第一篇：混合動力汽車的探索研究

混合動力汽車的探索研究

專業(yè)：汽車制造與裝配

學(xué)生：***，指導(dǎo)老師：***

【摘 要】混合動力汽車燃油經(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)致其銷售價(jià)格偏高。本文將探討混合動力汽車的未來發(fā)展前景，隨著人們環(huán)保意識的提高，混合動力技術(shù)的不斷成熟和完善，生產(chǎn)成本的不斷降低，混合動力汽車的市場占有量將不斷增加。

【關(guān)鍵詞】混合動力汽車；前景；節(jié)能；環(huán)保

混合動力汽車?yán)没旌蟿恿ψ鳛槟茉矗軐?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?；旌蟿恿Φ募夹g(shù)較為成熟，但生產(chǎn)成本及技術(shù)，導(dǎo)致目前的銷售價(jià)格與同類汽車產(chǎn)品相比較偏高，消費(fèi)者的消費(fèi)能力影響著現(xiàn)階段銷售狀況，未來能否有好的市場前景，值得思索。

一，混合動力的概念及基本原理

混合動力汽車（亦稱混合動力汽車，英文為Hybrid Power Automobile）是指那些采用傳統(tǒng)燃料的，同時(shí)配以電動機(jī)/發(fā)動機(jī)來改善低速動力輸出和燃油消耗的車型。按照燃料種類的不同，主要又可以分為汽油混合動力和柴油混合動力兩種。目前國內(nèi)市場上，混合動力車輛的主流都是汽油混合動力，而國際市場上柴油混合動力車型發(fā)展也很快?；旌蟿恿ζ嚨姆N類目前主要有3種。一種是以發(fā)動機(jī)為主動力，電動馬達(dá)作為輔助動力的“并聯(lián)方式”。這種方式主要以發(fā)動機(jī)驅(qū)動行駛，利用電動馬達(dá)所具有的再啟動時(shí)產(chǎn)生強(qiáng)大動力的特征，在汽車起步、加速等發(fā)動機(jī)燃油消耗較大時(shí)，用電動馬達(dá)輔助驅(qū)動的方式來降低發(fā)動機(jī)的油耗。這種方式的結(jié)構(gòu)比較簡單，只需要增加電動在汽車上馬達(dá)和電瓶。另外一種是，在低速時(shí)只靠電動馬達(dá)驅(qū)動行駛，速度提高時(shí)發(fā)動機(jī)和電動馬達(dá)相配合驅(qū)動的“串聯(lián)、并聯(lián)方式”。啟動和低速時(shí)是只靠電動馬達(dá)驅(qū)動行駛，當(dāng)速度提高時(shí)，由發(fā)動機(jī)和電動馬達(dá)共同高效地分擔(dān)動力，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馬達(dá)驅(qū)動行駛的電動汽車“串聯(lián)方式”，發(fā)動機(jī)只作為動力源，汽車只靠電動馬達(dá)驅(qū)動行駛，驅(qū)動系統(tǒng)只是電動馬達(dá)，但因?yàn)橥瑯有枰惭b燃料發(fā)動機(jī)，所以也是混合動力汽車的一種。

二，混合動力汽車的特點(diǎn)

采用混合動力后可按平均需用的功率來確定內(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一樣。因?yàn)橛辛穗姵?，可以十分方便地回收制?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，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，除霜等純電動汽車遇到的難題。可以利用現(xiàn)有的加油站加油，不必再投資?？勺岆姵乇３衷诹己玫墓ぷ鳡顟B(tài)，不發(fā)生過沖，過放電等現(xiàn)象，延遲其使用壽命，降低成本。

三，混合動力系統(tǒng)

混合動力汽車的關(guān)鍵是混合動力系統(tǒng)，它的性能直接關(guān)系到混合動力汽車整車性能。經(jīng)過十多年的發(fā)展，混合動力系統(tǒng)總成已從原來發(fā)動機(jī)與電機(jī)離散結(jié)構(gòu)向發(fā)動機(jī)電機(jī)和變速箱一體化結(jié)構(gòu)發(fā)展，即集成化混合動力總成系統(tǒng)。混合動力總成以動力傳輸路線分類，可分為串聯(lián)式、并聯(lián)式和混聯(lián)式等三種。

串聯(lián)式動力：串聯(lián)式動力由發(fā)動機(jī)、發(fā)電機(jī)和電動機(jī)三部分動力總成組成，它們之間用串聯(lián)方式組成 SHEV動力單元系統(tǒng)，發(fā)動機(jī)驅(qū)動發(fā)電機(jī)發(fā)電，電能通過控制器輸送到電池或電動機(jī)，由電動機(jī)通過變速機(jī)構(gòu)驅(qū)動汽車。小負(fù)荷時(shí)由電池驅(qū)動電動機(jī)驅(qū)動車輪，大負(fù)荷時(shí)由發(fā)動機(jī)帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電驅(qū)動電動機(jī)。當(dāng)車輛處于啟動、加速、爬坡工況時(shí)，發(fā)動機(jī)、電動機(jī)組和電池組共同向電動機(jī)提供電能；當(dāng)電動車處于低速、滑行、怠速的工況時(shí)，則由電池組驅(qū)動電動機(jī)，當(dāng)電池組缺電時(shí)則由發(fā)動機(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)動機(jī)調(diào)整在最佳工況點(diǎn)附近穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，通過調(diào)整電池和電動機(jī)的輸出來達(dá)到調(diào)整車速的目的。使發(fā)動機(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)式動力：并聯(lián)式裝置的發(fā)動機(jī)和電動機(jī)共同驅(qū)動汽車，發(fā)動機(jī)與電動機(jī)分屬兩套系統(tǒng)，可以分別獨(dú)立地向汽車傳動系提供扭矩，在不同的路面上既可以共同驅(qū)動又可以單獨(dú)驅(qū)動。當(dāng)汽車加速爬坡時(shí)，電動機(jī)和發(fā)動機(jī)能夠同時(shí)向傳動機(jī)構(gòu)提供動力，一旦汽車車速達(dá)到巡航速度，汽車將僅僅依靠發(fā)動機(jī)維持該速度。電動機(jī)既可以作電動機(jī)又可以作發(fā)電機(jī)使用，又稱為電動－發(fā)電機(jī)組。由于沒有單獨(dú)的發(fā)電機(jī)，發(fā)動機(jī)可以直接通過傳動機(jī)構(gòu)驅(qū)動車輪，這種裝置更接近傳統(tǒng)的汽車驅(qū)動系統(tǒng)，機(jī)械效率損耗與普通汽車差不多，得到比較廣泛的應(yīng)用。

混聯(lián)式動力：混聯(lián)式裝置包含了串聯(lián)式和并聯(lián)式的特點(diǎn)。動力系統(tǒng)包括發(fā)動機(jī)、發(fā)電機(jī)和電動機(jī)，根據(jù)助力裝置不同，它又分為發(fā)動機(jī)為主和電機(jī)為主兩種。以發(fā)動機(jī)為主的形式中，發(fā)動機(jī)作為主動力源，電機(jī)為輔助動力源；以電機(jī)為主的形式中，發(fā)動機(jī)作為輔助動力源，電機(jī)為主動力源。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)動機(jī)汽車、存在種種弊病，統(tǒng)計(jì)表明在占80%以上的道路條件下，一輛普通轎車僅利用了動力潛能的40%，在市區(qū)還會跌至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，世界各國對改善環(huán)保的呼聲日益高漲，各種各樣的電動汽車脫穎而出。雖然人們普遍認(rèn)為未來是電動汽車的天下，但是目前的電池技術(shù)問題阻礙了電動汽車的應(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，專家估計(jì)在10年以內(nèi)電動汽車還無法取代燃油發(fā)動機(jī)汽車（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，開發(fā)了一種混合動力裝置

（Hybrid-ElectricVehicel，縮寫HEV）的汽車。所謂混合動力裝置就是將電動機(jī)與輔助動力單元組合在一輛汽車上做驅(qū)動力，輔助動力單元實(shí)際上是一臺小型燃料發(fā)動機(jī)或動力發(fā)電機(jī)組。形象一點(diǎn)說，就是將傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)盡量做小，讓一部分動力由電池-電動機(jī)系統(tǒng)承擔(dān)。這種混合動力裝置既發(fā)揮了發(fā)動機(jī)持續(xù)工作時(shí)間長，動力性好的優(yōu)點(diǎn)，又可以發(fā)揮電動機(jī)無污染、低噪聲的好處，二者“并肩戰(zhàn)斗”，取長補(bǔ)短，汽車的熱效率可提高10%以上，廢氣排放可改善30%以上。

五，國內(nèi)混合動力汽車的發(fā)展現(xiàn)狀目前從全球范圍來看，混合動力汽車已處于大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的前夕，近幾年，在國家“863”計(jì)劃的資助下，長安、一汽、東風(fēng)、奇瑞、華晨、吉利等自主品牌汽車企業(yè)競相開發(fā)出了相應(yīng)的混合動力轎車，其中部分車型已申報(bào)了國家汽車產(chǎn)品公告，但還存在一定缺陷。行業(yè)狀況：1，混合動力汽車成本偏高其回收周期較長

