洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)論文-混合動(dòng)力汽車(chē)原理前景分析

PAGEPAGE1本科畢業(yè)論文洛陽(yáng)理工學(xué)院混合動(dòng)力汽車(chē)結(jié)構(gòu)、原理及發(fā)展前景研究學(xué)生姓名系（部）專(zhuān)業(yè)指導(dǎo)教師2011年11月11日摘要當(dāng)前，全球汽車(chē)工業(yè)正面臨著金融危機(jī)和能源環(huán)境問(wèn)題的巨大挑戰(zhàn)。發(fā)展新能源汽車(chē)，實(shí)現(xiàn)汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)的新能源化，推動(dòng)傳統(tǒng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型，在國(guó)際上已經(jīng)形成廣泛共識(shí)。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(chē)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。雖然混合動(dòng)力汽車(chē)并不是完全意義上的新能源汽車(chē)，但在近期或相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，最符合現(xiàn)實(shí)條件的還是混合動(dòng)力汽車(chē)?；旌蟿?dòng)力汽車(chē)是世界汽車(chē)市場(chǎng)唯一能夠?qū)崿F(xiàn)大批量商品化的節(jié)能產(chǎn)品。在能源緊缺和環(huán)境污染嚴(yán)重的情況下，又由于傳統(tǒng)的燃油發(fā)動(dòng)機(jī)汽車(chē)存在種種弊病，混合動(dòng)力汽車(chē)應(yīng)聲而出。本文首先綜述了混合動(dòng)力汽車(chē)，然后重點(diǎn)闡述了按動(dòng)力傳輸路線分類(lèi)，混合動(dòng)力的三大類(lèi)型：串聯(lián)式、并聯(lián)式和混聯(lián)式的工作原理。最后展望了混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)的商業(yè)化前景及其發(fā)展趨勢(shì)。關(guān)鍵詞：能源環(huán)境混合動(dòng)力動(dòng)力傳輸路線分類(lèi)前景AbstractTheglobalautoindustryisfacingafinancialcrisisandenergyandenvironmentalissuesofgreatchallenge.Developmentofnewenergyvehicles,vehiclepowersystemtoachievethenewenergy,andpromotethestrategictransformationofthetraditionalautomotiveindustry,hasabroadinternationalconsensus.Insolarenergy,electricityandotheralternativeenergysourcesbeforeactuallyenteringthepracticalstage,hybridvehiclesbecauseoftheirlowfuelconsumption,lowemissionsbenefitsmoreandmoreattention.

Althoughhybridcarsarenotthefullsenseofnewenergyvehicles,butintheshortorlongperiodoftime,themostrealisticconditions,orhybridvehicles.Hybridcarsaretheworldautomarket,theonlywaytoachievemasscommercializationofenergy-savingproducts.Energyshortageandenvironmentalpollutioninseriouscases,andbecausethereisthetraditionalfuelenginecarsills,hybridcarscrashedout.Thispaperreviewsthehybridcar,andthenfocusesonthepowertransmissionlineaccordingtotheclassificationofthreetypesofhybrid:inseries,parallelandhybrid-typeworks.Finally,prospectsofhybridelectricvehiclecommercialprospectsandtrends.Keywords:EnergyandEnvironmentcategoryofhybridpowertransmissionline,theprospects緒論全球能源及環(huán)境問(wèn)題日益突出：一方面石油資源作為不可再生能源日益緊缺；另一方面?zhèn)鹘y(tǒng)的燃油發(fā)動(dòng)機(jī)車(chē)輛廢氣排放對(duì)空氣造成嚴(yán)重污染。為此替代燃油發(fā)動(dòng)機(jī)汽車(chē)的方案也越來(lái)越多，例如氫能源汽車(chē)、燃料電池汽車(chē)、混合動(dòng)力汽車(chē)等，但目前最有實(shí)用性?xún)r(jià)值并已有商業(yè)化運(yùn)轉(zhuǎn)模式的只有混合動(dòng)力汽車(chē)?