混合动力汽车的应用及发展前景分析

1、混合动力汽车的应用及发展前景分析 摘要：全球能源及环境问题日益突出，一方面石油为非可再生资源日益紧张，另一方面传统的燃油发动机车辆废弃排放对环境的污染日益严重。本文以汽车对社会环境，能源利用等相关问题的影响为前提，首先通过对混合动力汽车的诞生、混合动力方式类型和混合动力汽车的发展历程的简单概述，然后分析了国内外混合动力汽车的发展现状及应用发展情况，最后展望了混合动力汽车的商业化前景及发展趋势。本文阐述了混合动力汽车的研究探索结果在当今时代的应用特点及市场应用前景分析，展现了混合动力汽车的强势优点，并提出了混合动力汽车的不足之处和能改进的地方，论证了混合动力汽车在现阶段节能环保的成熟技术路线在市

2、场广泛应用的优势。得出了混合动力汽车在市场上的巨大发展应用前景。21世纪节能环保是汽车技术发展的一个重要方向，混合动力汽车以其独有的特点足以在现阶段实现它的特有价值，得到市场的广泛应用。所以混合动力汽车将会是汽车发展史的过渡阶段的替代品。关键字：混合动力、汽车、发展、应用、环保目录第一章：什么是混合动力汽车？7第二章：混合动力汽车的由来7第三章：混合动力汽车的分类8 3.1串联式混合动力8 3.2并联式混合动力9 3.3混联式混合动力10第四章：混合动力汽车的主要部件.124.1控制方式124.2电动机134.3混合动力汽车车用镍氢动力电池14第五章：混合动力汽车的特点16 5.1优点16 5

3、.2缺点16第六章：混合动力汽车面临的问题和技术16第七章：混合动力汽车的发展状况17 7.1国内混合动力汽车的应用发展18 7.2国外混合动力汽车的应用发展19第八章：混合动力汽车的发展前景分析21 结束语22 参考文献23第一章 什么是混合动力汽车混合动力汽车（Hybrid Electric Vehicle, HEV）是指车辆驱动系由两个或多个能同时运转的单个驱动系联合组成的车辆，车辆的行驶功率依据实际的车辆行驶状态由单个驱动系单独或共同提供。因各个组成部件、布置方式和控制策略的不同，形成了多种分类形式。混合动力车辆的节能、低排放等特点引起了汽车界的极大关注并成为目前汽车研究与开发的一个重

4、点。北京车展丰田 油电混合动力版第二章 混合动力汽车的由来进入21世纪，汽车和人们的生活已经密不可分了，随着世界人口的不断增长，对汽车的要求也越来越多了，但由于石化能源是分可再生资源，对分可再生资源的使用不断增多，能源危机已经逐渐成为我们关注的目标之一，而汽车却成为消耗能源的主要对象。汽车，作为现代文明的标志性产物之一，在近百年的发展中，其发展的速度相当的惊人，数量越来越多，使用越来越广，汽车给人们带来的方便是有目共睹的，但同时汽车对环境的污染和破坏也是非常严重的，而且汽车对能源无休止的利用和开采已经成为一个世界性问题，能源安全与环境变化成为国际社会关注的焦点，汽车产量高速发展，石油价格只增不

5、减，环境污染没有一点好转，种种问题的出现不得不让我们对汽车有所改进与研究。以下是近几年我国汽车产品，石油价格和全球碳排放量的一些相关数据。汽车从发明之日起，就有石油结下了不解之缘，面对非可再生资源的紧缺局面，人们不由自主的的猜想：什么时候汽车不用再烧油了。一方面可以为给自己的生活消费减轻一些负担，另一方面也不用在担心石油枯竭的现状了，但是，一方面石油的价格居高不下，另一方面汽车的增长速度，所以人们要研发可以代替石油的能源，由于这样的局面，所以混合动力汽车将会是汽车过渡阶段的替代品，将会占有重要的地位。第三章 混合动力的分类混合动力汽车的种类目前主要有三种。一种是用电动马达驱动行驶的电动汽车“串

