混合动力汽车在我国发展状况及市场前景.docx

季喜军（山西省交通职业技术学院 ， 山 西 太 原 030031）【摘 要 】 从 我国产业政策为基点 ， 分析混合动力汽车的技术和结构特点 ， 提出混合动力 汽 车发展的社会经济效 益 ，提出我国发展混合 动力汽车的机遇与挑战 ，结合国际上发 达国家混合动力发展及市场情况 ，并对我国发展混合 动力及加大市场化提出了建议 。【关 键 词 】 汽 车 产 业 ；混 合 动 力 ；社 会 效 益【中 图 分 类 号 】 u464.p+3【文 献 标 识 码 】 a【文 章 编 号 】1003-773x（2009）03-0086-030 引 言2009 年 1 月 中国汽车产业振兴 规 划 明 确 提 出 ，重点鼓励新能源汽车 。 此次产业政策将会具体得到落 实，作为一项突破性政策 ，中央政府将把支持新能源汽车作为一项国家战略 ，推出更多优惠政策和鼓励措施 。国家发展和改革委员会发布的 汽车产业发展 政 策 明确提出 ：“汽车产业要结合国家能源结构调整 战略和排放标准的要求 ，积极开展电动汽车 、车用动力电 池等新型动力的研究和产业化 ， 重点发展混合动力 汽车技术 。国家在科技研究 、技术改造 、新技术产业化 、政 策环境等方面采取措施 ， 促进混合动力汽车的生产 和 使用。”汽车产业发展政策 将有力推动节能环保汽车的技术研发和产业化 ，尤其是混合动力汽车的产业化 。如今，世界能源与环保问题非常突出 ，人们也希望 更多环保型汽车进入市场 。 跨国公司已经对我国开始实施新能源汽车对华市场战略进程 ， 这不仅影响我 国电动汽车发展的部署和途径 ， 也会加快我国电动汽 车 市场的竞争 。 2005 年 12 月，prius 已在中国一汽下线 ，已经小批量生产 ，2008 年 本 田 思 域混合动力也开始生 产， 丰田雷克 萨 斯 rx400h 和 ls600h 以 及 gs450h、rx450h 多款混合动力车型也进入我国市场 。 通 用 公 司的君越汽车也已在我国上市 。可以预见 ，混合动力汽车时代在我国已经开始 。目前，我国一些自主品牌也走 进该领域的前列 。1 混合动力技术及其特点1目 前 ，丰 田 prius 是 最 先进的商业化混合动力车 ，它的技术及特点对我们开展混合动力研究具有参考价值。 prius 采用的是汽油机+电机组成 。 其搭载的是丰田 第二代混合动力系统 ths。 ths在提高电动机与 发电机效率的同时 ， 不但大幅度地减少传动系统中 的 能量损失 ， 而且发展到了对车辆全部能量实施最佳 控 制。二是在发动机效率较低的场合下 ，将发动机完全停 机 ，只靠电动机行驶 ；在 发 动 机 效率较高的条件下 ，在 发电的同时行驶 。此外，提高减速与制动时能量的回收 量，通过对行车能量的输入输出控制来提高效率 ，降低 油耗。 三是排放达到各国已实施的最严格的排放法规 的 要 求 。 图 1 所示是雷克萨斯 rx400hlexus hybriddrive 混联式混合动力系统工作示意图 。图 1 雷 克 萨 斯 rx400hlexus hybrid drive 原 理混合动力技术1） 大 输 出 功率与高效率的可变电压系统 。1.1由 于ths使用了新开发的可变电压系统，所以电动机和发电机的电源电压比过去提高了约 2 倍， 达到了 500 v。根 据 功 率 p=ui 这 一 公 式 可 知 ，在提高电压之后 ，以 较 小的电流就可以向电动机供给较大的电力 ， 从而实 现大输出功率与高效率。2） 增大了输出功率的电动机。ths采用了性能有很大提高的高效率永磁式交流同步电动机。 随着电压的升高，从电源上可以获得更大的电力 ，与老型号维持 同 样尺寸的话 ，输出功率可提高到 1.5 倍 （即 从 33 kw 提高到 50 kw）； 比功率与单位体积的输出功率达到世界 最高水平。3） 可高速旋转的发电机 。 与电动机的基本结构类 似，发电机也为交流同步型 。