第一篇：混合動(dòng)力汽車(chē)的研究探討論文（范文模版）

畢業(yè)論文

論文題目：混合動(dòng)力汽車(chē)的探索研究

班級(jí)：09211 學(xué)號(hào)：200921202 姓名：張浩

指導(dǎo)老師：朱忠倫

2012年5月10日

安徽交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院 汽車(chē)與機(jī)械工程系 2012年5月20日

摘 要

現(xiàn)階段混合動(dòng)力汽車(chē)已經(jīng)成為傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)的最佳替代。它是21世紀(jì)初的最理想、最符合實(shí)際的綠色交通工具。本文介紹了目前幾種新能源汽車(chē)，主要通過(guò)簡(jiǎn)單的分析來(lái)探討混合動(dòng)力汽車(chē)類(lèi)型即混合動(dòng)力汽車(chē)的三種基本驅(qū)動(dòng)方式（串聯(lián)式、并聯(lián)式、混聯(lián)式）及它們的優(yōu)缺點(diǎn)和分析了混合動(dòng)力汽車(chē)的關(guān)鍵技術(shù)，如蓄電池技術(shù)、機(jī)電技術(shù)、內(nèi)燃機(jī)技術(shù)、能量管理技術(shù)、整車(chē)技術(shù)，以及國(guó)內(nèi)外混合動(dòng)力汽車(chē)的發(fā)展?fàn)顩r。

關(guān)鍵詞：混合動(dòng)力、驅(qū)動(dòng)方式、環(huán)保節(jié)能、新能源、關(guān)鍵技術(shù)、開(kāi)發(fā)路線

目 錄

引言????????????????????????????????1

一、新能源汽車(chē)的類(lèi)型????????????????????????1 1.混合動(dòng)力汽車(chē)????????????????????????1 2.純電動(dòng)汽車(chē)?????????????????????????1 3.燃料電池汽車(chē)????????????????????????2 4.氫動(dòng)力汽車(chē)?????????????????????????2 5.燃?xì)馄?chē)??????????????????????????3 6.生物乙醇汽車(chē)????????????????????????3 7.氮?dú)馄?chē)??????????????????????????3

二 混合動(dòng)力汽車(chē)類(lèi)型????????????????????????3 1.串聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)?????????????????????3 2.并聯(lián)模式混合動(dòng)力系統(tǒng)????????????????????5 3.混聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)?????????????????????6

三、混合動(dòng)力汽車(chē)開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)???????????????????8 1.蓄電池技術(shù)?????????????????????????8 2.電動(dòng)機(jī)技術(shù)?????????????????????????9 3內(nèi)燃機(jī)技術(shù)?????????????????????????10 4.能量管理策略????????????????????????10 5.再生制動(dòng)控制技術(shù)??????????????????????11 6.整車(chē)技術(shù)??????????????????????????11

四、混合動(dòng)力汽車(chē)的開(kāi)發(fā)技術(shù)路線??????????????????11

五、發(fā)展與展望??????????????????????????12

引 言

能源與環(huán)保問(wèn)題日益突出，因此開(kāi)發(fā)新型的節(jié)能環(huán)保汽車(chē)迫在眉睫。在這種形式下，運(yùn)生了各種新能源汽車(chē)應(yīng)運(yùn)而生，如混合動(dòng)力汽車(chē)、燃料電池汽車(chē)、氫動(dòng)力汽車(chē)、燃?xì)膺@車(chē)、生物乙醇汽車(chē)和氮?dú)馄?chē)等。雖然各種方案諸多，但是應(yīng)用于實(shí)際情況就會(huì)有很多難解決的問(wèn)題矛盾，目前來(lái)講混合動(dòng)力具備較高的優(yōu)勢(shì)。

一、新能源汽車(chē)的類(lèi)型

新能源又稱(chēng)非常規(guī)能源。是指?jìng)鹘y(tǒng)能源之外的各種能源形式。指剛開(kāi)始開(kāi)發(fā)利用或正在積極研究、有待推廣的能源，如太陽(yáng)能、地?zé)崮堋L(fēng)能、海洋能、生物質(zhì)能和核聚變能等。新能源汽車(chē)是指除汽油、柴油發(fā)動(dòng)機(jī)之外所有其它能源汽車(chē)。包括燃料電池汽車(chē)、混合動(dòng)力汽車(chē)、氫能源動(dòng)力汽車(chē)和太陽(yáng)能汽車(chē)等。《新能源汽車(chē)生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品準(zhǔn)入管理規(guī)則》已于2009年7月1日正式實(shí)施，《規(guī)則》強(qiáng)調(diào)說(shuō)明：新能源 新能源汽車(chē)

汽車(chē)是指采用非常規(guī)的車(chē)用燃料作為動(dòng)力來(lái)源（或使用常規(guī)的車(chē)用燃料、采用新型車(chē)載動(dòng)力裝置），綜合車(chē)輛的動(dòng)力控制和驅(qū)動(dòng)方面的先進(jìn)技術(shù)，形成的技術(shù)原理先進(jìn)、具有新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)的汽車(chē)。新能源汽車(chē)包括混合動(dòng)力汽車(chē)（HEV）、純電動(dòng)汽車(chē)（BEV，包括太陽(yáng)能汽車(chē)）、燃料電池電動(dòng)汽車(chē)（FCEV）、氫發(fā)動(dòng)機(jī)汽車(chē)、其他新能源（如高效儲(chǔ)能器、二甲醚）汽車(chē)等各類(lèi)別產(chǎn)品。

1.合混動(dòng)力汽車(chē)

混合動(dòng)力是指那些采用傳統(tǒng)燃料的，同時(shí)配以電動(dòng)機(jī)/發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)改善低速動(dòng)力輸出和燃油消耗的車(chē)型。按照燃料種類(lèi)的不同，主要又可以分為汽油混合動(dòng)力和柴油混合動(dòng)力兩種。目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上，混合動(dòng)力車(chē)輛的主流都是汽油混合動(dòng)力，而國(guó)際市場(chǎng)上柴油混合動(dòng)力車(chē)型發(fā)展也很快。

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)橛辛穗姵兀梢允址奖愕鼗厥罩苿?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。

2.純電動(dòng)汽車(chē)

電動(dòng)汽車(chē)顧名思義就是主要采用電力驅(qū)動(dòng)的汽車(chē)，大部分車(chē)輛直接采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，有一部分車(chē)輛把電動(dòng)機(jī)裝在發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)，也有一部分直接以車(chē)輪作為四臺(tái)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子，其難點(diǎn)在于電力儲(chǔ)存技術(shù)。

純電動(dòng)汽車(chē)本身不排放污染大氣的有害氣體，即使按所耗電量換算為發(fā)電廠的排放，除硫和微粒外，其它污染物也顯著減少，由于電廠大多建于遠(yuǎn)離人口密集的城市，對(duì)人類(lèi)傷害較少，而且電廠是固定不動(dòng)的，集中的排放，清除各種有害排放物較容易，也已有了相關(guān)技術(shù)。由于電力可以從多種一次能源獲得，如煤、核能、水力、風(fēng)力、光、熱等，解除人們對(duì)石油資源日見(jiàn)枯竭的擔(dān)心。電動(dòng)汽車(chē)還可以充分利用晚間用電低谷時(shí)富余的電力充電，使發(fā)電設(shè)備日夜都能充分利用，大大提高其經(jīng)濟(jì)效益。有關(guān)研究表明，同樣的原油經(jīng)過(guò)粗煉，送至電廠發(fā)電，經(jīng)充入電池，再由電池驅(qū)動(dòng)汽車(chē)，其能量利用效率比經(jīng)過(guò)精煉變?yōu)槠停俳?jīng)汽油機(jī)驅(qū)動(dòng)汽車(chē)高，因此有利于節(jié)約能源和減少二氧化碳的排量，正是這些優(yōu)點(diǎn)，使電動(dòng)汽車(chē)的研究和應(yīng)用成為汽車(chē)工業(yè)的一個(gè)“熱點(diǎn)”。有專(zhuān)家認(rèn)為，對(duì)于電動(dòng)車(chē)而言，目前最大的障礙就是基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)以及價(jià)格影響了產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程，與混合動(dòng)力相比，電動(dòng)車(chē)更需要基礎(chǔ)設(shè)施的配套，而這不是一家企業(yè)能解決的，需要各企業(yè)聯(lián)合起來(lái)與當(dāng)?shù)卣块T(mén)一起建設(shè)，才會(huì)有大規(guī)模推廣的機(jī)會(huì)。優(yōu)點(diǎn):技術(shù)相對(duì)簡(jiǎn)單成熟，只要有電力供應(yīng)的地方都能夠充電。缺點(diǎn): 目前蓄電池單位重量?jī)?chǔ)存的能量太少，還因電動(dòng)車(chē)的電池較貴，又沒(méi)形成經(jīng)濟(jì)規(guī)模，故購(gòu)買(mǎi)價(jià)格較貴，至于使用成本，有些試用結(jié)果比汽車(chē)貴，有些結(jié)果僅為汽車(chē)的1/3，這主要取決于電池的壽命及當(dāng)?shù)氐挠汀㈦妰r(jià)格。

3.燃料電池汽車(chē)

燃料電池汽車(chē)是指以氫氣、甲醇等為燃料，通過(guò)化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電流，依靠電機(jī)驅(qū)動(dòng)的汽車(chē)。其電池的能量是通過(guò)氫氣和氧氣的化學(xué)作用，而不是經(jīng)過(guò)燃燒，直接變成電能或的。燃料電池的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程不會(huì)產(chǎn)生有害產(chǎn)物，因此燃料電池車(chē)輛是無(wú)污染汽車(chē)，燃料電池的能量轉(zhuǎn)換效率比內(nèi)燃機(jī)要高2～3倍，因此從能源的利用和環(huán)境保護(hù)方面，燃料電池汽車(chē)是一種理想的車(chē)輛。單個(gè)的燃料電池必須結(jié)合成燃料電池組，以便獲得必需的動(dòng)力，滿足車(chē)輛使用的要求。

近幾年來(lái)，燃料電池技術(shù)已經(jīng)取得了重大的進(jìn)展。世界著名汽車(chē)制造廠，如戴姆勒－克萊斯勒、福特、豐田和通用汽車(chē)公司已經(jīng)宣布，計(jì)劃在2004年以前將燃料電池汽車(chē)投向市場(chǎng)。目前，燃料電池轎車(chē)的樣車(chē)正在進(jìn)行試驗(yàn)，以燃料電池為動(dòng)力的運(yùn)輸大客車(chē)在北美的幾個(gè)城市中正在進(jìn)行示范項(xiàng)目。在開(kāi)發(fā)燃料電池汽車(chē)中仍然存在著技術(shù)性挑戰(zhàn)，除了燃料電池汽車(chē)目前成本高、壽命短、耐久性和可靠性差等主要難點(diǎn)外，配套設(shè)施的缺乏，才是燃料電池車(chē)在技術(shù)進(jìn)步之外，與成熟的內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)業(yè)體系最大的差距所在。例如如加氫站，維修、配件供應(yīng)等，基礎(chǔ)設(shè)施配套建設(shè)匱乏讓燃料電池車(chē)離大眾仍然很遠(yuǎn)，目前各國(guó)的計(jì)劃，都是由點(diǎn)到線、到小區(qū)域示范和試用，再逐步擴(kuò)大、延伸和推廣，這需要幾十年的時(shí)間。4.氫動(dòng)力汽車(chē)

氫動(dòng)力汽車(chē)是一種真正實(shí)現(xiàn)零排放的交通工具，排放出的是純凈水，其具有無(wú)污染，零排放，儲(chǔ)量豐富等優(yōu)勢(shì)，因此，氫動(dòng)力汽車(chē)是傳統(tǒng)汽車(chē)最理想的替代方案。

幾乎所有的世界汽車(chē)巨頭都在研制新能源汽車(chē)。電曾經(jīng)被認(rèn)為是汽車(chē)的未來(lái)動(dòng)力，但蓄電池漫長(zhǎng)的充電時(shí)間和重量使得人們漸漸對(duì)它興味索然。而目前（指2009年）的電與汽油合用的混合動(dòng)力車(chē)只能暫時(shí)性地緩解能源危機(jī)，只能減少但無(wú)法擺脫對(duì)石油的依賴(lài)。這個(gè)時(shí)候，氫動(dòng)力燃料電池的出現(xiàn)，猶如再造了一艘諾亞方舟，讓人們從危機(jī)中看到無(wú)限希望。以氫氣為汽車(chē)燃料這種說(shuō)法剛出來(lái)時(shí)嚇人一跳，但事實(shí)上是有根據(jù)的。氫具有很高的能量密度，釋放的能量足以使汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，而且氫與氧氣在燃料電池中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)只生成水，沒(méi)有污染。因此，許多科學(xué)家預(yù)言，以氫為能源的燃料電池是21世紀(jì)汽車(chē)的核心技術(shù)，它對(duì)汽車(chē)工業(yè)的革命性意義，相當(dāng)于微處理器對(duì)計(jì)算機(jī)業(yè)那樣重要。優(yōu)點(diǎn)：排放物是純水，行駛時(shí)不產(chǎn)生任何污染物。缺點(diǎn)：氫燃料電池成本過(guò)高，而且氫燃料的存儲(chǔ)和運(yùn)輸按照目前的技術(shù)條件來(lái)說(shuō)非常困難，因?yàn)闅浞肿臃浅Ｐ。瑯O易透過(guò)儲(chǔ)藏裝置的外殼逃逸。另外最致命的問(wèn)題，氫氣的提取需要通過(guò)電解水或者利用天然氣，如此一來(lái)同樣需要消耗大量能源，除非使用核電來(lái)提取，否則無(wú)法從根本上降低二氧化碳排放。

5.燃?xì)馄?chē)

燃?xì)馄?chē)是指用壓縮天然氣(CNG)、液化石油氣(LPG)和液化天然氣(LNG)作為燃料的汽車(chē)。近年來(lái)，世界上各國(guó)政府都積極尋求解決這一難題，開(kāi)始紛紛調(diào)整汽車(chē)燃料結(jié)構(gòu)。燃?xì)馄?chē)由于其排放性能好，可調(diào)正汽車(chē)燃料結(jié)構(gòu)，運(yùn)行成本低、技術(shù)成熟、安全可靠，所以被世界各國(guó)公認(rèn)為當(dāng)前最理想的替代燃料汽車(chē)，但是燃?xì)饨K歸是不可再生能源，與石油一樣，所以這并不能解決能源問(wèn)題，而且排放問(wèn)題并不能解決。所以這使我們看到了燃?xì)馄?chē)的末路??

