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混合动力汽车发展现状与趋势

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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

1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、电机驱动系统、动力蓄电池 /燃料电池为 “三横 ”的研发布局，通过产学研

紧密合作，我国混合动力汽车的自主创新取得了一定进展。

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（包括电池管理系统）技术。除此之外，还包括发动机技术、电

机控制技术、 整车控制技术等， 发动机和电机之间动力的转换和衔接也是重点。 从目前情况

来看，我国已经建立起了混合动力汽车动力系统技术平台和产学研合作研发体系， 取得了一

系列突破性成果，为整车开发奠定了坚实的基础。

掌握了电动汽车整车开发关键技术， 形成了各类电动汽车的开发能力。 我国混合动力汽

车在系统集成、可靠性、节油性能等方面进步显著，不同技术方案可实现节油 10%-40% 。

同时， 各汽车企业对混合动力汽车的研发和产业化投入显著增强， 产业化步伐不断加快。 目

前，国内汽车企业已将混合动力汽车作为未来主流竞争型产品在战略上高度重视， 一汽、 东

风、上汽、长安、奇瑞、比亚迪等都已投入了大量的人力、物力，混合动力车型已完成样车

开发，并有部分车型已经实现小批量上市。

22.混合动力汽车组成及分类

目前世界各国研究开发的混合动力电动汽车有不同的结构型式 ,根据其驱动系统的配置

和组合方式不同 ,可分为串联式、并联式和混联式 3 种型式 ,根据不同能量分类，可分为微混

合、轻混合、全混合和插电式混合。根据运行模式的不同可分为单一模式和双模式混合。

2.1 混合动力汽车的组成

混合动力汽车主要由三个部分组成， 分别为发动机模块， 电动机模块和电池模块。 每个

部分都在动力中起到相当重要的作用。

1.发动机

混合动力汽车可以广发地采用四冲程内燃机 （包括汽油机和柴油机） 、二冲程内燃机 （包

括汽油机和柴油机） 、转子发动机、燃气轮机和斯特林发动机等。一般转子发动机和燃气轮

机的燃烧效率比较高， 排放也比较洁净， 采用不同的发动机就可以组成不同的混合动力汽车。

2.电动机

混合动力汽车可以采用直流电动机、交流感应电动机、永磁电动机和开关磁阻电动机

等。随着混合动力汽车的发展， 直流电动机已经很少采用， 多数采用了感应电动机和永磁电

动机，开关磁阻电动机应用也得到重视， 还可以采用特种电动机为混合动力汽车的驱动电动

机，采用不同的电动机就可以组成不同的混合动力汽车。

3.电池

混合动力汽车可以采用不同的蓄电池、 燃料电池、储能器和超级电容器等作为 “电池”，

一般电池是作为混合动力汽车的辅助能源， 只有在混合动力汽车用电动机启动发动机或电动

机辅助驱动时才使用。

2.2 混合动力汽车的分类

混合动力汽车有很多种分类，根据驱动、 能量、 运行的模式均可以分成不同的类别， 这

些类别有交叉和重叠的地方，但也有其独特之处。

2.2.1 根据驱动方式分类

根据驱动方式的不同， 混合汽车可以分为串联式、 并联式和混联式。 主要是在于发动机

和电动机的连接方式不同。

1.串联式混合动力驱动系统

3图 1 串联式混合动力驱动系统

如图 1 所示，串联式混合动力驱动系统由发动机、电池组、发电机、电动机、控制装置

和汽车传动系等组成。发动机带动发电机发出的电能可直接输送到电动机 ; 也可在当蓄电池

的荷电状态降到一定范围时对蓄电池充电。电动机从发电机或电池组获得能量 , 从而产生驱

动力矩驱动汽车和提供其它设备所需功率。

串联式混合动力驱动系统的优缺点

当发动机与驱动轮脱开联系时，发动机是全机械构件，因此，它能运行在其转速 - 转矩

特性图上的任何运行工作点， 且可能完全运行在其最大效率区。 因电动机具有近乎理想的转

矩．转速特性，它不需要多档的传动装置 , 因此, 其结构大为简化 , 且成本下降。此外，取代

一个电动机和一个差速箱的应用， 可采用两个电动机分别带动一个车轮的结构。 这就如同差