为了向大功率电动机供给足 够 的 电 力 ， 发电机的转速从 ths 的 6 500 r/min 提 高 到 10 000 r/min，以增加转速升高后的输出功率 ，由此大幅度地增加了中速区的动力输出 ， 提高了低中 速区的加速性能 。 这样发电机就可与发动机的高转速相 适应，从而提高了发动机的驱动转矩 。4） 更加轻量且高输出的蓄电池 。 这使该车具备轻量 化 和 高 性 能 。与 ths 时代所开发的 小 型 、高 性 能 的镍氢蓄电池相比 ，ths 采用了更加轻量且高输 出 的蓄电池 。 通过采取降低内阻等措施 ，与 ths 相比，ths蓄电池的输入输出密度提高了 35%，达 到 了 世 界 最高水平的输出密度 （单位质量的输出 ）。此外，在低速行车及因反复起步 、停 止 ，电 动 机 频 繁 地 动 作 ，对 蓄 电 池收 稿 日 期 ：2008-09-09；修 回 日 期 ：2009-03-24作 者 简 介 ：季 喜 军 （1971-），男 ，山 西 运 城 人 ，讲 师 ，工 学 硕 士 ，从事汽车结构及汽车 4s 店售后 服务管理及营销方面的教学和研究 。86机 械 管 理 开 发第 24 卷 第 3 期(总 第 108 期)季 喜 军 ：混合动力汽车在我国发展状况及市场前景 2009 年 6 月的充电量较少时 ，将利用发动机驱动发电机 ，以使蓄电池总是维持在一定的充电状态 ， 而不必像电动车那 样由外部来充电 。5） 更加先进的回收制动系统 。 ths的回收制动系统也是在制动时使电动机起发电机的作用 ， 将车 辆所具有的动能转换成电能 ，并 回 收 到 蓄 电 池 中 ；而 且 ，ths的回收制动系统增加了在重复 于加减速行车状 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 。 可喜的是目前国内自主品牌已经研发并投放使用混合电动汽车 。 2） 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。 另外，降低成本 ，寻求符合消费心理价格位置也是十分关键 。 3） 目前市场现状 。 据有关数据统计 ，2008年从丰田普瑞斯在我国销量仅仅 1 000 多 辆 ， 占 据 国内丰田品牌不足 1.2% ， 雷 克 萨 斯 品 牌 的 ls600h、rx400h 在华销量分别在 800 辆 和 1 000 多 辆 ， 占 据整体品牌市场 6%。 经了解 ，目前针对雷克萨斯高端混合动力车型 ，销量已经达到同类型号 40%50%市 场 份额，可见人们对混合动力的认可得到进一步提升 ，特别是在高端消费市场 。 以上数据我们也看到混合动力车在低端车市场份额比例较少 ， 而在高端豪华车比例比较客观 。 因此， 要想混合动力汽车走向大众化可能道路还是较长和艰巨的 。态下的能量回收功能 ，加以回收 。1.2混合动力特点甚至更低的车速时也能将能 量混合动力的目标总是保证车辆所消耗的能量为最小。 其根据车辆的行车状态、加速踏板的踏下量及蓄电池计算机的状态信号 ，加以判定且控制:是 否 停 止 发 动机 ，只靠电动机行驶 ；还 是 起 动 发 动 机 ，以 发 动 机 的 动力行车。 实现最佳化控制，进而发展为对车辆的总能量管理，来实现节省燃油。 1） 经济性 。 根据有关车型的测试，混合动力较同类车型排量的轿车平均节油 30%40%，在市郊行驶节油 29.7%。 尤其在大中城市，交通拥堵现象严重 ，汽车起步停车频繁 ，混和动力车的能量 转化优势将体现得更为明显。 丰田普锐斯市内百 km 耗油4 l 多，雷克萨斯 rx400h 市内百公里耗油量仅 7 l。 2）动力性 。 当混合动力汽车达到一定速度时，车辆内的发动 机 、电动机同时工作 ，这个时候排量为 1.5 l 的 混 合动力车发挥出的动力相当于 2.0 排量的普通轿车，3.0 l混合动力动力汽车发挥相当于 4.0 l。 尤其是在爬坡、转弯、加速时，更是体现出良好的动力性能。3） 环保性。 