汽车混合动力技术
摘要：在最近的一个时期，汽油和柴油仍是汽车的主要能量来源，新能源汽车近期需要解决的方案是传统内燃机新技术和替代燃烧汽车，中期方案是混合动力汽车降低油耗和排放，远期方案是纯电动汽车和燃料电池汽车。虽然新能源汽车提供了使用燃料的燃料汽车、混合动力汽车，以及利用车载氢燃料电池发电和电动系统的燃料电池汽车等多元化选择，但是由于现在的技术发展水平，因此寻找多元化的替代燃料，开发更接近市场的混合动力技术，是目前开发可替代能源的最切实可行的一步。而纯电动车和氢燃料电池由于其技术仍难取得革命性突破，难以成为汽车行业的近期发展目标。且当今社会形势，混合动力可以比较好的解决燃油消耗问题和污染问题，所以会主要介绍混合动力的优势性和可行性。
关键词：新能源汽车；燃料电池；混合动
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
混合动力车是汽车使用两个或两个以上不同的动力源来推进车辆行驶的车辆，混合动力汽车的英文缩写是HEV。HEV的基本结构是在电动汽车（EV）和燃料电池电动车（FCEV）的基础上增加一套辅助动力系统--动力发电机组或某种原动机。原动机可以是内燃机、燃气轮机等热机。
1混合动力的分类
根据混合动力驱动模式，混合动力系统主要分为以下三类：一是串联式混合动力系统。串联式混合动力系统一般由内燃机直接带动发电机发电，产生的电能通过控制单元传到电池，再由电池传输给电机转化为动能，最后通过变速机构来驱动汽车。在这种联结方式下，电池就象一个水库，只是调节的对象不是水量，而是电能。电池对在发电机产生的能量和电
动机需要的能量之间进行调节，从而保证车辆正常工作。这种动力系统在城市公交上的应用比较多，轿车上很少使用。二是并联式混合动力系统。并联式混合动力系统有两套驱动系统：传统的内燃机系统和电机驱动系统。两个系统既可以同时协调工作，也可以各自单独工作驱动汽车。这种系统适用于多种不同的行驶工况，尤其适用于复杂的路况。该联结方式结构简单，成本低。本田的Accord和Civic采用的是并联式联结方式。三是混联式混合动力系统。混联式混合动力系统的特点在于内燃机系统和电机驱动系统各有一套机械变速机构，两套机构或通过齿轮系，或采用行星轮式结构结合在一起，从而综合调节内燃机与电动机之间的转速关系。与并联式混合动力系统相比，混联式动力系统可以更加灵活地根据工况来调节内燃机的功率输出和电机的运转。此联结方式系统复杂，成本高。Prius采用的是混联式联结方式。根据在混合动力系统中，电机的输出功率在整个系统输出功率中占的比重，也就是常说的混合度的不同，混合动力系统还可以分为以下四类：一是微混合动力系统。这种混合动力系统在传统内燃机上的启动电机（一般为12V）上加装了皮带驱动启动电机（也就是常说的Belt-alternator Starter Generator, 简称BSG系统）。该电机为发电启动(Stop-Start)一体式电动机，用来控制发动机的启动和停止，从而取消了发动机的怠速，降低了油耗和排放。从严格意义上来讲，这种微混合动力系统的汽车不属于真正的混合动力汽车，因为它的电机并没有为汽车行驶提供持续的动力。在微混合动力系统里，电机的电压通常有两种：12v 和42v。其中42v主要用于柴油混合动力系统。二是轻混合动力系统。代表车型是通用的混合动力皮卡车。该混合动力系统采用了集成启动电机（也就是常说的Integrated Starter Generator，简称ISG系统）。与微混合动力系统相比，轻混合动力系统除了能够实现用发电机控制发动机的启动和停止，还能够实现：（1）在减速和制动工况下，对部分能量进行吸收；（2）在行驶过程中，发动机等速运转，发动机产生的能量可以在车轮的驱动需求和发电机的充电需求之间进行调节。轻混合动力系统的混合度一般在20％以下。三是中混合动力系统。该混合动力系统同样采用了ISG系统。与轻度混合动力系统不同，中混合动力系统采用的是高压电机。另外，中混合动力系统还增加了一个功能：在汽车处于加速或者大负荷工况时，电动机能够辅助驱动车轮，从而补充发动机本身动力输出的不足，从而更好的提高整车的性能。这种系统的混合程度较高，可以达到30％左右，目前技术已经成熟，应用广泛。四是完全混合动力系统。该系统采用了272-650v的高压启动电机，混合程度更高。与中混合动力系统相比，完全混合动力系统的混合度可以达到甚至超过50％。技术的发展将使得完全混合动力系统逐渐成为混合动力技术的主要发展方向。
2串联式混合动力汽车（SHEV）
串联式混合动力（SHEV）模式由发动机、发电机和驱动电动机三大动力组成，发动机、发电机和驱动电动机采用“串联”的方式组成SHEV的驱动系统。 SHEV的结构由发动机、发电机和驱动电动机三大动力总成组成，它们采用“串联”的方式组成驱动系统。在车辆行驶之初，蓄电池组处于电量饱和状态，其能量输出可以满足车辆要求，辅助动力系统不需要工作，蓄电池输出的直流电经控制器变为交流电后供入驱动电动机、驱动电动机输出的转矩经变速器、传动轴及驱动桥驱动车轮。蓄电池组电量低于60%时，辅助动力系统起动，为驱动系统提供能量的同时，还给蓄电池组进行充电。当车辆能量需求较大时，辅助动力系统与蓄电池组同时为驱动系统提供能量，发动机-发电机组产生的交流电经整流器变为直流电和电池输出的直流电经控制器变为交流电后供入驱动电动机。由于蓄电池组的存在，使发动机工作在一个相对稳定的工况，使其排放得到改善。
3并联式混合动力电动汽车（PHEV）
并联式混合动力（PHEV）由发动机、电动/发电机或驱动电动机两大动力总成组成。发动机、电动/发电机或驱动电动机采用“并联”的方式组成PHEV的驱动系统。PHEV是由发动机与电动机、发动机或驱动电机两大动力总成组成。如上图所示，它们采用“并联”的方式组成驱动系统。电动机的动力要与车辆驱动系统相结合，可以：（1）在发动机输出轴处进行组合（2）在变速器（包括驱动桥）处进行组合；（3）在驱动桥处进行组合。一种电动机的动力在驱动轮处进行组合的驱动轮动力组合式PHEV，其驱动模式为：
1）以发动机驱动为基本驱动模式，独立驱动后驱动轮；
2）驱动电动机为辅助驱动模式，能独立驱动前驱动轮；
3）在混合驱动时，发动机驱动的后轮动力与驱动电机驱动的前轮动力进行组合，成为混合四驱动模式。
4混联式混合动力电动汽车（PSHEV）
混联式混合动力电动汽车综合SHEV和PHEV结构特点，由发动机、电动-发电机和驱动电动机三大动力总成组成。蓄电池组PSHEV是综合SHEV和PHEV结构特点组成的，由发动机、电动机或发动机和驱动电机三大动力总成组成。电动机的动力要与车辆驱动系统相适合，可以在变速器（包括驱动桥）处进行组合，也可以在驱动轮处进行组合。一种发动机的动力与驱动电动机的动力在驱动轮处进行组合的方式，其驱动模式为：
1）以发动机驱动为基本驱动模式，带动电动机/发动机，并独立驱动后驱动轮；
2）以驱动电动机为辅助驱动模式，能独立驱动前驱动轮；
3）在混合驱动时，发动机驱动的后轮动力与驱动电动机驱动的前轮动力进行组合，成为混合四轮驱动模式。
5发展与未来
自1995年起，世界各大汽车生产厂商已将研究的重点转向了混合动力汽车的研究开发。日本丰田汽车公司开发了Prius牌混合动力轿车，本田公司开发了Insight牌混合动力轿车。美国三大汽车公司均开发了包括轿车、面包车、货车在内的混合动力汽车，如通用汽车公司推出的Precept，福特汽车公司的Escape 和Prodigy，戴-克汽车公司的Citadel、ESX3等。目前，混合动力汽车技术及市场均看好。日本国内拥有的混合动力电动汽车己超过7万辆，预计在2010年将达到210万辆。日本丰田汽车公司计划到2005年生产30万辆混合动力汽车。2003年初，美国《Finance Times》曾报道，一旦发生石油危机，美国通用公司计划将在5年内销售100万辆混合动力汽车，并已决定在2003年销售12种混合动力汽车。
