混合动力汽车技术综述论文

安徽科技学院学院：数理与信息工程学院专业：电气工程及其自动化姓名：章奥学号：1609110238混合动力汽车技术综述摘要：为了满足人类的可持续发展的需要，许多国家都开始了新一代汽车的研制。

节能、环保、新能源等字眼已经越来越紧密的和汽车联系在一起了，为了解决环境污染和石油资源危机的问题，研制更节能、更环保、使用替代能源的新一代交通工具，成为当今各国汽车工业界的当务之急。

关键字：混合动力，汽车，新技术一、背景汽车作为商品在世界各处都有广泛的市场，又因其生产批量大而给企业带来丰厚的利润。

汽车品种的多样性可满足各种生产、生活活动的需要，而且有良好的社会效益。

汽车工业的发展，带动了许多相关的企业、事业，包括钢铁、石油、橡胶、塑料、机床、道路、汽车销售、售后服务、运输、交通管理、金融业、教育、科研等的发展。

汽车也好似衡量人们生活水平的重要标准之一，购买汽车以及因此而形成的日常消费能促进货币回笼。

近百年来，汽车工业之所以常胜不衰，主要得益与市场和科学技术的不断进步，使汽车能逐渐完善并满足使用者的需求。

现在不仅在生产活动中，在日常生活中人们也离不开汽车。

对于经济发达国家，选择汽车工业作为国民经济的支柱产业是完全正确的。

然而，汽车推动工业发展以及给人们生活带来便利的同时，也带来了“能源消耗，环境污染”两大问题。

目前，世界上46％以上的石油被汽车所消耗，已探明的石油资源只够人们充分使用到2040～2050年，而且城市污染50％以上也来源于汽车。

当前普遍使用的燃油发动机汽车存在着多种问题，统计表明在占80％以上的道路条件下，一辆普通轿车仅利用了其动力潜能的40％，在市区还会跌至25％，更为严重的是污染环境。

纯电动汽车或零排放燃料汽车无疑是我们的最终目标，但目前的电池技术较落后，电动汽车暂时还无法取代燃油发动机汽车。

在这种情况下，一种两全其美的方案应运而生，即开发所谓的混合动力装置的汽车。

这种汽车就是将内燃机与辅助动力单元组合在一辆汽车上，这种混合动力装置发挥了燃油发动机持续工作时间长、动力性好的特点，又可以发挥电动机无污染、低噪声的优点，二者取长补短，汽车的热效率可以提高10％，废气排放可降低30％。

混合动力汽车针对不同的道路环境实施不同的供能方案，能大大降低排放污染程度。

目前最有实用性价值并已有商业化运转的模式，只有混合动力汽车。

汽车行业专家们一致认为，混合动力车将是世界汽车行业今后较长时间内主要发展方向。

因此，越是在交通日益拥挤的大城市使用混合动力汽车，就越能够显示出它的节能、环保、适应能力广的优越性。

二、混合动力汽车概述1881年就出现了电动汽车，它比内燃机汽车还早一些。

但内燃机汽车后来居上，在性能、机动性、车辆的重量等指标远远地超过了电动汽车。

电动汽车在20世纪20年代达到了鼎盛时期后就一蹶不振，成为“电瓶车”式的辅助车辆。

在20世纪初蒸汽汽车、电动汽车、和内燃机汽车基本是三足鼎立，在汽车保有量中，蒸汽汽车占40％，电动汽车38％，而内燃机汽车仅占22％，美国是最早使用电动汽车作为运输车辆的国家之一，1915年美国电动汽车的产量曾经达到过年产5000辆的最高峰。