2，我國關(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力汽車產(chǎn)業(yè)化共用平臺

2，加強(qiáng)混合動力基礎(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

目前從全球范圍來看，混合動力汽車已處于大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的前夕，國際、國內(nèi)的汽車企業(yè)在競相研發(fā)混合動力汽車。但要真正實(shí)現(xiàn)自主混合動力車型的普及，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。

面對交通能源與環(huán)境問題的巨大挑戰(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)能與新能源汽車迅速發(fā)展，相互競爭，并引發(fā)了汽車動力的電控化和電氣化兩大技術(shù)變革，促進(jìn)了汽車能源及動力的快速轉(zhuǎn)型。

混合動力汽車可在不改變既有的汽車產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源(石油燃料)體系以及用戶對車輛使用習(xí)慣的前提下，最大限度地發(fā)揮內(nèi)燃機(jī)和純電動汽車的雙重優(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)可行且長遠(yuǎn)有效的節(jié)能環(huán)保方案。混合動力汽車已處于產(chǎn)業(yè)化前夕

目前從全球范圍來看，混合動力汽車已處于大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的前夕，豐田公司的Prius、Estima、Crown、Coaster等混合動力汽車已成功上市，并在日本、美國和歐洲各國市場上均獲得較大成功，累計(jì)產(chǎn)銷量已超過60萬輛。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、三菱等各大汽車公司也紛紛向市場推出各種類型的混合動力汽車。截至2008年底，混合動力汽車在全球的累計(jì)銷售量已超過百萬輛。

近幾年，在國家“863”計(jì)劃的資助下，長安、一汽、東風(fēng)、奇瑞、華晨、吉利等自主品牌汽車企業(yè)競相開發(fā)出了相應(yīng)的混合動力轎車，其中部分車型已申報(bào)了國家汽車產(chǎn)品公告，但上述汽車企業(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)識到，要真正實(shí)現(xiàn)自主混合動力車型的普及，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.與國外一樣，成本偏高其回收周期較長成為混合動力汽車普及初期最主要的障礙。一般中度混合動力轎車比同類內(nèi)燃機(jī)轎車成本高出20～

30。若按10萬元家用轎車計(jì)算，在不贏利情況下成本增加2萬元，以每年行駛3萬公里計(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以內(nèi)，與實(shí)際相差比較大，嚴(yán)重削弱了用戶對購買混合動力汽車的興趣。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。近年來民族汽車之所以崛起，主要就是得力于存在廣闊的低端市場空間以及高速增長的市場容量形成強(qiáng)大的拉動力。民族轎車工業(yè)崛起主要靠的就是走的低端產(chǎn)品路線，技術(shù)含量低，可以通過自主創(chuàng)新或從國外設(shè)計(jì)公司直接購得。像長安、奇瑞等企業(yè)在混合動力技術(shù)研發(fā)及其產(chǎn)業(yè)化上，聯(lián)合國內(nèi)的高校、研究機(jī)構(gòu)，甚至與國外的一些研發(fā)機(jī)構(gòu)合作，每年投入上千萬元資金進(jìn)行技術(shù)研發(fā)，國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)混合動力汽車產(chǎn)業(yè)化時(shí)，有關(guān)部門考察了全國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)?；a(chǎn)存在差距。與乘用車相比，城市混合動力公交車的發(fā)展有所不同。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國城鎮(zhèn)居民日常出門有70是首選乘坐公交車。在城市工況下，公交車頻繁起步、加速、制動和停車，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的燃油是被汽車頻繁制動所消耗的，這就為混合動力公交車的7～8家客車企業(yè)將研發(fā)、生產(chǎn)混合動力公交車作為研發(fā)工作的重點(diǎn)。經(jīng)過幾年的開發(fā)，雖然已取得了一系列重大成果，但公交車的節(jié)油率并未達(dá)到預(yù)計(jì)的要求，主要原因包括：1.汽車的制動過程十分短暫，一般不超過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。理論上汽車有50～60的制動能量可回收，但實(shí)際回收的制動能量小于20，最簡單的改進(jìn)辦法是加大動力電池容量，例如至少加大容量一倍，回收的制動能量可由20增加到40。但這將大大增加整車成本和汽車自重，經(jīng)濟(jì)上可能是得不償失；2.混合動力公

交車若采用停車斷油，甚至滑行即時(shí)斷油，可節(jié)油10左右(4L/100km)，實(shí)際上國產(chǎn)柴油機(jī)沒有專門為混合動力汽車設(shè)計(jì)，一般不允許頻繁地停車斷油，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，停車斷油就必須裝有電動轉(zhuǎn)向油泵、電動空壓機(jī)和電動空調(diào)系統(tǒng)，這又會大大增加整車成本和重量，兩相權(quán)衡，不一定合算，所以近期大多未實(shí)現(xiàn)停車斷油功能。

在實(shí)習(xí)期間，我了解到安凱的混合動力的一些情況。近年來，安凱在油電混合動力客車、純電動客車和燃料電池客車三個(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客車，通過采用鋰電池+超級電容的混合系統(tǒng)作為動力，滿足車輛啟動、爬坡等條件下的瞬時(shí)高功率需求，又可以延長電池的循環(huán)使用壽命，實(shí)現(xiàn)電動車動力系統(tǒng)的最優(yōu)化。通過這段時(shí)間的實(shí)習(xí)，讓我感到混合動力汽車的不同于燃油發(fā)動機(jī)汽車的全新的一面。

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，混合動力汽車結(jié)構(gòu)，原理與維修，人民交通出版社

[2] 日本電氣學(xué)會，電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)調(diào)查專門委員會，電動汽車最新技術(shù)，機(jī)械工業(yè)出版社

[3] 吳基安，吳洋，新能源汽車知識讀本，北京郵電出版社

第二篇：混合動力汽車的研究探討論文（范文模版）

畢業(yè)論文

論文題目：混合動力汽車的探索研究

班級：09211 學(xué)號：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 汽車與機(jī)械工程系 2012年5月20日

摘 要

現(xiàn)階段混合動力汽車已經(jīng)成為傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)汽車的最佳替代。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，主要通過簡單的分析來探討混合動力汽車類型即混合動力汽車的三種基本驅(qū)動方式（串聯(lián)式、并聯(lián)式、混聯(lián)式）及它們的優(yōu)缺點(diǎn)和分析了混合動力汽車的關(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)、整車技術(shù)，以及國內(nèi)外混合動力汽車的發(fā)展?fàn)顩r。

關(guān)鍵詞：混合動力、驅(qū)動方式、環(huán)保節(jié)能、新能源、關(guān)鍵技術(shù)、開發(fā)路線

目 錄

引言????????????????????????????????1

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

二 混合動力汽車類型????????????????????????3 1.串聯(lián)式混合動力系統(tǒng)?????????????????????3 2.并聯(lián)模式混合動力系統(tǒng)????????????????????5 3.混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)?????????????????????6

三、混合動力汽車開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)???????????????????8 1.蓄電池技術(shù)?????????????????????????8 2.電動機(jī)技術(shù)?????????????????????????9 3內(nèi)燃機(jī)技術(shù)?????????????????????????10 4.能量管理策略????????????????????????10 5.再生制動控制技術(shù)??????????????????????11 6.整車技術(shù)??????????????????????????11

四、混合動力汽車的開發(fā)技術(shù)路線??????????????????11

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

引 言

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

一、新能源汽車的類型

新能源又稱非常規(guī)能源。是指傳統(tǒng)能源之外的各種能源形式。指剛開始開發(fā)利用或正在積極研究、有待推廣的能源，如太陽能、地?zé)崮?、風(fēng)能、海洋能、生物質(zhì)能和核聚變能等。新能源汽車是指除汽油、柴油發(fā)動機(jī)之外所有其它能源汽車。包括燃料電池汽車、混合動力汽車、氫能源動力汽車和太陽能汽車等?！缎履茉雌嚿a(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)說明：新能源 新能源汽車

汽車是指采用非常規(guī)的車用燃料作為動力來源（或使用常規(guī)的車用燃料、采用新型車載動力裝置），綜合車輛的動力控制和驅(qū)動方面的先進(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。新能源汽車包括混合動力汽車（HEV）、純電動汽車（BEV，包括太陽能汽車）、燃料電池電動汽車（FCEV）、氫發(fā)動機(jī)汽車、其他新能源（如高效儲能器、二甲醚）汽車等各類別產(chǎn)品。

1.合混動力汽車

混合動力是指那些采用傳統(tǒng)燃料的，同時(shí)配以電動機(jī)/發(fā)動機(jī)來改善低速動力輸出和燃油消耗的車型。按照燃料種類的不同，主要又可以分為汽油混合動力和柴油混合動力兩種。目前國內(nèi)市場上，混合動力車輛的主流都是汽油混合動力，而國際市場上柴油混合動力車型發(fā)展也很快。

混合動力汽車的優(yōu)點(diǎn)是：

1、采用混合動力后可按平均需用的功率來確定內(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一樣。

2、因?yàn)橛辛穗姵?，可以十分方便地回收制動時(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，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、除霜等純電動汽車遇到的難題。