目前，日本丰田汽车公司是走在混合动力汽车研发最前沿的汽车公司，开发的混合动力汽车已达到实用化水平。1997年，丰田推出了世界上第一款批量生产的混合动力汽车Prius，其后又在2001年相继推出了"ESTIMA"混合动力面包车和 "皇冠(CROWN)"轿车。到2002年底，丰田汽车公司生产的混合动力汽车在日本国内和海外的累计销量均突破了10万辆，现在已经在全世界20多个国家上市销售。著名的Prius为4门5座3厢式串联式混合动力轿车，采用了横向直列4缸16气门双顶置凸轮轴电喷汽油机(1.5升、最大功率 53千瓦)、驱动用镍氢电池和电动无级变速系统，标准配置有双安全气囊、电动门窗、中置数字液显仪表板、行驶电脑显示屏、自动空调、音响等。丰田Prius混合动力系统(THS)电
子控制装置的特点是，可分别利用电能、汽油或两者组合同时工作。根据车速和负荷情况，THS可以控制每种能源所提供的功率比例，以保证汽车按最有效的模式运行。在车辆的行驶过程中，乘客对THS的转换是感觉不到的。THS系统的关键部分是功率分流装置。该装置利用一套行星齿轮组将发动机功率直接传递到车的前轮和发电机上。电控式变速器将汽油机、发电机和电动机的功率输出加以混合，从而达到汽车加速和减速的需要。2002年，丰田ESTIMA混合动力面包车投产，其混合动力系统采用了世界首次批量生产的电动4轮驱动及4轮驱动力/制动力综合控制系统，它给混合动力汽车的行驶性能带来了革命性的改进。所有这些都表明丰田公司在普及混合动力系统的低燃耗、低排放和改进行驶性能方面已经走在了世界同业前列。丰田汽车公司计划20l2年在其全部汽车产品上采用汽油电力混合动力发动机，以提高燃油经济性和降低排放污染。
美国1993年9月启动新一代汽车伙伴计划，其时间表为：1997年完成技术选择，2000年推出概念车，2004年推出能用于投产的式样车。当年，美国能源部与三大汽车公司签订了混合动力汽车开发合同，其中通用汽车公司投入1.48亿美元，福特投入1.38亿美元，克莱斯勒投入8480万美元，进行为期6年的研制开发工作。 1997年，PNGV计划已完成了新一代汽车的技术选择，经过充分酝酿，认真筛选，确定了轻质材料、混合动力、高性能引擎(四冲程直燃式引擎)
和燃料电池(PEM燃料电池)为PNGV的技术主要方向。在美国47个州的21个联邦实验室，51所大学中，有1200多个PNGV的研究专案正在进行中，PNGV计划已使美国全国形成了一个汽车技术创新的国家行动。经过多年努力，三大公司于1998年北美国际汽车展上分别展出了样车。在此基础上，现已按期推出三款混合动力轿车--通用Precept、福特Prodigy、克莱斯勒Dodge ESX3，三款车均接近或实现了3升/百公里的目标。其中，通用汽车Precept是目前唯一达到新一代汽车协作伙伴关系(PNGV)油耗要求的车型。这是一辆四门、五人座轿车，其驱动系统系由一台3缸1.3升直喷柴油引擎与两台电动机(包括驱动前轮的电动机和驱动后轮的柴油-电动机组)及一台手动自动变速箱组成，而电动机可吸收刹车过程中的制动能量，并给以上的电池组充电。据统计，美国市场上售出混合动力汽车接近7万辆，2002年美国的混合动力汽车市场规模达到35000辆。美国已有近20个城市在试用混合动力公共汽车，欧洲各大汽车厂商也纷纷推出了混合动力汽车。法国BE集团先后推出了贝灵格型和萨拉型混合动力汽车。萨拉型混合动力汽车以雪铁龙的Estate加长型轿车为原型，配备一个55kWDE的汽油内燃机发动机和一个25kW的电动机，排放量较同类普通汽车降低35%，一次行程可高达1000km。
随着石油供应的日趋紧缺和环境污染的日益加剧，电动车这种以电能为动力的交通工具凭借其节能、环保的优点日渐成为业界关注的焦点。20世纪80年代以来, 许多发达国家纷纷投入巨资研发电动汽车，我国的“863 计划”也已明确将电动汽车作为重点攻关项目。目前，我国电动汽车的研发水平与发达国家基本上处在同一起跑线上，在某些方面甚至超过国外。1999年，清华大学与厦门金龙联合汽车工业有限公司合作研制成功国内第一辆混合动力轻型客车。2001年底，国家"863"电动汽车科技攻关项目正式启动，第一批项目中主要是混合动力汽车，目前正在进行当中。一汽和东风汽车集团联合所在地高校和研究所，在各自客车底盘上，研发混合驱动公共汽车和大型客车。此外，东风电动汽车公司还承担了混合动力轿车的研究开发。"十五"目标是攻克关键技术，推出新产品，主要研究内容包括：发动机、电动机、蓄电池等各种单元技术；各系统的电子控制技术和
整车的动力系统优化与控制技术，应节省燃料50%，排放下降80%；制动能量回收技术，应能回收30%制动能量。目前，混合动力汽车主要研发成果如下：东风电动车辆股份有限公司开发出混合动力汽车。其中，EQ7200HEV型混合动力轿车以风神蓝鸟轿车为平台，以满足未来城市公务、出租用车需求为目标，最大限度利用东风公司现有产品平台及社会资源开发而成，实现产品系列化、通用化、标准化设计。主要技术参数：最高车速160km/h；锂离子电池。EQ6110HEV 型混合动力城市公交车采用混联方案，专为2008年北京奥运会公交用车而开发。主要性能参数：采用东风汽车公司生产的康明斯6BTA型柴油机(最大转矩488Nm，额定转速2200rpm)、中科院电工所研制的交流电机，纯电池电动运行最高车速31km/h，最大功率27kW，最大电流119A；发动机和电机混合驱动；最高车速
72km/h。
天津清源电动车辆有限公司开发出混合动力中型客车。其主要技术特点：使用燃油和电力双能源，同时兼顾了传统汽车的方便性和电动汽车的环保性能；排放达到欧III标准，燃油经济性提高15%以上；适于城市和城际之间的公共交通。主要技术指标：尺寸参数 7210×2110×2670(mm)；总重量 7t ；座位数 22＋10 ；发动机类型 CY4105Q型柴油机；发动机最大功率 72kW；变速器 5档机械变速；电机类型交流异步(矢量控制)；电机功率 10 kW ；电池类型免维护铅酸电池；电池容量 100Ah ；最高车速时速110km以上；最大爬坡度 20%以上；制动距离小于10m(时速30公里)。
深圳明华环保汽车有限公司开发出混合动力电动轻型客车。其技术特点：采用并联式混合动力系统，内燃机采用达到欧洲二号尾气排放标准的柴油机；电动机采用国际先进的异步交流电机，具有变频调速的矢量控制系统；自身反充功能：内燃机做动力源驱动车辆行驶中可同时通过电动机/发电机功能互换将发动机用作发电机为车载蓄电池组充电以补充能量，提高电驱动续驶里程。
北京嘉捷博大电动车有限公司和常州客车厂合作开发了我国第一辆以燃气
涡轮机作为动力机的混合动力电动大客车。该车长11.5 m，宽2.48 m，高3.6 m，46座，排放指标低于2008年将在欧洲开始执行的欧Ⅴ标准，是当前理想的城市环保型公交车和旅游车。
第一汽车集团公司、美国电动车(亚洲)公司、汕头国家电动汽车试验示范区三方共同合作推出一款混合动力轿车--红旗CA7180AE。该款串联式的混合动力轿车属中高档， 13kW汽油机， 15kW直流电机，144v(105Ah)铅酸电池，4×2前驱动形式，最高车速可达135km/h。
