(dāng)前很多成熟先進(jìn)的混合動(dòng)力技術(shù)以及產(chǎn)品。美國(guó)福特、日產(chǎn)北美

43、和Tesla公司在2009年獲得80億美元的貸款專用于混合動(dòng)力和純電動(dòng)汽車的研究開發(fā)，同年又從奧巴馬政府的綠色新政獲得24億美元的經(jīng)費(fèi)支持。2009 年美國(guó)混合動(dòng)力汽車銷量達(dá)到29.03萬(wàn)輛，占其本國(guó)汽車市場(chǎng)2.8%的份額5。日本政府對(duì)混合動(dòng)力汽車研發(fā)的支持較其他國(guó)家起步更早，日本豐田普銳斯（Prius）是世界最早的投產(chǎn)混合動(dòng)力車型，其全球銷量已超過(guò)100萬(wàn)輛，遠(yuǎn)超世界其他混合動(dòng)力汽車。當(dāng)前日本混合動(dòng)力汽車在市場(chǎng)中的占有率已經(jīng)接近10%。2.2.1 國(guó)外混合動(dòng)力汽車代表產(chǎn)品美國(guó)作為全世界最大的混合動(dòng)力市場(chǎng)，到2011年5月累計(jì)市場(chǎng)銷量已突破200萬(wàn)輛。從1999年至2012年5月混合動(dòng)力轎車及

44、SUV車型總銷量達(dá)到2,303,825輛，其中豐田普銳斯系列車型銷量為1,175,034輛，占51%的市場(chǎng)份額。1、美國(guó)通用別克君威 EcoHybrid。別克君威EcoHybrid 采用BSG低度混合動(dòng)力模式，BSG 電機(jī)布置在發(fā)動(dòng)機(jī)前端輪系處，36V 鎳氫電池組裝載在后備箱。相對(duì)普通車型，百公里油耗從9.8L降低到了8.3L。2、福特 Escape SUV。福特Escape SUV采用雙ISG+行星輪系的混合動(dòng)力形式，電池能量控制單元采用300 V鎳氫電池，混合動(dòng)力百公里油耗為 6.32L，燃油經(jīng)濟(jì)性較普通車型提高了25%以上。3、凱迪拉克 Escalade。凱迪拉克 Escalade 采用

45、雙ISG+行星輪系與發(fā)動(dòng)機(jī)的雙?；旌夏Ｊ?，該款車型工作模式可分為兩種。在兩種模式下汽車均可以在純電動(dòng)、混合動(dòng)力以及純?nèi)加湍Ｊ较滦旭?，不同的是在低速輕負(fù)荷模式下發(fā)動(dòng)機(jī)只有4個(gè)缸在工作，而在高速大負(fù)荷模式下發(fā)動(dòng)機(jī)則有8個(gè)缸在參與工作。4、通用雪弗蘭 VOLT。該款車型采用串聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)（SHEV）模式，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力扭矩通過(guò)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)化后再傳遞給驅(qū)動(dòng)電機(jī)。電池采用16 kWh 鋰電池，用220 V電源只需3.5h 可將電池充滿，純電池驅(qū)動(dòng)行駛里程可達(dá)到64 km，同時(shí)也可在行使中使用發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)蓄電池充電。若使用汽油，通過(guò)能源轉(zhuǎn)換后，每升汽油可驅(qū)動(dòng)車輛行駛 17km，超過(guò)傳統(tǒng)汽車的2倍。如下表所示：表

46、2.2.1-1 美國(guó)主要代表車型美國(guó)混合動(dòng)力代表車型參數(shù)車型Ford Fusion-2013escape Hybrid -2011雪佛蘭VOLT2012款尺寸（長(zhǎng)寬高）486918521476mm443718061719mm449817871439mm混合動(dòng)力模式輕混全混強(qiáng)混合-插電式發(fā)動(dòng)機(jī)2.0iter Atkinson-cycle138w2.3升直列4缸阿特金森循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)；99Kw/6000 rpm1.4L，采用汽油或E85乙醇燃料；63Kw/4000 rpm電動(dòng)機(jī)-磁式交流同步電動(dòng)機(jī)；70Kw/5000轉(zhuǎn)/分111kW/370Nm電動(dòng)機(jī)電池類型鋰離子電池300V鎳氫電池組鋰離子電池百公里