速器，既形成两个车轮之间的转速解耦，而且起到用于牵引控制的限制滑移的差速器作用。

因为由电传动系所提供的机械上的解耦，可引用简单的控制策略实现控制。

然而， 串联式混合动力电驱动系有以下某些缺点： 源于发动机的能量被两次转换 （在发

电机中，由机械能转变为电能；在牵引电动机中，由电能转变为机械能） ，发电机和牵引电

动机两者的低效率相加， 且损耗是显著的。 发电机附加了额外的重量和成本。 因为牵引电动

机是唯一的驱动车辆的动力机械，故其必须按满足最大的运行性能需求定制。

2.并联式混合动力驱动系统

图 2 并联式混合动力驱动系统

4并联式混合动力驱动系统主要由发动机、 电机) 发电机两大动力总成组成 , 其功率可以互

相叠加。 当电动机只是作为辅助驱动系统时 , 功率可以比较小。 与串联式结构相比 , 发动机通

过机械传动机构直接驱动汽车 , 其能量的利用率相对较高 , 这使得并联式燃油经济性比串联

式的高。 并联式驱动系统最适合于汽车在城市间公路和高速公路上稳定行驶的工况。 由于并

联式驱动系统的发动机工况要受汽车行驶工况的影响 , 因此不适于汽车行驶工况变化较多、

较大; 相于串联结构式 , 需要变速装置和动力复合装置 , 传动机构较为复杂。并联式驱动系统

的示意图如图 2。

并联式混合动力驱动系统的优缺点

由于发动机保持了与机械驱动系统的机械连接， 与串联驱动系统相比， 并联式驱动系统

发动机通过机械传动机构直接驱动汽车，没有 SHEV在热能一电能一机械能的转换过程中能

量损耗。 其能量的利用率相对较高， 这使得并联式的燃油经济性一般比串联的要高； 发动机

与驱动电机两个动力总成的功率可以互相叠加起来满足汽车行驶的最大功率需求， 系统可采

用较小功率的发动机与电动机，电池总容量可以比 SHEV小，使得整车动力总成尺寸小，质

量也较轻； 以发动机驱动模式为主要驱动模式， 其动力特性更加趋近于内燃机汽车； 可利用

现有技术，通用性好。

与串联式相对比， 并联式混合动力驱动系统具有如下缺点。 发动机与驱动系统之间的机

械连接， 使得发动机的运行工况要受到汽车行驶工况的响， 当汽车行驶工况复杂时， 发动机

可能较多地在不良工况下运行，因此，并联驱动的排放比串联驱动的要差； PHEV增加了变

速装置及动力复合装置， 使机械传动装置变复杂， 增加了整车布置的难度； 内燃机工作范围

大，效率较低，环境污染较大，噪声大； PHEV的发动机与电力驱动系统两套系统协调工作

需要较为复杂的控制系统。

3.混联式混合动力驱动系统

图 3 混联式混合动力驱动系统

混联式混合动力驱动系统是串联式与并联式的综合 ,其结构示意图如图 3 所示。其驱动

系统是最后发动机与电动机以机械能叠加的方式驱动汽车 , 但驱动电动机的发电机串联于发

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混合动力汽车的发展趋势 论文

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混合动力汽车的发展趋势

摘要：本文简述了混合动力汽车相此于传统内燃机的主要优点，介绍了其在国内外的研究现状及发展情况，并对混合动力汽车发展前景进行了展望。

关键词：混合动力汽车；清洁能源；排放控制；环保技术

概述

随着传统燃油汽车排放所造成的空气质量日益恶化和石油资源的渐趋匮乏，开发低排放、低油耗的新能源汽车成为当今汽车工业界的紧迫任务。由此人们越来越关注其他燃料的汽车和电动汽车的开发，例如燃料电池汽车(FuelCell Vehicle简称FCV)、纯电动汽车(Electric

Vehicle 简称EV)和混合动力汽车(Hybrid Electric Vehicle简称HEV)。FCV是利用氢、氧在常温下通过电化学反应产生电能来驱动汽车，可以实现零排放。但是FCV目前存在着成本、技术和氢能源基础设施建设等问题，离产业化至少需要十至十五年的时间。EV虽然也是实现汽车零排放的一大途径，但是由于目前动力电池技术上并未取得突破性的进展，而且电动汽车依然存在在续驶里程短和充电时间长等问题。H E V虽然不能实现零排放，但针对以上FCV、EV所存在的问题，HEV在目前环境更具有更强大的优势，在世界范围内将成为新型汽车开发的热点。