就目前的形势来看，混合动力电动车拥有的特点是混合动力电动汽车具备了良好的动力性能、良好的燃油经济性、清洁环保、经济实用，但为了达到提高车辆的动力性、经济性和环保性, 就需要采用当代最先进的内燃机技术深入分析低油耗特性；选择比功率、比能量和效率最高、扭矩密度最大的电机, 研究它的低速大转矩、效率和再生制动能量回馈性能；经过周密分析和试验研究特性, 最佳选择各自高性能区段的组合与叠加。
另一方面，混合动力汽车成本过高绝对是目前混合动力电动汽车推广应用的主要难点, 这是因为混合动力汽车除了以往的动力装置外, 至少还必须安装电池,
其成本不可能降至普通汽车的水准。因此, 混合动力汽车技术发展的首要难题是降低成本, 这也是今后有待解决的最大课题, 特别是必须降低动力电池、电机驱动系统、电子控制系统等的成本。还有，要提高汽车行驶过程中的能量再生利用效率，.就得从汽车制造阶段着手, 设计改进汽车动力系统, 满足汽车再生制动
回收要求，加强混合动力电动汽车的可靠性, 解决动力电池的使用寿命和可靠性问题, 是混合动力电动汽车推广应用的前提。
6结论
综上所述，鉴于石油资源将趋于枯竭和环境污染日益加剧的现实，国内外汽车制造商在其政府支持下，都在竞相开发各种类型电动汽车。目前，纯电动汽车、燃料电池电动汽车和混合动力汽车三种电动汽车的研发及产业化进展特点是：纯电动汽车技术基本成熟。国外已有少量纯电动汽车进入商业运行，国内处于样车试制阶段。由于动力电池的比能量、比功率小，一次充电行程短、造价高等致命缺憾，大范围的市场化受到一定制约。燃料电池汽车具有燃料多样、效率高、排放少等优点，有可能成为未来汽车的主流，因此受到了国外各大汽车公司的重视，但目前它还面临着许多技术困难。国外正处于研制开发和小批量生产阶段，距离低成本、大量生产的水平尚有差距；国内尚处于研发起步阶段。而混合动力汽车是汽车产业界的一场革命，是汽车最终驶向零排放的过渡，是今后高端产品的一种有效配置，在未来一、二十年内将有很大部分燃油汽车实现混合驱动，与传统燃油汽车分享市场。国内混合动力汽车正处于样车试制阶段，已开发出混合动力轿车、混合动力中巴车、混合动力大客车样车，而国外日本等少数国家汽车制造商已开始了逐年增长的小批量商业化生产，并正在广泛进入世界市场。
参考文献:
［1］郎全栋，《汽车文化》[M].高等教育出版社.
［2］龚金科，《汽车排放及控制技术》[M].人民交通出版社.
［3］黎苏，黎晓鹰，黎志勤编著.汽车发动机动态过程及其控制[M].人民交通出版社.
混合动力汽车发展现状及趋势
混合动力汽车发展现状及趋势 摘要 在能源和环境危机的双重压力之下，汽车行业渐渐从传统地燃油慢慢向新能源汽车转型。其中混合动力汽车在新能源汽车中占有重要的地位。本文主要对混合动力汽车发展的必然性，及其我国在发展中存在的一系列问题进行了分析。指出了混合动力汽车的优缺点，并为其在未来的发展中提出了展望。关键词：混合动力汽车，存在问题，研究前景 引言 随着全球经济的发展, 汽车保有量逐年增加汽车尾气对空气的污染也日益加重, 这对石油资源和生态环境带来极大的挑战。因此汽车行业不得不从传统的耗能模式到节能环保的耗能模式进行转型。近年来，以纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池汽车为代表的新能源汽车取得了重大的进展。但是由于现阶段作为纯电动汽车和燃料电池汽车的关键部件之一的电池存在能量密度低、寿命较短、价格较高和电池本身的污染等问题, 使得电动汽车的发展进度和产业化受到的比较严重的限制。其性价比也无法与传统的内燃机汽车相抗衡。此时混合动力汽车就很好的弥补了电动汽车的缺点。所谓混合动力就是将电动机和辅助动力单元组合作为驱动力，辅助动力单元实际上是一台小型燃料发机或动力发电机组。这样既利用了发动机持续工作时间长, 动力性好的优点, 又可以发挥电动机无污染、低噪声的好处。在现阶段，混合动力有很好的发展前景。 1.国内外发展现状 1.1 国外发展现状
20世纪90年代以来,世界许多著名汽车生产 厂商已将研究的重点转向了可实施性较强的混合动力电动汽车,目前世界上生产、研发HEV 的国家主要有日本、美国和欧洲汽车强国。其中日本的实力最雄厚。 丰田公司1997 年8 月推出其第一款混合动力 汽车Toyota Coaster Hybrid EV minibus, 同年12 月,推出Toyota Prius（普锐斯）这是世界第一款 大量生产的混合动力汽车。自第一代Prius 开始销 售以来,截止到中Prius 标准型每升汽油可行驶35.5 公里。到2010 年7 月31 日,累计销量已超过268 万辆。目前市场上正热销的两款车型分别为 丰田Prius 和本田Insight 。在2010年4 月份举 办的北京车展上,共有8 款日系混合动力汽车展出, 其中丰田第三代普锐斯性能最优越,本田Insight 被 认为同级中最省油,本田CR-Z 具有运动风格受到人 们的关注。日本国内对混合动力汽车产业有长期的发展规划,政府大力扶持产业技术发展,出台一系列税收优惠政策及奖励措施,促进混合动力汽车销售,拉动内需;规划长远发展战略。 美国三大汽车公司原来只是小批量生产、销售过电动汽车,而混合动力和燃料电池电动汽车还未能实现产业化,日本的混合动力电动汽车在美国市场上占据了主导地位。美国能源部与三大汽车公司于1993 年签订了混合动力电动汽车开发合同,并于1998年在北美国际汽车展上出了样车。2005年9 月通用汽车、戴姆勒·克莱斯勒与宝马集团签署了关于构建全球合作联盟,以共同开发混合动力推进系统的合作。2009 年美国混合动力汽车销量达到 29.032 万辆虽然占美国汽车市场份额只有2.8%,但从2005 年起呈逐年上升趋势预计,美国的混合动力汽车2013 年将达到 87.2 万辆,市场占有率将达到5%。 1.2 国内发展现状目前，我国在新能源汽车的自主创新过
电动汽车概论课程报告----混合动力汽车关键技术
摘要 混合动力电动汽车（HEV）的核心是混合动力驱动系统。HEV系统具有高度的复杂性, 混合动力系统设计的关键是系统结构的选择、整车能量管理策略的开发和系统参数的确定。功率分配是系统能量管理策略研究的关键, 随着研究的深人, 自适应控制、模糊逻辑控制、神经元网络控制等方法也得到了有效的运用。文中对子系统的关键技术及整车试验方法和评价体系的建立等方面进行了讨论. 关键词：混合电动汽车电池管理驱动系统逆变器
ABSTRACT Hybrid electric vehicle (HEV) is the core of the hybrid drive system. HEV system with high complexity, hybrid system design is the key to the choice of the structure of the system, the vehicle energy management strategy of development and the system of parameters. Power allocation system energy management strategy is the key. With the deep research, adaptive control, fuzzy logic control, neural network control method is also effectively used. In this paper, the technology and subsidiary system vehicle test method and evaluation system of the establishment are discussed in the paper. Key words：Hybrid electric vehicle battery management drive system inverter