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)生過充、過放，延長其使用壽命，降低成本。

2.純電動汽車

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

純電動汽車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，對人類傷害較少，而且電廠是固定不動的，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，解除人們對石油資源日見枯竭的擔(dān)心。電動汽車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)過粗煉，送至電廠發(fā)電，經(jīng)充入電池，再由電池驅(qū)動汽車，其能量利用效率比經(jīng)過精煉變?yōu)槠?，再?jīng)汽油機(jī)驅(qū)動汽車高，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)，使電動汽車的研究和應(yīng)用成為汽車工業(yè)的一個(gè)“熱點(diǎn)”。有專家認(rèn)為，對于電動車而言，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，與混合動力相比，電動車更需要基礎(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)合起來與當(dāng)?shù)卣块T一起建設(shè)，才會有大規(guī)模推廣的機(jī)會。優(yōu)點(diǎn):技術(shù)相對簡單成熟，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儲存的能量太少，還因電動車的電池較貴，又沒形成經(jīng)濟(jì)規(guī)模，故購買價(jià)格較貴，至于使用成本，有些試用結(jié)果比汽車貴，有些結(jié)果僅為汽車的1/3，這主要取決于電池的壽命及當(dāng)?shù)氐挠?、電價(jià)格。

3.燃料電池汽車

燃料電池汽車是指以氫氣、甲醇等為燃料，通過化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電流，依靠電機(jī)驅(qū)動的汽車。其電池的能量是通過氫氣和氧氣的化學(xué)作用，而不是經(jīng)過燃燒，直接變成電能或的。燃料電池的化學(xué)反應(yīng)過程不會產(chǎn)生有害產(chǎn)物，因此燃料電池車輛是無污染汽車，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，燃料電池汽車是一種理想的車輛。單個(gè)的燃料電池必須結(jié)合成燃料電池組，以便獲得必需的動力，滿足車輛使用的要求。

近幾年來，燃料電池技術(shù)已經(jīng)取得了重大的進(jìn)展。世界著名汽車制造廠，如戴姆勒－克萊斯勒、福特、豐田和通用汽車公司已經(jīng)宣布，計(jì)劃在2004年以前將燃料電池汽車投向市場。目前，燃料電池轎車的樣車正在進(jìn)行試驗(yàn)，以燃料電池為動力的運(yùn)輸大客車在北美的幾個(gè)城市中正在進(jìn)行示范項(xiàng)目。在開發(fā)燃料電池汽車中仍然存在著技術(shù)性挑戰(zhàn)，除了燃料電池汽車目前成本高、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)匱乏讓燃料電池車離大眾仍然很遠(yuǎn)，目前各國的計(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.氫動力汽車

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

幾乎所有的世界汽車巨頭都在研制新能源汽車。電曾經(jīng)被認(rèn)為是汽車的未來動力，但蓄電池漫長的充電時(shí)間和重量使得人們漸漸對它興味索然。而目前（指2009年）的電與汽油合用的混合動力車只能暫時(shí)性地緩解能源危機(jī)，只能減少但無法擺脫對石油的依賴。這個(gè)時(shí)候，氫動力燃料電池的出現(xiàn)，猶如再造了一艘諾亞方舟，讓人們從危機(jī)中看到無限希望。以氫氣為汽車燃料這種說法剛出來時(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發(fā)動機(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)汽車的核心技術(shù)，它對汽車工業(yè)的革命性意義，相當(dāng)于微處理器對計(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)：氫燃料電池成本過高，而且氫燃料的存儲和運(yùn)輸按照目前的技術(shù)條件來說非常困難，因?yàn)闅浞肿臃浅Ｐ?，極易透過儲藏裝置的外殼逃逸。另外最致命的問題，氫氣的提取需要通過電解水或者利用天然氣，如此一來同樣需要消耗大量能源，除非使用核電來提取，否則無法從根本上降低二氧化碳排放。

5.燃?xì)馄?/p>

燃?xì)馄囀侵赣脡嚎s天然氣(CNG)、液化石油氣(LPG)和液化天然氣(LNG)作為燃料的汽車。近年來，世界上各國政府都積極尋求解決這一難題，開始紛紛調(diào)整汽車燃料結(jié)構(gòu)。燃?xì)馄囉捎谄渑欧判阅芎?，可調(diào)正汽車燃料結(jié)構(gòu)，運(yùn)行成本低、技術(shù)成熟、安全可靠，所以被世界各國公認(rèn)為當(dāng)前最理想的替代燃料汽車，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題，而且排放問題并不能解決。所以這使我們看到了燃?xì)馄嚨哪┞??

6.生物乙醇汽車

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

7.氮?dú)馄?/p>

氮?dú)馄囀抢玫蜏氐鳛槟芰Φ妮d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)動汽車。但是，氣馬達(dá)需要很多高壓氮?dú)?，汽車由于體積的限制，不能給汽車做很大的氮?dú)鈨?。工廠里停電時(shí)應(yīng)急用的氣動馬達(dá)都配有上百立方米的高壓氮?dú)鈨蕖８邏旱獨(dú)鈨迣儆趬毫θ萜?，不安全。雖然沒有污染，但是使用費(fèi)用昂貴，所以沒有使用氮?dú)獾钠嚒?/p>

二、混合動力汽車的類型

目前過內(nèi)外開發(fā)與研究的主要有三種類型：串聯(lián)式混合動力電動汽車（SHEV）、并聯(lián)式混合動力電動汽車（PHEV）和混聯(lián)式混合動力電動汽車（CHEV）。

1.串聯(lián)式混合動力系統(tǒng)

串聯(lián)式混合動力系統(tǒng)利用發(fā)動機(jī)和發(fā)電機(jī)提供電能 ,電動機(jī)是唯一的驅(qū)動源。其動力傳動系的結(jié)構(gòu)組成如圖2-1所示。由于發(fā)動機(jī)與驅(qū)動車輪之間沒有直接的機(jī)械連接 ,發(fā)動機(jī)不受汽車行駛工況影響 ,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。汽車在起步和低速時(shí)還可以關(guān)閉發(fā)動機(jī) ,只利用電池提供驅(qū)動功率 ,達(dá)到零排放要求。

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

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

圖2-1串聯(lián)式動力傳動系結(jié)構(gòu)圖

我們所熟悉的美國通用汽車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最新一代動力推進(jìn)系統(tǒng)——E-flex系統(tǒng)(“E－flex”系統(tǒng)是通用汽車下一代電動推進(jìn)系統(tǒng)的名稱。

其中的“E”表示“電”，電力是E－Flex車型的唯一驅(qū)動方式。而“Flex”代表的是“靈活”，表示用以驅(qū)動汽車的電力可以從各種途徑取得。）的雪佛蘭Volt概念車，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)動機(jī)電動機(jī)組和電池的動力，上海的消費(fèi)者或許會利用太陽獲取氫，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)膭恿托阅?。在無需燃油、零污染

排放的電力驅(qū)動下，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（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)式混合動力系統(tǒng)

并聯(lián)式動力混合系統(tǒng)中有發(fā)動機(jī)和電動機(jī)兩套驅(qū)動系統(tǒng) ,發(fā)動機(jī)和電機(jī)分別驅(qū)動車輪。它的結(jié)構(gòu)形式更像是附加了一個(gè)電動機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的普通內(nèi)燃機(jī)汽車。其動力傳動系的結(jié)構(gòu)組成如圖2-2。由于發(fā)動機(jī)與驅(qū)動車輪之間機(jī)械連接 ,沒有串聯(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。并聯(lián)混合動力系統(tǒng)的傳動系統(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)汽車低速、小功率行駛時(shí)，控制器控制電池為電動機(jī)供電，實(shí)現(xiàn)零排放；汽車以較大功率行駛時(shí)，通過調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)的功率；汽車剎車減速，電動機(jī)相當(dāng)于發(fā)電機(jī)為電池組充電；電動汽車加速、高速行駛時(shí)，電池組為電動機(jī)供電，發(fā)動機(jī)與電動機(jī)協(xié)調(diào)驅(qū)動汽車。

發(fā)動機(jī)機(jī)械連接電氣連接電動機(jī)變速器電池組

圖2-2并聯(lián)式動力傳動系結(jié)構(gòu)圖

并聯(lián)式混合動力汽車的特點(diǎn)是系統(tǒng)能量的利用率相對較高，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)動排放性相對串聯(lián)驅(qū)動要差，但可以在較多不良的行駛工況下運(yùn)行；發(fā)動機(jī)與電動機(jī)都是動力總成，兩者可以互相耦合滿足汽車功率的要求，系統(tǒng)可采用小功率的發(fā)動機(jī)與電動機(jī)，使得整車動力總成尺寸小，質(zhì)量也較輕；但發(fā)動機(jī)和機(jī)械驅(qū)動系統(tǒng)的機(jī)械連接使得機(jī)械裝置較復(fù)雜，增加了整車布置的難度。當(dāng)汽車在市區(qū)行駛時(shí)，可以關(guān)閉發(fā)動機(jī)，由電池組為電動機(jī)供電提供汽車的驅(qū)動功率，實(shí)現(xiàn)零排放。