车辆在怠速 、启动时造成的污染最厉害 ，因为此时发动 机负荷低 ，汽油燃烧不充分 。 而在怠速状态时 ，混合动 力车的发动机并不工作，因此不会有排放。 混合动力车在启动时只有电动机工作，也克服了过多排放问题。 混合4国内发展混合动力汽车产业的相关建议4.1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 。 因此，混合动力车目前还是针对小部分人群 。目前高端市场较低端消费市场好 。4.2提供优惠售后服务政策由于混合动力车是新推出的车型 ，其售后 、维修体系尚未成熟 ，而且混合动力车的部分零部件依靠进口 ，这样维修、保养成本会较高。 例如混合动力车的蓄电池对性能要求很高，价格自然不菲。 所以要尽快发展和形成混合动力产业链，降低混合动力车保养维修费用。 目前，一些品牌为了推动混合动力市场份额 ，都相应采取了较普通汽油车更加优惠的保修政策 ，例如：丰田雷克萨斯品牌对于混合动力车型， 制定了 6 年 15 万 km 的保修期限和期限内免费保养优惠政策 ， 消除顾客对混合动力技术的忧虑，提升了客户购买混合动力信心。4.3政府应支持混合动力车的使用基于能源安全和环境保护等国家长远战略利益考虑，很多发达国家如美国 、日本等对发展混合动力车提供了较大力度的政策支持 。 即推动企业生产供应和拉动市场购买需求 。 我 国 新 国 家汽车产业规划提出 ，三年 内 生 产 50 万 辆 纯 电 动 、插 电 式 、和混合动力汽车目 标，占据市场 5% 份额。 同时政府将为新能源汽车提供财政补贴和税收减免 。 未 来 3 年 ， 政 府 将 会 出 资 100亿元人民币支持新能源汽车发展 、 技术革新和专用零部件的研发 。 政府也将鼓励和要求县级以上各级政府87动力使得发动机能保持良好的工作状态 ，效率提高，在很大程度上减少尾气排放。实现了燃 油2社会效益分析随着我国汽车保有量的增加 ， 石油短缺问题日 益突 出 ，预 计 到 2010 年 ，我 国 石 油 总 需 求 量 的 47%需 要进口。在我国推广使用混合动力汽车 ，可在一定程度上缓解石油供求的矛盾 ，节约大量外汇 ，这对于保持我国能源安全具有重要的战略意义 。 同时可大幅度降低汽车尾气排放 ，减少汽车对大气环境的污染 。同时也可带动其他相关产业的发展 。3我国发展混合动力汽车的机遇与挑战3.1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 。但是，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 ，重要机遇 。也是保障我国汽车行业健康持续发展 的挑战1） 行 业 竞 争 。3.2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。 福第 24 卷 第 3 期(总 第 108 期)机械管理 开 发2009 年 6 月使用新能源汽车 。4.4国内汽车企业自主创新混合动力车的研 发成为我国汽车产业自主创新 、培育自主品牌的一次巨大机遇 。 由于混合动力技术已经趋于成熟 、关键零部件如蓄电池 ，甚至于可以达到与整车同样的寿命 ，因此在研发中 。还需充分借鉴国外技术和经验 ，缩短我国在这方面的发展进程 。但在这一过程中应吸取以往教训 ，绝对应防止落入引进 、再引进的陷阱之中 ，绝不能放弃生产中的自主权 。还应相互合作研发，提高研发速度 ，进一步缩短与国外差距 。 新产业政策要求 ， 国内所有的乘用车制造商必须拥有经过 认证的新能源汽车产品 。5结束语证发动机运行在耗油率低 、转矩高的工作区域内 ，从而实现节能和环保。 3） 要摆脱中国汽车技术落后的局面，企业进行混合动力车研发要自主创新 ， 形成自己的知识产权 ，企业间要抱团研发 ，赶超国际先进水平 。 4）在2008 年开始引发全球的金融危机， 可能进一步加速了人们节省能源费用的意识。 