47、油耗5.0-5.3L6.9L-7.6L2.5L美國(guó)混合動(dòng)力汽車特點(diǎn)1.以中、高級(jí)轎車或SUV等大排量汽車為主；2.絕大多數(shù)為汽油混合動(dòng)力，并且混合動(dòng)力模式以強(qiáng)混為主。在歐洲，混合動(dòng)力汽車銷量從2004年的9000輛左右升至2006年的4萬(wàn)輛。2011年，豐田混動(dòng)銷量約為8.5萬(wàn)輛，到2012年1月豐田汽車在歐洲累計(jì)銷售了40萬(wàn)輛混和動(dòng)力車型5。5、BMW X5 X7。BMW X5是寶馬公司首款配置其BMW ActiveHybrid 系統(tǒng)的混合動(dòng)力車型。其混合動(dòng)力模式為 ISG+AT，鋰電池包裝載在后備箱內(nèi)，電動(dòng)機(jī)則串聯(lián)在變速器與發(fā)動(dòng)機(jī)之間，在車頂還搭載有太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化板。BMW ActiveHyb

48、rid X7鋰電池安裝在輪拱之間，保持了寶馬代表性的5050重量分配特點(diǎn)。6、奔馳S400 BlueHybrid。奔馳S400 BlueHybrid為奔馳首款搭載鋰電池的量產(chǎn)車型。采用ISG+AT混合動(dòng)力模式，采用鋰電池組，梅賽德斯公司將電池組與汽車溫控系統(tǒng)進(jìn)行整合，采用全新設(shè)計(jì)的鋰電池單元組、電池管理及檢測(cè)系統(tǒng)等。如下表所示：表2.2.1-2 歐洲主要代表車型歐洲混合動(dòng)力市場(chǎng)代表車型參數(shù)品牌奧迪Q5 hybrid Quattro雪鐵龍C4ybride HDiThe Peugeot 3008 HYbrid4-2012寶馬Activybrid 7系尺寸（長(zhǎng)寬高）462918981625mm428

49、817691458 mm436518371639mm521219021484 mm混合動(dòng)力模式全混合，并聯(lián)結(jié)構(gòu)輕混，柴電混合柴電混合輕混發(fā)動(dòng)機(jī)2.0 TFSI發(fā)動(dòng)機(jī)；155Kw/0 rpm/350Nm1.6升HDi發(fā)動(dòng)機(jī)；最大功率是66kW2.0 L DW10 HDi diesel I4 with electric engine4.4升雙渦輪增壓V8發(fā)動(dòng)機(jī)342KW電動(dòng)機(jī)永磁式交流同步電動(dòng)機(jī)；40Kw/210 Nm-三相交流同步電動(dòng)機(jī)15Kw/210 Nm電池類型輕質(zhì)鋰離子電池組-200V NI-MH電池鋰離子蓄電池百公里油耗6.9 L3.4L-12.4L排量1984ml-歐洲混合動(dòng)力汽車特點(diǎn)

50、1.混合動(dòng)力車型柴油車占半數(shù)以上；2.絕大多數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)排量在2.0L一下。 豐田汽車在1997年推出了混合動(dòng)力車型，到2012年4月份在日本累計(jì)銷售170萬(wàn)輛，其中豐田普銳斯系列混動(dòng)車型銷量達(dá)137萬(wàn)輛。本田從1999年開始銷售混動(dòng)車型，到2009年1月累計(jì)銷售25239輛，而本田Insight車型在2010年3月推出之后的一年內(nèi)銷量就突破10萬(wàn)輛6。7、豐田Prius（普銳斯）。豐田Prius于1997年10月底研發(fā)成功，是世界上最早實(shí)現(xiàn)批量投產(chǎn)的混合動(dòng)力車型，其全球銷量早已經(jīng)超過(guò)100萬(wàn)輛。其技術(shù)還在進(jìn)一步改進(jìn)，最新一代Prius混合動(dòng)力系統(tǒng)采用了雙 ISG+行星輪系混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)模式，電池使