在電影《諜中諜4》里，阿湯哥駕駛?cè)聦汃Ri8混合動力雙門超級跑車給人留下了深刻的印象。

這款i8 Spyder概念車正是用了并聯(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)越來越近。從最新曝光的測試諜照上看，全新寶馬i8取消了原有概念車上的結(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力系統(tǒng)，突出了車輛超強(qiáng)的動力性能。全新寶馬i8所使用的插入式混合動力系統(tǒng)由兩臺電動機(jī)和一臺渦輪增壓汽油發(fā)動機(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)動機(jī)使用了燃油直噴和可變進(jìn)氣渦輪增壓技術(shù)，將動力輸出至車輛的后輪。

3.混聯(lián)式混合動力系統(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)，其動力傳動系的結(jié)構(gòu)組成如圖2-3?；炻?lián)式結(jié)構(gòu)一般以行星齒輪作為動力復(fù)合裝置的基本構(gòu)架，混聯(lián)式混合動力汽車配備的發(fā)動機(jī)和電動機(jī)的功率可以比較小，發(fā)動機(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)動機(jī)電動機(jī)發(fā)電機(jī)機(jī)械連接電氣連接圖2-3混聯(lián)式動力傳動系結(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)汽車遠(yuǎn)，是很理想的混合電動方案。整車布置難度較高，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、凱美瑞混合動力版及雷克薩斯一系列混合動力車都是這種模式。

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)勢發(fā)揮到極致。

發(fā)動機(jī)的動力由動力分割機(jī)構(gòu)分割，一部分直接驅(qū)動車輪，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)動電動機(jī)，電動機(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，使電動機(jī)輸出功率增長了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)揮電動機(jī)和發(fā)動機(jī)工效的相輔相成之協(xié)同效果，開發(fā)出了降低環(huán)境負(fù)荷與動力性能兩者兼?zhèn)涞男乱淮鶷OYOTA油電混合動力系統(tǒng)“THS II”。

三、混合動力汽車開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)

混合動力汽車是一個(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)

作為混合動力汽車的動力源之一，電池性能的高低極大的決定了混合動力汽車技術(shù)的先進(jìn)性?；旌蟿恿ζ囋诠ぷ髦须姵靥幱诜侵芷谛缘某浞烹娧h(huán)中,對電池的充放電速率和效率很高。研究與開發(fā)高性能充放電、低成本、壽命長的電池,是發(fā)展混合動力電動汽車的關(guān)鍵問題之一。

目前，除鉛酸電池外，正在研究與開發(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、太陽能蓄電池。鉛酸電池在國內(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)，如可以通過增加電池片數(shù)，改進(jìn)包裝方法、使用高效添加劑，開發(fā)質(zhì)量輕便的隔板材料等方法。在國外，各種鎳電池飛速進(jìn)展，這類鎳電池儲能較大、過充電和過放電性能優(yōu)良、能帶電充電并可以實(shí)現(xiàn)快速充電、使用壽命長。突出優(yōu)點(diǎn)是全密封，免維護(hù)。目前，國外大多采用這些高性能的電池提高汽車的續(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。它是未來電池研發(fā)的一個(gè)方向。

在新型高性能電池的開發(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)成為各國研究的焦點(diǎn)。最常見的燃料蓄電池有: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)用于電動汽車上最為可能。在綠色環(huán)保方面，太陽能蓄電池最為理想。它直接將太陽能轉(zhuǎn)換為電能，無污染，零排放。太陽能電池主要有三種結(jié)構(gòu)：非晶硅，單晶硅，多晶硅。太陽能蓄電池在光電轉(zhuǎn)換率，降低成本方面還需要進(jìn)一步突破。目前有少數(shù)汽車公司把太陽輻射的能量收集起來，并轉(zhuǎn)換成電能，以此為動力的汽車就是太陽能汽車，它是最潔凈無污染的交通工具。太陽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平米大小的太陽能板能提供一輛小型汽車所需的電力。經(jīng)測算，一輛太陽能轎車一年可省油500L.今后汽車動力的發(fā)展方向最有可能是使用太陽能、燃油、電力等多種能源的混合動力車。[5] 2.電動機(jī)技術(shù)

混合動力電動汽車上使用的電動機(jī)有感應(yīng)電動機(jī)、永磁無刷電動機(jī)等。研究開發(fā)體積小、重量輕、工作可靠、動態(tài)響應(yīng)好的電機(jī),對混合動力電動汽車進(jìn)一步提高動力性和經(jīng)濟(jì)性極為重要。

感應(yīng)電動（交流異步電機(jī)）機(jī)以鼠籠式感應(yīng)電動機(jī)應(yīng)用最廣,感應(yīng)電動機(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r/min,可以采用空氣冷卻或液體冷卻方式,冷卻自由度高,對環(huán)境的適應(yīng)性好,并且能夠?qū)崿F(xiàn)再生反饋制動。具有結(jié)構(gòu)簡單、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)和動態(tài)特性。為了解決感應(yīng)電動機(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)定性問題的；設(shè)計(jì)專門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)矩輸出的問題。此外，噪音和開關(guān)損耗問題也是困擾交流異步電機(jī)在電動汽車上應(yīng)用的問題之一。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關(guān)損耗。因此,需要對功率開關(guān)器件的開關(guān)頻率進(jìn)行控制,抑止噪聲和能量損耗。我過在交流異步電機(jī)的設(shè)計(jì)與制造方面有比較大的優(yōu)勢，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)向包括美國在內(nèi)等國家出口。

隨著永磁無刷電動機(jī)的性能不斷提高,價(jià)格逐漸下降，永磁無刷電動機(jī)的應(yīng)用前景將會越來越廣泛。主要有兩種：永磁同步電動機(jī)、永磁無刷直流電機(jī)。永磁同步電動機(jī)在高速轉(zhuǎn)動時(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力汽車驅(qū)動系統(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,以使電動機(jī)基本保持恒定功率,滿足電動汽車負(fù)載要求。和永磁同步電動機(jī)相比，永磁無刷直流電動機(jī)的效率高,起動力矩大,過載能力強(qiáng),高速操作性能好,結(jié)構(gòu)簡單牢固,免維護(hù)或少維護(hù),體積小質(zhì)量輕,特別適合混合動力轎車的開發(fā)。缺點(diǎn)是噪聲較大，可以考慮噪聲加消除裝置。永磁無刷直流電機(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。方波無刷電動機(jī)的弱磁控制通過調(diào)節(jié)開通角來達(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)存在的問題是缸內(nèi)積碳、高壓油泵的潤滑和密封性、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)性優(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、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)上的開發(fā)應(yīng)用會進(jìn)一步發(fā)展,但由于社會基礎(chǔ)設(shè)施等因素限制,短期內(nèi)進(jìn)展不會很快。[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)動機(jī)降低重量達(dá) 30 %。豐田生產(chǎn)Prius的的發(fā)動機(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轎車排放污染物的 10 %左右，在車上的應(yīng)用效果顯示，加上再生制動能量回收，整車效率提高近一倍，整車CO2 排放降低一半。

4.能量管理策略

如果說驅(qū)動系統(tǒng)是混合動力汽車的心臟,則能量管理系統(tǒng)無疑就是電動車的大腦。能量管理系統(tǒng)協(xié)調(diào)混合動力汽車發(fā)動機(jī)、電動機(jī)之間的動力分配，電池電荷狀態(tài)控制等。它包括儲能單元，能量管理單元，混合動力系統(tǒng)中央控制單元。能量管理策略作為混合動力汽車控制系統(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。[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)動機(jī)和電動機(jī)之間的能量流分配。該控制方法簡單有效，實(shí)用性強(qiáng)，并且是制定許多高級能量控制策略的基礎(chǔ)?；谝?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，并沒有考慮動態(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)來決策混合動力系統(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)動態(tài)過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)，因此在混合動力汽車能量管理策略研究過程中得到越來越廣泛的應(yīng)用。

與車輛實(shí)際運(yùn)行時(shí)不同，全局優(yōu)化算法是針對某個(gè)既定的駕駛循環(huán)開展的。因此，車輛在不同時(shí)刻的行駛速度由駕駛循環(huán)給定，驅(qū)動輪處的驅(qū)動力可以根據(jù)車輛縱向動力學(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，通過全局優(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比目標(biāo)。

能量管理系統(tǒng)要求開發(fā)適合的混合動力汽車動態(tài)數(shù)學(xué)模型以實(shí)現(xiàn)更加準(zhǔn)確的控制、開發(fā)以微處理器為核心的電子控制單元。未來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)而獲取混合動力汽車實(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力汽車能量管理策略的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。例如混合動力電動汽車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行駛工況等諸多因素的影響，需要建立一個(gè)符合混合動力電動汽車電池實(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)。開發(fā)自動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.再生制動控制技術(shù)

再生制動可以節(jié)約能源、提高續(xù)駛里程 ,具有顯著的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會效益.同時(shí) ,再生制動還可以減少剎車片的磨損 ,降低車輛故障率及使用成本。該系統(tǒng)多數(shù)由超級電容或飛輪及其控制器組成 ,而利用超級電容或飛輪吸收再生制動能量 ,具有非常突出的優(yōu)點(diǎn).當(dāng)車輛制動時(shí) ,電機(jī)工作于發(fā)電機(jī)工況 ,將一部分動能或重力勢能轉(zhuǎn)化為電能儲存在超級電容或飛輪中 ,由于超級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.在車輛起動和加速時(shí) ,利用雙向 DC/ DC將存儲的能量釋放出來 ,協(xié)助電池向電機(jī)供電 ,不但增加了混合動力汽車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、降低剎車片磨損和提高蓄電池壽命的目的。[9]