有很多电动汽车一直到第二次世界大战期间仍在使用。

但到20世纪60年代电动汽车的保有量仅占汽车总量的2％。

随着现代水利发电、核能发电、风力发电和太阳能的利用，为人们提供了巨大的能源。

因此，各国和各大汽车公司都重视了电动汽车的研究、开发和试制，从20世纪70年代起，新一代电动汽车脱颖而出，出现了各种各样高性能的电动汽车。

混合动力表示有多种动力参与汽车驱动，一般指燃油发动机和电机这两种动力。

混合动力电动汽车是电动汽车研制中的后起之秀，却在纯电动汽车之前成功实现了产业化。

它综合了传统汽车引擎驱动电机驱动的优点，既能充分发挥燃料发动机持续工作时间长、动力性能好，又可以发挥电动机无污染、低噪声的好处。

并且，混合动力汽车可以在运行过程中维持电量的均衡，不像纯电动汽车要配备专用的充电器等配套设备。

混合动力电动汽车，其动力系统包括内燃机和电池组，兼备了内燃机汽车和电动汽车优点,按内燃机与电动机的连接方法可分为并联式、串联式和混联式。

它将内燃机、电动机与一定容量的储能器件通过控制系统相结合，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。

与传统内燃机汽车相比，主要优点是采用了高功率的能量储存装置（飞轮、超级电容器或蓄电池）向汽车提供瞬时能量，可以提高效率、节省能源、降低排放，经济性和排放性明显改善，技术经济可行性较强。

较之纯电动汽车，其主要优点：续使里程和动力性可达到内燃机汽车的水平；空调、真空助力、转向助力及其它辅助电器，借助原动机动力，无需消耗电池组有限电能，从而保证了乘坐的舒适性；而且混合动力汽车技术难度相对较小，成本相对较低。

混合动力汽车介于传统汽车和动力汽车、燃料电池汽车之间，是一种承前启后的，在经济和技术方面都趋于成熟的电动汽车产品。

三、混合动力汽车国内外研究发展现状混合动力汽车通过内燃机和发动机的有机结合，具备了内燃机汽车加油方便、续使里程长和纯电动汽车污染少、效率高的特点，成为当今世界汽车界竞相开发的热点。

丰田的Prius、本田的Insight、福特的Prodigy、克莱斯勒的ESX3、通用的Precept141、日产的Tino1151等都具有代表性的车型，其中Prius和Insight已是成熟的产品，并将继续扩大生产规模，其它车型也将在2～3年推向市场。

我国在混合动力汽车方面，首先在乘用车上推广使用具有怠速停车功能和启动电机，发电机一体化的轻度混合动力轿车技术，将其应用到使用率较高的领域，如城市出租车；其次是在城市公交车辆上推广应用具有制动能量回收功能的混合动力，逐步扩大其应用范围。

混合动力汽车技术基本成熟，以BSG和ISG为代表的轻度混合动力汽车具备产业化条件。

2007年11月底，10辆奇瑞BSG混合动力轿车率先销售到奇瑞出租车公司，计划单车运行10万公里以上。

12月13日，由长安汽车集团自主研发的首款量产混合动力轿车杰勋HEV，在长安汽车第五工厂正式下线，长安集团计划于2009年生产该款混合动力车3000辆，2010年将达5000辆。

清华大学与清能华通共同研发的“Micro哈里”采用了自主研发的新型四轮智能驱动技术和高能锂离子动力蓄电池，最高车速65km/h，0km/h～30km/h加速时间4.5s，百公里能耗5kWh，续航里程大于120km。

总之，混合动力车辆已成为一股不可阻挡的力量，在改变汽车产品的结构和构成，并大量的走向实用化。

据《Auto Mfg & Production》（汽车制造与生产）期刊报道，2010年达到100万辆，2015年将在世界汽车市场占15%，2020年占25%这是相当大的混合动力车辆数量的比例。

我们粗略估计，2020年全球汽车如果产量在1亿辆，那么，混合动力车将是2500万辆了。

总之，混合动力车辆在相当一段时间内前景广阔，并受市场欢迎，逐渐成为汽车行业的主导产品。

四、混合动力汽车原理混合动力电动汽车（Hybrd Electric Vehicle,简称HEV）采用了两种动力装置（内燃机和电动机），通过储能装置（蓄电池等）和控制系统对能量的调节，实现最佳的能量分配，达到整车的低排放、低油耗和高性能。