6.生物乙醇汽車(chē)

乙醇俗稱(chēng)酒精，通俗些說(shuō)，使用乙醇為燃料的汽車(chē)，也可叫酒精汽車(chē)。用乙醇代替石油燃料的活動(dòng)歷史已經(jīng)很長(zhǎng)，無(wú)論是從生產(chǎn)上和應(yīng)用上的技術(shù)都已經(jīng)很成熟，近來(lái)由于石油資源緊張，汽車(chē)能源多元化趨向加劇，乙醇汽車(chē)又提到議事日程。

7.氮?dú)馄?chē)

氮?dú)馄?chē)是利用低溫氮作為能力的載體從外界環(huán)境中吸取熱量，提高自身的溫度增加內(nèi)能，將其導(dǎo)入特殊的氮?dú)鈾C(jī)種，使其在機(jī)器內(nèi)膨脹做工，將內(nèi)能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，從而驅(qū)動(dòng)汽車(chē)。但是，氣馬達(dá)需要很多高壓氮?dú)猓?chē)由于體積的限制，不能給汽車(chē)做很大的氮?dú)鈨?chǔ)罐。工廠里停電時(shí)應(yīng)急用的氣動(dòng)馬達(dá)都配有上百立方米的高壓氮?dú)鈨?chǔ)罐。高壓氮?dú)鈨?chǔ)罐屬于壓力容器，不安全。雖然沒(méi)有污染，但是使用費(fèi)用昂貴，所以沒(méi)有使用氮?dú)獾钠?chē)。

二、混合動(dòng)力汽車(chē)的類(lèi)型

目前過(guò)內(nèi)外開(kāi)發(fā)與研究的主要有三種類(lèi)型：串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)（SHEV）、并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)（PHEV）和混聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)（CHEV）。

1.串聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)

串聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)利用發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)提供電能 ,電動(dòng)機(jī)是唯一的驅(qū)動(dòng)源。其動(dòng)力傳動(dòng)系的結(jié)構(gòu)組成如圖2-1所示。由于發(fā)動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)車(chē)輪之間沒(méi)有直接的機(jī)械連接 ,發(fā)動(dòng)機(jī)不受汽車(chē)行駛工況影響 ,始終保持在最佳工作區(qū)穩(wěn)定運(yùn)行 ,所以特別適用于在市區(qū)低速運(yùn)行的工況。汽車(chē)在起步和低速時(shí)還可以關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī) ,只利用電池提供驅(qū)動(dòng)功率 ,達(dá)到零排放要求。

串聯(lián)式混合動(dòng)力汽車(chē)特點(diǎn)是整車(chē)布置的自由度較大，發(fā)動(dòng)機(jī)始終保持在最佳工作狀態(tài)，汽車(chē)具有良好的燃油經(jīng)濟(jì)性和排放指標(biāo)；電力驅(qū)動(dòng)是唯一的驅(qū)動(dòng)模式，控制技術(shù)簡(jiǎn)單；驅(qū)動(dòng)模式?jīng)Q定了發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)的功率應(yīng)接近或等于汽車(chē)所需的最大驅(qū)動(dòng)功率，故三大動(dòng)力總成的功率、外形和質(zhì)量都較大，整車(chē)價(jià)格高；電池?cái)?shù)量較多，串聯(lián)布置在中、小型汽車(chē)上不容易實(shí)現(xiàn)；能量損失較大，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出能量利用率低。

發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)機(jī)械連接電氣連接電池組電動(dòng)機(jī)

圖2-1串聯(lián)式動(dòng)力傳動(dòng)系結(jié)構(gòu)圖

我們所熟悉的美國(guó)通用汽車(chē)公司旗下的雪佛蘭的“沃藍(lán)達(dá)”就是采用該種模式，這款配備了通用汽車(chē)最新一代動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)——E-flex系統(tǒng)(“E－flex”系統(tǒng)是通用汽車(chē)下一代電動(dòng)推進(jìn)系統(tǒng)的名稱(chēng)。

其中的“E”表示“電”，電力是E－Flex車(chē)型的唯一驅(qū)動(dòng)方式。而“Flex”代表的是“靈活”，表示用以驅(qū)動(dòng)汽車(chē)的電力可以從各種途徑取得。）的雪佛蘭Volt概念車(chē)，讓我們可以從汽油、乙醇、生物柴油或氫氣中獲得電能，這使得我們可以定制推進(jìn)系統(tǒng)，以滿足特殊的要求和特定市場(chǎng)的基礎(chǔ)設(shè)施。例如在巴西，可以使用 100% 的乙醇作為發(fā)動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)組和電池的動(dòng)力，上海的消費(fèi)者或許會(huì)利用太陽(yáng)獲取氫，然后從燃料電池中得到電能，而瑞典的消費(fèi)者可能會(huì)從木材中獲取生物柴油。這些可替代能源在E-flex系統(tǒng)架構(gòu)上都可以得到應(yīng)用。

雪佛蘭Volt配備的E-Flex系統(tǒng)架構(gòu)采用了通用汽車(chē)最新的第五代燃料電池推進(jìn)技術(shù)和鋰電池，其體積只有上一代的一半，但卻能提供與其相當(dāng)?shù)膭?dòng)力和性能。在無(wú)需燃油、零污染

排放的電力驅(qū)動(dòng)下，最大續(xù)駛里程可達(dá)483公里，且真正實(shí)現(xiàn)零排放。相比較于兩年前推出的雪佛蘭Sequel概念車(chē)（配備的是第四代燃料電池系統(tǒng)），雪佛蘭Volt在保持同樣續(xù)駛能力的前提下，只需配備4公斤的氫，僅為Sequel需要配備的氫重量的一半。

2.并聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)

并聯(lián)式動(dòng)力混合系統(tǒng)中有發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)兩套驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) ,發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)分別驅(qū)動(dòng)車(chē)輪。它的結(jié)構(gòu)形式更像是附加了一個(gè)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的普通內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)。其動(dòng)力傳動(dòng)系的結(jié)構(gòu)組成如圖2-2。由于發(fā)動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)車(chē)輪之間機(jī)械連接 ,沒(méi)有串聯(lián)將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能的發(fā)電機(jī) ,因此提高了能量轉(zhuǎn)化效率。并聯(lián)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊 ,比較適用于轎車(chē)。并聯(lián)混合動(dòng)力系統(tǒng)的傳動(dòng)系統(tǒng)較為復(fù)雜，工作模式較多，控制系統(tǒng)復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)形式多樣化。

當(dāng)汽車(chē)低速、小功率行駛時(shí)，控制器控制電池為電動(dòng)機(jī)供電，實(shí)現(xiàn)零排放；汽車(chē)以較大功率行駛時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率；汽車(chē)剎車(chē)減速，電動(dòng)機(jī)相當(dāng)于發(fā)電機(jī)為電池組充電；電動(dòng)汽車(chē)加速、高速行駛時(shí)，電池組為電動(dòng)機(jī)供電，發(fā)動(dòng)機(jī)與電動(dòng)機(jī)協(xié)調(diào)驅(qū)動(dòng)汽車(chē)。

發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械連接電氣連接電動(dòng)機(jī)變速器電池組

圖2-2并聯(lián)式動(dòng)力傳動(dòng)系結(jié)構(gòu)圖

并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車(chē)的特點(diǎn)是系統(tǒng)能量的利用率相對(duì)較高，這使得并聯(lián)式的燃油經(jīng)濟(jì)性一般比串聯(lián)的要高；發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行直接受到道路行駛工況影響，運(yùn)行狀態(tài)較為復(fù)雜，因而并聯(lián)驅(qū)動(dòng)排放性相對(duì)串聯(lián)驅(qū)動(dòng)要差，但可以在較多不良的行駛工況下運(yùn)行；發(fā)動(dòng)機(jī)與電動(dòng)機(jī)都是動(dòng)力總成，兩者可以互相耦合滿足汽車(chē)功率的要求，系統(tǒng)可采用小功率的發(fā)動(dòng)機(jī)與電動(dòng)機(jī)，使得整車(chē)動(dòng)力總成尺寸小，質(zhì)量也較輕；但發(fā)動(dòng)機(jī)和機(jī)械驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械連接使得機(jī)械裝置較復(fù)雜，增加了整車(chē)布置的難度。當(dāng)汽車(chē)在市區(qū)行駛時(shí)，可以關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，由電池組為電動(dòng)機(jī)供電提供汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)功率，實(shí)現(xiàn)零排放。

在電影《諜中諜4》里，阿湯哥駕駛?cè)聦汃Ri8混合動(dòng)力雙門(mén)超級(jí)跑車(chē)給人留下了深刻的印象。

這款i8 Spyder概念車(chē)正是用了并聯(lián)模式。日前，有海外媒體在寒冷地帶拍攝到了全新寶馬i8的最新測(cè)試諜照。這意味著距離全新量產(chǎn)寶馬i8的上市時(shí)間已經(jīng)越來(lái)越近。從最新曝光的測(cè)試諜照上看，全新寶馬i8取消了原有概念車(chē)上的結(jié)構(gòu)性前風(fēng)擋玻璃，而保留了飛扶壁式尾部設(shè)計(jì)。

i8搭載了高性能的混合動(dòng)力系統(tǒng)，突出了車(chē)輛超強(qiáng)的動(dòng)力性能。全新寶馬i8所使用的插入式混合動(dòng)力系統(tǒng)由兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)和一臺(tái)渦輪增壓汽油發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)成，最高輸出功率345馬力，最大扭矩800牛米。其中，1.5升排量三缸汽油發(fā)動(dòng)機(jī)使用了燃油直噴和可變進(jìn)氣渦輪增壓技術(shù)，將動(dòng)力輸出至車(chē)輛的后輪。

3.混聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)

混聯(lián)式結(jié)構(gòu)綜合了串聯(lián)式和并聯(lián)式的特點(diǎn)，其動(dòng)力傳動(dòng)系的結(jié)構(gòu)組成如圖2-3。混聯(lián)式結(jié)構(gòu)一般以行星齒輪作為動(dòng)力復(fù)合裝置的基本構(gòu)架，混聯(lián)式混合動(dòng)力汽車(chē)配備的發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)的功率可以比較小，發(fā)動(dòng)機(jī)也比較容易控制在高效區(qū)穩(wěn)定工作，控制策略比較靈活。缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高，與其復(fù)雜的結(jié)構(gòu)相應(yīng)，其控制系統(tǒng)也較為復(fù)雜。

功率分流器發(fā)動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)機(jī)械連接電氣連接圖2-3混聯(lián)式動(dòng)力傳動(dòng)系結(jié)構(gòu)圖

逆變器電池組該系統(tǒng)適合各種行駛條件，具有良好的燃油經(jīng)濟(jì)性和排放性能，既可以外接充電，也可自充電，續(xù)駛里程相比內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)遠(yuǎn)，是很理想的混合電動(dòng)方案。整車(chē)布置難度較高，電池?cái)?shù)量較少，但增加了發(fā)電機(jī)。控制技術(shù)含量高，整車(chē)價(jià)格高。

在這方面，日本豐田走在了前面，其普銳斯、凱美瑞混合動(dòng)力版及雷克薩斯一系列混合動(dòng)力車(chē)都是這種模式。

以普銳斯為例，PRIUS普銳斯使用的THS II就是混聯(lián)模式，有效地組合了串聯(lián)式和并聯(lián)式，使兩者的優(yōu)勢(shì)發(fā)揮到極致。

發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力由動(dòng)力分割機(jī)構(gòu)分割，一部分直接驅(qū)動(dòng)車(chē)輪，另一部分被用于發(fā)電，其使用比例可自由控制。由所產(chǎn)生的電能驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)的使用比例比并聯(lián)式更大。THS優(yōu)先考慮降低環(huán)境負(fù)荷，TOYOTA在THS成果的基礎(chǔ)之上，以“Hybrid Synergy Drive”為理念，使電動(dòng)機(jī)輸出功率增長(zhǎng)了1.5倍，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了電源系統(tǒng)的高電壓化,控制系統(tǒng)也得到大幅改進(jìn)。由此發(fā)揮電動(dòng)機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)工效的相輔相成之協(xié)同效果，開(kāi)發(fā)出了降低環(huán)境負(fù)荷與動(dòng)力性能兩者兼?zhèn)涞男乱淮鶷OYOTA油電混合動(dòng)力系統(tǒng)“THS II”。