6、联方式”。另外 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”。 还有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”。3.1 串联式混合动力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。这种汽车系统更接近于电动汽车，它由燃油发动机、发电机、电池和电动机等动力装置以串联方式连接组成（如图3-1所示）。在这种系统中，一台小型的燃油发动机直接驱动发电机发电，电能被储存于蓄电池或传给电动机以驱动车轮。负荷小时由电池驱动电动机带动车轮转动；负荷大时则由发

7、动机带动发电机发电驱动电动机；车辆制动或减速时，电动机把驱动轮的动能转化为电能，并通过功率变速器给蓄电池充电。图3-1串联式HEV这种类型车能以超低排放模式工作。由于串联式HEV动力传动系中的发电机与汽车驱动轮之间无机械连接具有独立于汽车行驶工况对发动机进行控制的优点，适用于市内常见的频繁起步、加速和低速运行工况，可使发动机稳定于高效区或低排放区附近工作。但串联式HEV动力传动系的综合效率较低，这是因为发动机输出的机械能由发电机转化为电能，再由电动机将电能转化为机械能用以驱动汽车，途经二次能量转换，中间必然会伴随着能量的损失。在这种联结方式下，电池就象一个水库，只是调节的对象不是水量，而是电能

8、。电池对在发电机产生的能量和电动机需要的能量之间进行调节，从而保证车辆正常工作。这种动力系统在城市公交上的应用比较多，轿车上很少使用。3.2 并联式混合动力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。汽车并联式HEV动力传动系的组成，包括发动机、耦合器、变速器、电动机、功率变速器以及蓄电池（如图3-2）。这种系统更接近于传统意义上的燃油汽车，该系统的发动机和电动机是并列连接到驱动桥上的。汽车行驶时，发动机与电动机可以分别独立或共同向汽车驱动轮提供动力。并联式混合动力汽车主要由燃油发动机提供动力，动力性较好。其驱动系统控制较复杂，电池总容量仅是串联式的三分之一，能量传递损失

9、小。但由于发动机与汽车驱动轮间有直接的机械连接，发动机运行工况不可避免地要受到汽车具体行驶工况的影响，很难在最佳工作区工作，燃油经济性和排放性能均较串联式差。图3-2并联式HEV综上所述，并联式HEV布置方案由于在传动系组成及控制方面更接近于传统汽车传动系，并且所需的电机功率较小，电池组数量小，整车的价位也较低。更可贵的是，并联式HEV可采用传统车用发动机，从而可把传统车用发动机的最新研究成果应用到混合动力汽车上，节省了研发资金，目前这种结构的传动系应用比较广泛。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。这种系统适用于多种不同的行驶工况，尤其适用于复杂的路况。该联结方式结构简单，

10、成本低。本田的Accord和Civic采用的是并联式联结方式。3.3混联式混合动力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。典型的混联式HEV动力传动系是由电动机、发电机、电动机、离合器以及蓄电池组成，具备了串、并联结构各自的特点（如图3-3）。这种系统包括两条能量传递路线：一是机械能传递路线，发动机输出的机械能可通过机械装置直接驱动车轮；二是电能传递路线，发动机输出的机械能通过发电机转化成电能由电动机驱动车轮。同时，电池连接到发电机和电动机之间，可接受充电或提供辅助动

11、力。图3-3混联式HEV混联式HEV布置方案综合了串、并联两种布置方案的优缺点，是一种相对比较完善的动力系统，其电池的体积较小、重量较轻、成本较低；发动机总是在最高效率下工作，具有很好的燃油经济性和较低的排放，加速性和平稳性也很好。因此，可以说在许多方面，混联式混合动力车综合了串联式和并联式混合动力汽车的优点。混联式动力系统可以更加灵活地根据工况来调节内燃机的功率输出和电机的运转。混联式HEV控制系统和机械结构最为复杂，技术难度最大，增加了开发和生产成本，不过，随着控制技术和制造技术的发展，现代混合动力汽车更倾向于选择这种结构在以上三种方式中，串联式混合动力汽车的污染最小，但是能量在传递过程中