6.整車技術(shù)

混合動力汽車由于車身質(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)、新型混合動力車輛造型與結(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)用到混合動力汽車研發(fā)中，減少控制系統(tǒng)動力系統(tǒng)所占的空間是整車技術(shù)的關(guān)鍵。

四、混合動力汽車的開發(fā)技術(shù)路線

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

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

3、建立混合動力汽車各模塊的數(shù)學(xué)模型,包括電池組、發(fā)動機(jī)、電動機(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、易于安裝的車速及力矩傳感器。

5、開發(fā)以微處理器為核心的電子控制單元來實(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,能對整車系統(tǒng)電能和儲能單元實(shí)時(shí)檢測、顯示、充放電管理、行駛里程統(tǒng)計(jì)與預(yù)測、故障診斷與報(bào)警、儲能元件壽命預(yù)測等綜合管理。

6、分析混合動力汽車系統(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)和布置方式對車輛性能的影響,結(jié)合相應(yīng)的道路及臺架實(shí)驗(yàn),進(jìn)行混合動力汽車的 車身與底盤布置。電動汽車的車身和底盤技術(shù)應(yīng)與電動汽車同步開

7、將各種傳感器與電動機(jī)制成一個(gè)整體,研究合理的安裝位置。

8、對所研制的電動汽車,進(jìn)行道路和臺架試驗(yàn),根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)來修正有關(guān)設(shè)計(jì)、控制參數(shù),以滿足所提出的電動汽車的性能指標(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、車架及車身設(shè)計(jì)集成設(shè)計(jì)加工制造樣車、裝車實(shí)驗(yàn)

圖4-1混合動力汽車的開發(fā)技術(shù)路線流程圖

五、發(fā)展與展望

1、從國內(nèi)的發(fā)展和當(dāng)前技術(shù)來看，動力系統(tǒng)和控制系統(tǒng)所占的空間較大，實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)和電動機(jī)一體化設(shè)計(jì)與控制；研究開發(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)重的交通問題和汽車尾氣排放污染問題。作為一種小型、中速和短途的日常交通工具, 混合動力汽車有著獨(dú)特的市場,政府應(yīng)鼓勵(lì)電動汽車按市場機(jī)制開發(fā)。鑒于我國目前具有巨大潛在的多元化市場以及良好的工業(yè)基礎(chǔ),在混合動力汽車發(fā)展方面,中國將起到帶頭作用。

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第三篇：汽車混合動力技術(shù)

汽車混合動力技術(shù)

摘要：在最近的一個(gè)時(shí)期，汽油和柴油仍是汽車的主要能量來源，新能源汽車近期需要解決的方案是傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)新技術(shù)和替代燃燒汽車，中期方案是混合動力汽車降低油耗和排放，遠(yuǎn)期方案是純電動汽車和燃料電池汽車。雖然新能源汽車提供了使用燃料的燃料汽車、混合動力汽車，以及利用車載氫燃料電池發(fā)電和電動系統(tǒng)的燃料電池汽車等多元化選擇，但是由于現(xiàn)在的技術(shù)發(fā)展水平，因此尋找多元化的替代燃料，開發(fā)更接近市場的混合動力技術(shù)，是目前開發(fā)可替代能源的最切實(shí)可行的一步。而純電動車和氫燃料電池由于其技術(shù)仍難取得革命性突破，難以成為汽車行業(yè)的近期發(fā)展目標(biāo)。且當(dāng)今社會形勢，混合動力可以比較好的解決燃油消耗問題和污染問題，所以會主要介紹混合動力的優(yōu)勢性和可行性。

關(guān)鍵詞：新能源汽車； 燃料電池；混合動

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

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

1混合動力的分類

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

動機(jī)需要的能量之間進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而保證車輛正常工作。這種動力系統(tǒng)在城市公交上的應(yīng)用比較多，轎車上很少使用。二是并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)。并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)有兩套驅(qū)動系統(tǒng)：傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)和電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)。兩個(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)動汽車。這種系統(tǒng)適用于多種不同的行駛工況，尤其適用于復(fù)雜的路況。該聯(lián)結(jié)方式結(jié)構(gòu)簡單，成本低。本田的Accord和Civic采用的是并聯(lián)式聯(lián)結(jié)方式。三是混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)?；炻?lián)式混合動力系統(tǒng)的特點(diǎn)在于內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)和電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)各有一套機(jī)械變速機(jī)構(gòu)，兩套機(jī)構(gòu)或通過齒輪系，或采用行星輪式結(jié)構(gòu)結(jié)合在一起，從而綜合調(diào)節(jié)內(nèi)燃機(jī)與電動機(jī)之間的轉(zhuǎn)速關(guān)系。與并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)相比，混聯(lián)式動力系統(tǒng)可以更加靈活地根據(jù)工況來調(diào)節(jié)內(nèi)燃機(jī)的功率輸出和電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。此聯(lián)結(jié)方式系統(tǒng)復(fù)雜，成本高。Prius采用的是混聯(lián)式聯(lián)結(jié)方式。根據(jù)在混合動力系統(tǒng)中，電機(jī)的輸出功率在整個(gè)系統(tǒng)輸出功率中占的比重，也就是常說的混合度的不同，混合動力系統(tǒng)還可以分為以下四類： 一是微混合動力系統(tǒng)。這種混合動力系統(tǒng)在傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)上的啟動電機(jī)（一般為12V）上加裝了皮帶驅(qū)動啟動電機(jī)（也就是常說的Belt-alternator Starter Generator, 簡稱BSG系統(tǒng)）。該電機(jī)為發(fā)電啟動(Stop-Start)一體式電動機(jī)，用來控制發(fā)動機(jī)的啟動和停止，從而取消了發(fā)動機(jī)的怠速，降低了油耗和排放。從嚴(yán)格意義上來講，這種微混合動力系統(tǒng)的汽車不屬于真正的混合動力汽車，因?yàn)樗碾姍C(jī)并沒有為汽車行駛提供持續(xù)的動力。在微混合動力系統(tǒng)里，電機(jī)的電壓通常有兩種：12v 和42v。其中42v主要用于柴油混合動力系統(tǒng)。二是輕混合動力系統(tǒng)。代表車型是通用的混合動力皮卡車。該混合動力系統(tǒng)采用了集成啟動電機(jī)（也就是常說的Integrated Starter Generator，簡稱ISG系統(tǒng)）。與微混合動力系統(tǒng)相比，輕混合動力系統(tǒng)除了能夠?qū)崿F(xiàn)用發(fā)電機(jī)控制發(fā)動機(jī)的啟動和停止，還能夠?qū)崿F(xiàn)：（1）在減速和制動工況下，對部分能量進(jìn)行吸收；（2）在行駛過程中，發(fā)動機(jī)等速運(yùn)轉(zhuǎn)，發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的能量可以在車輪的驅(qū)動需求和發(fā)電機(jī)的充電需求之間進(jìn)行調(diào)節(jié)。輕混合動力系統(tǒng)的混合度一般在20％以下。三是中混合動力系統(tǒng)。該混合動力系統(tǒng)同樣采用了ISG系統(tǒng)。與輕度混合動力系統(tǒng)不同，中混合動力系統(tǒng)采用的是高壓電機(jī)。另外，中混合動力系統(tǒng)還增加了一個(gè)功能：在汽車處于加速或者大負(fù)荷工況時(shí)，電動機(jī)能夠輔助驅(qū)動車輪，從而補(bǔ)充發(fā)動機(jī)本身動力輸出的不足，從而更好的提高整車的性能。這種系統(tǒng)的混合程度較高，可以達(dá)到30％左右，目前技術(shù)已經(jīng)成熟，應(yīng)用廣泛。四是完全混合動力系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用了272-650v的高壓啟動電機(jī)，混合程度更高。與中混合動力系統(tǒng)相比，完全混合動力系統(tǒng)的混合度可以達(dá)到甚至超過50％。技術(shù)的發(fā)展將使得完全混合動力系統(tǒng)逐漸成為混合動力技術(shù)的主要發(fā)展方向。