51、用200 V鎳氫電池，相對(duì)目前市場(chǎng)上的混合動(dòng)力車型豐田Prius是一款技術(shù)非常成熟的混合動(dòng)力汽車。8、本田Civic Hybrid。本田CivicHybrid車型采用ISG+CVT混合方案，是本田最新一代混合動(dòng)力系統(tǒng)，發(fā)動(dòng)機(jī)、ISG 與CVT采用串聯(lián)的配置模式，橫向布置發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)。如下表所示：表2.2.1-3 日本主要代表車型日本混合動(dòng)力汽車代表車型參數(shù)車型Toyota Prius -2012Toyota Prius c-2011Honda Insight-2012尺寸（長(zhǎng)寬高）461517751574mm400016901450mm437616951425mm混合動(dòng)力模式全混+行星齒輪全混中

52、混發(fā)動(dòng)機(jī)1.8 L 2ZR-FXE I4 Dual VVT-i73Kw/5200rpm1.5L 1NZ-FXE VVT-i I454KW1.3 L LDA series I4 i-VTEC73kw/5800rpm電動(dòng)機(jī)60kw45kw直流無(wú)刷電機(jī)，10kw電池類型201V鎳氫電池-鎳氫蓄電池百公里油耗5.6L2.86L5.6L2.2.2 國(guó)外混合動(dòng)力汽車技術(shù)以日本為首的發(fā)達(dá)國(guó)家，依靠扎實(shí)的傳統(tǒng)汽車技術(shù)平臺(tái)和先進(jìn)的混合動(dòng)力技術(shù)，混合動(dòng)力車型逐漸市場(chǎng)化，在新能源汽車?yán)谡嫉孟葯C(jī)。美國(guó)通用汽車公司已經(jīng)掌握成熟BSG和并聯(lián)混合動(dòng)力（PHEV）技術(shù)；美國(guó)福特也主要致力于雙ISG+行星輪系混合動(dòng)力車型的研

53、發(fā)，技術(shù)也已成型；德國(guó)大眾奧迪的ISG和PHEV技術(shù)也趨于成型；奔馳BSG和ISG應(yīng)用廣泛，雙?；旌宪囆驼谘芯繎?yīng)用；寶馬X系列采用ISG+AT混合動(dòng)力模式，7系混合動(dòng)力已經(jīng)面向市場(chǎng)銷售。日本豐田最新的Prius車型搭載雙ISG+行星輪系混合動(dòng)力技術(shù)非常成熟完善，占據(jù)大量市場(chǎng)；本田的ISG+CVT混合動(dòng)力技術(shù)也日趨成熟?？傮w來(lái)看，美國(guó)和日本都以汽油混合動(dòng)力為主，美國(guó)以中高端大排量車型的混合動(dòng)力研發(fā)為主，日本以豐田和本田為代表的ISG+行星輪系和ISG+CVT 為主。而歐洲研發(fā)的混合動(dòng)力汽車以柴油混合和少量的低排量汽油混合動(dòng)力車型為主。第3章 混合動(dòng)力汽車發(fā)展策略探討3.1我國(guó)混合動(dòng)力汽車發(fā)展思

54、路按照目前世界各國(guó)電動(dòng)汽車發(fā)展趨勢(shì)，混合動(dòng)力汽車只作為一個(gè)過(guò)渡產(chǎn)品在未來(lái)的3040年內(nèi)擁有非常良好的市場(chǎng)應(yīng)用前景，隨著混合動(dòng)力技術(shù)的發(fā)展，如混聯(lián)型（SPHEV）等擁有高混合度、高環(huán)保節(jié)能性能、高工況適應(yīng)性的車型將占領(lǐng)主要的混合動(dòng)力車型市場(chǎng)。從目前我國(guó)電動(dòng)汽車的發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)看，消費(fèi)者只是在理念上認(rèn)可混合動(dòng)力汽車和純電動(dòng)汽車，但是卻只有很少數(shù)人愿意去購(gòu)買這些車型，究其原因主要是因?yàn)閲?guó)內(nèi)混合動(dòng)力汽車在制造成本、性能和使用方便性上的劣勢(shì)。因此，我國(guó)混合動(dòng)力汽車的發(fā)展應(yīng)該以努力占領(lǐng)市場(chǎng)為突破口。同時(shí)加大力度研發(fā)，尋找最優(yōu)處理方案，使其更進(jìn)一步發(fā)展?；旌蟿?dòng)力汽車的動(dòng)力分配系統(tǒng)、電池技術(shù)研發(fā)和能量管理系統(tǒng)非常