HEV融合了燃油汽车和电动汽车的优点，是最具有市场价值的低排放和低油耗汽车。

混合动力电动汽车有两个动力源，当汽车爬坡或加速时，两个动力源联合输出动力，蓄电池输出的电能通过电机进行助力；当汽车在下坡或制动时，发电机发电可以对再生或制动能量进行回收，以电能形式储存在蓄电池中；当汽车较长时间怠速停车时，可以通过控制发动机熄火，实现怠速启停，节省燃油。

由于辅助动力的助力作用，在保证汽车相同的动力性能条件下，可以相应减小混合动力汽车发动机的功率及排量需求，减少了汽车燃油消耗；同时通过再生及制动能量的回收，以及避免汽车在油耗较高的怠速工况区运行（怠速启停），进一步减少了汽车燃油消耗；混合动力电动汽车通过控制辅助动力的功率及扭矩输出的大小，可以优化控制发动机的工作点，使整车的废气排放得到显著的改善。

因此混合动力电动汽车既具有良好的动力性、经济性。

也有较低的废气排放水平。

五、我国发展混合动力汽车的机遇与挑战5.1.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,为满足巨大的市场需求, 应对竞争对手, 缩短新品推出周期,目前中国几大汽车厂商均采取引进国外企业先进、成熟的产品进行组装生产或进行适应性改造的方式,这无形削弱了企业进行自主开发的意愿和动力, 对外方产生高度依赖性。

而长此以往, 中国汽车产业将陷入“引进—落后—再引进”的恶性循环, 中国将名副其实地成为世界汽车的装配中心。

因此,混合动力汽车作为一种新兴的节能环保型汽车, 其技术和市场仍然处于一种蓬勃的发展阶段, 国内外还不存在明显的代差,重视和扶持我国的混合动力汽车产业, 是快速缩短与世界汽车技术水平差距的发展良机,也是保障我国汽车行业健康持续发展的重要机遇。

5.2.挑战行业竞争日本汽车公司如丰田、本田等混合动力技术已经相当成熟, 北美市场对混合动力技术日益高涨的需求,使得德国整车企业对此趋之若鹜。

宝马集团和戴克集团一同加入通用开发双模式混合驱动技术；奥迪、大众和保时捷共同开发混合动力SUV；福特宣布要在2010 年底前实现25万辆混合动力车的计划；丰田混合动力技术在全球高唱凯歌的现实,推动各大企业发展混合动力和推出各自的混合动力计划。

国内企业如一汽、东风、上海大众、上海通用、长安、华普和奇瑞等都推出了混合动力样车,并提出量产化计划。

行业竞争使得混合动力发展势在必行。

技术阻碍和技术缺失，混合动力汽车的关键技术难点在于整车控制器(HVCU) 的软件开发,同时还有电机及其控制器(MCU)、电池及其管理系统(BMS)、混合动力变速箱(如AMT)、内燃机与电机动力耦合装置、强电的安全防护以及车辆的成本控制等。

混合动力要在中国汽车市场大规模地应用,必须解决电池的技术问题,重复充电、续驶里程技术。

回避丰田先入为主的策略丰田有 200 多项混合动力专利, 因此我国在研发时就要绕开这些专利, 形成自己的知识产权。

国内发展混合动力汽车产业的相关建议成本降低才有机会赢得市场。

我国目前刚进入轿车社会, 很多消费者购车时考虑的主要因素还是价格, 如果混合动力车定价过高,购者则会较少。

但是, 有个性的、异类的东西在我国也会有一定的生存空间,如环保意识比较强的人士、比较重视科技的人士以及追求前卫、时尚的人士可能会青睐这款车。