2串聯(lián)式混合動力汽車（SHEV）

串聯(lián)式混合動力（SHEV）模式由發(fā)動機(jī)、發(fā)電機(jī)和驅(qū)動電動機(jī)三大動力組成，發(fā)動機(jī)、發(fā)電機(jī)和驅(qū)動電動機(jī)采用“串聯(lián)”的方式組成SHEV的驅(qū)動系統(tǒng)。SHEV的結(jié)構(gòu)由發(fā)動機(jī)、發(fā)電機(jī)和驅(qū)動電動機(jī)三大動力總成組成，它們采用“串聯(lián)”的方式組成驅(qū)動系統(tǒng)。在車輛行駛之初，蓄電池組處于電量飽和狀態(tài)，其能量輸出可以滿足車輛要求，輔助動力系統(tǒng)不需要工作，蓄電池輸出的直流電經(jīng)控制器變?yōu)榻涣麟姾蠊┤腧?qū)動電動機(jī)、驅(qū)動電動機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩經(jīng)變速器、傳動軸及驅(qū)動橋驅(qū)動車輪。蓄電池組電量低于60%時(shí)，輔助動力系統(tǒng)起動，為驅(qū)動系統(tǒng)提供能量的同時(shí)，還給蓄電池組進(jìn)行充電。當(dāng)車輛能量需求較大時(shí)，輔助動力系統(tǒng)與蓄電池組同時(shí)為驅(qū)動系統(tǒng)提供能量，發(fā)動機(jī)-發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生的交流電經(jīng)整流器變?yōu)橹绷麟姾碗姵剌敵龅闹绷麟娊?jīng)控制器變?yōu)榻涣麟姾蠊┤腧?qū)動電動機(jī)。由于蓄電池組的存在，使發(fā)動機(jī)工作在一個(gè)相對穩(wěn)定的工況，使其排放得到改善。

3并聯(lián)式混合動力電動汽車（PHEV）

并聯(lián)式混合動力（PHEV）由發(fā)動機(jī)、電動/發(fā)電機(jī)或驅(qū)動電動機(jī)兩大動力總成組成。發(fā)動機(jī)、電動/發(fā)電機(jī)或驅(qū)動電動機(jī)采用“并聯(lián)”的方式組成PHEV的驅(qū)動系統(tǒng)。PHEV是由發(fā)動機(jī)與電動機(jī)、發(fā)動機(jī)或驅(qū)動電機(jī)兩大動力總成組成。如上圖所示，它們采用“并聯(lián)”的方式組成驅(qū)動系統(tǒng)。電動機(jī)的動力要與車輛驅(qū)動系統(tǒng)相結(jié)合，可以：（1）在發(fā)動機(jī)輸出軸處進(jìn)行組合（2）在變速器（包括驅(qū)動橋）處進(jìn)行組合；（3）在驅(qū)動橋處進(jìn)行組合。一種電動機(jī)的動力在驅(qū)動輪處進(jìn)行組合的驅(qū)動輪動力組合式PHEV，其驅(qū)動模式為：

1）以發(fā)動機(jī)驅(qū)動為基本驅(qū)動模式，獨(dú)立驅(qū)動后驅(qū)動輪；

2）驅(qū)動電動機(jī)為輔助驅(qū)動模式，能獨(dú)立驅(qū)動前驅(qū)動輪；

3）在混合驅(qū)動時(shí)，發(fā)動機(jī)驅(qū)動的后輪動力與驅(qū)動電機(jī)驅(qū)動的前輪動力進(jìn)行組合，成為混合四驅(qū)動模式。

4混聯(lián)式混合動力電動汽車（PSHEV）

混聯(lián)式混合動力電動汽車綜合SHEV和PHEV結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，由發(fā)動機(jī)、電動-發(fā)電機(jī)和驅(qū)動電動機(jī)三大動力總成組成。蓄電池組PSHEV是綜合SHEV和PHEV結(jié)構(gòu)特點(diǎn)組成的，由發(fā)動機(jī)、電動機(jī)或發(fā)動機(jī)和驅(qū)動電機(jī)三大動力總成組成。電動機(jī)的動力要與車輛驅(qū)動系統(tǒng)相適合，可以在變速器（包括驅(qū)動橋）處進(jìn)行組合，也可以在驅(qū)動輪處進(jìn)行組合。一種發(fā)動機(jī)的動力與驅(qū)動電動機(jī)的動力在驅(qū)動輪處進(jìn)行組合的方式，其驅(qū)動模式為：

1）以發(fā)動機(jī)驅(qū)動為基本驅(qū)動模式，帶動電動機(jī)/發(fā)動機(jī)，并獨(dú)立驅(qū)動后驅(qū)動輪；

2）以驅(qū)動電動機(jī)為輔助驅(qū)動模式，能獨(dú)立驅(qū)動前驅(qū)動輪；

3）在混合驅(qū)動時(shí)，發(fā)動機(jī)驅(qū)動的后輪動力與驅(qū)動電動機(jī)驅(qū)動的前輪動力進(jìn)行組合，成為混合四輪驅(qū)動模式。

5發(fā)展與未來

自1995年起，世界各大汽車生產(chǎn)廠商已將研究的重點(diǎn)轉(zhuǎn)向了混合動力汽車的研究開發(fā)。日本豐田汽車公司開發(fā)了Prius牌混合動力轎車，本田公司開發(fā)了Insight牌混合動力轎車。美國三大汽車公司均開發(fā)了包括轎車、面包車、貨車在內(nèi)的混合動力汽車，如通用汽車公司推出的Precept，福特汽車公司的Escape和Prodigy，戴-克汽車公司的Citadel、ESX3等。目前，混合動力汽車技術(shù)及市場均看好。日本國內(nèi)擁有的混合動力電動汽車己超過7萬輛，預(yù)計(jì)在2010年將達(dá)到210萬輛。日本豐田汽車公司計(jì)劃到2005年生產(chǎn)30萬輛混合動力汽車。2003年初，美國《Finance Times》曾報(bào)道，一旦發(fā)生石油危機(jī)，美國通用公司計(jì)劃將在5年內(nèi)銷售100萬輛混合動力汽車，并已決定在2003年銷售12種混合動力汽車。

目前，日本豐田汽車公司是走在混合動力汽車研發(fā)最前沿的汽車公司，開發(fā)的混合動力汽車已達(dá)到實(shí)用化水平。1997年，豐田推出了世界上第一款批量生產(chǎn)的混合動力汽車Prius，其后又在2001年相繼推出了“ESTIMA”混合動力面包車和 “皇冠(CROWN)”轎車。到2002年底，豐田汽車公司生產(chǎn)的混合動力汽車在日本國內(nèi)和海外的累計(jì)銷量均突破了10萬輛，現(xiàn)在已經(jīng)在全世界20多個(gè)國家上市銷售。著名的Prius為4門5座3廂式串聯(lián)式混合動力轎車，采用了橫向直列4缸16氣門雙頂置凸輪軸電噴汽油機(jī)(1.5升、最大功率 53千瓦)、驅(qū)動用鎳氫電池和電動無級變速系統(tǒng)，標(biāo)準(zhǔn)配置有雙安全氣囊、電動門窗、中置數(shù)字液顯儀表板、行駛電腦顯示屏、自動空調(diào)、音響等。豐田Prius混合動力系統(tǒng)(THS)電

子控制裝置的特點(diǎn)是，可分別利用電能、汽油或兩者組合同時(shí)工作。根據(jù)車速和負(fù)荷情況，THS可以控制每種能源所提供的功率比例，以保證汽車按最有效的模式運(yùn)行。在車輛的行駛過程中，乘客對THS的轉(zhuǎn)換是感覺不到的。THS系統(tǒng)的關(guān)鍵部分是功率分流裝置。該裝置利用一套行星齒輪組將發(fā)動機(jī)功率直接傳遞到車的前輪和發(fā)電機(jī)上。電控式變速器將汽油機(jī)、發(fā)電機(jī)和電動機(jī)的功率輸出加以混合，從而達(dá)到汽車加速和減速的需要。2002年，豐田ESTIMA混合動力面包車投產(chǎn)，其混合動力系統(tǒng)采用了世界首次批量生產(chǎn)的電動4輪驅(qū)動及4輪驅(qū)動力/制動力綜合控制系統(tǒng)，它給混合動力汽車的行駛性能帶來了革命性的改進(jìn)。所有這些都表明豐田公司在普及混合動力系統(tǒng)的低燃耗、低排放和改進(jìn)行駛性能方面已經(jīng)走在了世界同業(yè)前列。豐田汽車公司計(jì)劃20l2年在其全部汽車產(chǎn)品上采用汽油電力混合動力發(fā)動機(jī)，以提高燃油經(jīng)濟(jì)性和降低排放污染。