12、损失较大，且对电池的要求较高。并联式混合动力汽车动力系统的集成度相对较低，主要依赖于发动机提供动力，发动机的运转受工况的影响，因而燃料的经济性较差、排放污染情况相对较差、噪声较大，这不符合混合动力车高效率、低能耗、低污染的基本目标，但由于其具有较好的动力性，曾一度得到各大汽车公司的青睐。混联式混合动力汽车同样具有良好的动力性而且污染与油耗大大降低，因此，世界各大汽车公司纷纷开始把注意力投向混联式混合动力汽车的研究与开发。这三种方式具体的分类比较，见表3-4表3-4 串联、并联、混联三种方式的比较项目方式控制系统电池能量传递效率燃油发动机工作效率环境污染其他串联式控制系统结构比较简单，只要根据蓄

13、电池充电状态决定其运行或停止对电池要求较高，容量大，增加了电池和汽车重量以及制造成本动力传递过程中，存在能量转换的损失，降低了能量利用率发动机的工作不受汽车行驶工况的影响，总在最佳工况下工作，具有较好的燃油经济性污染最小每一动力装置的功率均等于汽车要求的总功率，设备规模较庞大，增加了车辆的成本及机构布置的难度并联式动力控制系统及机械切换系统相对较复杂总容量比串联式小（约为三分之一），对蓄电池的峰值功率要求较低动力直接传到车轮上，中间环节少，比串联式有更高的能量效率主要动力还是来源于燃油发动机，但燃油发动机工作范围大，效率较低污染和噪声较大结构简单，可把传统车用发动机的最新研究成果应用到混合动力

14、汽车上，节省了研发资金混联式机械传动系统及控制系统最为复杂对电池的依赖小，甚至可以不需要外置充电系统较高发动机的工作不受汽车行驶工况的影响，总是在最高效率状态下运转，具有很好的燃油经济性比并联小发动机和电动机均可较小。动力系统可根据不同工况选用不同的动力驱动方式，充分利用两套动力装置的优点第四章：混合动力汽车的主要部件4.1 控制方式目前市面上混合动力汽车最常见的两种动力源是内燃机和电动机。一般情况下，内燃机是前轮的驱动源，而电动机是两个后轮的驱动源。车内的电脑会根据不断变化着的交通条件所需的动力情况，随时作出反应，不需驾车人预先指令，即自动地选择最为理想的驱动模式；或是由两台电动机进行后轮驱

15、动；或是由一台内燃机进行前轮驱动；或是内燃机和电动机同时驱动。当从静止状态起步时，车上的电脑会首先选择电动驱动模式，这是因为内燃机在汽车起步后的第一公里期间内，所用燃料的80都被作为废气排掉了，既浪费燃料又污染环境。当车速到每小时40公里时，电脑会自动选择内燃机驱动模式，同时内燃机在工作时也对蓄电池组进行充电。如果驾驶员突然实施紧急加速，电脑则会启动电动机来协助内燃机进行联合驱动。而当低速行驶时，或者电脑判定蓄电池组的能量不足时，也会启动内燃机工作。当汽车减速时，电脑会对内燃机起到制动作用，判定利用其制动能量对蓄电池组充电。此外电脑还操纵着例如制动装置、防车轮抱死和方向控制等其他功能。在前后轮

16、之间，内燃机和电动机或是交替的、或是相继的、或是同时的，不断变化着的驱动方式，使得汽车始终保持其动力潜能的最大发挥，大大减少了燃料消耗和废气排放。4.2 电动机在HEV上是以电动机驱动作为发动机驱动的辅助动力，但又必须对电池组的质量和整车的整备质量进行限制，以减轻HEV的总质量。因此，一般电动发电机只是在HEV发动机启动，车辆启动、加速或爬坡时起作用。电动发电机又是发动机的飞轮，起调节发动机输出功率的作用。电动发电机还起发电机的作用，将发动机的动能转换为电能，储存到电池组中去。在HEV下坡或制动时，将汽车惯性动能转换为电能，储存到电池组中去。因此，HEV有了电动机的辅助作用，就可以使HEV达到