三、混合動(dòng)力汽車(chē)開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)

混合動(dòng)力汽車(chē)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程,涉及的關(guān)鍵技術(shù)有蓄電池技術(shù)、電機(jī)技術(shù)、內(nèi)燃機(jī)技術(shù)、能量管理技術(shù)、整車(chē)技術(shù)和現(xiàn)代控制理論等。[2-4]

1.蓄電池技術(shù)

作為混合動(dòng)力汽車(chē)的動(dòng)力源之一，電池性能的高低極大的決定了混合動(dòng)力汽車(chē)技術(shù)的先進(jìn)性。混合動(dòng)力汽車(chē)在工作中電池處于非周期性的充放電循環(huán)中,對(duì)電池的充放電速率和效率很高。研究與開(kāi)發(fā)高性能充放電、低成本、壽命長(zhǎng)的電池,是發(fā)展混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的關(guān)鍵問(wèn)題之一。

目前，除鉛酸電池外，正在研究與開(kāi)發(fā)的電池有鎳氫蓄電池、鐵鎳蓄電池、銀鋅蓄電池、鋰蓄電池、燃料蓄電池、太陽(yáng)能蓄電池。鉛酸電池在國(guó)內(nèi)技術(shù)成熟，成本低廉，跟隨負(fù)荷輸出特性好，比較適合我國(guó)發(fā)展的需要。但其快速充放電困難，使用壽命不夠理想、質(zhì)量大等方面仍需改進(jìn)，如可以通過(guò)增加電池片數(shù)，改進(jìn)包裝方法、使用高效添加劑，開(kāi)發(fā)質(zhì)量輕便的隔板材料等方法。在國(guó)外，各種鎳電池飛速進(jìn)展，這類(lèi)鎳電池儲(chǔ)能較大、過(guò)充電和過(guò)放電性能優(yōu)良、能帶電充電并可以實(shí)現(xiàn)快速充電、使用壽命長(zhǎng)。突出優(yōu)點(diǎn)是全密封，免維護(hù)。目前，國(guó)外大多采用這些高性能的電池提高汽車(chē)的續(xù)駛里程和性能。但在價(jià)格昂貴，研發(fā)降低其成本是其推廣的關(guān)鍵。

銀鋅蓄電池的電池能量高,質(zhì)量輕,溫度特性穩(wěn)定,但價(jià)格高,壽命短；鋰蓄電池的比能量大,比功率高,充電放電效率高,可以快速充電,功率輸出密度大，但鋰的制取較困難,管理和使用較復(fù)雜,要有嚴(yán)格的安全措施,價(jià)格也高。它是未來(lái)電池研發(fā)的一個(gè)方向。

在新型高性能電池的開(kāi)發(fā)方面，燃料蓄電池轉(zhuǎn)換效率高，容量大，比功率和畢能量高。具有廣闊的發(fā)展前景。已經(jīng)成為各國(guó)研究的焦點(diǎn)。最常見(jiàn)的燃料蓄電池有:堿性燃料蓄電池、磷酸燃料蓄電池、熔融碳酸鹽燃料蓄電池、固體氧化物燃料蓄電池、質(zhì)子交換膜燃料蓄電池等,而以質(zhì)子交換膜燃料蓄電池應(yīng)用于電動(dòng)汽車(chē)上最為可能。在綠色環(huán)保方面，太陽(yáng)能蓄電池最為理想。它直接將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能，無(wú)污染，零排放。太陽(yáng)能電池主要有三種結(jié)構(gòu)：非晶硅，單晶硅，多晶硅。太陽(yáng)能蓄電池在光電轉(zhuǎn)換率，降低成本方面還需要進(jìn)一步突破。目前有少數(shù)汽車(chē)公司把太陽(yáng)輻射的能量收集起來(lái)，并轉(zhuǎn)換成電能，以此為動(dòng)力的汽車(chē)就是太陽(yáng)能汽車(chē)，它是最潔凈無(wú)污染的交通工具。太陽(yáng)輻射到地球表面的能量轉(zhuǎn)換成電能，效率可達(dá)30%。目前世界上最先進(jìn)的技術(shù)已經(jīng)能夠達(dá)35%左右的轉(zhuǎn)換效率。8平米大小的太陽(yáng)能板能提供一輛小型汽車(chē)所需的電力。經(jīng)測(cè)算，一輛太陽(yáng)能轎車(chē)一年可省油500L.今后汽車(chē)動(dòng)力的發(fā)展方向最有可能是使用太陽(yáng)能、燃油、電力等多種能源的混合動(dòng)力車(chē)。[5] 2.電動(dòng)機(jī)技術(shù)

混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)上使用的電動(dòng)機(jī)有感應(yīng)電動(dòng)機(jī)、永磁無(wú)刷電動(dòng)機(jī)等。研究開(kāi)發(fā)體積小、重量輕、工作可靠、動(dòng)態(tài)響應(yīng)好的電機(jī),對(duì)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)進(jìn)一步提高動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性極為重要。

感應(yīng)電動(dòng)（交流異步電機(jī)）機(jī)以鼠籠式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)應(yīng)用最廣,感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的功率容量覆蓋面很寬廣,轉(zhuǎn)速最高可以達(dá)到1.2萬(wàn)r/min,可以采用空氣冷卻或液體冷卻方式,冷卻自由度高,對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性好,并且能夠?qū)崿F(xiàn)再生反饋制動(dòng)。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維修方便、運(yùn)行可靠、價(jià)格便宜、經(jīng)久耐用等優(yōu)點(diǎn),具有較好的穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)特性。為了解決感應(yīng)電動(dòng)機(jī)能夠在低速下輸出穩(wěn)定的大轉(zhuǎn)矩。解決感應(yīng)電機(jī)的低速問(wèn)題的方法主要有:采用滑模方法實(shí)現(xiàn)解耦控制,解決低速穩(wěn)定性問(wèn)題的；設(shè)計(jì)專(zhuān)門(mén)的低速混合磁鏈模型,調(diào)整定子電阻,解決了低速下恒定大轉(zhuǎn)矩輸出的問(wèn)題。此外，噪音和開(kāi)關(guān)損耗問(wèn)題也是困擾交流異步電機(jī)在電動(dòng)汽車(chē)上應(yīng)用的問(wèn)題之一。當(dāng)感應(yīng)電機(jī)工作在高轉(zhuǎn)速區(qū)時(shí),由于電機(jī)電感相對(duì)較小,容易產(chǎn)生很大的峰值電流,從而引起大量的噪聲和開(kāi)關(guān)損耗。因此,需要對(duì)功率開(kāi)關(guān)器件的開(kāi)關(guān)頻率進(jìn)行控制,抑止噪聲和能量損耗。我過(guò)在交流異步電機(jī)的設(shè)計(jì)與制造方面有比較大的優(yōu)勢(shì)，所設(shè)計(jì)的交流異步計(jì)電機(jī)性能好、工藝先進(jìn)，可靠性高，已經(jīng)向包括美國(guó)在內(nèi)等國(guó)家出口。

隨著永磁無(wú)刷電動(dòng)機(jī)的性能不斷提高,價(jià)格逐漸下降，永磁無(wú)刷電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用前景將會(huì)越來(lái)越廣泛。主要有兩種：永磁同步電動(dòng)機(jī)、永磁無(wú)刷直流電機(jī)。永磁同步電動(dòng)機(jī)在高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)有良好的可靠性,運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn),工作時(shí)電流損耗小、弱磁控制也容易實(shí)現(xiàn),工作噪聲低。所以,它非常適用于混合動(dòng)力汽車(chē)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。永磁同步電機(jī)的基本控制策略是,在低速時(shí)采用轉(zhuǎn)子磁鏈定向的矢量控制,而高速時(shí)用弱磁控制,以使電動(dòng)機(jī)基本保持恒定功率,滿足電動(dòng)汽車(chē)負(fù)載要求。和永磁同步電動(dòng)機(jī)相比，永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的效率高,起動(dòng)力矩大,過(guò)載能力強(qiáng),高速操作性能好,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單牢固,免維護(hù)或少維護(hù),體積小質(zhì)量輕,特別適合混合動(dòng)力轎車(chē)的開(kāi)發(fā)。缺點(diǎn)是噪聲較大，可以考慮噪聲加消除裝置。永磁無(wú)刷直流電機(jī)的基本控制策略是,在低速時(shí)采用電流斬波控制,而高速時(shí)采用弱磁控制,增加電流的去磁分量。方波無(wú)刷電動(dòng)機(jī)的弱磁控制通過(guò)調(diào)節(jié)開(kāi)通角來(lái)達(dá)到弱磁效果。

3.內(nèi)燃機(jī)技術(shù)

內(nèi)燃機(jī)有汽油機(jī)和柴油機(jī)。先進(jìn)內(nèi)燃機(jī)技術(shù)要求內(nèi)燃機(jī)體積小、重量輕。由于采用了各種先進(jìn)控制技術(shù),汽油機(jī)的排放已降到未加控制前的1%以下。缸內(nèi)直噴方式有望取代進(jìn)氣道噴射成為汽油噴射主要形式,代表汽油機(jī)的發(fā)展方向。汽油機(jī)存在的問(wèn)題是缸內(nèi)積碳、高壓油泵的潤(rùn)滑和密封性、噴油器堵塞。因此有效而可靠地實(shí)現(xiàn)部分負(fù)荷下缸內(nèi)混合氣的分層與稀薄燃燒,是缸內(nèi)直噴式汽油機(jī)的關(guān)鍵。柴油機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性?xún)?yōu)于汽油,如不用催化劑,柴油機(jī)的排放性能要優(yōu)于汽油機(jī)。但柴油機(jī)的弱點(diǎn)是氮氧化物、微粒和噪聲較難控制。已采用的控制措施有:氣門(mén)、增壓中冷、電控高壓噴油、滾流/螺旋氣道、可變渦流、強(qiáng)紊流燃燒室等。電控共軌式柴油噴射系統(tǒng)是最有發(fā)展前途的噴油系統(tǒng),可以自由控制噴油量、噴油壓力、噴油速率和噴油定時(shí)。未來(lái)柴油機(jī)將采用更加輕質(zhì)材料和超高壓噴油、高增壓、智能EGR控制、在燃料方面，甲醇、乙醇、CNG、LPG、DME、H2等代用燃料在內(nèi)燃機(jī)上的開(kāi)發(fā)應(yīng)用會(huì)進(jìn)一步發(fā)展,但由于社會(huì)基礎(chǔ)設(shè)施等因素限制,短期內(nèi)進(jìn)展不會(huì)很快。[6]參考文獻(xiàn) [7]所給出的內(nèi)燃機(jī)的重量已達(dá)到臨界狀態(tài), 它采用內(nèi)燃機(jī)起動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)一體化(ISA/ ISG)技術(shù) , 廣泛使用鋁鎂合金、塑料作零件，采用薄汽缸體 , 連桿為細(xì)的鑄鋼件加滲碳等 , 整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)降低重量達(dá) 30 %。豐田生產(chǎn)Prius的的發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)達(dá)到當(dāng)代的最高技術(shù)水平, 它的尾氣排放污染物降低到同類(lèi)轎車(chē)排放污染物的 10 %左右，在車(chē)上的應(yīng)用效果顯示，加上再生制動(dòng)能量回收，整車(chē)效率提高近一倍，整車(chē)CO2 排放降低一半。

4.能量管理策略

如果說(shuō)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是混合動(dòng)力汽車(chē)的心臟,則能量管理系統(tǒng)無(wú)疑就是電動(dòng)車(chē)的大腦。能量管理系統(tǒng)協(xié)調(diào)混合動(dòng)力汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)之間的動(dòng)力分配，電池電荷狀態(tài)控制等。它包括儲(chǔ)能單元，能量管理單元，混合動(dòng)力系統(tǒng)中央控制單元。能量管理策略作為混合動(dòng)力汽車(chē)控制系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，可以大致分為基于規(guī)則的能量管理策略、基于智能控制的能量管理策略和基于優(yōu)化算法的能量管理策略三大類(lèi)。[8]

基于規(guī)則的能量管理策略的基本思想主要是依據(jù)部件的穩(wěn)態(tài)效率 Map 圖，確定發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)之間的能量流分配。該控制方法簡(jiǎn)單有效，實(shí)用性強(qiáng)，并且是制定許多高級(jí)能量控制策略的基礎(chǔ)。基于規(guī)則的能量管理策略主要根據(jù)策略設(shè)計(jì)人員的工程經(jīng)驗(yàn)及穩(wěn)態(tài)的效率 Map 制定，并沒(méi)有考慮動(dòng)態(tài)變化，故不能達(dá)到系統(tǒng)性能最優(yōu)。