混合动力汽车发展现状及趋势 摘要 在能源和环境危机的双重压力之下，汽车行业渐渐从传统地燃油慢慢向新能源汽车转型。其中混合动力汽车在新能源汽车中占有重要的地位。本文主要对混合动力汽车发展的必然性，及其我国在发展中存在的一系列问题进行了分析。指出了混合动力汽车的优缺点，并为其在未来的发展中提出了展望。 关键词：混合动力汽车，存在问题，研究前景 引言 随着全球经济的发展,汽车保有量逐年增加,汽车尾气对空气的污染也日益加重,这对石油资源和生态环境带来极大的挑战。因此汽车行业不得不从传统的耗能模式到节能环保的耗能模式进行转型。近年来，以纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池汽车为代表的新能源汽车取得了重大的进展。但是由于现阶段作为纯电动汽车和燃料电池汽车的关键部件之一的电池存在能量密度低、寿命较短、价格较高和电池本身的污染等问题,使得电动汽车的发展进度和产业化受到的比较严重的限制。其性价比也无法与传统的内燃机汽车相抗衡。此时混合动力汽车就很好的弥补了电动汽车的缺点。所谓混合动力就是将电动机和辅助动力单元组合作为驱动力，辅助动力单元实际上是一台小型燃料发机或动力发电机组。这样既利用了发动机持续工作时间长,动力性好的优点,又可以发挥电动机无污染、低噪声的好处。在现阶段，混合动力有很好的发展前景。 1.国内外发展现状 1.1国外发展现状 20世纪90年代以来,世界许多著名汽车生产厂商已将研究的重点转向了可实施性较强的混合动力电动汽车,目前世界上生产、研发HEV的国家主要有日本、美国和欧洲汽车强国。其中日本的实力最雄厚。 丰田公司1997年8月推出其第一款混合动力汽车Toyota Coaster Hybrid EV minibus,同年12月,推出Toyota Prius(普锐斯)这是世界第一款大量生产的混合动力汽车。自第一代Prius 开始销售以来,截止到中Prius标准型每升汽油可行驶35.5公里。到2010年7月31日,累计销量已超过268万辆。目前市场上正热销的两款车型分别为丰田Prius和本田Insight。在2010年4月份举办的北京车展上,共有8款日系混合动力汽车展出,其中丰田第三代普锐斯性能最
汽车新动力━━━HEV 综述 戴梦萍1 纪永秋2 （1.山东理工大学机械工程学院，255000;2.山东水利技术学院，255000） 摘要：介绍了混合动力电动汽车（HEV ）的概念、HEV 动力总成的组成及型式，阐述了其基本工作原理和驱动模式。 关键词：混合动力电动汽车；串联；并联；混联；驱动模式 随着世界经济的持续增长和世界人口的增加、人民生活水平的提高，人均能源消耗将会高速增加，环境污染会变得更加严重。开发新的替代能源、提高热能转换效率和节约能源被认为是解决或缓解环境污染和保障能源供给的有效办法。汽车燃油发动机是消耗矿石能源和制造环境污染的大户，研发替代燃油发动机的新动力势所必然。替代燃油发动机汽车的方案也越来越多，例如氢能源汽车、燃料电池汽车、混合动力汽车等。但目前最有实用性价值并巳有商业化运转的模式，只有混合动力电动汽车。 根据国际机电委员会下属的电力机动车技术委员会的建议，混合动力电动汽车是指由两种和两种以上的储能器、能源或转换器作驱动能源，其中至少有一种能源提供电能的车辆称为混合动力电动汽车。本文介绍的仅是既有内燃机又有电动机驱动的混合动力电动汽车。混合动力电动汽车的关键是混合动力系统，它的性能直接关系到混合动力汽车整车性能。经过十多年的发展，混合动力系统总成已从原来发动机与电机离散结构向发动机、电机和变速器一体化结构发展，即集成化混合动力总成系统。 1 混合动力电动汽车的组成及种类成 1.1 混合动力总成按照驱动系统能量流和功率流的配置结构关系，可分为串联式（Series hybrid system ）（两种）、并联式（Parallel hybrid system ）和混联式（）等三种。（如图1 （a( （a ） 减（变）速器 车轮 车轮 发动机 发电机 蓄电池 电动机 车轮 车轮 发动机 发电机 蓄电池 电动机 减（变）速器 (a) (b)
一、混合动力汽车概述 1.1混合动力汽车 通常所说的混合动力一般指油电混合动力，即燃料（汽油，柴油）和电能的混合。混合动力汽车（Hybrid Electrical Vehicle, 简称HEV) 是指同时装备两种动力来源——热动力源（由传统的汽油机或者柴油机产生）与电动力源（电池与电动机）的汽车。 1.2混合动力汽车分类 1.2.1 只用电动马达驱动行驶的电动汽车“串联方式”。燃料发动机只作为动力源，汽车只靠电动马达驱动行驶，驱动系统只是电动马达。以发动机为主动力，电动马达 作为辅助动力的“并联方式”。 这种方式主要以发动机驱动行 驶，利用电动马达所具有的再 启动时产生强大动力的特征， 混联式（PSHEV） 在低速时只靠电动马达驱动 行驶，速度提高时发动机和电 动马达相配合驱动的“串联、 并联方式”。启动和低速时是 只靠电动马达驱动行驶，当速
1.2.2按照车辆对电能的依赖程度分类 二、国外混合动力汽车发展现状 2.1日本混合动力汽车市场发展现状
2.1.1日本混合动力汽车市场销量 丰田汽车在1997年推出了混合动力车型，到2012年4月份在日本累计销售170万辆，其中丰田普锐斯系列混动车型销量达137万辆。本田从1999年开始销售混动车型，到2009年1月累计销售25239辆，而本田Insight车型在2010年3月推出之后的一年内销量就突破10万辆 2.1.2日本混合动力政策
2.1.3日本混合动力代表车型介绍 丰田公司第一代普锐斯上市 1997 2001 2009 2012 2020
Toyota Prius α-2012 Toyota Prius c-2011 Honda Insight-2012 Honda Civic-2011 尺寸（长×宽×高）4615×1775×1574mm 4000×1690×1450mm 4376×1695×1425mm 4504×1754×1430mm 混合动力模式全混+行星齿轮全混中混中混-第四代IMA混合动力系统发动机 1.8 L 2ZR-FXE I4 Dual VVT-i 73Kw/5200rpm 1.5L 1NZ-FXE VVT-i I4 54KW 1.3 L LDA series I4 i-VTEC 73kw/5800rpm 1.5-liter i-VTEC 发动机 69kw/6000rpm 电动机60kw 45kw 直流无刷电机，10kw - 电池类型201V镍氢电池- 镍氢蓄电池锂离子电池百公里油耗 5.6L 2.86L 5.6L 5.3L 2.2美国混合动力汽车市场发展现状 2.2.1美国市场混合动力车型销量 美国作为全世界最大的混合动力市场，到2011年5月累计市场销量已突破200万辆。从1999年至2012年5月混合动力轿车及SUV车型总销量达到2,303,825辆，其中丰田普锐斯系列车型销量为1,175,034辆，占51%的市场份额。