据了解，目前一些政府已经开始计划或正在推行出台相关鼓励混合动 力 车 的 政策，推动和引导混合电动车的发展。 无疑给混合动力汽车发展带来曙光 。 希望政府借鉴美国等发达国家的经验，推进混合动力车的市场份额。 混合动力作为新能源汽车，需要政府政策扶持和对消费者消费理念的引导 。5） 使用购买混合动力汽车的客户群体目前主要集中在高端豪华车市场为主。 低端市场尽管潜力巨大，但是由于车辆成本问题，影响其市场突破性增长。参 考 文 献1 余 志 生.汽 车 理 论m.北 京 ：机械工业出版社 ，2000.1） 本 文研究分析了混合动力技术及特点 。2） 迫于 石 油 、环境和竞争等压力 ，要 加快混合动力研发 ，采用大功率电动机 ，加强发动机与电动机的混合强度 ，保status and market prospect of hybrid vehicles in chinaji xi-jun(shanxi transportation technology vocational college，taiyuan 030031,china)abstract based on our countrys industrial policies, the article analyses the technical and structural characteristics of hybrid vehicles,and the possible social and economic benefits to be brought about by the development of hybrid power. considering the status and market of hybrid vehicles in the industrialized countries, it points out the opportunity for and challenge of the development of hybrid vehicles in china, and suggests the possible path for developing hybrid power technologies and markets.key words auto industry; hybrid power; social benefits!（上接第 85 页）热。 烤嘴从波峰起作螺旋形移动，采用中温矫正。 当温度达 到 600700时 ，将手锤放在加热区边缘处 ，再 用 大锤击手锤，使加热区金属受挤压，冷却收缩后被拉平。2影响矫正效果的主要因素2.1加热温度对矫正工作的影响加热后降温产生的收缩应力可按公式 =1.48106et(其中 e=2.1105 n/ mm2 , t 为温度变化值) 来计算。由以上结果可知 ， 当 加 热 到 700 时 应 力 为21756 n mm2，刚 好 超 过 了 q235 钢 材 的 弹 性 极 限 215n mm2，而当加热到 800 时应力 为 24864 n mm2，又未超过钢材的塑性极限 250 n mm2， 因而在此温度范 2.3加热区的大小 、位置对矫正的影响在进行火焰矫正中，对加热区的范围大小需严格控因为如果加热区过大则会造成冷缩后变形幅度过制。大，矫正了原变形后还会产生负变形 ；过小时又会导致收缩幅度不够而达不到矫正目的，降低工作效率。3结束语火焰矫正引起的应力与焊接内应力一样都是内应力。 不恰当的矫正产生的内应力与焊接内应力和负载应力迭加 ，会使柱 、梁、撑的纵应力超过允许应力 ，从而导致承载安全系数的降低 。 因此在钢结构制造中一定要慎重 ，尽量采用合理的工艺措施以减少变形 ，矫正时尽可能采用机械矫正 。当必须采用火焰矫正时应注意 ：烤火位置不得在主梁最大应力截面附近 ； 矫正处烤火面积在一个截面上不得过大 ，要多选几个截面 ；宜用点状加热方式 ，以改善加热区的应力状态 ；加热温度最好不超过 800。参 考 文 献围内钢材的变形处于