智能型控制策略主要是通過(guò)應(yīng)用模糊邏輯、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及遺傳算法等智能控制技術(shù)來(lái)決策混合動(dòng)力系統(tǒng)的工作模式和功率分配。智能控制的基本出發(fā)點(diǎn)是模仿人的智能，根據(jù)被控系統(tǒng)動(dòng)態(tài)過(guò)程中定性和定量的信息，進(jìn)行綜合集成、推理決策，以實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜非線性不確定系統(tǒng)的有效控制。智能能量控制策略具有很強(qiáng)的魯棒性和很好的自學(xué)習(xí)能力，非常適合應(yīng)用于非線性控制系統(tǒng)，因此在混合動(dòng)力汽車(chē)能量管理策略研究過(guò)程中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。

與車(chē)輛實(shí)際運(yùn)行時(shí)不同，全局優(yōu)化算法是針對(duì)某個(gè)既定的駕駛循環(huán)開(kāi)展的。因此，車(chē)輛在不同時(shí)刻的行駛速度由駕駛循環(huán)給定，驅(qū)動(dòng)輪處的驅(qū)動(dòng)力可以根據(jù)車(chē)輛縱向動(dòng)力學(xué)方程計(jì)算得出。使用全局優(yōu)化能量控制策略可以實(shí)現(xiàn)真正意義上的最優(yōu)化，但全局優(yōu)化算法的計(jì)算工作量往往較大，一般只能夠得到數(shù)值解，優(yōu)化結(jié)果不能直接應(yīng)用到實(shí)際控制當(dāng)中。不過(guò)，通過(guò)全局優(yōu)化得到的最優(yōu)控制，可以獲得優(yōu)化控制的宏觀規(guī)律，為制定合理的實(shí)時(shí)能量管理策略提供宏觀控制規(guī)則。同時(shí)，最優(yōu)控制還可以作為其它控制方法的參考和對(duì)比目標(biāo)。

能量管理系統(tǒng)要求開(kāi)發(fā)適合的混合動(dòng)力汽車(chē)動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型以實(shí)現(xiàn)更加準(zhǔn)確的控制、開(kāi)發(fā)以微處理器為核心的電子控制單元。未來(lái)的研究方向可以將現(xiàn)代控制理論和優(yōu)化方法融入能量管理優(yōu)化方法中去，進(jìn)而獲取混合動(dòng)力汽車(chē)實(shí)時(shí)性要求的高品質(zhì)能量管理策略，同時(shí)總結(jié)出一套較為完善的混合動(dòng)力汽車(chē)能量管理策略的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。例如混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)用電池組要受電池放電深度、充放電電流的大小及具體的汽車(chē)行駛工況等諸多因素的影響，需要建立一個(gè)符合混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)電池實(shí)際使用狀況的能量管理模型。以便建立一個(gè)符合電池實(shí)際使用環(huán)境的電池能量管理系統(tǒng),并為載荷均衡控制裝置提供可靠的控制參數(shù)。開(kāi)發(fā)自動(dòng)化電子原件使電池維持工作在一定穩(wěn)定充放電范圍內(nèi)，并提供人機(jī)交換界面、電池性能、剩余能量顯示等等。

5.再生制動(dòng)控制技術(shù)

再生制動(dòng)可以節(jié)約能源、提高續(xù)駛里程 ,具有顯著的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)效益.同時(shí) ,再生制動(dòng)還可以減少剎車(chē)片的磨損 ,降低車(chē)輛故障率及使用成本。該系統(tǒng)多數(shù)由超級(jí)電容或飛輪及其控制器組成 ,而利用超級(jí)電容或飛輪吸收再生制動(dòng)能量 ,具有非常突出的優(yōu)點(diǎn).當(dāng)車(chē)輛制動(dòng)時(shí) ,電機(jī)工作于發(fā)電機(jī)工況 ,將一部分動(dòng)能或重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電能儲(chǔ)存在超級(jí)電容或飛輪中 ,由于超級(jí)電容或飛輪的功率密度大 ,因此可以更快速、高效地吸收電機(jī)回饋能量.在車(chē)輛起動(dòng)和加速時(shí) ,利用雙向 DC/ DC將存儲(chǔ)的能量釋放出來(lái) ,協(xié)助電池向電機(jī)供電 ,不但增加了混合動(dòng)力汽車(chē)一次充電的行駛里程 ,而且避免了蓄電池的大電流放電 ,達(dá)到了節(jié)省能源、降低剎車(chē)片磨損和提高蓄電池壽命的目的。[9]

6.整車(chē)技術(shù)

混合動(dòng)力汽車(chē)由于車(chē)身質(zhì)量、空間和能源的矛盾,因此在設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮采用輕質(zhì)、廉價(jià)材料以減輕整車(chē)的質(zhì)量和價(jià)格。如復(fù)合材料鋁合金金屬蜂窩材料及其加工技術(shù)、新型混合動(dòng)力車(chē)輛造型與結(jié)構(gòu)的整體設(shè)計(jì)CAD技術(shù)等。在充分利用空間的情況下,盡可能增大車(chē)廂內(nèi)部乘員空間,最大限度地降低空氣阻力系數(shù)和滾動(dòng)阻力系數(shù),以求減小行駛阻力,利用機(jī)電一體化匹配設(shè)計(jì),求得整車(chē)結(jié)構(gòu)參數(shù)達(dá)到最優(yōu)化。如何把先進(jìn)的控制技術(shù)與電力電子技術(shù)應(yīng)用到混合動(dòng)力汽車(chē)研發(fā)中，減少控制系統(tǒng)動(dòng)力系統(tǒng)所占的空間是整車(chē)技術(shù)的關(guān)鍵。

四、混合動(dòng)力汽車(chē)的開(kāi)發(fā)技術(shù)路線

1、了解與分析國(guó)內(nèi)外有關(guān)混合動(dòng)力汽車(chē)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工作原理、安裝方式、控制策略和特性評(píng)價(jià)的先進(jìn)方法。

2、根據(jù)混合動(dòng)力汽車(chē)行駛的最大阻力力矩,計(jì)算出驅(qū)動(dòng)電機(jī)性能參數(shù),完成驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)、電池組的選型。

3、建立混合動(dòng)力汽車(chē)各模塊的數(shù)學(xué)模型,包括電池組、發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)、能量管理系統(tǒng)模型。

4、確定速度、力矩、溫度、電流及電壓等傳感器的性能參數(shù),選擇或設(shè)計(jì)加工出性能好、體積小、易于安裝的車(chē)速及力矩傳感器。

5、開(kāi)發(fā)以微處理器為核心的電子控制單元來(lái)實(shí)現(xiàn)智能化的能量管理系統(tǒng)。根據(jù)能量管理系統(tǒng)模型,能對(duì)整車(chē)系統(tǒng)電能和儲(chǔ)能單元實(shí)時(shí)檢測(cè)、顯示、充放電管理、行駛里程統(tǒng)計(jì)與預(yù)測(cè)、故障診斷與報(bào)警、儲(chǔ)能元件壽命預(yù)測(cè)等綜合管理。

6、分析混合動(dòng)力汽車(chē)系統(tǒng)性能的影響因素和特點(diǎn),分析各總成的結(jié)構(gòu)參數(shù)和布置方式對(duì)車(chē)輛性能的影響,結(jié)合相應(yīng)的道路及臺(tái)架實(shí)驗(yàn),進(jìn)行混合動(dòng)力汽車(chē)的 車(chē)身與底盤(pán)布置。電動(dòng)汽車(chē)的車(chē)身和底盤(pán)技術(shù)應(yīng)與電動(dòng)汽車(chē)同步開(kāi)

7、將各種傳感器與電動(dòng)機(jī)制成一個(gè)整體,研究合理的安裝位置。

8、對(duì)所研制的電動(dòng)汽車(chē),進(jìn)行道路和臺(tái)架試驗(yàn),根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)修正有關(guān)設(shè)計(jì)、控制參數(shù),以滿足所提出的電動(dòng)汽車(chē)的性能指標(biāo)。[10]為技術(shù)路線流程圖如4-1所示。

由性能指標(biāo)、模擬分析及試驗(yàn)數(shù)據(jù)建模電池組選取、電機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)選型各種傳感器選取控制、能量管理與分配單元設(shè)計(jì)懸架、車(chē)架及車(chē)身設(shè)計(jì)集成設(shè)計(jì)加工制造樣車(chē)、裝車(chē)實(shí)驗(yàn)

圖4-1混合動(dòng)力汽車(chē)的開(kāi)發(fā)技術(shù)路線流程圖

五、發(fā)展與展望

1、從國(guó)內(nèi)的發(fā)展和當(dāng)前技術(shù)來(lái)看，動(dòng)力系統(tǒng)和控制系統(tǒng)所占的空間較大，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)一體化設(shè)計(jì)與控制；研究開(kāi)發(fā)體積小，能量密度高、價(jià)格低的蓄電池應(yīng)該是今后的主要研究方向。

2、大部分都普遍存在著十分嚴(yán)重的交通問(wèn)題和汽車(chē)尾氣排放污染問(wèn)題。作為一種小型、中速和短途的日常交通工具, 混合動(dòng)力汽車(chē)有著獨(dú)特的市場(chǎng),政府應(yīng)鼓勵(lì)電動(dòng)汽車(chē)按市場(chǎng)機(jī)制開(kāi)發(fā)。鑒于我國(guó)目前具有巨大潛在的多元化市場(chǎng)以及良好的工業(yè)基礎(chǔ),在混合動(dòng)力汽車(chē)發(fā)展方面,中國(guó)將起到帶頭作用。

參考文獻(xiàn)

1.任勇,秦大同,楊亞聯(lián)等.混合動(dòng)力汽車(chē)的研發(fā)的研發(fā)實(shí)踐[J].重慶大學(xué)學(xué)報(bào),2004,27（4）:27-28.2.丁軍,王喜瑜,周希德.我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)分析[J].汽車(chē)科技,1997,3:47-51.3.湯雙清,廖道訓(xùn),吳正佳.電動(dòng)汽車(chē)的核心技術(shù)及發(fā)展展望[J].機(jī)械科學(xué)與技術(shù),2003,22(2)190-192 4.張振華, 蓋玉先.混合動(dòng)力城市客車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真[D].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué), 2008,6:6-7.5.曾斌.21世紀(jì)的汽車(chē)[J].中國(guó)機(jī)電工業(yè),2002,3:38-39.6.劉聯(lián)國(guó).汽車(chē)研究與發(fā)展[J].汽車(chē)研究與開(kāi)發(fā)，2001,1:8-10.7.何洪文,祝嘉光,李劍.混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)發(fā)展與現(xiàn)狀[J].車(chē)輛動(dòng)力與技術(shù),2004,52-56 8.張博,李君.可外接充電混合動(dòng)力汽車(chē)能量管理策略研究[D].吉林大學(xué),2009.9.曹秉剛,張傳偉,白志峰等電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)進(jìn)展和發(fā)展趨勢(shì)[J].西安交通大學(xué)學(xué)報(bào),2004,38(1)4-6 10.錢(qián)立軍,趙韓,高立新.電動(dòng)汽車(chē)開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)及技術(shù)路線[J].合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2002 , 25(1):15-18.11.品車(chē)網(wǎng)寶馬i8資訊http:// 13.車(chē)型圖片下載于易車(chē)網(wǎng)http://news.bitauto.com

第二篇：混合動(dòng)力汽車(chē)的探索研究

混合動(dòng)力汽車(chē)的探索研究

專(zhuān)業(yè)：汽車(chē)制造與裝配

學(xué)生：***，指導(dǎo)老師：***

【摘 要】混合動(dòng)力汽車(chē)燃油經(jīng)濟(jì)性好，符合節(jié)能環(huán)保的理念然而因生產(chǎn)及技術(shù)成本較高，導(dǎo)致其銷(xiāo)售價(jià)格偏高。本文將探討混合動(dòng)力汽車(chē)的未來(lái)發(fā)展前景，隨著人們環(huán)保意識(shí)的提高，混合動(dòng)力技術(shù)的不斷成熟和完善，生產(chǎn)成本的不斷降低，混合動(dòng)力汽車(chē)的市場(chǎng)占有量將不斷增加。

【關(guān)鍵詞】混合動(dòng)力汽車(chē)；前景；節(jié)能；環(huán)保

混合動(dòng)力汽車(chē)?yán)没旌蟿?dòng)力作為能源，能實(shí)現(xiàn)較高的燃油經(jīng)濟(jì)性，廢氣成本較高，排放量低，環(huán)保性能好，符合節(jié)能環(huán)保的理念。混合動(dòng)力的技術(shù)較為成熟，但生產(chǎn)成本及技術(shù)，導(dǎo)致目前的銷(xiāo)售價(jià)格與同類(lèi)汽車(chē)產(chǎn)品相比較偏高，消費(fèi)者的消費(fèi)能力影響著現(xiàn)階段銷(xiāo)售狀況，未來(lái)能否有好的市場(chǎng)前景，值得思索。