并联式式混合动力汽车的全速控制策略 摘要：并联式混合动力汽车综合了传统汽车和电动汽车的优点，不仅具有低油耗、低排放等优点，而且续驶里程不受限制，是目前最有希望替代传统汽车的方案。因此，对混合动力汽车关键技术的研究具有非常重要的应用价值。利用瞬态优化控制策略，通过对发动机、电动机、电动机在不同功率进行分配组合，来确定混合动力系统最佳工作模式和工作点切换。本文利用混合动力汽车的数学模型，在MATLAB/Simulink环境中建立了前向仿真模型，进行整车控制策略的研究，并对全速范围的运行控制策略进行了验证。 关键词：并联式混合动力汽车 MATLAB/Simulink 全速范围1 引言 并联式混合动力电动汽车主要由发动机、电动/发电机、电池组、能量管理系统等部件组成，与串联式混合动力电动汽车不同的是，发动机和电动/发电机以机械能叠加的方式来驱动汽车，可以组合成不同的功率输出模式。发动机功率和电动/发电机功率约为电动汽车所需最大驱动功率的50%～100%，其能量利用率高。因此，可以采用小功率的发动机与电动/发电机，使得整个动力系统的装配尺寸、质量都较小，造价也更低，行程也可以比串联式混合动力电动汽车的长些，但布置结构相对复杂，实现形式也多样化，其特
点更加接近内燃机汽车。并联式式混合动力驱动系统通常应用在小型混合动力电动汽车上。 因此，并联式驱动系统最适合在城市间道路和高速公路上行驶，工况稳定，发动机经济性和排放性都会有所改善，和混联式混合动力电动汽车相比较而言结构简单，价格也容易被广大消费者接受，因此，在电池技术问题没有得到很好的解决的情况下，它有望在不久的将来成为汽车商业的主流产品。 2 并联式式混合动力汽车的关键技术 混合动力汽车兼具传统燃油汽车和纯电动汽车的优点，是二者的完美结合，这个结合的纽带就是混合动力汽车的整车控制系统，整车控制系统的主要功能是进行整车能量管理和混合动力系统的控制。整车控制系统如同混合动力汽车的大脑，指挥各个系统的协调工作，以达到效率、排放和动力性的最优，同时兼顾行驶的平稳性。整车控制系统根据驾驶员的操作，如加速踏板、制动踏板、变速杆的操作等，判断驾驶员的意图，在满足驾驶需求的前提下，最优的分配电机、发动机、电池等动力部件的功率输出，实现能量的最优管理，使有限的燃油发挥最大的功效。 目前的混合动力汽车都不需要外部充电，因此，与传统汽车一样，混合动力汽车的能量全部来自于发动机的燃料燃烧所释放的热能，电机驱动所需的电能是燃料的热能在车
一、项目名称 低能耗插电式混合动力乘用车关键技术及其产业化 二、推荐意见 我单位认真审阅了该项目推荐书及附件材料，确认全部材料真实有效，相关栏目均符合国家科学技术奖励工作办公室的推荐要求。 该项目围绕我国重大科技与战略性新兴产业需求，在国家863计划和三部委新能源汽车产业技术创新工程项目资助下，立足于插电式混合动力乘用车关键技术的自主创新，在全新的插电式混合动力系统产品结构方案、智能能量管理及驾驶品质控制、电池管理系统三大核心技术领域均有重大原始创新和突破，获得51项发明专利授权（包括3项国际发明专利）；实现了插电式混合动力乘用车产品能效的全面超越、驾驶性能的高品质和运行的安全可靠；从根本上改变我国在乘用车领域长期跟随国外技术的局面，实现了大批量规模化生产，取得了显著的经济效益和社会效益；项目技术水平达到国内领先、国际先进水平，对推动汽车工业技术进步具有非常重要的意义。2016年获得中国汽车工业科学技术奖一等奖。 对照国家科学技术进步奖授权条件，推荐该项目申报国家科学技术进步奖一等奖。 三、项目简介 该项目属于交通运输学科节能与新能源汽车技术领域。发展新能源汽车是解决能源危机和环境污染的战略举措，也是从汽车大国迈向汽车强国的必由之路。插电式混合动力乘用车（以下简称PHEV）结合了混合动力与纯电动车的优势，成为国内外竞相研发和推广的车型。为从根本上改变我国在此领域长期跟随国外技术的局面，该项目提出了一种全新的插电式混合动力系统产品结构方案，实现了能效的全面超越、驾驶性能的高品质和运行的安全可靠。主要创新点如下： 1．机电耦合装置是决定混合动力系统性能的基础。首次提出串并联构型机电耦合电驱变速箱（以下简称EDU）技术，不同于日本丰田、德国大众的新型混合动力系统机电耦合方案，通过同轴布置双电机、双离合器、同步器变速，实现发动机、ISG电机和驱动电机3个动力源的自由组合，具备最佳转矩协同和解耦特性，获得了3项国际发明专利授权。在此基础上，通过优化的能量管理开发的PHEV产品能耗低于丰田普锐斯Ⅲ、本田雅阁9、大众高尔夫GTE等国际代表性PHEV产品。 2．混合动力系统多状态的平滑切换是决定整车驾驶品质的关键。通过多阶段同步器退挡与进挡控制、3个动力源转速协调控制和转矩恢复控制、以及同步器与离合器半结合点自学习控制等控制策略，实现了PHEV整车精准平顺的档位切换，以及纯电、串/并联混合驱动等模式的智能选择与切换，满足了客户对新能源汽车驾驶乐趣和舒适性的需求。
混合动力汽车发展现状及 趋势分析 (本文为word格式，下载后可任意修改)
摘要 在能源和环境危机的双重压力之下，汽车行业渐渐从传统地燃油慢慢向新能源汽车转型。其中混合动力汽车在新能源汽车中占有重要的地位。本文主要对混合动力汽车发展的必然性，及其我国在发展中存在的一系列问题进行了分析。指出了混合动力汽车的优缺点，并为其在未来的发展中提出了展望。 关键词：混合动力汽车，存在问题，研究前景 引言 随着全球经济的发展,汽车保有量逐年增加,汽车尾气对空气的污染也日益加重,这对石油资源和生态环境带来极大的挑战。因此汽车行业不得不从传统的耗能模式到节能环保的耗能模式进行转型。近年来，以纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池汽车为代表的新能源汽车取得了重大的进展。但是由于现阶段作为纯电动汽车和燃料电池汽车的关键部件之一的电池存在能量密度低、寿命较短、价格较高和电池本身的污染等问题,使得电动汽车的发展进度和产业化受到的比较严重的限制。其性价比也无法与传统的内燃机汽车相抗衡。此时混合动力汽车就很好的弥补了电动汽车的缺点。所谓混合动力就是将电动机和辅助动力单元组合作为驱动力，辅助动力单元实际上是一台小型燃料发机或动力发电
机组。这样既利用了发动机持续工作时间长,动力性好的优点,又可以发挥电动机无污染、低噪声的好处。在现阶段，混合动力有很好的发展前景。 1.国内外发展现状 1.1国外发展现状 20世纪90年代以来,世界许多著名汽车生产厂商已将研究的重点转向了可实施性较强的混合动力电动汽车,目前世界上生产、研发HEV的国家主要有日本、美国和欧洲汽车强国。其中日本的实力最雄厚。 丰田公司1997年8月推出其第一款混合动力汽车Toyota Coaster Hybrid EV minibus,同年12月,推出Toyota Prius(普锐斯)这是世界第一款大量生产的混合动力汽车。自第一代Prius开始销售以来,截止到中Prius标准型每升汽油可行驶35.5公里。到2010年7月31日,累计销量已超过268万辆。目前市场上正热销的两款车型分别为丰田Prius 和本田Insight。在2010年4月份举办的北京车展上,共有8款日系混合动力汽车展出,其中丰田第三代普锐斯性能最优越,本田Insight被认为同级中最省油,本田CR-Z具有运动风格受到人们的关注。日本国内对混合动力汽车产业有长期的发展规划,政府大力扶持产业技术发展,出台一系列税收优惠政策及奖励措施,促进混合动力汽车销售,拉动内需;规划长远发展战略。
只是临时替代产品！油电混合动力详解 如今节能减排已经成为一件很热门的事同时也是一件很重要的事，大到胡爷爷和奥巴马碰面都要谈。而对于汽车领域来说，同样也很热门，各个厂家都在竭尽所能的推出各种环保汽车。为汽车寻找代替能源，降低油耗甚至实现零油耗零排放，已经成为每一家车企的目标。 但在这之前，油电混合动力系统显然更有实际意义。下面我们将为大家简单介绍混合动力系统的分类和简单工作原理，以及如今各个厂家的混合动力代表车型。 本文导读： 1.目前关于油电混合动力汽车有很的说法，微混合、轻度混合动力、重混合动力、插入式混合动力等等，汽车探索为您解读它们分别是什么意思。 2.为您介绍混合动力汽车的发动机有什么特色，所用的电池有哪几种。 混合动力汽车由来已久