1．混合动力汽车特点及关键技术

根据国际电工委员会电动汽车技术委员会建议，对混合电动汽车的定义如下：在这种混合型车辆卜， 少有一种储能器、能源或能量转换器提供电能。混合电动汽车由牵引电机、载荷均衡装置、辅助动力单元以及传动系统组成。

混合动力车辆上装有内燃机和电动机两种动力源，它将传统的内燃机、电力驱动和储能装置结合在一起， 与常规的内燃机动力相比，混合动力的主要优点是，采用了高功率的能量储存装置(飞轮、超级电容或蓄电池)提供能量缓冲功能， 这样可以减小发动机尺寸、提高效率、降低排放。混合动力车辆基本上不改变现有的汽车产业结构，不改变现有能源的体系，不改变用户对汽车的使用习惯，这也是它能够迅速实现产业化的重要因素。

混合动力的发展与前景

混合动力的发展与前景

混合动力的发展与前景

混合动力技术是一种结合内燃机和电动机的动力形式，它能够同时使用两种动力源，以达到提高燃油效率、降低排放、减少燃油消耗、延长车辆使用寿命等优点，这与传统的汽车动力系统有很大的不同。它与纯电动车相比，混合动力拥有更长的续航里程和更高的动力性能，同时也避免了电池充电带来的不便之处。

混合动力技术的应用历史可以追溯到1916年，但始终未能形成规模化应用。1997年，由丰田引入的Prius能够真正地大规模推广，在市场上获得了成功，并被认为是混合动力技术发展的一个里程碑。目前，几乎所有的汽车制造商都推出了自己的混合动力车型，如丰田的Camry,雷克萨斯的LS600h和车载电池技术等产品。

混合动力技术由于其很多独特的优势，已经赢得了广泛的关注。一方面，混合动力汽车采用的新型动力系统既节能又环保，能够消耗较少的燃料并减少废气排放，因此更符合当今社会越来越受重视的环保和可持续发展的理念；另一方面，混合动力系统可以切实地解决汽车能源消耗过度的问题，同时增强了车辆的动力性能，提高了污染物的减排效果。

随着全球社会发展进入绿色低碳时代，混合动力汽车市场不断壮大。据国际市场调研机构预计，未来五年混合动力汽车年复合增长率将达到10％以上，而未来20年内混合动力车辆的销售量预计将达到6000万辆。

总的来说，混合动力是一种新型动力汽车技术，它以先进的动力结构和改进的动力系统为核心，为人们带来了全新的驾驶体验和使用价值。随着环保和能源消耗的逐步引起社会的广泛关注和重视，混合动力技术市场前景相当可观，将会成为全球汽车市场发展的一个重要趋势。

混合动力汽车散热风扇的现状与发展趋势

混合动力汽车散热风扇的现状与发展趋势

混合动力汽车散热风扇的现状与发展趋势

作者： 陈乐 王三刚

来源：《时代汽车》2020年第06期

摘 要：在汽车散热风扇的发展过程中，电子风扇作为散热风扇中可控、高效的代表被提出，但是由于传统能源汽车的特性未能广泛应用。而现在随着混合动力汽车迅速的发展，混合动力散热系统中运用电子风扇的比重也在加大。本文介绍了混合动力汽车与散热风扇的发展现状，分析了电子风扇在散热风扇中的优势。电子风扇的智能化也是其未来的发展的主要方向。

关键词：混合动力汽车;电子散热风扇;现状;发展趋势

据统计，截至2019年上半年，中国汽车保有量已经达到2.5亿辆，其中私家车有1.98亿辆。国际能源机构（IEA）的统计数据表明，2019年全球CO2虽然与2018年持平，但是使用石油所排放的CO2有明显增加。说明汽车CO2排放占总CO2排放的比例有所增加，由汽车排放造成的环境污染依旧在加重。