一，混合動(dòng)力的概念及基本原理

混合動(dòng)力汽車(chē)（亦稱(chēng)混合動(dòng)力汽車(chē)，英文為Hybrid Power Automobile）是指那些采用傳統(tǒng)燃料的，同時(shí)配以電動(dòng)機(jī)/發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)改善低速動(dòng)力輸出和燃油消耗的車(chē)型。按照燃料種類(lèi)的不同，主要又可以分為汽油混合動(dòng)力和柴油混合動(dòng)力兩種。目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上，混合動(dòng)力車(chē)輛的主流都是汽油混合動(dòng)力，而國(guó)際市場(chǎng)上柴油混合動(dòng)力車(chē)型發(fā)展也很快。混合動(dòng)力汽車(chē)的種類(lèi)目前主要有3種。一種是以發(fā)動(dòng)機(jī)為主動(dòng)力，電動(dòng)馬達(dá)作為輔助動(dòng)力的“并聯(lián)方式”。這種方式主要以發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)行駛，利用電動(dòng)馬達(dá)所具有的再啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生強(qiáng)大動(dòng)力的特征，在汽車(chē)起步、加速等發(fā)動(dòng)機(jī)燃油消耗較大時(shí)，用電動(dòng)馬達(dá)輔助驅(qū)動(dòng)的方式來(lái)降低發(fā)動(dòng)機(jī)的油耗。這種方式的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，只需要增加電動(dòng)在汽車(chē)上馬達(dá)和電瓶。另外一種是，在低速時(shí)只靠電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)行駛，速度提高時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)馬達(dá)相配合驅(qū)動(dòng)的“串聯(lián)、并聯(lián)方式”。啟動(dòng)和低速時(shí)是只靠電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)行駛，當(dāng)速度提高時(shí)，由發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)馬達(dá)共同高效地分擔(dān)動(dòng)力，這種方式需要?jiǎng)恿Ψ謸?dān)裝置和發(fā)電機(jī)等，因此結(jié)構(gòu)復(fù)雜。還有一種是只用電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)行駛的電動(dòng)汽車(chē)“串聯(lián)方式”，發(fā)動(dòng)機(jī)只作為動(dòng)力源，汽車(chē)只靠電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)行駛，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)只是電動(dòng)馬達(dá)，但因?yàn)橥瑯有枰惭b燃料發(fā)動(dòng)機(jī)，所以也是混合動(dòng)力汽車(chē)的一種。

二，混合動(dòng)力汽車(chē)的特點(diǎn)

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)秀工況下工作。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)荷小時(shí)，剩余的功率可發(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。因?yàn)橛辛穗姵兀梢允址奖愕鼗厥罩苿?dòng),下坡，及怠速時(shí)的能量。

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，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。可以利用現(xiàn)有的加油站加油，不必再投資。可讓電池保持在良好的工作狀態(tài)，不發(fā)生過(guò)沖，過(guò)放電等現(xiàn)象，延遲其使用壽命，降低成本。

三，混合動(dòng)力系統(tǒng)

混合動(dòng)力汽車(chē)的關(guān)鍵是混合動(dòng)力系統(tǒng)，它的性能直接關(guān)系到混合動(dòng)力汽車(chē)整車(chē)性能。經(jīng)過(guò)十多年的發(fā)展，混合動(dòng)力系統(tǒng)總成已從原來(lái)發(fā)動(dòng)機(jī)與電機(jī)離散結(jié)構(gòu)向發(fā)動(dòng)機(jī)電機(jī)和變速箱一體化結(jié)構(gòu)發(fā)展，即集成化混合動(dòng)力總成系統(tǒng)。混合動(dòng)力總成以動(dòng)力傳輸路線分類(lèi)，可分為串聯(lián)式、并聯(lián)式和混聯(lián)式等三種。

串聯(lián)式動(dòng)力：串聯(lián)式動(dòng)力由發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)和電動(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)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，電能通過(guò)控制器輸送到電池或電動(dòng)機(jī)，由電動(dòng)機(jī)通過(guò)變速機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)汽車(chē)。小負(fù)荷時(shí)由電池驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)車(chē)輪，大負(fù)荷時(shí)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)車(chē)輛處于啟動(dòng)、加速、爬坡工況時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)組和電池組共同向電動(dòng)機(jī)提供電能；當(dāng)電動(dòng)車(chē)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)電池組缺電時(shí)則由發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)組向電池組充電。串聯(lián)式結(jié)構(gòu)適用于城市內(nèi)頻繁起步和低速運(yùn)行工況，可以將發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)整在最佳工況點(diǎn)附近穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，通過(guò)調(diào)整電池和電動(dòng)機(jī)的輸出來(lái)達(dá)到調(diào)整車(chē)速的目的。使發(fā)動(dòng)機(jī)避免了怠速和低速運(yùn)轉(zhuǎn)的工況，從而提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的效率，減少了廢氣排放。但是它的缺點(diǎn)是能量幾經(jīng)轉(zhuǎn)換，機(jī)械效率較低。

并聯(lián)式動(dòng)力：并聯(lián)式裝置的發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)共同驅(qū)動(dòng)汽車(chē)，發(fā)動(dòng)機(jī)與電動(dòng)機(jī)分屬兩套系統(tǒng)，可以分別獨(dú)立地向汽車(chē)傳動(dòng)系提供扭矩，在不同的路面上既可以共同驅(qū)動(dòng)又可以單獨(dú)驅(qū)動(dòng)。當(dāng)汽車(chē)加速爬坡時(shí)，電動(dòng)機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)能夠同時(shí)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)提供動(dòng)力，一旦汽車(chē)車(chē)速達(dá)到巡航速度，汽車(chē)將僅僅依靠發(fā)動(dòng)機(jī)維持該速度。電動(dòng)機(jī)既可以作電動(dòng)機(jī)又可以作發(fā)電機(jī)使用，又稱(chēng)為電動(dòng)－發(fā)電機(jī)組。由于沒(méi)有單獨(dú)的發(fā)電機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)可以直接通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)車(chē)輪，這種裝置更接近傳統(tǒng)的汽車(chē)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，機(jī)械效率損耗與普通汽車(chē)差不多，得到比較廣泛的應(yīng)用。

混聯(lián)式動(dòng)力：混聯(lián)式裝置包含了串聯(lián)式和并聯(lián)式的特點(diǎn)。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)助力裝置不同，它又分為發(fā)動(dòng)機(jī)為主和電機(jī)為主兩種。以發(fā)動(dòng)機(jī)為主的形式中，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。該結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是控制方便，缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。豐田的Prius屬于以電機(jī)為主的形式。

四，歷史發(fā)展

當(dāng)前普遍使用的燃油發(fā)動(dòng)機(jī)汽車(chē)、存在種種弊病，統(tǒng)計(jì)表明在占80%以上的道路條件下，一輛普通轎車(chē)僅利用了動(dòng)力潛能的40%，在市區(qū)還會(huì)跌至25%，更為嚴(yán)重的是排放廢氣污染環(huán)境。20世紀(jì)90年代以來(lái)，世界各國(guó)對(duì)改善環(huán)保的呼聲日益高漲，各種各樣的電動(dòng)汽車(chē)脫穎而出。雖然人們普遍認(rèn)為未來(lái)是電動(dòng)汽車(chē)的天下，但是目前的電池技術(shù)問(wèn)題阻礙了電動(dòng)汽車(chē)的應(yīng)用。由于電池的能量密度與汽油相比差上百倍，遠(yuǎn)未達(dá)到人們所要求的數(shù)值，專(zhuān)家估計(jì)在10年以?xún)?nèi)電動(dòng)汽車(chē)還無(wú)法取代燃油發(fā)動(dòng)機(jī)汽車(chē)（除非燃料電池技術(shù)有重大突破）。

現(xiàn)實(shí)迫使工程師們想出了一個(gè)兩全其美的辦法，開(kāi)發(fā)了一種混合動(dòng)力裝置

（Hybrid-ElectricVehicel，縮寫(xiě)HEV）的汽車(chē)。所謂混合動(dòng)力裝置就是將電動(dòng)機(jī)與輔助動(dòng)力單元組合在一輛汽車(chē)上做驅(qū)動(dòng)力，輔助動(dòng)力單元實(shí)際上是一臺(tái)小型燃料發(fā)動(dòng)機(jī)或動(dòng)力發(fā)電機(jī)組。形象一點(diǎn)說(shuō)，就是將傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)盡量做小，讓一部分動(dòng)力由電池-電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)承擔(dān)。這種混合動(dòng)力裝置既發(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、低噪聲的好處，二者“并肩戰(zhàn)斗”，取長(zhǎng)補(bǔ)短，汽車(chē)的熱效率可提高10%以上，廢氣排放可改善30%以上。

五，國(guó)內(nèi)混合動(dòng)力汽車(chē)的發(fā)展現(xiàn)狀目前從全球范圍來(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，近幾年，在國(guó)家“863”計(jì)劃的資助下，長(zhǎng)安、一汽、東風(fēng)、奇瑞、華晨、吉利等自主品牌汽車(chē)企業(yè)競(jìng)相開(kāi)發(fā)出了相應(yīng)的混合動(dòng)力轎車(chē)，其中部分車(chē)型已申報(bào)了國(guó)家汽車(chē)產(chǎn)品公告，但還存在一定缺陷。行業(yè)狀況：1，混合動(dòng)力汽車(chē)成本偏高其回收周期較長(zhǎng)

2，我國(guó)關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)業(yè)化及其產(chǎn)業(yè)鏈的支撐存在較大差距

發(fā)展建議：1，建立自主品牌混合動(dòng)力汽車(chē)產(chǎn)業(yè)化共用平臺(tái)

2，加強(qiáng)混合動(dòng)力基礎(chǔ)技術(shù)研究及試驗(yàn)?zāi)芰ㄔO(shè)

3，進(jìn)一步降低成本并提高產(chǎn)品的可靠性和耐久性

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。混合動(dòng)力汽車(chē)已處于產(chǎn)業(yè)化前夕

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，豐田公司的Prius、Estima、Crown、Coaster等混合動(dòng)力汽車(chē)已成功上市，并在日本、美國(guó)和歐洲各國(guó)市場(chǎng)上均獲得較大成功，累計(jì)產(chǎn)銷(xiāo)量已超過(guò)60萬(wàn)輛。隨后本田、福特、通用、戴姆勒、大眾、雪鐵龍、雷諾、寶馬、日產(chǎn)、現(xiàn)代、三菱等各大汽車(chē)公司也紛紛向市場(chǎng)推出各種類(lèi)型的混合動(dòng)力汽車(chē)。截至2008年底，混合動(dòng)力汽車(chē)在全球的累計(jì)銷(xiāo)售量已超過(guò)百萬(wàn)輛。

近幾年，在國(guó)家“863”計(jì)劃的資助下，長(zhǎng)安、一汽、東風(fēng)、奇瑞、華晨、吉利等自主品牌汽車(chē)企業(yè)競(jìng)相開(kāi)發(fā)出了相應(yīng)的混合動(dòng)力轎車(chē)，其中部分車(chē)型已申報(bào)了國(guó)家汽車(chē)產(chǎn)品公告，但上述汽車(chē)企業(yè)大多采用ISG輕度混合或BSG微混合方案，這兩種方案的技術(shù)難度較小，生產(chǎn)成本也較低。同時(shí)我們必須清醒地認(rèn)識(shí)到，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。具體表現(xiàn)在：1.與國(guó)外一樣，成本偏高其回收周期較長(zhǎng)成為混合動(dòng)力汽車(chē)普及初期最主要的障礙。一般中度混合動(dòng)力轎車(chē)比同類(lèi)內(nèi)燃機(jī)轎車(chē)成本高出20～

30。若按10萬(wàn)元家用轎車(chē)計(jì)算，在不贏利情況下成本增加2萬(wàn)元，以每年行駛3萬(wàn)公里計(jì)算，油價(jià)為6元時(shí)，回收期為6.9年；油價(jià)為5元時(shí)，回收期為8.3年。而根據(jù)市場(chǎng)調(diào)查，用戶可接受的回收期為1～1.5年，也就是用戶只接受價(jià)格增加5以?xún)?nèi)，與實(shí)際相差比較大，嚴(yán)重削弱了用戶對(duì)購(gòu)買(mǎi)混合動(dòng)力汽車(chē)的興趣。2.關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)業(yè)化及其產(chǎn)業(yè)鏈的支撐存在較大差距。近年來(lái)民族汽車(chē)之所以崛起，主要就是得力于存在廣闊的低端市場(chǎng)空間以及高速增長(zhǎng)的市場(chǎng)容量形成強(qiáng)大的拉動(dòng)力。民族轎車(chē)工業(yè)崛起主要靠的就是走的低端產(chǎn)品路線，技術(shù)含量低，可以通過(guò)自主創(chuàng)新或從國(guó)外設(shè)計(jì)公司直接購(gòu)得。像長(zhǎng)安、奇瑞等企業(yè)在混合動(dòng)力技術(shù)研發(fā)及其產(chǎn)業(yè)化上，聯(lián)合國(guó)內(nèi)的高校、研究機(jī)構(gòu)，甚至與國(guó)外的一些研發(fā)機(jī)構(gòu)合作，每年投入上千萬(wàn)元資金進(jìn)行技術(shù)研發(fā)，國(guó)家也有部分資金支持，但還有一些產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵重大技術(shù)需要最后的沖刺突破，系統(tǒng)的可靠性還需要大量的試驗(yàn)驗(yàn)證，關(guān)鍵核心零部件的產(chǎn)業(yè)化還存在較大差距，標(biāo)準(zhǔn)體系還不完善。比如鎳氫電池一直是個(gè)瓶頸，在推進(jìn)混合動(dòng)力汽車(chē)產(chǎn)業(yè)化時(shí)，有關(guān)部門(mén)考察了全國(guó)所有的鎳氫電池供應(yīng)商，完全滿足產(chǎn)業(yè)化要求的廠家基本上沒(méi)有。此外，還有像ISG電機(jī)、各種控制系統(tǒng)等關(guān)鍵技術(shù)零部件的產(chǎn)業(yè)化都與規(guī)模化生產(chǎn)存在差距。與乘用車(chē)相比，城市混合動(dòng)力公交車(chē)的發(fā)展有所不同。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)城鎮(zhèn)居民日常出門(mén)有70是首選乘坐公交車(chē)。在城市工況下，公交車(chē)頻繁起步、加速、制動(dòng)和停車(chē)，要額外消耗許多燃節(jié)油減排留下了相當(dāng)大的空間。