可能您会觉得难以置信，混合动力汽车已经有了上百年的历史。大名鼎鼎的费迪南德·保时捷在上世纪末就为一家名为Jacob Lohner的公司开发出一款油电混合动力汽车，甚至造出了四驱版本。 Lohner-Porsche的四驱车型 Lohner-Porsche的赛车型号
美国专利局关于“Mixed Drive for Autovehicles”的专利 如果您有机会查一查美国专利局那些被尘封的资料，会惊奇的发现今年的3月2日距美国的第一个混合动力汽车专利已经过去了整整一个世纪！1909年，身在比利时的德国人Henri Pieper 取得了一项名为“Mixed Drive for Autovehicles”的专利。 分类：目前主要以并联、混联为主，按混合度分类的说法也很常见 当然，以上的例子跟我们今天要说的混合动力汽车关系并不大。现代的混合动力汽车是从上世纪90年代末才开始逐渐发展起来的。按照其工作方式，大体上可以分为串联、并联和混联三种。 串联式：已经被淘汰 简单地说，串联式混合动力汽车的工作方式就是用传统发动机直接通过发电机为电池充电，然后完全由电动机提供的动力驱动汽车。其目的在于使发动机长时间保持在最佳工作状态，从而达到减排的效果。这种方式的好处是发动机可以不受行驶状态的影响，一直处于最佳工作状态，对于改善排放大有好处，但转换效率偏低。这种方式由于局限比较多，目前已不多见。丰田曾经将这种方式应用在考斯特上，并进行了批量生产。
48V关键技术介绍 关于48V轻混构架及其控制功能开发，由于环境问题、能源危机问题的存在，汽车厂商一直在寻求更加节能环保的新型技术，近年来由于电池和电机技术的发展，促使了电动汽车的发展，由于电池能量密度等关键技术的限制使得电动汽车的续航里程无法满足实际需要。混合动力汽车技术就是在这种背景下产生的，结合电机的输出扭矩特点，与传统发动机配合工作，使传统发动机工作在最佳的工作区域，使得发动机的经性和排放水平得到较大的提高。48V混动系统，是在原低压系统的基础上发展起来的，克服了低压系统功率小电流过大的问题，48V 混动系统是目前最受汽车行业关注的系统。 48V混动结构有很多种，最简单的就是在原来传统车上直接添加启停系统，结构简单容易实现改装成本较低。系统通过BSG系统快速地启动发动机，也就消除了发动机在怠速工作时的油耗、排放与噪声，相当于降低汽车排量0.2-0.3L，可以节油10%左右，减少二氧化碳排放12%左右。车在怠速和起步时，仅靠电力驱动，当车速超过5Km/h时，汽油发动机才开始工作。不足的是当开启空调系统时，不能实现电力驱动。 BSG技术具有以下几个特点：1.降低燃油消耗和有害物排放。装备了 BSG 起动、停止系统的汽车能够在车辆停止的同时自动关闭发动机，当驾驶员踩下离合器踏板准备起步时再重新点火，此举能够降低大约 8%的燃油消耗和有害物质排放。发动机暖机起动所消耗的燃料大约相当于怠速运转 0.7s 消耗的燃料。因此，只要车辆停止时间超过1s，就可以通过该系统降低油耗和排放。2.应用成本低，对发动机原有结构改动小，易实现产业化。BSG 系统不仅能够最大限度地减少传动力汽车在短暂停车时因发动机空转而产生的油耗和废气、噪声污染，而且具有应用成本低、对发动机原结构改动小、易实现产业化等优点。因此，在未来一段时间内搭载该系统的汽车很有可能会大量涌现。3.该电机在电池组驱动下，仅需要几百毫秒时间，就可以让处于停止状态的发动机转速达到 3000r/min，由于电机功率足够强大，BSG系统带动发动机重新点火的成功率非常高，在车辆起步时，驾乘人员通常不会感受到任何延迟。BSG 汽车有4种基本工作模式：1.起动工况起动时，BSG 电机在短时间加速至怠速转速以上，然后汽油机才开始
新能源汽车的现状与发展趋势 摘要：在能源危机和环境污染问题的压力下，寻找替代石油的新能源车成了必然的选择。本文对新能源汽车包括混合动力汽车、纯电动汽车、燃料电池汽车等定义、分类及特点进行了总结，综述了各类新能源汽车最新技术进展及其性能，通过分析新能源汽车应用现状，指出纯电动汽车和燃料电池汽车推广应用需解决的问题，对各类新能源汽车的发展前景进行了展望。 关键词：混合动力汽车，纯电动汽车，燃料电池，技术，现状，应用前景。 1 前言 1.1寻求新动力源的背景 随着世界能源危机和环保问题日益突出，汽车工业面临着严峻的挑战。一方面，石油资源短缺，汽车是油耗大户，且目前内燃机的热效率较低，燃料燃烧产生的热能大约只有35%—40%用于实际汽车行驶，节节攀升的汽车保有量加剧了这一矛盾；另一方面，汽车的大量使用加剧了环境污染，城市大气中CO的82%、NOx的48%、HC 加剧了温室效应，汽车的58%和微粒的8%来自汽车尾气，此外，汽车排放的大量CO 2 噪声是环境噪声污染的主要内容之一。我国作为石油进口国和第二大石油消费大国，污染严重，世行认定的20个污染最严重的城市有16个在中国。国内汽车产品水平与国外差距很大，平均油耗高出10%—30%，排放约为15—20倍，汽车工业面临的压力更大。 《新能源汽车生产企业及产品准入管理规则》已于2009年7月1日正式实施，《规则》强调说明：新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源（或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置），综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。新能源汽车包括混合动力汽车、纯电动汽车（BEV，包括太阳能汽车）、燃料电池电动汽车（FCEV）、氢发动机汽车、其他新能源（如高效储能器、二甲醚）汽车等各类别产品。 1.2 我国发展新能源汽车的重要意义 (1)发展新能源汽车是国民经济可持续发展的需要 我国用于汽车能源的石油资源是有限的，在几十年后必然会出现枯竭，要大量依赖从
更多电动汽车相关资料论文可联系jijimaoioy@https://www.doczj.com/doc/7810169498.html,,与同行共同探讨 动力汽车发展现状和建议 周鹤良 (中国电工技术学会电动车辆专业委员会) 孙立清 (北京理工大学电动车辆工程技术中心、中国电工技术学会电动车辆专业委员会) 魏峰 (中国电工技术学会电动车辆专业委员会) 摘要：近年来，混合动力电动汽车在世界上获得了快速的发展。它不但开始产业化，也在一些国家快速开始商业化。我国的混合动力汽车得到了国家和各级地方政府的高度重视，获得了长足进步。与此同时，丰田与一汽、GM与上汽在混合动力汽车领域的合作，也给我国地混合动力汽车技术和产业地发展提出了前所未有的挑战。国内多家的开发经验值得总结和借鉴。尤其是如何应对国际竞争方面，我们很有必要总结和探讨。中国汽车工业的发展特点，我们在混合动力汽车方面的优势和劣势，我们的最终目标和现阶段的可能目标，发展的速度和质量要求等一系列问题都值得探讨。尤其是我国是一个汽车产品结构复杂的国家，而且随着社会经济的发展，这些也在变化。面对明显的趋势是公路客运和货运的突飞猛进以及家庭轿车的迅速发展，城市公共交通的迫切需求，在混合动力汽车方面该如何应对？本文依据有关资料，对我国混合动力汽车发展的现状加以分析并提出建议供业界参考。 关键词：混合动力汽车；现状；建议 一、背景 自从2001年起我国科技部开始设立“三纵三横”电动汽车专项以来，我国已经按照汽车产品开发规律，在电动汽车关键单元技术、系统集成技术及整车技术上取得了重要进展，建立了国家研发技术标准平台、测试检验平台、政策法规平台以及示范应用平台。到去年底，已经起草完成整车13项新标准、修订5项标准，制定6项关键零部件产品测试规范。在北京、天津、上海、大连已分别建立起包括电动汽车动力蓄电池、驱动电机、燃料电池发动机在内的6个检测基地和试验平台；在北京、武汉、天津、威海等几个城市开展电动汽车商业化试验示范运营，试验运行电动汽车超过60辆。目前，我国电动汽车研发正值热潮，已形成200多家企业、高校和科研院所，2000多名以中青年技术骨干为主组成的稳定研发队伍，申请了超过520项国内外专利。我国在电动汽车领域的核心 1