；旌蟿?dòng)力汽車(chē)（HybridElectricalVehicle)是指同時(shí)裝備熱動(dòng)力源（由傳統(tǒng)的汽油機(jī)或者柴油機(jī)產(chǎn)生）與電動(dòng)力源（電池與電動(dòng)機(jī)）的汽車(chē)，純電動(dòng)力源汽車(chē)雖然可以真正做到零排放，但其最大的問(wèn)題是電池壽命短及每次充電后行駛里程少，每次停車(chē)充電時(shí)間長(zhǎng)，需增加路邊充電站,基礎(chǔ)設(shè)備投資很大，電池的損耗費(fèi)用占很大比例。基于這些原因，純電動(dòng)車(chē)僅適用于一些特殊場(chǎng)合，目前市場(chǎng)份額較小，而混合動(dòng)力汽車(chē)實(shí)質(zhì)上是一個(gè)折中方案，它的出現(xiàn)是為了解決純電動(dòng)車(chē)存在的技術(shù)性問(wèn)題，在目前燃料電池技術(shù)尚未成熟之際，可以說(shuō)是一個(gè)比較好的方案。在混合動(dòng)力汽車(chē)上使用電機(jī)，使得動(dòng)力系統(tǒng)可以按照整車(chē)的實(shí)際運(yùn)行工況要求靈活調(diào)控，而發(fā)動(dòng)機(jī)保持在綜合性能最佳的區(qū)域內(nèi)工作，從而降低油耗與排放。目錄摘要 1Abstract 2緒論 31.混合動(dòng)力汽車(chē)的概述 51.1混合動(dòng)力汽車(chē)的概述 51.2混合動(dòng)力汽車(chē)的優(yōu)點(diǎn) 51.3混合動(dòng)力汽車(chē)的缺點(diǎn) 52.混合動(dòng)力汽車(chē)的結(jié)構(gòu)及工作原理 62.1串聯(lián)式混合動(dòng)力汽車(chē)（SHEV） 62.2并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)（PHEV） 72.3混聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)（PSHEV） 83.混合動(dòng)力汽車(chē)的主要部件 93.1控制方式 93.2電動(dòng)機(jī) 93.3混合動(dòng)力汽車(chē)車(chē)用鎳氫動(dòng)力電池 104.混合動(dòng)力汽車(chē)的發(fā)展前景研究 104.1混合動(dòng)力汽車(chē)的市場(chǎng)推廣情況 104.2混合動(dòng)力汽車(chē)面臨的問(wèn)題 114.3混合動(dòng)力汽車(chē)的前景與展望 114.3.1混合動(dòng)力汽車(chē)的市場(chǎng) 124.3.2成熟的混合動(dòng)力汽車(chē)技術(shù) 134.3.3混合動(dòng)力汽車(chē)市場(chǎng)推廣政策 134.3.4我國(guó)混合動(dòng)力汽車(chē)發(fā)展概況 14結(jié)束語(yǔ) 15致謝 16參考文獻(xiàn) 171.混合動(dòng)力汽車(chē)的概述1.1混合動(dòng)力汽車(chē)的概述混合動(dòng)力汽車(chē)是指車(chē)上裝有兩個(gè)以上動(dòng)力源，包括有電機(jī)驅(qū)動(dòng)，符合汽車(chē)道路交通、安全法規(guī)的汽車(chē)，車(chē)載動(dòng)力源有多種：蓄電池、燃料電池、太陽(yáng)能電池、內(nèi)燃機(jī)車(chē)的發(fā)電機(jī)組，當(dāng)前復(fù)合動(dòng)力汽車(chē)一般是指內(nèi)燃機(jī)車(chē)發(fā)電機(jī)，再加上蓄電池的汽車(chē)。其目的是減少汽車(chē)的污染，提高純電動(dòng)汽車(chē)的行駛里程。1.2混合動(dòng)力汽車(chē)的優(yōu)點(diǎn)混合動(dòng)力汽車(chē)的優(yōu)點(diǎn)是：1、采用混合動(dòng)力后可按平均需用的功率來(lái)確定內(nèi)燃機(jī)的最大功率，此時(shí)處于油耗低、污染少的最優(yōu)工況下工作。需要大功率內(nèi)燃機(jī)功率不足時(shí)，由電池來(lái)補(bǔ)充；負(fù)荷少時(shí)，富余的功率可發(fā)電給電池充電，由于內(nèi)燃機(jī)可持續(xù)工作，電池又可以不斷得到充電，故其行程和普通汽車(chē)一樣。2、因?yàn)橛辛穗姵?，可以十分方便地回收制?dòng)時(shí)、下坡時(shí)、怠速時(shí)的能量。3、在繁華市區(qū)，可關(guān)停內(nèi)燃機(jī)，由電池單獨(dú)驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)"零"排放。4、有了內(nèi)燃機(jī)可以十分方便地解決耗能大的空調(diào)、取暖、除霜等純電動(dòng)汽車(chē)遇到的難題。5、可以利用現(xiàn)有的加油站加油，不必再投資。6、可讓電池保持在良好的工作狀態(tài)，不發(fā)生過(guò)充、過(guò)放，延長(zhǎng)其使用壽命，降低成本?；旌蟿?dòng)力汽車(chē)有三種基本的工作方式，即串聯(lián)式、并聯(lián)式和串并聯(lián)（或稱(chēng)混聯(lián)）式。1.3混合動(dòng)力汽車(chē)的缺點(diǎn)混合動(dòng)力技術(shù)的先進(jìn)性和實(shí)現(xiàn)的現(xiàn)實(shí)性，節(jié)能、環(huán)保效果明顯，采用混合動(dòng)力汽車(chē)是現(xiàn)階段解決環(huán)保和能源問(wèn)題最為切實(shí)可行的方案。