混合动力汽车技术论文

引言

进入21世纪以来，能源安全与气候变化成为国际社会关注的焦点，为实现交通领域的健康可持续发展，世界主要汽车生产国进一步加快推动节能与新能源汽车的发展，预计未来3-5年内，全球节能与新能源汽车将进入一个快速产业化发展的阶段。根据机电混合度的不同，混合动力汽车与传统燃油汽车相比能够实现

排放也显著降低，并具有性能稳定、可10%-40%的节油效果，常规排放物和CO

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靠性强，不依赖于新建配套设施，因此被认为是近中期比较现实和有效的新能源汽车产品，会在未来2-3年内将成为汽车市场的主流竞争者。

目前，国际上混合动力汽车已经实现商业化。2007年全球混合动力汽车销量达到50万辆左右。美国作为全球最大的混合动力汽车市场，2007年在轻型车销量下滑2.5个百分点的情况下，混合动力汽车销量增长38%，达到35万辆。另外，自混合动力汽车上市以来，单一品牌混合动力轿车的最大累计销量已经超过120万辆。

在我国，混合动力汽车已进入科研向产业化转型的关键时期。在国家“863”连续两个五年计划持续支持下，我国已基本掌握了混合动力汽车关键零部件和动力系统平台技术，建立了相关技术标准和测试能力，开发出一批混合动力汽车产品，实现了小批量的整车生产能力，在多个城市开展了小规模示范应用，并成功服务于北京奥运会和残奥会，取得了良好的社会效益和环境效益，初步证明了混合动力汽车在我国应用的可行性和适用性。

为了推动包括混合动力汽车在内的节能与新能源汽车的产业化进程，我国政府目前局部小规模示范应用的基础上，近期将组织开展大规模推广应用工程，相关政府部门也在加紧制定专项财政补贴方案，随着我国政府积极推动的以混合动力汽车为主的节能与新能源汽车大规模推广应用工程的启动，将进一步突破我国节能与新能源汽车的产业化瓶颈、降低制造成本、培育产业链，并在局部区域实现显著的节能减排效果，加速启动我国节能与新能源汽车市场。

1．混合动力汽车概述

混合动力汽车是指车上装有两个以上动力源，包括有电机驱动，符合汽车道路交通、安全法规的汽车，车载动力源有多种：蓄电池、燃料电池、太阳能电池、内燃机车的发电机组，当前混合动力汽车一般是指内燃机车发电机，再加上蓄电池的电动汽车。

1.1 混合动力汽车的优点

采用复合动力后可按平均需用的功率来确定内燃机的最大功率，此时处于油耗低、污染少的最优工况下工作。需要大功率内燃机功率不足时，由电池来补充；负荷少时，富余的功率可发电给电池充电，由于内燃机可持续工作，电池又可以不断得到充电，故其行程和普通汽车一样。

1.1.1 因为有了电池，可以十分方便地回收制动时、下坡时、怠速时的能量。

1.1.2 在繁华市区，可关停内燃机，由电池单独驱动，实现"零"排放。

1.1.3 有了内燃机可以十分方便地解决耗能大的空调、取暖、除霜等纯电动汽车遇到的难题。

1.1.4 可以利用现有的加油站加油，不必再投资。

1.1.5 可让电池保持在良好的工作状态，不发生过充、过放，延长其使用寿命，降低成本。混合动力汽车有两种基本的工作方式，即串联式、并联式和串并联（或称混联）式。

1.2 复合动力驱动汽车的缺点

有两套动力，再加上两套动力的管理控制系统，结构复杂，技术较难，价格较高。由于"新一代汽车伙伴合作"（ P NGV）计划的推动美国三大汽车公司对各种单元技术及其不同组织进行成百种方案的筛选、比较，认为采用复合动力是实现中级轿车百公里3升油耗的可行方案因此而受到更大的关注。经过多年研究，混合动力电动汽车已开发出一些成功的例子。日本丰田汽车公司1997年12月宣布将混合动力轿车 P rius投入小批量商业化生产，该车自重1515kg，装用顶置凸轮轴四缸，1500cc排量汽油机，最大功率42．6kW／4600r／min，带永磁无刷发电机，

驱动电机亦为永磁无刷的额定功率30kW，采用氢镍电池，实现串并联控制方式，百公里油耗为3．4L，比原汽油车减少了一半， C O2排量也相应减少了一半， C O、 HC、NOX仅为现行法规允许值的10％，售价每辆216万日元（约15000美元）。美国克莱斯勒汽车公司1998年2月在底特律展出第二代道奇无畏 E SX2型混合动力轿车，该车装用1500cc排量直喷柴油机带发电机，采用铅酸电池，交流感应电机驱动，铝车架，复合材料车身，自重1022kg，百公里油耗降至3．4L。2000年通用，福特，戴姆勒·克莱斯勒已开发出100公里油耗已达到3升汽油或接近3升汽车的样车，只是价格仍较贵。

2. 混合动力汽车的种类

混合动力汽车的种类目前主要有3种。一种是以发动机为主动力，电动马达作为辅助动力的“并联方式”。另外一种是，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”。还有一种是只用电动马达驱动行驶的电动汽车“串联方式”。

并联方式

串联方式

3.混合动力汽车的控制系统

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车展上亮相，国内的首次亮相是在2007年的上海车展上。雷克萨斯的这两款混合动力车型仅从售价上来看就属于小众的车型，其高端豪华的定位令普通消费者

望而却步。而雷克萨斯生产这两款车的主要目的也是为了提升自己品牌的形象，及其受众的个人形象；但是它们注定远离普通消费者。

9．我国混合动力的应用发展

在国际混合动力汽车技术发展与规模化应用研讨会”上，与会官员和专家预计，未来3-5年内，全球节能与新能源汽车将进入一个快速产业化发展的阶段。其中，作为近中期比较现实和有效的汽车节能减排技术的混合动力汽车，在未来3年内将成为汽车市场的主流竞争产品。而在经过几年的激烈争辩之后，种种迹象也表明，混合动力汽车目前也已经逐渐成为了我国新能源汽车的最主要发展方向。

9.1我国混合动力汽车三大发展目标

近期发展阶段（2008年～2012年）：混合动力汽车大批量产业化，年产量达到百万辆级，占到汽车总产量的10％以上。以技术相对成熟、成本增加较少的BSG、ISG混合动力汽车构成混合动力汽车的主流。

中期发展阶段（2012～2020年）：随着电池技术的进步及其价格的降低，节能效果更加显著的重度混合动力汽车和plug-in混合动力汽车，将在混合动力汽车中占据主要地位，BSG、ISG混合动力汽车共同构成混合动力汽车的其余组成部分。

长期发展阶段（2020～2030年）：混合动力汽车呈大幅度??长势态，占到汽车总产量的50％，传统的燃油汽车包括代用燃料汽车产量将会下降到汽车总产量的25％左右。

9.2 混合动力能节油10%-40%

科技部高新司副司长张志宏告诉记者，根据机电混合度的不同，混合动力汽