新能源汽车——混合动力汽车的前景分析

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重庆理工大学

第十七届“开拓杯”学生课外学术科技作品竞赛

参赛作品

作品名称：新能源汽车——混合动力汽车的前景分析

作品类别： A自然科学类学术论文

类别：

A自然科学类学术论文

B 科技发明制作

C哲学社会科学类学术论文与社会调查报告

新能源汽车——混合动力汽车的前景分析

摘要：基于环境和能源问题的日益严重，以采用非常规的车用燃料作为动力来源，形成的技术原理先进、具有新结构的新能源汽车，尤其是混合动力汽车（同时装备热动力源和电动力源）占据了人们的视线。我们知道，自1993年美国率先通过由国家组织，大型汽车公司开发的模式发展新能源汽车开始，美国和日本已经成为了混合动力汽车（HEV）的最主要开发和需求市场。丰田，本田等大型汽车公司更是居于领先地位。尤其是2003年以来，HEV市场的大幅增长表明了HEV产业正在趋于成熟。我国混合动力研究起步较晚，2001年，科技部在“十五”国家科技计划中设立电动汽车重大专项，选择新一代电动汽车技术作为创新的主攻方向，组织企业、高等院校和科研机构联合攻关。目前，混合动力汽车已经实现产业化，我们以混合动力汽车普锐斯（prius）为例，在生产技术和汽车性能层面进行分析，指出混合动力汽车的优缺点——动力性能并驾齐驱，但油耗比常规汽车大幅减少；但成本过高，电池技术的落后还是令人担忧。

基于对混合动力汽车发展前景的看好，我们现提出一种较为实际的HEV 发展方案——①60公里行程内采用纯电力驱动②以电作为基本的动力，而以油弥补蓄电池在储能方面的缺点，采用并联连接驱动系统。

关键词：新能源汽车、混合动力、发展前景、技术方案

一、新能源汽车的定义和分类

1、《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（HEV）、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。其中混合动力汽车、纯电动汽车和燃料电池汽车是当前新能源汽车研究的热点，目前真正达规模量产的新能源汽车只有混合动力汽车。

2、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。通过在混合动力汽车上使用电机，使得动力系统可以按照整车的实际运行工况要求灵活调控，而发动机保持在综合性能最佳的区域内工作，从而降低油耗与排放。

根据混合动力驱动的联结方式，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。

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。

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。

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微混合动力系统、轻混合动力系统、中混合动力系统、完全混合动力系统这四类。

二、混合动力汽车的产生

在美国，自1990年以来，由于环境和能源问题以及美国加州“零排放车辆法”的推行，各大汽车厂商更加注重对电动汽车的开发，1993年9月，美国能源部和三大汽车公司牵头成立了“新一代汽车伙伴关系(PNGV)”，美国政府通过PNGV与汽车界达成了多种合作研究、开发协议，并协调政府有关部门，国家实验室和三大汽车公司的人力、物力资源，开展高效节能汽车包括HEV的研究。到目前为止新能源汽车特别是混合动力汽车已经有了很大的发展。特别是近几年混合动力汽车更是以及快的速度发展。

三、混合动力汽车的发展现状分析

（一）市场分析

1、国际市场

(1)、现在美国、日本和欧洲研究新能源汽车的重心都在混合动力上，并

且取得了一定的成绩，混合动力汽车的需求量也主要集中在美国和日本，而日本的本田和丰田公司则占据了绝大部分市场（见图二表），下面图表可以清楚的看出来。

图表一：全球混合动力销量（2004-2008年1-9月，单位:万辆）

图表二：

2005年世界HEV市场，百分比分布 [12]

（2）、混合动力汽车从产生到现在发展迅速，特别是2003年以来，由于汽车电子产业的发展，混合动力汽车以直保持高速的发展状态。

图表2：

特别是最近几年更为显著，例如：2008年1-9月日本混合动力汽车销量8.22万占日本汽车销量比重的2.04%；美国混合动力汽车销量27.95万辆占美国汽车销量比重的2.41%；混合动力汽车的产业化已经成熟，在不久的将来将会大批量产。

2、国内市场

在我国混合动力（HEV）的研究起步较晚，但是近年来得到了政府、企业、高校和科研院所的高度重视。2001年，为维护我国能源安全，改善大气环境，提高我国本土汽车业竞争力，力争实现我国本土汽车业的跨越式发展，科技部在“十五”国家科技计划中设立电动汽车重大专项，从发展我国汽车产业的战略高度，选择新一代电动汽车技术作为创新的主攻方向，组织企业、高等院校和科研机构联合攻关。目前国内从事混合汽车研究的主要企业有东风、一汽、上汽、长安、奇瑞等等。