但是，由于混合動(dòng)力汽車(chē)是在犧牲了部分環(huán)保利益的基礎(chǔ)上，可以滿(mǎn)足目前人們對(duì)汽車(chē)環(huán)保的基本要求，在結(jié)構(gòu)上兩套系統(tǒng)電池/電機(jī)和內(nèi)燃機(jī)同時(shí)安裝于本來(lái)只裝一套系統(tǒng)的汽車(chē)上，不僅加大了汽車(chē)本身的重量，也提高了對(duì)整體工藝及控制等方面的要求。除了和純電動(dòng)汽車(chē)（BEV）一樣受目前蓄電池技術(shù)的限制之外，混合動(dòng)力的能量來(lái)源仍然是石油，這決定了混合動(dòng)力不是電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的最終形式。總之，混合動(dòng)力汽車(chē)介于傳統(tǒng)汽車(chē)和純電動(dòng)汽車(chē)、燃料電池汽車(chē)之間，是一種承前啟后的，在經(jīng)濟(jì)和技術(shù)方面都趨于成熟的電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)品。2.混合動(dòng)力汽車(chē)的結(jié)構(gòu)及工作原理目前世界各國(guó)研究開(kāi)發(fā)的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)有不同的結(jié)構(gòu)型式,根據(jù)其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的配置和組合方式不同可分為3種：串聯(lián)式（SeriesHybrid）、并聯(lián)式（ParallelHybrid）、混聯(lián)式（Series-parallelHybrid）2.1串聯(lián)式混合動(dòng)力汽車(chē)（SHEV）串聯(lián)式混合動(dòng)力（SHEV）模式由發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)三大動(dòng)力組成，發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)采用“串聯(lián)”的方式組成SHEV的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。SHEV的結(jié)構(gòu)蓄電池蓄電池逆變器電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)軸發(fā)電機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)圖1串聯(lián)式簡(jiǎn)圖圖2串聯(lián)式混合動(dòng)力汽車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)SHEV的結(jié)構(gòu)如上圖所示。它由發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)三大動(dòng)力總成組成，它們采用“串聯(lián)”的方式組成驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。SHEV的工作原理：在車(chē)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(mǎn)足車(chē)輛要求，輔助動(dòng)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(dòng)電動(dòng)機(jī)、驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩經(jīng)變速器、傳動(dòng)軸及驅(qū)動(dòng)橋驅(qū)動(dòng)車(chē)輪。蓄電池組電量低于60%時(shí)，輔助動(dòng)力系統(tǒng)起動(dòng)，為驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)提供能量的同時(shí)，還給蓄電池組進(jìn)行充電。當(dāng)車(chē)輛能量需求較大時(shí)，輔助動(dòng)力系統(tǒng)與蓄電池組同時(shí)為驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)提供能量，發(fā)動(dòng)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(dòng)電動(dòng)機(jī)。由于蓄電池組的存在，使發(fā)動(dòng)機(jī)工作在一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的工況，使其排放得到改善。2.2并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)（PHEV）并聯(lián)式混合動(dòng)力（PHEV）由發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)/發(fā)電機(jī)或驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)兩大動(dòng)力總成組成。發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)/發(fā)電機(jī)或驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)采用“并聯(lián)”的方式組成PHEV的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。