17、节能和“超低污染”的要求。电动机的种类很多，用途广泛，功率的覆盖面非常大。但HEV所采用的电动机种类少，功率覆盖面也较小。目前主要采用的交流电动机、永磁电动机和开关磁阻电动机，不管是电机本身还是它们的控制装置，成本都比较高，但随着电动机的电子计算机控制和机电一体化的加速发展，很多新技术正逐步运用到混合动力汽车（HEV）的电动机上，一旦形成大规模批量生产，所用电机乃至整车的成本都会得到大大降低。4.2.1 混合动力汽车对电动机的基本要求1.从日本汽车公司开发电动汽车的研究和实践认为，在采用大功率的电动机来驱动HEV时，与采用小功率的电动机比较，具有电阻小，效率高，比能耗低，动力性能好等优点。但在

18、目前的条件下，各种电池的比能量较小，理所当然地采用小功率的电动机，因而出现电阻大，效率低，比能耗高，动力性能差等问题。2.混合动力汽车的电动机应具有较大范围内的调速性能，能够根据驾驶员对加速踏板和对制动踏板的控制，由中央控制器控制电动机与发动机之间动力的协调。以获得所需要的起动、加速、行驶、减速、制动等所需的功率与转矩，使它们达到与内燃机汽车加速踏板同样的控制效果。 3.混合动力汽车应具有最优化的能量利用，电动机应具有高效率、低损耗，并在车辆减速时实现能量回收并反馈回蓄电池，这点在内燃机汽车上是不能实现的。4.电动机的质量，各种控制装置的质量和冷却系统的质量等也要求尽可能小，因此，大功率的高速

19、电动机具有高性能，质量小等优点，在混合动力汽车得到了广泛地应用。另外，还要求电动机及控制装置在运转时的噪声要低。5.各种电动机的电压，可以达到120500V，对电气系统安全性和控制系统的安全性，都必须符合国家（或国际）有关车辆电气控制的安全性能的标准和规定，装置高压保护设备。除此之外，还要求电动机可靠性好，耐温和耐潮性能强，能够在较恶劣的环境下长期工作，结构简单，适合大批量生产，运行时噪声低，使用维修方便，价格便宜等。4.3 混合动力汽车车用镍氢动力电池随着人类环保意识的不断增强，石油资源逐年减少，油价逐步攀升，降低汽车污染和节约能源已成为世界各国政府面临的严峻问题。蓄电池技术和氢气的制取、运

20、输、储存、成本等严重制约了电动汽车和燃料电池汽车的发展，因而混合动力汽车应运而生。在混合动力汽车中，由于采用了高功率的能源储存装置（蓄电池、超级电容等）能向汽车提供瞬时的能量而可减小发动机尺寸，提高效率，降低排放和燃油消耗，且可在进行制动和减速时回收能量。铅酸电池质量重，不能快充深放，循环寿命短；锂离子电池具有大电流性能差，价格高和安全性问题，目前还不适于混合动力汽车的发展。镍氢电池具有高比功率、电流充放电大、无污染、安全性能好等特点，广泛应用在混合动力汽车上。4.3.1 混合动力汽车对动力电池的要求1.对动力电池的要求动力电池一般指具有较高的容量和输出功率的能力，可用作电动车辆驱动电源的电池

21、。一般情况下，混合动力汽车车用动力电池进行的是频繁、浅度的充放电循环。在充放电过程中，电压、电流可能有较大的变化。针对这种使用特点，混合动力系统对电池有以下特别要求：（1）大功率充放电能力：质量比功率和体积比功率是衡量蓄电池快速充放电能力的指标，相对于比能量要求，混合动力汽车对比功率要求更高。（2）充放电效率：动力电池中能量的循环必须经过充电-放电-充电的循环，高的充放电效率对保证整车效率具有至关重要的作用。（3）相对稳定性：动力电池应当在快速充放电和充放电过程变工况的条件下保持性能的相对稳定，使其在动力系统使用条件下能达到足够的充放电循环次数。 4.3.2 车用动力电池的主要指标 评价混合动