ＸＸＸＸＸＸＸ学院 毕业论文 论文题目混合动力汽车技术及发展趋势分析学生姓名ＸＸＸ 专业汽车检测与维修 班级汽修Ｘ班 学号ＸＸＸＸＸＸ 指导教师ＸＸＸ 201６年４月 20日
目录 1 引言 (4) 2 混合动力汽车的类型和特点 (5) 2.1串联式混合动力汽车 (5) 2.2并联式混合动力汽车 (6) 2.3混联式混合动力汽车 (7) 3 混合动力汽车的核心技术研究与发展 (9) 3.1混合动力汽车用电池 (9) 3.1.1混合动力汽车对电池的特殊要求 (9) 3.1.2 混合动力汽车电池的发展 (10) 3.1.3 混合动力汽车电池的管理 (10) 3.2 混合动力汽车电机驱动系统 (11) 3.3 混合动力汽车中电力电子技术的应用 (12) 4 混合动力汽车需要解决的关键技术 (13) 4.1混合动力单元技术 (13) 4.2能量存储技术 (14) 4.3汽车集成电力电子模块技术 (15) 结论 (16) 致谢 (17) 参考文献 (18)
摘要 随着石油供应的日趋紧缺和环境污染的日益加剧，电动车这种以电能为动力的交通工具凭借其节能、环保的优点日渐成为业界关注的焦点。20世纪80年代以来, 许多发达国家纷纷投入巨资研发电动汽车，我国的“863 计划”也已明确将电动汽车作为重点攻关项目。社会对环境和节能的重视有力地促进了混合动力车辆的发展。本文分析了国内外混合动力汽车的研究现状，介绍了混合动力汽车的主要结构形式与工作特点，指出了混合动汽车目前需要解决的主要问题和采用的关键技术，并对其发展前景进行了预测。 关键词：环境；能源；混合动力
1引言 通常所说的混合动力一般是指油电混合动力，即燃料（汽油，柴油）和电能的混合。混合动力汽车是有电动马达作为发动机的辅助动力驱动汽车。混合动力汽车的燃油经济性能高，而且行驶性能优越，混合动力汽车的发动机要使用燃油，而且在起步、加速时，由于有电动马达的辅助，所以可以降低油耗，简单地说，就是与同样大小的汽车相比，燃油费用更小，而且，辅助发动机的电动马达可以在启动的瞬间产生强大的动力，因此，车主可以享受更强劲的起步、加速。同时，还能实现较高水平的燃油经济性。 混合动力电动汽车（HEV）将内燃机、电动机与一定容量的蓄电池通过控制系统相组合，电动机可补充提供车辆起步、加速时所需转矩，又可以存储吸收内燃机富余功率和车辆制动能量，从而可大幅度降低油耗，减少污染物排放。混合动力汽车虽然没有实现零排放，但其动力性、经济性和排放等综合指标能满足当前苛刻要求，可缓解汽车需求与环境污染及石油短缺的矛盾。所以自从90年代以来，全球刮起了研究混合动力的风暴。日本丰田率先将混合动力车商品化，于1997年推出Prius，随后的时间里，多家日本汽车公司实现了多款混合动力的商品化。在美国，克林顿政府上台不久，为了开发新一代汽车，由美国政府促进，于1993年9月29日发起了新一代汽车伙伴计划即PNGV，目标是开发低油耗的混合动力汽车。然而该计划最终被废止，没有达到预订的2005年左右推出商品化的混合动力汽车的目标。 随着机动车保有量的持续增长，我国机动车污染物排放总量持续攀升。2003年全国机动车碳氢化合物、一氧化碳和氮氧化物排放量是1995年相应污染物排放总量的2.51、2.05和3.01倍。事实上，汽车所产生的空气污染量比任何其他单一的人类活动产生的空气污染量都多。全球因燃烧矿物燃料而产生的一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化物的排放量，几乎50%来自于汽油机和柴油机。 最近几年，我国对环境保护的投入不断加大。通过政府的努力，我国城市空气质量总体上也有所好转。随着石油供应的日趋紧缺和环境污染的日益加剧,电能为动力,节能、环保为特色的电动汽车逐渐成为业界关注的焦点。近10多年来,世界各大汽车产业集团陆续投入巨额资金研发电动汽车技术,目前均已从实验室
浅谈混合动力汽车工作模式和控制策略 王志杰 （福建信息职业技术学院福州，350003） 摘要：依据混合动力电动汽车发展现状,介绍串联式、并联式和混联式的混合动力电动汽车的概况,探讨三种结构方式下的工作模式及其能量流动和几种典型控制策略。 关键词:混合动力汽车；HEV；控制策略； 0 前言 近几十年来,世界各国汽车工业都一直面对能源安全与环境保护两大挑战,为此,各国政府纷纷制定相应的对策,力图开发新一代的清洁节能型汽车。从上世纪90年代开始,全球各大汽公司首先把目光投放到电动汽车研究上,但由于车用蓄电池的能量密度低、质量较大,使得纯电动汽车的续驶里程短且成本较高,很难实现市场化，而混合动力汽车的出现正好解决了这一难题。 混合动力汽车（Hybrid-Electric Vehicel,缩写HEV）是将电动机与辅助动力单元组合在一辆汽车上做驱动力，辅助动力单元实际上是一台小型燃料发动机或动力发电机组。混合动力汽车结合了传统和电动驱动系统的特点，即明显减少汽车排放和降低油耗，又有大的行程。 控制策略是混合动力汽车的核心,它根据驾驶员意图和行驶工况,协调各部件间的能量流动合理进行动力分配,优化车载能源,提高整车经济性,适当降低排放,并在不牺牲整车性能的况下,实现两者之间的折中优化。 本文就混合动力汽车工作模式、能量流动和控制策略作了初步的论述，使人们对混合动力汽车技术有一定了解。 1 混合动力汽车技术 1.1串联式混合动力汽车 串联式混合动力电动汽车由发动机、发电机和电动机三大主要部件总成组成。发动机仅仅用于发电，发电机所发出的电能供给电动机，电动机驱动汽车行驶。发电机发出的部分电能向电池充电，来延长混合动力电动汽车的行驶里程。另外电池还可以单独向电动机提供电能驱动电动汽车，使混合动力电动汽车在零污染状态下行驶。 1.1.1工作模式及其能量流动 1.1.1.1纯蓄电池模式 当混合动力汽车负荷小(空载)时，由电池驱动电动机带动车轮转动，此时的能量流 动如图1所示。 1.1.1.2纯发动机模式 载荷比较大时，则由发动机带动发电机发电驱动电动机带动车轮转动。此时的能量流动如图2所示。 1.1.1.3混合驱动模式 当车处于启动、加速、爬坡的工况时，发动机-发电机和蓄电池共同向电动机提供电能。能量流动图如图3所示。