PSHEV的結(jié)構(gòu)蓄電池蓄電池逆變器電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)軸發(fā)動(dòng)機(jī)耦合器圖3并聯(lián)式簡(jiǎn)圖圖4并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)PHEV是由發(fā)動(dòng)機(jī)與電動(dòng)機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)或驅(qū)動(dòng)電機(jī)兩大動(dòng)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(dòng)系統(tǒng)。PSHEV的工作原理：以發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)為基本驅(qū)動(dòng)模式，獨(dú)立驅(qū)動(dòng)后驅(qū)動(dòng)輪；驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)為輔助驅(qū)動(dòng)模式，能獨(dú)立驅(qū)動(dòng)前驅(qū)動(dòng)輪；在混合驅(qū)動(dòng)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的后輪動(dòng)力與驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的前輪動(dòng)力進(jìn)行組合，成為混合四驅(qū)動(dòng)模式。2.3混聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)（PSHEV）混聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)綜合SHEV和PHEV結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，由發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)、發(fā)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)三大動(dòng)力總成組成。PSHEV的結(jié)構(gòu)蓄電池蓄電池逆變器電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)軸發(fā)動(dòng)機(jī)行星齒輪機(jī)構(gòu)發(fā)電機(jī)圖5混聯(lián)式簡(jiǎn)圖圖6混聯(lián)式混合動(dòng)力汽車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)PSHEV是綜合SHEV和PHEV結(jié)構(gòu)特點(diǎn)組成的，由發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)或發(fā)動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)三大動(dòng)力總成組成。電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力要與車(chē)輛驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)相適合，可以在變速器（包括驅(qū)動(dòng)橋）處進(jìn)行組合，也可以在驅(qū)動(dòng)輪處進(jìn)行組合。PSHEV的工作原理：以發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)為基本驅(qū)動(dòng)模式，帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)/發(fā)動(dòng)機(jī)，并獨(dú)立驅(qū)動(dòng)后驅(qū)動(dòng)輪；以驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)為輔助驅(qū)動(dòng)模式，能獨(dú)立驅(qū)動(dòng)前驅(qū)動(dòng)輪；在混合驅(qū)動(dòng)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的后輪動(dòng)力與驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的前輪動(dòng)力進(jìn)行組合，成為混合四輪驅(qū)動(dòng)模式。3.混合動(dòng)力汽車(chē)的主要部件3.1控制方式目前市面上混合動(dòng)力汽車(chē)最常見(jiàn)的兩種動(dòng)力源是內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)。一般情況下，內(nèi)燃機(jī)是前輪的驅(qū)動(dòng)源，而電動(dòng)機(jī)是兩個(gè)后輪的驅(qū)動(dòng)源。車(chē)內(nèi)的電腦會(huì)根據(jù)不斷變化著的交通條件所需的動(dòng)力情況，隨時(shí)作出反應(yīng)，不需駕車(chē)人預(yù)先指令，即自動(dòng)地選擇最為理想的驅(qū)動(dòng)模式；或是由兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行后輪驅(qū)動(dòng)；或是由一臺(tái)內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行前輪驅(qū)動(dòng)；或是內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)同時(shí)驅(qū)動(dòng)。