55、復(fù)雜，由此產(chǎn)生一系列問(wèn)題和挑戰(zhàn)，其一是制造成本過(guò)高，性價(jià)比純?nèi)加推嚨秃芏?；其二是維修困難，更復(fù)雜的汽車系統(tǒng)的維護(hù)需要更高素質(zhì)的人才；其三是混合動(dòng)力汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)跟不上，使得給日常行駛中電池充電非常麻煩。相對(duì)世界上其他混合動(dòng)力汽車技術(shù)先進(jìn)的國(guó)家，我國(guó)的汽車產(chǎn)業(yè)研究開發(fā)起步較晚，技術(shù)相對(duì)落后，大部分發(fā)動(dòng)機(jī)等主要零部件甚至需要從國(guó)外進(jìn)口。因此，想要突破日本豐田Prius 這些高性價(jià)比成熟的混合動(dòng)力汽車對(duì)市場(chǎng)的壟斷，就需要國(guó)家政策和資金的大力支持，例如對(duì)消費(fèi)者購(gòu)買國(guó)產(chǎn)混合動(dòng)力汽車實(shí)施財(cái)政補(bǔ)貼制度，廣泛建設(shè)電動(dòng)汽車充電站等基礎(chǔ)設(shè)施等。除了政策上的支持，最主要的是要在關(guān)鍵技術(shù)上取得突破創(chuàng)新，因此

56、提出以下三點(diǎn)建議。1、首先應(yīng)加大投入對(duì)混合動(dòng)力汽車電池組的研發(fā)，比亞迪掌握的電池組技術(shù)在性能上已經(jīng)能基本滿足要求，目前應(yīng)著力于努力降低電池生產(chǎn)成本，盡快實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。2、繼續(xù)加大力度發(fā)展應(yīng)用于城市公交車的混合動(dòng)力系統(tǒng)。由于國(guó)內(nèi)混合動(dòng)力技術(shù)相對(duì)落后，小型家用混合動(dòng)力汽車難以在近期實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)化。因此，先將混合動(dòng)力模式應(yīng)用于城市公交車系統(tǒng)，從混合動(dòng)力客車的研發(fā)中和運(yùn)營(yíng)中積累經(jīng)驗(yàn)解決問(wèn)題是一條很好的途徑。3、著力于動(dòng)力復(fù)合裝置的研發(fā)。無(wú)論是對(duì)并聯(lián)式混合動(dòng)力（PHEV）還是混聯(lián)式混合動(dòng)力（SPHEV），其動(dòng)力復(fù)合裝置都是最關(guān)鍵的一步。只要擁有自主開發(fā)的高效節(jié)能的動(dòng)力復(fù)合裝置，就可以大大削減混合動(dòng)力汽車的生產(chǎn)

57、制造成本，極大地促進(jìn)混合動(dòng)力車型產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程。未來(lái)電動(dòng)汽車將逐步取代燃油汽車占領(lǐng)汽車主要市場(chǎng)，在這之前，市場(chǎng)將被各種耗油少、高效節(jié)能、高環(huán)保性的混合動(dòng)力車型占據(jù)。所以盡快占領(lǐng)市場(chǎng)份額尤為重要，我國(guó)應(yīng)加速對(duì)混合動(dòng)力汽車的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。3.2 混合動(dòng)力汽車研究?jī)?nèi)容和方法1、混合動(dòng)力汽車的研究方向目前，各國(guó)都在加大對(duì)混合動(dòng)力汽車的研究，日本，美國(guó)，德國(guó)走在技術(shù)研發(fā)的最前面，混合動(dòng)力汽車技術(shù)已經(jīng)慢慢成熟，但整個(gè)混合動(dòng)力技術(shù)研究的方向主要集中在以下方面：動(dòng)力總成匹配控制研究、控制策略研究、再生制動(dòng)能量回收研究等。（1）混合動(dòng)力汽車動(dòng)力總成匹配控制研究在混合動(dòng)力汽車的一系列的產(chǎn)品研發(fā)中，最重要的環(huán)節(jié)是