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/7810169498.html, 混合动力汽车及关键技术综述 作者：程艳 来源：《硅谷》2010年第01期 [摘要]随着能源和污染问题的日益严峻,对混合动力汽车的需求逐渐显现。因此,通过对混 合动力汽车的概念及含义、混合动力汽车的优点、混合动力汽车类型等方面的介绍,论述混合 动力汽车的关键技术。 [关键词]混合动力汽车辅助动力单元关键技术控制策略 中图分类号:TP2文献标识码:A文章编号:1671-7597(2010)0110164-01 面临环境污染和能源枯竭的双重威胁,包括美国、日本和欧洲在内的世界各大汽车生产国 己相继制定出日益严格的环境法规。传统汽车受到发动机自身技术发展的限制难以满足日益苛刻的法规要求,混合动力汽车的特性决定其在汽车发展过程中起着承上启下角色,是汽车近、中期发展的重点。 1 混合动力汽车概念 混合动力汽车是传统汽车向电动汽车转变的过渡产品。国际电工委员会(IEC)电动汽车技术委员会将混合动力汽车(HEV:Hybrid Electric Vehicle)定义为:有一种以上能量转换器提供驱动动力的混合型电动汽车,也可简单定义为将电力驱动和辅助动力单元(Auxiliary Power Unit, APU)合用到一辆车上。 2 混合动力汽车的优点 混合动力汽车较电动汽车和传统内燃机汽车有以下优点:①电池的容量减小,电动汽车自重过大的矛盾有所减缓;②辅助动力单元(APU)的选用,使混合动力汽车的续驶里程和动力性能可以达到当前内燃机的水平;③虽然辅助动力单元中的原动机会有一定的废气排放产生,但由于原动机主要工作在最佳工况点附近,比传统内燃机汽车在低速、怠速、加速及最高速时内燃机变 工况时的废气排放相比可达到超低排放水平;④制动能量回收系统可节省能量,同时提高制动系统的可靠性和延长制动器的使用寿命;⑤利用原动机输出的动力直接带动车内空调、暖风、制动空压机(或真空泵)、动力转向系统等,无需消耗电池组内有限的电能,保证了乘员的舒适性和 驾驶的轻便性;⑥在某些对汽车废气排放严格限制的地区(如商业中心、旅游区、居民小区等),混合动力汽车可以关闭APU,由纯电力驱动,成为零排放的电动汽车。 3 混合动力汽车的类型
汽车混合动力新架构：双电机全功能混合动力系统全解析 随着地球环境每况愈下，新能源汽车行业蒸蒸日上，全球汽车企业纷纷推出各种新能源汽车，最近大众、通用、本田、宝马以及比亚迪、吉利等也纷纷推出混动车型，可以说混动进入了百家争鸣的时代，发展混合动力汽车的动力系统主要趋势。前提是选择性发展的基于这些新能源技术有着高效的能耗管理系统，尤其是代表中小型车新能源发展趋势的混连式技术。 混联式技术需要精细化的能耗管理，将发动机更长时间维持在高效率区间运转，以及高效、充分的回收减速和制动的能量。混联式装置包含了串联式和并联式的特点。混合动力的出现就是把发动机低负荷工况下的剩余能量储存在电池里，然后在车辆运行在高负荷工况时通过电机释放出来，从而实现发动机尽可能多的在高效工况下运行，达到降低油耗、节能减排的初衷。对于混合动力汽车来说，离合器、变速器、传动轴、差速器都是必不可少的，而这些部件不但重量不轻、让车辆的结构更为复杂，同时零部件越多存在故障率高的问题。在混动技术从丰田的混动是靠单排行星轮开始，雄霸混合动力汽车十多年，丰田只采用了一个行星齿轮组，现弱混合动力系统是将电机与曲轴直接连接，这种系统也意味着无法纯电动行驶，弊端是发动机和电动机无法保证同时在最佳工况时工作。本田的混动就是串联+发动机直驱加上离合器，这套机构的原理倒为简单，粗暴复杂化，仅仅是在传统发动机和传统变速箱之间埋一个电机的做法肯定是不够的。而通用的混动技术则是集合了两家之所长但又相对复杂。它是由两组电机、两组行星轮和三组离合器组成。主要有四种动力输出方式，纯电动模式（低负荷工况），混合驱动模式（常规行驶），混合驱动模式（中高速），制动发电模式（减速刹车）。一直都是用的两个行星系齿轮，并辅以三个离合器。听上去很复杂，其实也真的复杂。 对于插电式混合动力确认为新能源车汽车可通过电网获取电能充电具有高效节能、排放低、续航里程长等优点而成为各大汽车公司研发的热点，被视为目前最具有应用前景的新能源汽车，这个可从电网获取电能充电，虽然只是这么一点简单的改变，传统混合动力汽
混合动力汽车成长现状及趋势 令狐采学 摘要 在能源和环境危机的双重压力之下，汽车行业渐渐从传统地燃油慢慢向新能源汽车转型。其中混合动力汽车在新能源汽车中占有重要的位置。本文主要对混合动力汽车成长的必定性，及其我国在成长中存在的一系列问题进行了阐发。指出了混合动力汽车的优缺点，并为其在未来的成长中提出了展望。 关键词：混合动力汽车，存在问题，研究前景 引言 随着全球经济的成长,汽车保有量逐年增加,汽车尾气对空气的污染也日益加重,这对石油资源和生态环境带来极年夜的挑战。因此汽车行业不克不及不从传统的耗能模式到节能环保的耗能模式进行转型。近年来，以纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池汽车为代表的新能源汽车取得了重年夜的进展。可是由于现阶段作为纯电动汽车和燃料电池汽车的关键部件之一的电池存在能量密度低、寿命较短、价格较高和电池自己的污染等问题,使得电动汽车的成长进度和财产化受到的比较严重的限制。其性价比也无法与传统的内燃机汽车相抗衡。此时混合动力汽车就很好的弥补了电动汽车的缺点。所谓混合动力就是将电念头和帮助动力单位组合作为驱动力，帮助动力单位实际上是一台小型燃料发机或动力发机电组。这样既利用了发念头继续工作时间长,动力性好的优点,又可以阐扬电念头无污染、低噪声的好处。在现阶段，混合动力有很好的成长前景。 1.国内外成长现状 1.1国外成长现状 20世纪90年代以来,世界许多著名汽车生产厂商已将研究的
重点转向了可实施性较强的混合动力电动汽车,目前世界上生产、研发HEV的国家主要有日本、美国和欧洲汽车强国。其中日本的实力最雄厚。 丰田公司1997年8月推出其第一款混合动力汽车Toyota Coaster Hybrid EV minibus,同年12月,推出Toyota Prius(普锐斯)这是世界第一款年夜量生产的混合动力汽车。自第一代Prius 开始销售以来,截止到中Prius标准型每升汽油可行驶35.5公里。到7月31日,累计销量已超出268万辆。目前市场上正热销的两款车型辨别为丰田Prius和本田Insight。在4月份举办的北京车展上,共有8款日系混合动力汽车展出,其中丰田第三代普锐斯性能最优越,本田Insight被认为同级中最省油,本田CRZ具有运动气概受到人们的关注。日本国内对混合动力汽车财产有长期的成长规划,政府年夜力搀扶财产技术成长,出台一系列税收优惠政策及奖励办法,增进混合动力汽车销售,拉动内需;规划长远成长战略。 美国三年夜汽车公司原来只是小批量生产、销售过电动汽车,而混合动力和燃料电池电动汽车还未能实现财产化,日本的混合动力电动汽车在美国市场上占据了主导位置。美国能源部与三年夜汽车公司于1993年签订了混合动力电动汽车开发合同,并于1998年在北美国际汽车展上出了样车。9月通用汽车、戴姆勒·克莱斯勒与宝马集团签署了关于构建全球合作联盟,以共同开发混合动力推进系统的合作。美国混合动力汽车销量达到29.032万辆虽然占美国汽车市场份额只有 2.8%,但从起呈逐年上升趋势预计,美国的混合动力汽车将达到87.2万辆,市场占有率将达到5%。 1.2国内成长现状 目前，我国在新能源汽车的自主立异过程中，坚持了政府支持，以核心技术、关键部件和系统集成为重点的原则，确立了以混合电动汽车、纯电动汽车、燃料电池汽车为“三纵”，以整车控制系统、机电驱动系统、动力蓄电池/燃料电池为“三横”的研发规划，通过产学研紧密合作，我国混合动力汽车的自主立异取得了一定进展。 形成了具有完全自主知识产权的动力系统技术平台，建立了混合动力汽车技术开发体系。混合动力汽车的核心是电池（包含电池管理系统）技术。除此之外，还包含发念头技术、机电控制技术、整车控制技术等，发念头和机电之间动力的转换和衔接也是重点。