美國1993年9月啟動新一代汽車伙伴計(jì)劃，其時(shí)間表為：1997年完成技術(shù)選擇，2000年推出概念車，2004年推出能用于投產(chǎn)的式樣車。當(dāng)年，美國能源部與三大汽車公司簽訂了混合動力汽車開發(fā)合同，其中通用汽車公司投入1.48億美元，福特投入1.38億美元，克萊斯勒投入8480萬美元，進(jìn)行為期6年的研制開發(fā)工作。1997年，PNGV計(jì)劃已完成了新一代汽車的技術(shù)選擇，經(jīng)過充分醞釀，認(rèn)真篩選，確定了輕質(zhì)材料、混合動力、高性能引擎(四沖程直燃式引擎)和燃料電池(PEM燃料電池)為PNGV的技術(shù)主要方向。在美國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的研究專案正在進(jìn)行中，PNGV計(jì)劃已使美國全國形成了一個(gè)汽車技術(shù)創(chuàng)新的國家行動。經(jīng)過多年努力，三大公司于1998年北美國際汽車展上分別展出了樣車。在此基礎(chǔ)上，現(xiàn)已按期推出三款混合動力轎車--通用Precept、福特Prodigy、克萊斯勒Dodge ESX3，三款車均接近或?qū)崿F(xiàn)了3升/百公里的目標(biāo)。其中，通用汽車Precept是目前唯一達(dá)到新一代汽車協(xié)作伙伴關(guān)系(PNGV)油耗要求的車型。這是一輛四門、五人座轎車，其驅(qū)動系統(tǒng)系由一臺3缸1.3升直噴柴油引擎與兩臺電動機(jī)(包括驅(qū)動前輪的電動機(jī)和驅(qū)動后輪的柴油-電動機(jī)組)及一臺手動自動變速箱組成，而電動機(jī)可吸收剎車過程中的制動能量，并給以上的電池組充電。據(jù)統(tǒng)計(jì)，美國市場上售出混合動力汽車接近7萬輛，2002年美國的混合動力汽車市場規(guī)模達(dá)到35000輛。美國已有近20個(gè)城市在試用混合動力公共汽車，歐洲各大汽車廠商也紛紛推出了混合動力汽車。法國BE集團(tuán)先后推出了貝靈格型和薩拉型混合動力汽車。薩拉型混合動力汽車以雪鐵龍的Estate加長型轎車為原型，配備一個(gè)55kWDE的汽油內(nèi)燃機(jī)發(fā)動機(jī)和一個(gè)25kW的電動機(jī)，排放量較同類普通汽車降低35%，一次行程可高達(dá)1000km。

隨著石油供應(yīng)的日趨緊缺和環(huán)境污染的日益加劇，電動車這種以電能為動力的交通工具憑借其節(jié)能、環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)日漸成為業(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn)。20世紀(jì)80年代以來, 許多發(fā)達(dá)國家紛紛投入巨資研發(fā)電動汽車，我國的“863 計(jì)劃”也已明確將電動汽車作為重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目。目前，我國電動汽車的研發(fā)水平與發(fā)達(dá)國家基本上處在同一起跑線上，在某些方面甚至超過國外。1999年，清華大學(xué)與廈門金龍聯(lián)合汽車工業(yè)有限公司合作研制成功國內(nèi)第一輛混合動力輕型客車。2001年底，國家“863”電動汽車科技攻關(guān)項(xiàng)目正式啟動，第一批項(xiàng)目中主要是混合動力汽車，目前正在進(jìn)行當(dāng)中。一汽和東風(fēng)汽車集團(tuán)聯(lián)合所在地高校和研究所，在各自客車底盤上，研發(fā)混合驅(qū)動公共汽車和大型客車。此外，東風(fēng)電動汽車公司還承擔(dān)了混合動力轎車的研究開發(fā)?！笆濉蹦繕?biāo)是攻克關(guān)鍵技術(shù)，推出新產(chǎn)品，主要研究內(nèi)容包括：發(fā)動機(jī)、電動機(jī)、蓄電池等各種單元技術(shù)；各系統(tǒng)的電子控制技術(shù)和

整車的動力系統(tǒng)優(yōu)化與控制技術(shù)，應(yīng)節(jié)省燃料50%，排放下降80%；制動能量回收技術(shù)，應(yīng)能回收30%制動能量。目前，混合動力汽車主要研發(fā)成果如下：東風(fēng)電動車輛股份有限公司開發(fā)出混合動力汽車。其中，EQ7200HEV型混合動力轎車以風(fēng)神藍(lán)鳥轎車為平臺，以滿足未來城市公務(wù)、出租用車需求為目標(biāo)，最大限度利用東風(fēng)公司現(xiàn)有產(chǎn)品平臺及社會資源開發(fā)而成，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品系列化、通用化、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)。主要技術(shù)參數(shù)：最高車速160km/h；鋰離子電池。EQ6110HEV型混合動力城市公交車采用混聯(lián)方案，專為2008年北京奧運(yùn)會公交用車而開發(fā)。主要性能參數(shù)：采用東風(fēng)汽車公司生產(chǎn)的康明斯6BTA型柴油機(jī)(最大轉(zhuǎn)矩488Nm，額定轉(zhuǎn)速2200rpm)、中科院電工所研制的交流電機(jī)，純電池電動運(yùn)行最高車速31km/h，最大功率27kW，最大電流119A；發(fā)動機(jī)和電機(jī)混合驅(qū)動；最高車速72km/h。

天津清源電動車輛有限公司開發(fā)出混合動力中型客車。其主要技術(shù)特點(diǎn)： 使用燃油和電力雙能源，同時(shí)兼顧了傳統(tǒng)汽車的方便性和電動汽車的環(huán)保性能；排放達(dá)到歐III標(biāo)準(zhǔn)，燃油經(jīng)濟(jì)性提高15%以上；適于城市和城際之間的公共交通。主要技術(shù)指標(biāo)： 尺寸參數(shù) 7210×2110×2670(mm)； 總重量 7t ；座位數(shù) 22＋10 ；發(fā)動機(jī)類型 CY4105Q型柴油機(jī) ；發(fā)動機(jī)最大功率 72kW； 變速器 5檔機(jī)械變速 ；電機(jī)類型 交流異步(矢量控制)； 電機(jī)功率 10 kW ；電池類型 免維護(hù)鉛酸電池 ；電池容量 100Ah ；最高車速 時(shí)速110km以上；最大爬坡度 20%以上；制動距離 小于10m(時(shí)速30公里)。

深圳明華環(huán)保汽車有限公司開發(fā)出混合動力電動輕型客車。其技術(shù)特點(diǎn)：采用并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)，內(nèi)燃機(jī)采用達(dá)到歐洲二號尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)的柴油機(jī)；電動機(jī)采用國際先進(jìn)的異步交流電機(jī)，具有變頻調(diào)速的矢量控制系統(tǒng)；自身反充功能：內(nèi)燃機(jī)做動力源驅(qū)動車輛行駛中可同時(shí)通過電動機(jī)/發(fā)電機(jī)功能互換將發(fā)動機(jī)用作發(fā)電機(jī)為車載蓄電池組充電以補(bǔ)充能量，提高電驅(qū)動續(xù)駛里程。

北京嘉捷博大電動車有限公司和常州客車廠合作開發(fā)了我國第一輛以燃?xì)鉁u輪機(jī)作為動力機(jī)的混合動力電動大客車。該車長11.5 m，寬2.48 m，高3.6 m，46座，排放指標(biāo)低于2008年將在歐洲開始執(zhí)行的歐Ⅴ標(biāo)準(zhǔn)，是當(dāng)前理想的城市環(huán)保型公交車和旅游車。

第一汽車集團(tuán)公司、美國電動車(亞洲)公司、汕頭國家電動汽車試驗(yàn)示范區(qū)三方共同合作推出一款混合動力轎車--紅旗CA7180AE。該款串聯(lián)式的混合動力轎車屬中高檔，13kW汽油機(jī)，15kW直流電機(jī)，144v(105Ah)鉛酸電池，4×2前驅(qū)動形式，最高車速可達(dá)135km/h。

就目前的形勢來看，混合動力電動車擁有的特點(diǎn)是混合動力電動汽車具備了良好的動力性能、良好的燃油經(jīng)濟(jì)性、清潔環(huán)保、經(jīng)濟(jì)實(shí)用，但為了達(dá)到提高車輛的動力性、經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性, 就需要采用當(dāng)代最先進(jìn)的內(nèi)燃機(jī)技術(shù)深入分析低油耗特性； 選擇比功率、比能量和效率最高、扭矩密度最大的電機(jī), 研究它的低速大轉(zhuǎn)矩、效率和再生制動能量回饋性能； 經(jīng)過周密分析和試驗(yàn)研究特性, 最佳選擇各自高性能區(qū)段的組合與疊加。

另一方面，混合動力汽車成本過高絕對是目前混合動力電動汽車推廣應(yīng)用的主要難點(diǎn), 這是因?yàn)榛旌蟿恿ζ嚦艘酝膭恿ρb置外, 至少還必須安裝電池, 其成本不可能降至普通汽車的水準(zhǔn)。因此, 混合動力汽車技術(shù)發(fā)展的首要難題是降低成本, 這也是今后有待解決的最大課題, 特別是必須降低動力電池、電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)、電子控制系統(tǒng)等的成本。還有，要提高汽車行駛過程中的能量再生利用效率，.就得從汽車制造階段著手, 設(shè)計(jì)改進(jìn)汽車動力系統(tǒng), 滿足汽車再生制動

回收要求，加強(qiáng)混合動力電動汽車的可靠性, 解決動力電池的使用壽命和可靠性問題, 是混合動力電動汽車推廣應(yīng)用的前提。

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)，國內(nèi)外汽車制造商在其政府支持下，都在競相開發(fā)各種類型電動汽車。目前，純電動汽車、燃料電池電動汽車和混合動力汽車三種電動汽車的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展特點(diǎn)是：純電動汽車技術(shù)基本成熟。國外已有少量純電動汽車進(jìn)入商業(yè)運(yùn)行，國內(nèi)處于樣車試制階段。由于動力電池的比能量、比功率小，一次充電行程短、造價(jià)高等致命缺憾，大范圍的市場化受到一定制約。燃料電池汽車具有燃料多樣、效率高、排放少等優(yōu)點(diǎn)，有可能成為未來汽車的主流，因此受到了國外各大汽車公司的重視，但目前它還面臨著許多技術(shù)困難。國外正處于研制開發(fā)和小批量生產(chǎn)階段，距離低成本、大量生產(chǎn)的水平尚有差距；國內(nèi)尚處于研發(fā)起步階段。而混合動力汽車是汽車產(chǎn)業(yè)界的一場革命，是汽車最終駛向零排放的過渡，是今后高端產(chǎn)品的一種有效配置，在未來一、二十年內(nèi)將有很大部分燃油汽車實(shí)現(xiàn)混合驅(qū)動，與傳統(tǒng)燃油汽車分享市場。國內(nèi)混合動力汽車正處于樣車試制階段，已開發(fā)出混合動力轎車、混合動力中巴車、混合動力大客車樣車，而國外日本等少數(shù)國家汽車制造商已開始了逐年增長的小批量商業(yè)化生產(chǎn)，并正在廣泛進(jìn)入世界市場。

參考文獻(xiàn):

［1］郎全棟，《汽車文化》[M].高等教育出版社.［2］龔金科，《汽車排放及控制技術(shù)》[M].人民交通出版社.［3］黎蘇，黎曉鷹，黎志勤編著.汽車發(fā)動機(jī)動態(tài)過程及其控制[M].人民交通出版社.