22、力汽车车用动力电池技术的指标主要有以下几点：（1）质量比功率（W/kg）：电池的质量比功率代表每千克质量的电池能提供的功率。它的大小决定电池所能输出的最大功率，标志着汽车的加速性能和最高车速，对电动汽车的动力性能等有直接影响。在混合动力汽车中，电池的比功率是最关键的因素，因为电池的电耗尽后可以在内燃机工况下重新进行充电。（2）质量比能量（Wh/kg）：标志着纯电动模式下的续驶能力。（3）循环次数：动力电池的工作是一个不断充电-放电-充电-放电的循环过程，每充电和放电一次，动力电池中的化学物质就要发生一次可逆性的化学反应。随着充电和放电次数的增加，动力电池中的化学活性物质会发生老化，逐渐削弱其化

23、学功能，降低动力电池的充电和放电的效率，最后部分或完全丧失其充电和放电功能。动力电池的工作循环次数是衡量动力电池寿命的重要指标，对动力电池的使用有直接影响。（4）成本：电池的成本与电池的新技术含量、材料、制作方法和生产规模有关，目前新开发的高比功率的动力电池成本较高。4.3.3 镍氢动力电池的特点 目前，世界上已开发的主要动力蓄电池性能如表1所示。电池型号质量比能量（Wh/kg）质量比功率（W/kg）循环次数（次）铅酸电池33130400500镍镉电池45500500混合电动车用镍氢电池406055013501000锂离子电池10013001000表1 当前混合动力汽车车用动力电池性能镍氢电池

24、的正极采用金属氢氧化镍，负极使用锡氢合金。镍氢动力电池具有无污染、高比能、大功率、快速充放电、耐用性等许多优异特性。与铅酸电池相比，镍氢电池具有比能量高、重量轻、体积小、循环寿命长的特点；与镍镐电池相比，其比能量是镍镉电池的两倍。另一大优点就是镍氢电池不含有镉、铅这类有毒金属，其中一些金属还有较高的回收价值，可称为绿色能源。镍氢电池的主要特点：（1）质量比功率高：目前商业化的镍氢功率型电池能做到1350Wh/kg。 （2）循环次数多：目前应用在电动车上的镍氢动力电池，80%放电深度（DOD）循环可以达1000次以上，为铅酸电池的3倍以上。100%DOD循环寿命也在500次以上。在混合动力汽车中

25、可使用5年以上。（3）无污染：不含铅、镉等对人体有害的金属，为21世纪“绿色环保电源”。 （4）耐过充过放。（5）无记忆效应。（6）使用温度范围宽：正常使用温度范围了-3055；贮存温度范围-4070。 （7）安全、可靠：短路、挤压、针刺、安全阀工作能力、跌落、加热、耐振动等安全性、可靠性试验无爆炸、燃烧现象。第五章 混合动力汽车的特点5.1混合动力车的优点：1、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

26、通汽车一样。2、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。3、在繁华市区，可关停内燃机，由电池单独驱动，实现"零"排放。4、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。5、可以利用现有的加油站加油，不必再投资。6、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。5.2混合动力汽车的缺点是：1、混合动力的车比起燃油的车，其最大的缺点就是动力性和加速性差一些。2、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，维修保养费用相对较高。第六章 混合动力汽车面临的问题和技术目前，混合动力汽车

27、需要解决的问题包括以下几个方面：一，进行动力分配装置和能量管理系统研究。二，开发具备高比能量和高比功率经济实用电池。三，混合动力系统的结构复杂，制造成本高，维修比较困难，售价相对较高。四，建立更先进驱动系统数学模型，进行计算机仿真分析。具体来说需要进行下面几项关键技术的研究：混合动力单元技术在混合动力汽车上，热力发动机又被叫做混合动力单元。为提高燃料经济性，对混合动力单元必然提出更多的要求，如要求混合动力单元能够快速起动和关闭等。目前对混合动力单元研究主要集中于：一是燃烧系统优化；二是尾气的处理技术，主要研究高效尾气催化系统；三是代用燃料研究。控制策略技术 HEV产品开发中最为关键的环节是根据