根據(jù)調(diào)查，將近1/2的燃油是被汽車(chē)頻繁制動(dòng)所消耗的，這就為混合動(dòng)力公交車(chē)的7～8家客車(chē)企業(yè)將研發(fā)、生產(chǎn)混合動(dòng)力公交車(chē)作為研發(fā)工作的重點(diǎn)。經(jīng)過(guò)幾年的開(kāi)發(fā)，雖然已取得了一系列重大成果，但公交車(chē)的節(jié)油率并未達(dá)到預(yù)計(jì)的要求，主要原因包括：1.汽車(chē)的制動(dòng)過(guò)程十分短暫，一般不超過(guò)10秒，在短短的幾秒內(nèi)，電機(jī)要求發(fā)出很大的電流，才能有效回收制動(dòng)能量，但是電池的充電倍率只有放電倍率的一半，因此電池不能接受大電流充電。理論上汽車(chē)有50～60的制動(dòng)能量可回收，但實(shí)際回收的制動(dòng)能量小于20，最簡(jiǎn)單的改進(jìn)辦法是加大動(dòng)力電池容量，例如至少加大容量一倍，回收的制動(dòng)能量可由20增加到40。但這將大大增加整車(chē)成本和汽車(chē)自重，經(jīng)濟(jì)上可能是得不償失；2.混合動(dòng)力公

交車(chē)若采用停車(chē)斷油，甚至滑行即時(shí)斷油，可節(jié)油10左右(4L/100km)，實(shí)際上國(guó)產(chǎn)柴油機(jī)沒(méi)有專(zhuān)門(mén)為混合動(dòng)力汽車(chē)設(shè)計(jì)，一般不允許頻繁地停車(chē)斷油，否則供油系統(tǒng)和廢氣增壓器都可能損壞，嚴(yán)重影響柴油機(jī)壽命。而且，停車(chē)斷油就必須裝有電動(dòng)轉(zhuǎn)向油泵、電動(dòng)空壓機(jī)和電動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)，這又會(huì)大大增加整車(chē)成本和重量，兩相權(quán)衡，不一定合算，所以近期大多未實(shí)現(xiàn)停車(chē)斷油功能。

在實(shí)習(xí)期間，我了解到安凱的混合動(dòng)力的一些情況。近年來(lái)，安凱在油電混合動(dòng)力客車(chē)、純電動(dòng)客車(chē)和燃料電池客車(chē)三個(gè)方面都取得了一定的成就。特別是其研究的第三代純電動(dòng)客車(chē)，通過(guò)采用鋰電池+超級(jí)電容的混合系統(tǒng)作為動(dòng)力，滿足車(chē)輛啟動(dòng)、爬坡等條件下的瞬時(shí)高功率需求，又可以延長(zhǎng)電池的循環(huán)使用壽命，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)的最優(yōu)化。通過(guò)這段時(shí)間的實(shí)習(xí)，讓我感到混合動(dòng)力汽車(chē)的不同于燃油發(fā)動(dòng)機(jī)汽車(chē)的全新的一面。

值此本論文完成之際，首先要感謝我的指導(dǎo)老師廖小麗老師。廖老師從一開(kāi)始的論文方向的選定，到最后的整篇論文的完成，都非常耐心的對(duì)我進(jìn)行指導(dǎo)。給我提供了大量的數(shù)據(jù)資糧和建議，告訴我應(yīng)該注意的細(xì)節(jié)問(wèn)題，細(xì)心的給我指出錯(cuò)誤。老師誨人不倦的工作作風(fēng)，一絲不茍的工作態(tài)度，嚴(yán)肅認(rèn)真的治學(xué)風(fēng)格給我留下了深刻的影響，值得我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)。在此，謹(jǐn)向指導(dǎo)老師廖小麗老師致以崇高的敬意和衷心的感謝！

參考文獻(xiàn):

[1] 張金桂，混合動(dòng)力汽車(chē)結(jié)構(gòu)，原理與維修，人民交通出版社

[2] 日本電氣學(xué)會(huì)，電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)調(diào)查專(zhuān)門(mén)委員會(huì)，電動(dòng)汽車(chē)最新技術(shù)，機(jī)械工業(yè)出版社

[3] 吳基安，吳洋，新能源汽車(chē)知識(shí)讀本，北京郵電出版社

第三篇：汽車(chē)混合動(dòng)力技術(shù)

汽車(chē)混合動(dòng)力技術(shù)

摘要：在最近的一個(gè)時(shí)期，汽油和柴油仍是汽車(chē)的主要能量來(lái)源，新能源汽車(chē)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(chē)，中期方案是混合動(dòng)力汽車(chē)降低油耗和排放，遠(yuǎn)期方案是純電動(dòng)汽車(chē)和燃料電池汽車(chē)。雖然新能源汽車(chē)提供了使用燃料的燃料汽車(chē)、混合動(dòng)力汽車(chē)，以及利用車(chē)載氫燃料電池發(fā)電和電動(dòng)系統(tǒng)的燃料電池汽車(chē)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(kāi)發(fā)更接近市場(chǎng)的混合動(dòng)力技術(shù)，是目前開(kāi)發(fā)可替代能源的最切實(shí)可行的一步。而純電動(dòng)車(chē)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(chē)行業(yè)的近期發(fā)展目標(biāo)。且當(dāng)今社會(huì)形勢(shì)，混合動(dòng)力可以比較好的解決燃油消耗問(wèn)題和污染問(wèn)題，所以會(huì)主要介紹混合動(dòng)力的優(yōu)勢(shì)性和可行性。

關(guān)鍵詞：新能源汽車(chē)； 燃料電池；混合動(dòng)

Abstract: On a recent period, gasoline and diesel car is still the main energy source, new energy vehicles recent needs to solve the scheme is solely internal-combustion-engine powered new technology and alternative burning cars, intermediate scheme is hybrid cars reduce fuel consumption and emissions, long-dated scheme is pure electric cars and fuel cell vehicles.Although the new energy vehicles provides the use of fuel fuel automobile, hybrid cars, and the use of on-board hydrogen fuel cell power and electric system of fuel cell vehicles etc multiple choices, but because the technology now development level, so looking for diversified development of alternative fuels, closer to the market, the hybrid technology is now developing alternative energy of the most feasible step.And pure electric cars and hydrogen fuel cells due to its technology is still difficult to obtain a revolutionary breakthrough, difficult to become automobile industry's recent development goals.And today's society situation, hybrid can good solve problems and fuel consumption pollution problem, so will mainly introduces the hybrid's superiority and feasibility.Keywords:New energy vehicles;Fuel cell keywords;Hybrid technology

引言

混合動(dòng)力車(chē)是汽車(chē)使用兩個(gè)或兩個(gè)以上不同的動(dòng)力源來(lái)推進(jìn)車(chē)輛行駛的車(chē)輛，混合動(dòng)力汽車(chē)的英文縮寫(xiě)是HEV。HEV的基本結(jié)構(gòu)是在電動(dòng)汽車(chē)（EV）和燃料電池電動(dòng)車(chē)（FCEV）的基礎(chǔ)上增加一套輔助動(dòng)力系統(tǒng)--動(dòng)力發(fā)電機(jī)組或某種原動(dòng)機(jī)。原動(dòng)機(jī)可以是內(nèi)燃機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)等熱機(jī)。

1混合動(dòng)力的分類(lèi)

根據(jù)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)模式，混合動(dòng)力系統(tǒng)主要分為以下三類(lèi)：一是串聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)。串聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)一般由內(nèi)燃機(jī)直接帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，產(chǎn)生的電能通過(guò)控制單元傳到電池，再由電池傳輸給電機(jī)轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，最后通過(guò)變速機(jī)構(gòu)來(lái)驅(qū)動(dòng)汽車(chē)。在這種聯(lián)結(jié)方式下，電池就象一個(gè)水庫(kù)，只是調(diào)節(jié)的對(duì)象不是水量，而是電能。電池對(duì)在發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的能量和電

動(dòng)機(jī)需要的能量之間進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而保證車(chē)輛正常工作。這種動(dòng)力系統(tǒng)在城市公交上的應(yīng)用比較多，轎車(chē)上很少使用。二是并聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)。并聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)有兩套驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)：傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)和電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。兩個(gè)系統(tǒng)既可以同時(shí)協(xié)調(diào)工作，也可以各自單獨(dú)工作驅(qū)動(dòng)汽車(chē)。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(jiǎn)單，成本低。本田的Accord和Civic采用的是并聯(lián)式聯(lián)結(jié)方式。三是混聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)。混聯(lián)式混合動(dòng)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(dòng)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(guò)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(dòng)機(jī)之間的轉(zhuǎn)速關(guān)系。與并聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)相比，混聯(lián)式動(dòng)力系統(tǒng)可以更加靈活地根據(jù)工況來(lái)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。Prius采用的是混聯(lián)式聯(lián)結(jié)方式。根據(jù)在混合動(dòng)力系統(tǒng)中，電機(jī)的輸出功率在整個(gè)系統(tǒng)輸出功率中占的比重，也就是常說(shuō)的混合度的不同，混合動(dòng)力系統(tǒng)還可以分為以下四類(lèi)： 一是微混合動(dòng)力系統(tǒng)。這種混合動(dòng)力系統(tǒng)在傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)上的啟動(dòng)電機(jī)（一般為12V）上加裝了皮帶驅(qū)動(dòng)啟動(dòng)電機(jī)（也就是常說(shuō)的Belt-alternator Starter Generator, 簡(jiǎn)稱(chēng)BSG系統(tǒng)）。該電機(jī)為發(fā)電啟動(dòng)(Stop-Start)一體式電動(dòng)機(jī)，用來(lái)控制發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和停止，從而取消了發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速，降低了油耗和排放。從嚴(yán)格意義上來(lái)講，這種微混合動(dòng)力系統(tǒng)的汽車(chē)不屬于真正的混合動(dòng)力汽車(chē)，因?yàn)樗碾姍C(jī)并沒(méi)有為汽車(chē)行駛提供持續(xù)的動(dòng)力。在微混合動(dòng)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(dòng)力系統(tǒng)。二是輕混合動(dòng)力系統(tǒng)。代表車(chē)型是通用的混合動(dòng)力皮卡車(chē)。該混合動(dòng)力系統(tǒng)采用了集成啟動(dòng)電機(jī)（也就是常說(shuō)的Integrated Starter Generator，簡(jiǎn)稱(chēng)ISG系統(tǒng)）。與微混合動(dòng)力系統(tǒng)相比，輕混合動(dòng)力系統(tǒng)除了能夠?qū)崿F(xiàn)用發(fā)電機(jī)控制發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和停止，還能夠?qū)崿F(xiàn)：（1）在減速和制動(dòng)工況下，對(duì)部分能量進(jìn)行吸收；（2）在行駛過(guò)程中，發(fā)動(dòng)機(jī)等速運(yùn)轉(zhuǎn)，發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的能量可以在車(chē)輪的驅(qū)動(dòng)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(dòng)力系統(tǒng)的混合度一般在20％以下。三是中混合動(dòng)力系統(tǒng)。該混合動(dòng)力系統(tǒng)同樣采用了ISG系統(tǒng)。與輕度混合動(dòng)力系統(tǒng)不同，中混合動(dòng)力系統(tǒng)采用的是高壓電機(jī)。另外，中混合動(dòng)力系統(tǒng)還增加了一個(gè)功能：在汽車(chē)處于加速或者大負(fù)荷工況時(shí)，電動(dòng)機(jī)能夠輔助驅(qū)動(dòng)車(chē)輪，從而補(bǔ)充發(fā)動(dòng)機(jī)本身動(dòng)力輸出的不足，從而更好的提高整車(chē)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。四是完全混合動(dòng)力系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用了272-650v的高壓?jiǎn)?dòng)電機(jī)，混合程度更高。與中混合動(dòng)力系統(tǒng)相比，完全混合動(dòng)力系統(tǒng)的混合度可以達(dá)到甚至超過(guò)50％。技術(shù)的發(fā)展將使得完全混合動(dòng)力系統(tǒng)逐漸成為混合動(dòng)力技術(shù)的主要發(fā)展方向。

2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)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)。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。

3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)。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)。電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力要與車(chē)輛驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)相結(jié)合，可以：（1）在發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸處進(jìn)行組合（2）在變速器（包括驅(qū)動(dòng)橋）處進(jìn)行組合；（3）在驅(qū)動(dòng)橋處進(jìn)行組合。一種電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力在驅(qū)動(dòng)輪處進(jìn)行組合的驅(qū)動(dòng)輪動(dòng)力組合式PHEV，其驅(qū)動(dòng)模式為：

1）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；

2）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；

3）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。

4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。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(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。一種發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力與驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力在驅(qū)動(dòng)輪處進(jìn)行組合的方式，其驅(qū)動(dòng)模式為：