當(dāng)從靜止?fàn)顟B(tài)起步時(shí)，車(chē)上的電腦會(huì)首先選擇電動(dòng)驅(qū)動(dòng)模式，這是因?yàn)閮?nèi)燃機(jī)在汽車(chē)起步后的第一公里期間內(nèi)，所用燃料的80％都被作為廢氣排掉了，既浪費(fèi)燃料又污染環(huán)境。當(dāng)車(chē)速到每小時(shí)40公里時(shí)，電腦會(huì)自動(dòng)選擇內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)模式，同時(shí)內(nèi)燃機(jī)在工作時(shí)也對(duì)蓄電池組進(jìn)行充電。如果駕駛員突然實(shí)施緊急加速，電腦則會(huì)啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)來(lái)協(xié)助內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行聯(lián)合驅(qū)動(dòng)。而當(dāng)?shù)退傩旭倳r(shí)，或者電腦判定蓄電池組的能量不足時(shí)，也會(huì)啟動(dòng)內(nèi)燃機(jī)工作。當(dāng)汽車(chē)減速時(shí)，電腦會(huì)對(duì)內(nèi)燃機(jī)起到制動(dòng)作用，判定利用其制動(dòng)能量對(duì)蓄電池組充電。此外電腦還操縱著例如制動(dòng)裝置、防車(chē)輪抱死和方向控制等其他功能。在前后輪之間，內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)或是交替的、或是相繼的、或是同時(shí)的，不斷變化著的驅(qū)動(dòng)方式，使得汽車(chē)始終保持其動(dòng)力潛能的最大發(fā)揮，大大減少了燃料消耗和廢氣排放。3.2電動(dòng)機(jī)在HEV上是以電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)作為發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的輔助動(dòng)力，但又必須對(duì)電池組的質(zhì)量和整車(chē)的整備質(zhì)量進(jìn)行限制，以減輕HEV的總質(zhì)量。因此，一般電動(dòng)－發(fā)電機(jī)只是在HEV發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，車(chē)輛啟動(dòng)、加速或爬坡時(shí)起作用。電動(dòng)－發(fā)電機(jī)又是發(fā)動(dòng)機(jī)的飛輪，起調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率的作用。電動(dòng)－發(fā)電機(jī)還起發(fā)電機(jī)的作用，將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為電能，儲(chǔ)存到電池組中去。在HEV下坡或制動(dòng)時(shí)，將汽車(chē)慣性動(dòng)能轉(zhuǎn)換為電能，儲(chǔ)存到電池組中去。因此，HEV有了電動(dòng)機(jī)的輔助作用，就可以使HEV達(dá)到節(jié)能和“超低污染”的要求。電動(dòng)機(jī)的種類(lèi)很多，用途廣泛，功率的覆蓋面非常大。但HEV所采用的電動(dòng)機(jī)種類(lèi)少，功率覆蓋面也較小。目前主要采用的交流電動(dòng)機(jī)、永磁電動(dòng)機(jī)和開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)，不管是電機(jī)本身還是它們的控制裝置，成本都比較高，但隨著電動(dòng)機(jī)的電子計(jì)算機(jī)控制和機(jī)電一體化的加速發(fā)展，很多新技術(shù)正逐步運(yùn)用到混合動(dòng)力汽車(chē)（HEV）的電動(dòng)機(jī)上，一旦形成大規(guī)模批量生產(chǎn)，所用電機(jī)乃至整車(chē)的成本都會(huì)得到大大降低。3.3混合動(dòng)力汽車(chē)車(chē)用鎳氫動(dòng)力電池隨著人類(lèi)環(huán)保意識(shí)的不斷增強(qiáng)，石油資源逐年減少，油價(jià)逐步攀升，降低汽車(chē)污染和節(jié)約能源已成為世界各國(guó)政府面臨的嚴(yán)峻問(wèn)題。蓄電池技術(shù)和氫氣的制取、運(yùn)輸、儲(chǔ)存、成本等嚴(yán)重制約了電動(dòng)汽車(chē)和燃料電池汽車(chē)的發(fā)展，因而混合動(dòng)力汽車(chē)應(yīng)運(yùn)而生。在混合動(dòng)力汽車(chē)中，由于采用了高功率的能源儲(chǔ)存裝置（蓄電池、超級(jí)電容等）能向汽車(chē)提供瞬時(shí)的能量而可減小發(fā)動(dòng)機(jī)尺寸，提高效率，降低排放和燃油消耗，且可在進(jìn)行制動(dòng)和減速時(shí)回收能量。鉛酸電池質(zhì)量重，不能快充深放，循環(huán)壽命短；鋰離子電池具有大電流性能差，價(jià)格高和安全性問(wèn)題，目前還不適于混合動(dòng)力汽車(chē)的發(fā)展。