第四篇：新型混合動力汽車檢測技術(shù)的研究及應(yīng)用

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新型混合動力汽車檢測技術(shù)的研究及應(yīng)用 作者：王 波 徐智敏

來源：《現(xiàn)代電子技術(shù)》2009年第17期

摘要：對混合動力汽車的“動力控制策略”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)混合動力驅(qū)動車輛的關(guān)鍵技術(shù)，并給出一種新型混合動力汽車控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。該系統(tǒng)匯集了先進(jìn)的電子技術(shù)于汽車領(lǐng)域中，因此具備精確的檢測功能，滿足了混合動力車高效節(jié)能的油電混合驅(qū)動控制系統(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：混合動力汽車；動力控制；霍爾傳感器；控制策略

第五篇：混合動力汽車特點(diǎn)和分類介紹

混合動力汽車特點(diǎn)和分類介紹

混合動力汽車是指裝有內(nèi)燃機(jī)與電動機(jī)兩種動力的汽車。混合動力汽車就是在純電動汽車上加裝一套內(nèi)燃機(jī)，其目的是減少汽車的污染，提高純電動汽車的行駛里程。混合動力汽車有串聯(lián)式和并聯(lián)式兩種結(jié)構(gòu)形式。復(fù)合動力汽車（亦稱混合動力汽車）是指車上裝有兩個(gè)以上動力源，包括有電機(jī)驅(qū)動，符合汽車道路交通、安全法規(guī)的汽車，車載動力源有多種：蓄電池、燃料電池、太陽能電池、內(nèi)燃機(jī)車的發(fā)電機(jī)組，當(dāng)前復(fù)合動力汽車一般是指內(nèi)燃機(jī)車發(fā)電機(jī)，再加上蓄電池的汽車。

混合動力汽車的優(yōu)缺點(diǎn)：

混合動力車的優(yōu)點(diǎn)

1、采用復(fù)合動力后可按平均需用的功率來確定內(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一樣。

2、因?yàn)橛辛穗姵?，可以十分方便地回收制動時(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，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、除霜等純電動汽車遇到的難題。

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)生過充、過放，延長其使用壽命，降低成本。復(fù)合動力電動汽車有兩種基本的工作方式，即串聯(lián)式、并聯(lián)式和串并聯(lián)（或稱混聯(lián)）式。混合動力驅(qū)動汽車的缺點(diǎn)：

有兩套動力，再加上兩套動力的管理控制系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，技術(shù)較難，價(jià)格較高。由于“新一代汽車伙伴合作”（P NGV）計(jì)劃的推動美國三大汽車公司對各種單元技術(shù)及其不

同組織進(jìn)行成百種方案的篩選、比較，認(rèn)為采用復(fù)合動力是實(shí)現(xiàn)中級轎車百公里3升油耗的可行方案因此而受到更大的關(guān)注。

混合動力電動汽車已開發(fā)出一些成功的例子

日本豐田汽車公司1997年12月宣布將復(fù)合動力電動轎車 P rius投入小批量商業(yè)化生產(chǎn)，該車自重1515kg，裝用頂置凸輪軸四缸，1500cc排量汽油機(jī)，最大功率42．6kW／4600r／min，帶永磁無刷發(fā)電機(jī)，驅(qū)動電機(jī)亦為永磁無刷的額定功率30kW，采用氫鎳電池，實(shí)現(xiàn)串并聯(lián)控制方式，百公里油耗為3．4L，比原汽油車減少了一半，C O2排量也相應(yīng)減少了一半，C O、HC、NOX僅為現(xiàn)行法規(guī)允許值的10％，售價(jià)每輛216萬日元（約15000美元）。

美國克萊斯勒汽車公司1998年2月在底特律展出第二代道奇無畏 ESX2型復(fù)合動力電動轎車，該車裝用1500cc排量直噴柴油機(jī)帶發(fā)電機(jī)，采用鉛酸電池，交流感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動，鋁車架，復(fù)合材料車身，自重1022kg，百公里油耗降至3．4L。2000年通用，福特，戴姆勒?克萊斯勒已開發(fā)出100公里油耗已達(dá)到3升汽油或接近3升汽車的樣車，只是價(jià)格仍較貴。按照內(nèi)燃機(jī)與電動機(jī)聯(lián)接方式的不同，混合動力汽車分為串聯(lián)型、并聯(lián)型和串并聯(lián)型三種?；旌蟿恿ζ嚰饶軠p少汽車對環(huán)境的污染，又能延長續(xù)駛里程。

大眾汽車公司曾在高爾夫轎車上安裝一套柴油機(jī)電動機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)。在相當(dāng)于柴油機(jī)飛輪的位置安裝一個(gè)6KW的緊湊型感應(yīng)電動機(jī)，在柴油機(jī)側(cè)和變速器側(cè)各裝有自動操縱的離合器。當(dāng)柴油機(jī)側(cè)的離合器處于分離狀態(tài)時(shí)，轎車由電力驅(qū)動。當(dāng)轎車由柴油機(jī)驅(qū)動時(shí)，柴油機(jī)側(cè)的離合器接合。此時(shí)感應(yīng)電動機(jī)的轉(zhuǎn)子起飛輪作用，而且該電動機(jī)還作為起動機(jī)和交流發(fā)電機(jī)使用。

由于兩種動力裝置分別用于各自最適宜的工作條件，因此，這套混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的燃油經(jīng)濟(jì)性非常好，綜合排放水平非常低。與一般裝有柴油機(jī)的高爾夫轎車相比，柴油消耗降低62％，有害排放物減少40％～60％，在夜間為電池充電需要12～16kW?h。

混合動力車的分類

串聯(lián)型混合動力汽車最簡單，內(nèi)燃機(jī)帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電，發(fā)出的電供給電動機(jī)用來驅(qū)動車輛行駛。若有剩余，則對蓄電池充電。在需要大功率輸出時(shí)，發(fā)電機(jī)和蓄電池同時(shí)向電動機(jī)供電。顯然，串聯(lián)型混合動力汽車有著與燃油汽車一樣的續(xù)駛里程。

并聯(lián)型混合動力汽車采用內(nèi)燃機(jī)和電動機(jī)兩套各自獨(dú)立的驅(qū)動系統(tǒng)。內(nèi)燃機(jī)可以單獨(dú)驅(qū)動車輛，電動機(jī)也可以單獨(dú)驅(qū)動車輛，內(nèi)燃機(jī)與電動機(jī)還可以聯(lián)合驅(qū)動車輛，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)輸出的功率大于驅(qū)動車輛所需要的功率或者再生制動時(shí)，電動機(jī)工作在發(fā)電機(jī)狀態(tài)，將多余的能量轉(zhuǎn)化為電能充入蓄電池。顯然，并聯(lián)型混合動力汽車可以減少汽車尾氣的排放和燃油消耗。

串-并聯(lián)型混合動力汽車同時(shí)具有串聯(lián)型和并聯(lián)型的特點(diǎn)，但是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高。作為混合動力汽車的實(shí)例，一種新型并聯(lián)型混合動力汽車的驅(qū)動系統(tǒng)，該系統(tǒng)中采用二自由度行星齒輪機(jī)構(gòu)作為減速器。當(dāng)汽車滿載加速行駛時(shí)，內(nèi)燃機(jī)和電動機(jī)同時(shí)工作，共同提供汽車所需動力；當(dāng)汽車等速或輕載行駛時(shí)，汽車所需動力主要由電動機(jī)提供，電動機(jī)通過二自由度行星齒輪機(jī)構(gòu)減速，這時(shí)內(nèi)燃機(jī)只提供最小轉(zhuǎn)矩和最小功率；汽車在市郊行駛時(shí)，僅內(nèi)燃機(jī)工作，電動機(jī)不工作，行星齒輪機(jī)構(gòu)的齒圈被鎖死，這時(shí)行星齒輪機(jī)構(gòu)只有一個(gè)自由度。