1）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；

2）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；

3）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。

5發(fā)展與未來(lái)

自1995年起，世界各大汽車(chē)生產(chǎn)廠商已將研究的重點(diǎn)轉(zhuǎn)向了混合動(dòng)力汽車(chē)的研究開(kāi)發(fā)。日本豐田汽車(chē)公司開(kāi)發(fā)了Prius牌混合動(dòng)力轎車(chē)，本田公司開(kāi)發(fā)了Insight牌混合動(dòng)力轎車(chē)。美國(guó)三大汽車(chē)公司均開(kāi)發(fā)了包括轎車(chē)、面包車(chē)、貨車(chē)在內(nèi)的混合動(dòng)力汽車(chē)，如通用汽車(chē)公司推出的Precept，福特汽車(chē)公司的Escape和Prodigy，戴-克汽車(chē)公司的Citadel、ESX3等。目前，混合動(dòng)力汽車(chē)技術(shù)及市場(chǎng)均看好。日本國(guó)內(nèi)擁有的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)己超過(guò)7萬(wàn)輛，預(yù)計(jì)在2010年將達(dá)到210萬(wàn)輛。日本豐田汽車(chē)公司計(jì)劃到2005年生產(chǎn)30萬(wàn)輛混合動(dòng)力汽車(chē)。2003年初，美國(guó)《Finance Times》曾報(bào)道，一旦發(fā)生石油危機(jī)，美國(guó)通用公司計(jì)劃將在5年內(nèi)銷(xiāo)售100萬(wàn)輛混合動(dòng)力汽車(chē)，并已決定在2003年銷(xiāo)售12種混合動(dòng)力汽車(chē)。

目前，日本豐田汽車(chē)公司是走在混合動(dòng)力汽車(chē)研發(fā)最前沿的汽車(chē)公司，開(kāi)發(fā)的混合動(dòng)力汽車(chē)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(dòng)力汽車(chē)Prius，其后又在2001年相繼推出了“ESTIMA”混合動(dòng)力面包車(chē)和 “皇冠(CROWN)”轎車(chē)。到2002年底，豐田汽車(chē)公司生產(chǎn)的混合動(dòng)力汽車(chē)在日本國(guó)內(nèi)和海外的累計(jì)銷(xiāo)量均突破了10萬(wàn)輛，現(xiàn)在已經(jīng)在全世界20多個(gè)國(guó)家上市銷(xiāo)售。著名的Prius為4門(mén)5座3廂式串聯(lián)式混合動(dòng)力轎車(chē)，采用了橫向直列4缸16氣門(mén)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(dòng)用鎳氫電池和電動(dòng)無(wú)級(jí)變速系統(tǒng)，標(biāo)準(zhǔn)配置有雙安全氣囊、電動(dòng)門(mén)窗、中置數(shù)字液顯儀表板、行駛電腦顯示屏、自動(dòng)空調(diào)、音響等。豐田Prius混合動(dòng)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(shí)工作。根據(jù)車(chē)速和負(fù)荷情況，THS可以控制每種能源所提供的功率比例，以保證汽車(chē)按最有效的模式運(yùn)行。在車(chē)輛的行駛過(guò)程中，乘客對(duì)THS的轉(zhuǎn)換是感覺(jué)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(dòng)機(jī)功率直接傳遞到車(chē)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(dòng)機(jī)的功率輸出加以混合，從而達(dá)到汽車(chē)加速和減速的需要。2002年，豐田ESTIMA混合動(dòng)力面包車(chē)投產(chǎn)，其混合動(dòng)力系統(tǒng)采用了世界首次批量生產(chǎn)的電動(dòng)4輪驅(qū)動(dòng)及4輪驅(qū)動(dòng)力/制動(dòng)力綜合控制系統(tǒng)，它給混合動(dòng)力汽車(chē)的行駛性能帶來(lái)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(dòng)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(chē)公司計(jì)劃20l2年在其全部汽車(chē)產(chǎn)品上采用汽油電力混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)，以提高燃油經(jīng)濟(jì)性和降低排放污染。

美國(guó)1993年9月啟動(dòng)新一代汽車(chē)伙伴計(jì)劃，其時(shí)間表為：1997年完成技術(shù)選擇，2000年推出概念車(chē)，2004年推出能用于投產(chǎn)的式樣車(chē)。當(dāng)年，美國(guó)能源部與三大汽車(chē)公司簽訂了混合動(dòng)力汽車(chē)開(kāi)發(fā)合同，其中通用汽車(chē)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(wàn)美元，進(jìn)行為期6年的研制開(kāi)發(fā)工作。1997年，PNGV計(jì)劃已完成了新一代汽車(chē)的技術(shù)選擇，經(jīng)過(guò)充分醞釀，認(rèn)真篩選，確定了輕質(zhì)材料、混合動(dòng)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。在美國(guó)47個(gè)州的21個(gè)聯(lián)邦實(shí)驗(yàn)室，51所大學(xué)中，有1200多個(gè)PNGV的研究專(zhuān)案正在進(jìn)行中，PNGV計(jì)劃已使美國(guó)全國(guó)形成了一個(gè)汽車(chē)技術(shù)創(chuàng)新的國(guó)家行動(dòng)。經(jīng)過(guò)多年努力，三大公司于1998年北美國(guó)際汽車(chē)展上分別展出了樣車(chē)。在此基礎(chǔ)上，現(xiàn)已按期推出三款混合動(dòng)力轎車(chē)--通用Precept、福特Prodigy、克萊斯勒Dodge ESX3，三款車(chē)均接近或?qū)崿F(xiàn)了3升/百公里的目標(biāo)。其中，通用汽車(chē)Precept是目前唯一達(dá)到新一代汽車(chē)協(xié)作伙伴關(guān)系(PNGV)油耗要求的車(chē)型。這是一輛四門(mén)、五人座轎車(chē)，其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)系由一臺(tái)3缸1.3升直噴柴油引擎與兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)(包括驅(qū)動(dòng)前輪的電動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)后輪的柴油-電動(dòng)機(jī)組)及一臺(tái)手動(dòng)自動(dòng)變速箱組成，而電動(dòng)機(jī)可吸收剎車(chē)過(guò)程中的制動(dòng)能量，并給以上的電池組充電。據(jù)統(tǒng)計(jì)，美國(guó)市場(chǎng)上售出混合動(dòng)力汽車(chē)接近7萬(wàn)輛，2002年美國(guó)的混合動(dòng)力汽車(chē)市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到35000輛。美國(guó)已有近20個(gè)城市在試用混合動(dòng)力公共汽車(chē)，歐洲各大汽車(chē)廠商也紛紛推出了混合動(dòng)力汽車(chē)。法國(guó)BE集團(tuán)先后推出了貝靈格型和薩拉型混合動(dòng)力汽車(chē)。薩拉型混合動(dòng)力汽車(chē)以雪鐵龍的Estate加長(zhǎng)型轎車(chē)為原型，配備一個(gè)55kWDE的汽油內(nèi)燃機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)和一個(gè)25kW的電動(dòng)機(jī)，排放量較同類(lèi)普通汽車(chē)降低35%，一次行程可高達(dá)1000km。

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(dòng)車(chē)這種以電能為動(dòng)力的交通工具憑借其節(jié)能、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(lái), 許多發(fā)達(dá)國(guó)家紛紛投入巨資研發(fā)電動(dòng)汽車(chē)，我國(guó)的“863 計(jì)劃”也已明確將電動(dòng)汽車(chē)作為重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目。目前，我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)的研發(fā)水平與發(fā)達(dá)國(guó)家基本上處在同一起跑線上，在某些方面甚至超過(guò)國(guó)外。1999年，清華大學(xué)與廈門(mén)金龍聯(lián)合汽車(chē)工業(yè)有限公司合作研制成功國(guó)內(nèi)第一輛混合動(dòng)力輕型客車(chē)。2001年底，國(guó)家“863”電動(dòng)汽車(chē)科技攻關(guān)項(xiàng)目正式啟動(dòng)，第一批項(xiàng)目中主要是混合動(dòng)力汽車(chē)，目前正在進(jìn)行當(dāng)中。一汽和東風(fēng)汽車(chē)集團(tuán)聯(lián)合所在地高校和研究所，在各自客車(chē)底盤(pán)上，研發(fā)混合驅(qū)動(dòng)公共汽車(chē)和大型客車(chē)。此外，東風(fēng)電動(dòng)汽車(chē)公司還承擔(dān)了混合動(dòng)力轎車(chē)的研究開(kāi)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?jī)?nèi)容包括：發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)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(chē)的動(dòng)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(dòng)能量回收技術(shù)，應(yīng)能回收30%制動(dòng)能量。目前，混合動(dòng)力汽車(chē)主要研發(fā)成果如下：東風(fēng)電動(dòng)車(chē)輛股份有限公司開(kāi)發(fā)出混合動(dòng)力汽車(chē)。其中，EQ7200HEV型混合動(dòng)力轎車(chē)以風(fēng)神藍(lán)鳥(niǎo)轎車(chē)為平臺(tái)，以滿足未來(lái)城市公務(wù)、出租用車(chē)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(tái)及社會(huì)資源開(kāi)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(chē)速160km/h；鋰離子電池。EQ6110HEV型混合動(dòng)力城市公交車(chē)采用混聯(lián)方案，專(zhuān)為2008年北京奧運(yùn)會(huì)公交用車(chē)而開(kāi)發(fā)。主要性能參數(shù)：采用東風(fēng)汽車(chē)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(dòng)運(yùn)行最高車(chē)速31km/h，最大功率27kW，最大電流119A；發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)混合驅(qū)動(dòng)；最高車(chē)速72km/h。

天津清源電動(dòng)車(chē)輛有限公司開(kāi)發(fā)出混合動(dòng)力中型客車(chē)。其主要技術(shù)特點(diǎn)： 使用燃油和電力雙能源，同時(shí)兼顧了傳統(tǒng)汽車(chē)的方便性和電動(dòng)汽車(chē)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(mm)； 總重量 7t ；座位數(shù) 22＋10 ；發(fā)動(dòng)機(jī)類(lèi)型 CY4105Q型柴油機(jī) ；發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率 72kW； 變速器 5檔機(jī)械變速 ；電機(jī)類(lèi)型 交流異步(矢量控制)； 電機(jī)功率 10 kW ；電池類(lèi)型 免維護(hù)鉛酸電池 ；電池容量 100Ah ；最高車(chē)速 時(shí)速110km以上；最大爬坡度 20%以上；制動(dòng)距離 小于10m(時(shí)速30公里)。

深圳明華環(huán)保汽車(chē)有限公司開(kāi)發(fā)出混合動(dòng)力電動(dòng)輕型客車(chē)。其技術(shù)特點(diǎn)：采用并聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)，內(nèi)燃機(jī)采用達(dá)到歐洲二號(hào)尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)的柴油機(jī)；電動(dòng)機(jī)采用國(guó)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(dòng)力源驅(qū)動(dòng)車(chē)輛行駛中可同時(shí)通過(guò)電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)功能互換將發(fā)動(dòng)機(jī)用作發(fā)電機(jī)為車(chē)載蓄電池組充電以補(bǔ)充能量，提高電驅(qū)動(dòng)續(xù)駛里程。

北京嘉捷博大電動(dòng)車(chē)有限公司和常州客車(chē)廠合作開(kāi)發(fā)了我國(guó)第一輛以燃?xì)鉁u輪機(jī)作為動(dòng)力機(jī)的混合動(dòng)力電動(dòng)大客車(chē)。該車(chē)長(zhǎng)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(kāi)始執(zhí)行的歐Ⅴ標(biāo)準(zhǔn)，是當(dāng)前理想的城市環(huán)保型公交車(chē)和旅游車(chē)。

第一汽車(chē)集團(tuán)公司、美國(guó)電動(dòng)車(chē)(亞洲)公司、汕頭國(guó)家電動(dòng)汽車(chē)試驗(yàn)示范區(qū)三方共同合作推出一款混合動(dòng)力轎車(chē)--紅旗CA7180AE。該款串聯(lián)式的混合動(dòng)力轎車(chē)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(dòng)形式，最高車(chē)速可達(dá)135km/h。

就目前的形勢(shì)來(lái)看，混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)擁有的特點(diǎn)是混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)具備了良好的動(dòng)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(chē)輛的動(dòng)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(dòng)能量回饋性能； 經(jīng)過(guò)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(dòng)力汽車(chē)成本過(guò)高絕對(duì)是目前混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)推廣應(yīng)用的主要難點(diǎn), 這是因?yàn)榛旌蟿?dòng)力汽車(chē)除了以往的動(dòng)力裝置外, 至少還必須安裝電池, 其成本不可能降至普通汽車(chē)的水準(zhǔn)。因此, 混合動(dòng)力汽車(chē)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(dòng)力電池、電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、電子控制系統(tǒng)等的成本。還有，要提高汽車(chē)行駛過(guò)程中的能量再生利用效率，.就得從汽車(chē)制造階段著手, 設(shè)計(jì)改進(jìn)汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng), 滿足汽車(chē)再生制動(dòng)

回收要求，加強(qiáng)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的可靠性, 解決動(dòng)力電池的使用壽命和可靠性問(wèn)題, 是混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)推廣應(yīng)用的前提。