鎳氫電池具有高比功率、電流充放電大、無(wú)污染、安全性能好等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用在混合動(dòng)力汽車(chē)上。4.混合動(dòng)力汽車(chē)的發(fā)展前景研究4.1混合動(dòng)力汽車(chē)的市場(chǎng)推廣情況目前從全球范圍來(lái)看，混合動(dòng)力汽車(chē)已處于大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的前夕，國(guó)際、國(guó)內(nèi)的汽車(chē)企業(yè)在競(jìng)相研發(fā)混合動(dòng)力汽車(chē)。但要真正實(shí)現(xiàn)自主混合動(dòng)力車(chē)型的普及，還有諸多障礙需要克服，包括技術(shù)上的一些關(guān)鍵難題和成本增加太多、零部件配套資源體系不成熟等。面對(duì)交通能源與環(huán)境問(wèn)題的巨大挑戰(zhàn)，以能源多元化、排放潔凈化、燃料節(jié)約化為主要特征的節(jié)能與新能源汽車(chē)迅速發(fā)展，相互競(jìng)爭(zhēng)，并引發(fā)了汽車(chē)動(dòng)力的電控化和電氣化兩大技術(shù)變革，促進(jìn)了汽車(chē)能源及動(dòng)力的快速轉(zhuǎn)型。混合動(dòng)力汽車(chē)可在不改變既有的汽車(chē)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源(石油燃料)體系以及用戶(hù)對(duì)車(chē)輛使用習(xí)慣的前提下，最大限度地發(fā)揮內(nèi)燃機(jī)和純電動(dòng)汽車(chē)的雙重優(yōu)點(diǎn)，達(dá)到節(jié)能和環(huán)保的目的。因而被業(yè)界認(rèn)為是目前最現(xiàn)實(shí)可行且長(zhǎng)遠(yuǎn)有效的節(jié)能環(huán)保方案?；旌蟿?dòng)力汽車(chē)融合了純電動(dòng)汽車(chē)和燃油汽車(chē)優(yōu)點(diǎn)，較好地滿(mǎn)足了汽車(chē)低排放、低油耗、高性?xún)r(jià)比的綜合要求，并較好地解決了汽車(chē)節(jié)能與環(huán)保問(wèn)題，因而逐漸成為世界各大汽車(chē)生產(chǎn)企業(yè)開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)，其市場(chǎng)前景也越來(lái)越被看好。目前，豐田公司是混合動(dòng)力汽車(chē)領(lǐng)域的佼佼者。4.2混合動(dòng)力汽車(chē)面臨的問(wèn)題環(huán)境污染問(wèn)題全世界都很關(guān)注，如何保持良好的生態(tài)環(huán)境，維護(hù)人類(lèi)自身和子孫后代的健康，是全人類(lèi)共同的責(zé)任。推出更加節(jié)能減排的汽車(chē)產(chǎn)品是所有汽車(chē)生產(chǎn)廠商的愿望。目前世界范圍內(nèi)，豐田、本田、別克等公司均有成熟的混合動(dòng)力車(chē)型，目前的市場(chǎng)銷(xiāo)售狀況一般，消費(fèi)者評(píng)論褒貶不一。(1)混合動(dòng)力車(chē)輛價(jià)格偏高制約消費(fèi)者的購(gòu)買(mǎi)力。以普銳斯為例。目前由于技術(shù)限制，普銳斯售價(jià)一直偏高，在國(guó)外和國(guó)內(nèi)的售價(jià)上相差也較大。一輛普瑞斯在日本的售價(jià)相當(dāng)于人民幣16萬(wàn)元，比同級(jí)別汽油車(chē)僅貴3萬(wàn)元人民幣，在獲得部分政府補(bǔ)貼后，價(jià)格相當(dāng)；但在我國(guó)售價(jià)要30萬(wàn)元左右。雖然能降低油耗，但節(jié)省下的錢(qián)并不能抵消消費(fèi)者的購(gòu)車(chē)款。故有“普銳斯PRIUS所節(jié)省的汽油的價(jià)值遠(yuǎn)低于普銳斯PRIUS比同級(jí)別全汽油車(chē)高出的價(jià)值”之說(shuō)。據(jù)調(diào)查，中國(guó)的汽車(chē)消費(fèi)主要還是傾向于經(jīng)濟(jì)型車(chē)輛，偏高的售價(jià)讓普通消費(fèi)者對(duì)混合動(dòng)力車(chē)望而卻步。(2)新能源汽車(chē)的開(kāi)發(fā)研究對(duì)混合動(dòng)力汽車(chē)的發(fā)展有一定影響。石油資源的日漸短缺，人們?cè)絹?lái)越多地將目光投入到新興能源的開(kāi)發(fā)上。目前已經(jīng)獲得認(rèn)可的石油替代能源有：電能、氫氣、醇類(lèi)、天然氣、液化石油氣、生物質(zhì)能和二甲醚等，其中有些已經(jīng)獲得了一定的應(yīng)用。尤其電動(dòng)汽車(chē)作為一種零排放、高效率、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單及維修、使用方便的汽車(chē)，無(wú)疑是交通運(yùn)輸工具的最佳選擇。汽車(chē)廠商將更多的人力資源和資金投入新能源汽車(chē)的開(kāi)發(fā)和研究，一旦新能源技術(shù)有了較大的突破，對(duì)混合動(dòng)力汽車(chē)的發(fā)展將有著一定的制約。4.3混合動(dòng)力汽車(chē)的前景與展望汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)是一個(gè)完整的體系，包括燃料、發(fā)動(dòng)機(jī)、動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)三個(gè)主要層次。