因传统燃油汽车的大量使用，导致环境污染与能源问题日益严峻，自二十世纪三十年代以来，以蓄电池作为能量储备单元的EV电动车技术、燃料电池技术、氢能源技术、太阳能技术等新能源技术的研究与创新就从未间断过。但是依旧会在某些能源领域里遇到技术瓶颈，导致该能源不能被广泛的应用于汽车中。就目前技术发展成熟度而言，较为可行且能被大规模制造的就是混合动力汽车。

1 混合动力汽车及散热风扇的发展现状

1.1 混合动力汽车的发展现状 随着中国经济的快速发展，如何提高能源利用效率，调整能源结构，寻求替代能源等问题已成为全社会亟待解决的普遍问题。在国家提出“以人为本、全面协调和可持续的科学发展观”后，企业对注重环境保护、开发清洁能源和建设新一代的绿色汽车工业等发展目标进行研究和建设，大力发展混合动力汽车技术是减少排放和提高能源效率是最为可行的方法。混合动力汽车（Hybird Electrical Vehicle）是目前最具产业化和市场化前景的节能车型之一，混合动力汽车出现于上世纪70年代，但是受制于当时电子技术的限制，研究进展十分缓慢，未有量产车型进入大众的视野，直至90年代才有功能较为全面的样车面世。混合动力汽车拥有两套动力系统，既保证降低油耗与污染物排放，还可以保持车辆的续航里程。与传动动力汽车相比较，混合动力汽车可以保证电池有足够的电能储备，用来驱动电机辅助车辆工作，使得汽车加速过程更加平滑;减速过程回收动能，提高车辆的经济性;同时，混合动力汽车的发动机可以在电动机的辅助工作中或电动机独自承担动力输出的情况下使发动机长时间保持在最佳效率区间运行，提高发动机的寿命。

混合动力汽车的发展趋势

混合动力汽车的发展趋势

混合动力汽车的发展趋势　

张焦儒（齐齐哈尔工程学院，黑龙江齐齐哈尔　１６１００５）　市场纵横・　

摘　要：随着能源紧缺、环境污染这两个问题的日趋严重，开发和使用新能源汽车已经成为未来汽车工业发展的必然方向。汽车新能源发　展任重道远，所以混合动力是目前比较可行的一种技术。混合动力，就是指汽车利用了除汽油柴油外的新能源，混合动力可以暂时解决和缓　

解现在汽车工业所面临的两大问题。充分的利用现有的资源，才能更好的解决汽车工业的稳步可持续性发展。　关键词：新能源汽车；燃料电池；混合动力技术　、　

１混合动力汽车技术概述　

１．１混合动力汽车的驱动类型　以高效能蓄电池驱动的电动汽车（Ｅｖ）、以燃料电池为动力　

源电动汽车（ＦＥＶ）和以燃油发动机与电动机混合驱动的混合动　

力电动汽车（ＨＥＹ）。　

１．２混合动力汽车技术研究意义　

电动汽车的研究是从单独依靠蓄电池供电的纯电动汽车　

开始的，纯电动汽车或零排放新燃料汽车无疑是我们的最终目　

标。但目前纯电动汽车研究困难重重，因此混合动力汽车将是下　

一步的发展趋势，可以看成是发展向纯电动汽车的１个过渡。　

１．３混合动力汽车技术国内外发展现状与趋势　

国内外普遍认为混合动力电动汽车结合了燃油汽车和纯电　

动汽车的优点，设计灵活，易于满足未来排放标准和节能目标。　

因此，日本、美国、欧洲各大汽车公司和相关的研究机构都开展　

了有关混合动力汽车的研究。混合动力汽车技术在汽车工业发　

达国家已经日益成熟，有些已经进入实用阶段。在目前美国市　

场上销售的混合动力汽车主要有三种：本田公司的Ｉｎｓｉｇｈｔ，丰　

田公司的Ｐｒｉｕｓ以及本田公司的Ｃｉｖｉｃ。　

国内是在２０世纪８０年代后期开始电动汽车研究的。在国家　

“十五”规划和“８６３”的重大专项研究课题中均有明确体现。　

２我国发展混合动力汽车的机遇与挑战　

２．１机遇　

在常规汽车技术开发方面，国内外存在明显的技术差距，　

由于合资外方对核心技术的保护和不转让，为满足巨大的市场