58、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。控制系統(tǒng)首先根據(jù)采集到的速度和負(fù)荷等信號(hào)，計(jì)算出滿足車輛行駛要求的輸出功率，以最高效率點(diǎn)為基準(zhǔn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)與電機(jī)的功率進(jìn)行分配，然后根據(jù)功率分配比例，結(jié)合電機(jī)的初始參數(shù)值，算出發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)較優(yōu)的控制參數(shù)。因此，對(duì)于混合動(dòng)力汽車如何實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)及蓄電池三者之間的良好匹配和優(yōu)化控制，是混合動(dòng)力汽車目前必須解決但尚未完全解決的一項(xiàng)技術(shù)難題，需要工程師繼續(xù)攻克。（2）混合動(dòng)力汽車控制策略的研究混合動(dòng)力汽車因?yàn)楸旧砭邆涠鄠€(gè)動(dòng)力源，如何來(lái)控制其輸出，那么能量控制策略就用于解決由混合動(dòng)力系統(tǒng)多能量源所引起的工作模式切換問(wèn)題，以及能量流的優(yōu)化控制問(wèn)題，以更好地控

59、制多能量源之間能量流的協(xié)調(diào)和分配?？刂撇呗允腔旌蟿?dòng)力汽車技術(shù)研發(fā)的核心，是能量管理系統(tǒng)控制的核心，是實(shí)現(xiàn)混合動(dòng)力汽車低排放和低油耗等目標(biāo)的關(guān)鍵所在。為能夠充分發(fā)揮混合動(dòng)力汽車的潛力，使其動(dòng)力總成系統(tǒng)行駛過(guò)程中相互協(xié)調(diào)，建立先進(jìn)合理的能量管理控制策略和對(duì)現(xiàn)有的控制策略進(jìn)行優(yōu)化已成為國(guó)內(nèi)外各大汽車公司研究的核心技術(shù)之一?；旌蟿?dòng)力汽車控制策略的總體要求是為了使混合動(dòng)力汽車動(dòng)力系統(tǒng)在工作時(shí)相互協(xié)調(diào)，以便實(shí)現(xiàn)整車燃油經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性能或尾氣排放性的最優(yōu)或折衷7。（3）混合動(dòng)力汽車再生制動(dòng)能量的研究再生制動(dòng)是指汽車在減速或制動(dòng)時(shí)，通過(guò)與驅(qū)動(dòng)輪（軸）相連的能量轉(zhuǎn)換裝置，把汽車的一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量?jī)?chǔ)

60、存起來(lái)，在減速或制動(dòng)的同時(shí)達(dá)到回收制動(dòng)能量的目的，然后在汽車起步或加速時(shí)又釋放儲(chǔ)存的能量，以增加驅(qū)動(dòng)輪（軸）上的驅(qū)動(dòng)力或增加混合動(dòng)力汽車的續(xù)航里程。理論研究混合動(dòng)力汽車的制動(dòng)能量回收的方法主要有飛輪儲(chǔ)能、電儲(chǔ)能、空氣儲(chǔ)能和液壓儲(chǔ)能。目前采用較多的方法是電儲(chǔ)能法。從國(guó)內(nèi)外混合動(dòng)力車型研究的現(xiàn)狀不難看出，汽車制動(dòng)能量回收系統(tǒng)是混合動(dòng)力技術(shù)的關(guān)鍵之處，是支持車輛巡航，防止能量損耗的保證。而其研究的內(nèi)容主要集中在回收制動(dòng)能量的方法、回收制動(dòng)能量的效率、再生制動(dòng)控制策略研究、驅(qū)動(dòng)電機(jī)與功率轉(zhuǎn)換器的控制技術(shù)等方面。目前，制動(dòng)能量回收系統(tǒng)在研發(fā)的過(guò)程中需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題主要集中在以下四個(gè)方面：制動(dòng)穩(wěn)定性