根據(jù)生命周期循環(huán)分析，從油井到車(chē)輪的效率來(lái)看，源于石油的最佳組合是：汽油/柴油—內(nèi)燃機(jī)—混合動(dòng)力；源于天然氣、煤的氫燃料電池及其混合動(dòng)力可與合成燃料內(nèi)燃機(jī)及其混合動(dòng)力競(jìng)爭(zhēng)。近年來(lái)，汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)最大的突破是混合動(dòng)力技術(shù)，它為汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)的轉(zhuǎn)型奠定了基礎(chǔ)平臺(tái)。4.3.1混合動(dòng)力汽車(chē)的市場(chǎng)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)比較純電動(dòng)汽車(chē)和原動(dòng)機(jī)具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)電池的數(shù)量減少，因此混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)自身質(zhì)量可減輕。輔助動(dòng)力單元(APU)的選用使汽車(chē)的續(xù)駛里程與動(dòng)力性能可以達(dá)到內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)的水平。(2)混合動(dòng)力汽車(chē)廢氣排放量低，符合“低碳經(jīng)濟(jì)”的發(fā)展規(guī)律。面對(duì)全球氣候變化，急需世界各國(guó)協(xié)同減低或控制二氧化碳排放，“低碳經(jīng)濟(jì)”在這種形勢(shì)下應(yīng)運(yùn)而生。所謂“低碳經(jīng)濟(jì)”是指在可持續(xù)發(fā)展理念指導(dǎo)下，通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新、制度創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型、新能源開(kāi)發(fā)等多種手段，盡可能地減少煤炭、石油等高碳能源消耗，減少溫室氣體排放，達(dá)到經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護(hù)雙贏的一種經(jīng)濟(jì)發(fā)展形態(tài)。低碳經(jīng)濟(jì)是以低能耗、低污染、低排放為基礎(chǔ)的經(jīng)濟(jì)模式。據(jù)資料顯示，混合動(dòng)力汽車(chē)的混合動(dòng)力裝置發(fā)揮發(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)，又可以充分利用電動(dòng)機(jī)無(wú)污染、低噪聲的好處，二者“并肩戰(zhàn)斗”，取長(zhǎng)補(bǔ)短，使汽車(chē)的熱效率提高10%以上，廢氣排放改善30%以上，大大降低污染，符合“低碳經(jīng)濟(jì)”低污染發(fā)展規(guī)律。(3)雖然原動(dòng)機(jī)會(huì)有排放產(chǎn)生，但是由于原動(dòng)機(jī)主要工作在最佳工況點(diǎn)附近，因而大大減少了汽車(chē)上內(nèi)燃機(jī)變工況(特別是低速、怠速)時(shí)的排放，由于可回收制動(dòng)能量，使得混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)成為較低排放的節(jié)能汽車(chē)。(4)借助原動(dòng)機(jī)輸出的動(dòng)力直接帶動(dòng)車(chē)內(nèi)空調(diào)、暖風(fēng)、真空助力器、動(dòng)力轉(zhuǎn)向等汽車(chē)電器附件，無(wú)需再消耗電池組內(nèi)有限的電能。在某些對(duì)汽車(chē)排放嚴(yán)格限制的地區(qū)(如商業(yè)區(qū)、旅游區(qū)、居民小區(qū)等)，混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)可以關(guān)閉APU，由純電力方式驅(qū)動(dòng)，成為零排放的電動(dòng)汽車(chē)。(5)在能源短缺的大環(huán)境下，混合動(dòng)力汽車(chē)的發(fā)展符合社會(huì)發(fā)展的趨勢(shì)。能源危機(jī)問(wèn)題已經(jīng)是世界范圍內(nèi)的共性問(wèn)題。盡管混合動(dòng)力并不是汽車(chē)替代能源措施的最終解決方案，但在最終解決方案未定論前，它的出現(xiàn)讓人們?yōu)橹老?。并且已?jīng)確確實(shí)實(shí)在節(jié)能技術(shù)上有所作為?；旌蟿?dòng)力技術(shù)的問(wèn)世，是現(xiàn)階段解決能源問(wèn)題的有效措施，符合社會(huì)節(jié)能環(huán)保的發(fā)展趨勢(shì)。電能的取得比石油更為簡(jiǎn)單，成本更低，利用各種方式獲得電源來(lái)供給電力汽車(chē)的使用，讓汽車(chē)的使用成本更低，同時(shí)由于電動(dòng)汽車(chē)的環(huán)保性，將令它成為新時(shí)代的交通工具的代表，廣受世界各國(guó)人民的喜歡，這也就注定它擁有龐大的市場(chǎng)。