6結(jié)論

綜上所述，鑒于石油資源將趨于枯竭和環(huán)境污染日益加劇的現(xiàn)實(shí)，國(guó)內(nèi)外汽車(chē)制造商在其政府支持下，都在競(jìng)相開(kāi)發(fā)各種類(lèi)型電動(dòng)汽車(chē)。目前，純電動(dòng)汽車(chē)、燃料電池電動(dòng)汽車(chē)和混合動(dòng)力汽車(chē)三種電動(dòng)汽車(chē)的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展特點(diǎn)是：純電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)基本成熟。國(guó)外已有少量純電動(dòng)汽車(chē)進(jìn)入商業(yè)運(yùn)行，國(guó)內(nèi)處于樣車(chē)試制階段。由于動(dòng)力電池的比能量、比功率小，一次充電行程短、造價(jià)高等致命缺憾，大范圍的市場(chǎng)化受到一定制約。燃料電池汽車(chē)具有燃料多樣、效率高、排放少等優(yōu)點(diǎn)，有可能成為未來(lái)汽車(chē)的主流，因此受到了國(guó)外各大汽車(chē)公司的重視，但目前它還面臨著許多技術(shù)困難。國(guó)外正處于研制開(kāi)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(guó)內(nèi)尚處于研發(fā)起步階段。而混合動(dòng)力汽車(chē)是汽車(chē)產(chǎn)業(yè)界的一場(chǎng)革命，是汽車(chē)最終駛向零排放的過(guò)渡，是今后高端產(chǎn)品的一種有效配置，在未來(lái)一、二十年內(nèi)將有很大部分燃油汽車(chē)實(shí)現(xiàn)混合驅(qū)動(dòng)，與傳統(tǒng)燃油汽車(chē)分享市場(chǎng)。國(guó)內(nèi)混合動(dòng)力汽車(chē)正處于樣車(chē)試制階段，已開(kāi)發(fā)出混合動(dòng)力轎車(chē)、混合動(dòng)力中巴車(chē)、混合動(dòng)力大客車(chē)樣車(chē)，而國(guó)外日本等少數(shù)國(guó)家汽車(chē)制造商已開(kāi)始了逐年增長(zhǎng)的小批量商業(yè)化生產(chǎn)，并正在廣泛進(jìn)入世界市場(chǎng)。

參考文獻(xiàn):

［1］郎全棟，《汽車(chē)文化》[M].高等教育出版社.［2］龔金科，《汽車(chē)排放及控制技術(shù)》[M].人民交通出版社.［3］黎蘇，黎曉鷹，黎志勤編著.汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)過(guò)程及其控制[M].人民交通出版社.

第四篇：混合動(dòng)力工程機(jī)械研究現(xiàn)狀論文

1混合動(dòng)力工程機(jī)械研究現(xiàn)狀

在汽車(chē)行業(yè)混合動(dòng)力技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的推廣和使用，為工程機(jī)械的節(jié)能問(wèn)題提供了一條新的道路，但是汽車(chē)的運(yùn)作方式和工程機(jī)械有明顯的差別，工程機(jī)械的負(fù)載工況和汽車(chē)的差別較大，工程機(jī)械的內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，能量回收的方式不一樣，給混合動(dòng)力機(jī)的研究帶來(lái)了較大的難度。針對(duì)工程機(jī)械本身的特性，對(duì)能量管理和參數(shù)匹配進(jìn)行重點(diǎn)研究，研發(fā)出可以節(jié)能減排而且容易大面積的推廣和使用的混合動(dòng)力機(jī)型。現(xiàn)在的能源十分緊缺，環(huán)境也越來(lái)越惡劣，混合動(dòng)力技術(shù)的使用是有非常重要的價(jià)值的。在上個(gè)世紀(jì)八十年代，由于汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展，間接的提高了工程機(jī)械的設(shè)計(jì)水平。在歐美一些發(fā)達(dá)國(guó)家，一些工程機(jī)械企業(yè)推出了改善后的工程機(jī)械產(chǎn)品，這些機(jī)械產(chǎn)品在動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、安全性、舒適性上都有很大的突破。現(xiàn)在，中國(guó)的工程機(jī)械行業(yè)也在迅速發(fā)展，中國(guó)的很多高校和工程機(jī)械企業(yè)也開(kāi)始重視開(kāi)發(fā)混合動(dòng)力工程機(jī)械，而且還把少量的機(jī)械投入到試用中。

2混合動(dòng)力的系統(tǒng)類(lèi)型

2.1串聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)

發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)和外載用“串聯(lián)”的方式組成一個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。發(fā)電機(jī)發(fā)電，把電力傳給發(fā)動(dòng)機(jī)，其實(shí)把發(fā)電機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)可以看成一個(gè)電力供應(yīng)系統(tǒng)。發(fā)動(dòng)機(jī)不會(huì)直接驅(qū)動(dòng)外載，電動(dòng)機(jī)可以直接驅(qū)動(dòng)外載，在驅(qū)動(dòng)的電力有多處的部分可以存儲(chǔ)在儲(chǔ)能裝置里，在電力不足的時(shí)候，可以使用儲(chǔ)能裝置中存儲(chǔ)的電力。而且在外載制動(dòng)的時(shí)候，可以帶動(dòng)發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電，并把釋放的電量回收起來(lái)，存儲(chǔ)在儲(chǔ)能裝置中。在串聯(lián)式混合動(dòng)力裝置中，發(fā)動(dòng)機(jī)和外載之間不需要其他機(jī)械的連接，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，布置起來(lái)比較方便，對(duì)系統(tǒng)和策略的控制比較方便，但是只支持電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，這種動(dòng)力類(lèi)型和電驅(qū)動(dòng)差不多

2.2并聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)

把發(fā)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)用機(jī)械連接起來(lái)，再用并聯(lián)的方式安裝外載，并聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)有三種驅(qū)動(dòng)模式，有發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)模式、電動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)模式、發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)一起驅(qū)動(dòng)模式。在這些驅(qū)動(dòng)模式中，發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)是主要的驅(qū)動(dòng)模式，用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)作為發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的輔助。因?yàn)榘l(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)的功率是可以疊加的，所以可以讓發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)一起驅(qū)動(dòng)，降低裝機(jī)的功率，這樣動(dòng)力系統(tǒng)的尺寸小、重量輕、價(jià)格低。在發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)的共同驅(qū)動(dòng)下，用發(fā)動(dòng)機(jī)釋放的電力驅(qū)動(dòng)外載，多余的機(jī)械能用發(fā)電機(jī)存儲(chǔ)起來(lái)。當(dāng)電力不夠用的時(shí)候，可以把發(fā)電機(jī)存儲(chǔ)起來(lái)的電力釋放出來(lái)。用發(fā)電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的方法工作效率會(huì)很高，而且節(jié)能效果也比較好。

3串聯(lián)和并聯(lián)混合動(dòng)力的節(jié)能效果

為了了解串聯(lián)和并聯(lián)混合動(dòng)力系統(tǒng)的節(jié)能效果，把液壓挖掘機(jī)的雙泵驅(qū)動(dòng)的液壓系統(tǒng)作為實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，在液壓系統(tǒng)中加入串聯(lián)和并聯(lián)的動(dòng)力系統(tǒng)，進(jìn)行仿真建模，對(duì)液壓挖掘機(jī)的工作進(jìn)行仿真計(jì)算。對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)最高、最低功率、輸出的總能量、耗油率和總耗油量進(jìn)行對(duì)比，最后得出結(jié)論。(1)如果在使用混合動(dòng)力系統(tǒng)的時(shí)候，不要單獨(dú)的使用串聯(lián)混合動(dòng)力系統(tǒng)，因?yàn)榇?lián)混合動(dòng)力系統(tǒng)沒(méi)有節(jié)能的作用，但是單獨(dú)使用串聯(lián)混合動(dòng)力系統(tǒng)可以改變排放物的質(zhì)量，還能降低柴油機(jī)的裝機(jī)功率。在使用串聯(lián)混合動(dòng)力系統(tǒng)的時(shí)候，柴油機(jī)的工作狀況是比較穩(wěn)定的，可以降低柴油機(jī)的裝機(jī)功率，節(jié)約一部分成本。而且柴油機(jī)的工作能力也可以提高，柴油機(jī)可以長(zhǎng)期的在高效區(qū)里工作，充分的燃燒燃油，減少耗油量，改善尾氣排放的質(zhì)量。柴油機(jī)和電動(dòng)機(jī)之間不需要其他機(jī)械的連接，所以工作狀況很平穩(wěn)，而且排放物少。整個(gè)裝置的結(jié)構(gòu)布置十分容易變通，相對(duì)比較自由，控制的方式也很簡(jiǎn)單。因?yàn)椴裼蜋C(jī)是與發(fā)電機(jī)相連接的，所以輸出的電能要在變頻器里和電池或者電容進(jìn)行交直流轉(zhuǎn)換，這樣一來(lái)電能的損耗就會(huì)比較大，很難達(dá)到節(jié)能的作用。(2)單獨(dú)使用并聯(lián)混合動(dòng)力系統(tǒng)的節(jié)能效果不是很好。但是并聯(lián)混合動(dòng)力系統(tǒng)可以使柴油機(jī)的裝機(jī)功率有明顯的降低，而且排放物的污染也不是很大。使用并聯(lián)混合動(dòng)力系統(tǒng)的時(shí)候，柴油機(jī)輸出的能量只有一些可以用來(lái)發(fā)電，其他的能量都要用在泵的驅(qū)動(dòng)上。雖然在部分情況下使用并聯(lián)混合動(dòng)力系統(tǒng)的時(shí)候需要發(fā)電機(jī)大量輸出功率。(3)把串聯(lián)混合動(dòng)力和并聯(lián)混合動(dòng)力進(jìn)行比較，串聯(lián)混合動(dòng)力比較占優(yōu)勢(shì)，混合動(dòng)力系統(tǒng)還可以給其他的節(jié)能方式提供技術(shù)上的支持，把各種節(jié)能方法進(jìn)行結(jié)合，最終達(dá)到高效率節(jié)能的目標(biāo)。

4混合動(dòng)力系統(tǒng)的節(jié)能方式

在使用工程機(jī)械的時(shí)候，大部分的能量都使用在液壓系統(tǒng)主要控制閥門(mén)的節(jié)流口上，這不僅會(huì)浪費(fèi)大量的能量，還會(huì)使系統(tǒng)的熱量上升。如果可以把浪費(fèi)的這部分能量回收并進(jìn)行利用，不但可以達(dá)到節(jié)能的目的，還可以是整個(gè)系統(tǒng)更具有穩(wěn)定性。要想回收這部分的能量，可以在主控制閥門(mén)的節(jié)流口上安裝一個(gè)馬達(dá)，用馬達(dá)對(duì)機(jī)構(gòu)的速度進(jìn)行控制，并將原本浪費(fèi)的能量?jī)?chǔ)存起來(lái)。如果采用馬達(dá)對(duì)能量進(jìn)行回收，因?yàn)轳R達(dá)的慣量比較大，所以普遍使用性并不是很高，還需要進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)和研究。因?yàn)轳R達(dá)節(jié)能的措施還不是很完善，所以可以使用單獨(dú)驅(qū)動(dòng)的方式，過(guò)去的工程機(jī)械大多采用單泵驅(qū)動(dòng)，這樣可以節(jié)約成本。可是不同的系統(tǒng)所需要的壓力是不同的，所以泵必須解決外載所需要的壓力。

5結(jié)語(yǔ)

如果單獨(dú)的使用串聯(lián)混合動(dòng)力系統(tǒng)是沒(méi)有很明顯的節(jié)能效果的。雖然可以提高排放物的質(zhì)量，但是從節(jié)能的角度來(lái)說(shuō)，還是選擇并聯(lián)混合動(dòng)力系統(tǒng)。混合動(dòng)力系統(tǒng)為其他的節(jié)能方式奠定了基礎(chǔ)，使其他的節(jié)能措施具有很好的節(jié)能效果。混合動(dòng)力系統(tǒng)的使用，為節(jié)能減排帶來(lái)了重大的影響，應(yīng)該進(jìn)一步研究混合動(dòng)力系統(tǒng)，促使混合動(dòng)力系統(tǒng)達(dá)到更高的節(jié)能目標(biāo)。

第五篇：新型混合動(dòng)力汽車(chē)檢測(cè)技術(shù)的研究及應(yīng)用

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新型混合動(dòng)力汽車(chē)檢測(cè)技術(shù)的研究及應(yīng)用 作者：王 波 徐智敏

來(lái)源：《現(xiàn)代電子技術(shù)》2009年第17期

摘要：對(duì)混合動(dòng)力汽車(chē)的“動(dòng)力控制策略”和“運(yùn)行狀況的監(jiān)控系統(tǒng)”進(jìn)行了研究，重點(diǎn)分析了實(shí)現(xiàn)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)車(chē)輛的關(guān)鍵技術(shù)，并給出一種新型混合動(dòng)力汽車(chē)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。該系統(tǒng)匯集了先進(jìn)的電子技術(shù)于汽車(chē)領(lǐng)域中，因此具備精確的檢測(cè)功能，滿足了混合動(dòng)力車(chē)高效節(jié)能的油電混合驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的要求，同時(shí)增強(qiáng)了控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。關(guān)鍵詞：混合動(dòng)力汽車(chē)；動(dòng)力控制；霍爾傳感器；控制策略