4.3.2成熟的混合動(dòng)力汽車(chē)技術(shù)混合動(dòng)力汽車(chē)的動(dòng)力系統(tǒng)的全面改進(jìn)，各種高新技術(shù)開(kāi)始在混合動(dòng)力汽車(chē)上應(yīng)用，主要技術(shù)包括：燃油動(dòng)力與電動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)集成優(yōu)化技術(shù)不斷取得進(jìn)展，節(jié)能效果不斷提高；高性能鋰離子電池、鎳氫電池取代傳統(tǒng)的鉛酸電池；高效的一體化電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的直流電機(jī)；電動(dòng)輔助系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用提高了整車(chē)能量利用效率和性能；網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的應(yīng)用促進(jìn)了混合動(dòng)力汽車(chē)的模塊化和智能化；輕量化技術(shù)和電器結(jié)構(gòu)安全性技術(shù)得到了系統(tǒng)應(yīng)用。在混合動(dòng)力技術(shù)的發(fā)展上，表現(xiàn)出明顯的模塊化和平臺(tái)化趨勢(shì)，轎車(chē)混合動(dòng)力系統(tǒng)的模塊化愈加明顯，逐步推進(jìn)汽車(chē)動(dòng)力的電氣化。從只具備自動(dòng)啟停、怠速關(guān)機(jī)功能的“微混合”、以并聯(lián)式混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)為主體的“輕混合”和以混聯(lián)式為特征的“強(qiáng)混合”，隨著電功率的比例逐步提高，混合程度不斷提高，最終過(guò)渡到可充電式的串聯(lián)式“全混合”方式。城市客車(chē)混合動(dòng)力系統(tǒng)出現(xiàn)平臺(tái)化趨勢(shì)，發(fā)電機(jī)組+驅(qū)動(dòng)電機(jī)+儲(chǔ)能裝置，構(gòu)成了混合動(dòng)力系統(tǒng)的基本技術(shù)平臺(tái)。通過(guò)換用不同的發(fā)電機(jī)組即APU，從汽、柴油內(nèi)燃機(jī)到氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)各種不同的能源動(dòng)力轉(zhuǎn)化裝置，形成油—電、氣—電等各種不同混合動(dòng)力系統(tǒng)，促進(jìn)了動(dòng)力系統(tǒng)的平穩(wěn)過(guò)渡與轉(zhuǎn)型。4.3.3混合動(dòng)力汽車(chē)市場(chǎng)推廣政策混合動(dòng)力汽車(chē)節(jié)能和環(huán)保效果明顯，得到快速發(fā)展，并在各國(guó)優(yōu)惠政策的鼓勵(lì)下，逐步進(jìn)入商業(yè)化推廣應(yīng)用階段。大型汽車(chē)公司紛紛推出具有各自特色的混合動(dòng)力汽車(chē)。目前已批量銷(xiāo)售的混合動(dòng)力汽車(chē)包括豐田公司PRIUS、本田公司Insight、Civic、福特公司的Escape等轎車(chē)和OrionBusⅥ、NovaBus、HIMR客車(chē)等。我國(guó)在“863”計(jì)劃重大專(zhuān)項(xiàng)中共投入20億元的研發(fā)經(jīng)費(fèi)，支持混合動(dòng)力汽車(chē)關(guān)鍵技術(shù)、平臺(tái)集成技術(shù)以及整車(chē)和關(guān)鍵零部件的開(kāi)發(fā)。國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)于2007年11月1日頒布實(shí)施的《新能源汽車(chē)生產(chǎn)準(zhǔn)入管理規(guī)則》為各種電動(dòng)汽車(chē)的推廣應(yīng)用掃清了政策障礙。規(guī)則根據(jù)混合動(dòng)力汽車(chē)特點(diǎn)和技術(shù)成熟度，規(guī)劃了推廣應(yīng)用的范圍和條件。4.3.4我國(guó)混合動(dòng)力汽車(chē)發(fā)展概況在混合動(dòng)力汽車(chē)方面，首先在乘用車(chē)上推廣使用具有怠速停車(chē)功能和啟動(dòng)電機(jī)，發(fā)電機(jī)一體化的輕度混合動(dòng)力轎車(chē)技術(shù)，將其應(yīng)用到使用率較高的領(lǐng)域，如城市出租車(chē)；其次是在城市公交車(chē)輛上推廣應(yīng)用具有制動(dòng)能量回收功能的混合動(dòng)力，逐步擴(kuò)大其應(yīng)用范圍?；旌蟿?dòng)力汽車(chē)技術(shù)基本成熟，以BSG和ISG為代表的輕度混合動(dòng)力汽車(chē)具備產(chǎn)業(yè)化條件。清華大學(xué)與清能華通共同研發(fā)的“Micro哈里”采用了自主研發(fā)的新型四輪智能驅(qū)動(dòng)技術(shù)和高能鋰離子動(dòng)力蓄電池，最高車(chē)速65km/h，0km/h～30km/h加速時(shí)間4.5s，百公里能耗5kWh，續(xù)航里程大于120km?？傊旌蟿?dòng)力車(chē)輛已成為一股不可阻擋的力量，在改變汽車(chē)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和構(gòu)成，并大量的走向?qū)嵱没?jù)《AutoMfg&Production》（汽車(chē)制造與生產(chǎn)）期刊報(bào)道，2015年將在世界汽車(chē)市場(chǎng)占15%，2020年占25%這是相當(dāng)大的混合動(dòng)力車(chē)