28、不同的混合动力驱动系统制定和优化的控制策略，国外通过系统建模仿真来对此进行了大量的匹配理论研究。控制系统开发首先是根据采集到的速度和负荷等数据，计算出对应要求输出功率:计算出以最高效率为基点的分配到内燃机与电动机上的功率值，即实现内燃机与电动机之间最优功率分配比；然后，根据功率分配比，计算出驱动电动机的功率值和其它有关数据，给出内燃机的控制参数和电动机的控制参数。同时，驱动还要执行器完成这两个层次的工作控制。在执行器得设计中，功率分配装置设计及其与变速器的一体化设计是关键的部件设计工作。因为它要根据控制器的指令，正确地进行内燃机功率向驱动车辆功率和驱动发电机功率的分解。能量存储技术 在电动汽车

29、上，蓄电池开发和充放电特性的研究是关键。现在，镍氢电池和锂离子电池己可达到混合动力汽车使用要求，但仍有价格高或寿命不长等缺陷。从发展看，能量储存装置研究应该包括以下几个方面:一是研究电池内部的连接、检测、监控。二是电池设计和制造方面改进，降低制造成本，改善电池的性能和提高寿命。适用于混合动力汽车的电池需要有较高的比功率，要达到的目标是，功率与能量比值大于20W/wh；使用寿命达到10年；至少循环使用12万次。三是电池热能管理及剩余电量管理。此外，电池的剩余电量直接影响混合动力汽车经济性和排放，因此需要有效的测试方法和控制装置。第七章 混合动力汽车发展现状7.1国内混合动力汽车技术发展状况近几年

30、，在国家“863”计划的资助下，长安、一汽、东风、奇瑞、华晨、吉利等自主品牌汽车企业竞相开发出了相应的混合动力轿车，其中部分车型已申报了国家汽车产品公告，但上述汽车企业大多采用ISG轻度混合或BSG微混合方案，这两种方案的技术难度较小，生产成本也较低。同时我们必须清醒地认识到，要真正实现自主混合动力车型的普及，还有诸多障碍需要克服，包括技术上的一些关键难题和成本增加太多、零部件配套资源体系不成熟等。具体表现在：1.与国外一样，成本偏高其回收周期较长成为混合动力汽车普及初期最主要的障碍。一般中度混合动力轿车比同类内燃机轿车成本高出20%30%。而根据市场调查，用户可接受的回收期为11.5年，也就

31、是用户只接受价格增加5%以内，与实际相差比较大，严重削弱了用户对购买混合动力汽车的兴趣。2.关键技术产业化及其产业链的支撑存在较大差距。近年来民族汽车之所以崛起，主要就是得力于存在广阔的低端市场空间以及高速增长的市场容量形成强大的拉动力。民族轿车工业崛起主要靠的就是走的低端产品路线，技术含量低，可以通过自主创新或从国外设计公司直接购得。像长安、奇瑞等企业在混合动力技术研发及其产业化上，联合国内的高校、研究机构，甚至与国外的一些研发机构合作，每年投入上千万元资金进行技术研发，国家也有部分资金支持，但还有一些产业化的关键重大技术需要最后的冲刺突破，系统的可靠性还需要大量的试验验证，关键核心零部件的

32、产业化还存在较大差距，标准体系还不完善。比如镍氢电池一直是个瓶颈，在推进混合动力汽车产业化时，有关部门考察了全国所有的镍氢电池供应商，完全满足产业化要求的厂家基本上没有。此外，还有像ISG电机、各种控制系统等关键技术零部件的产业化都与规模化生产存在差距。与乘用车相比，城市混合动力公交车的发展有所不同。据统计，我国城镇居民日常出门有70%是首选乘坐公交车。在城市工况下，公交车频繁起步、加速、制动和停车，要额外消耗许多燃油。根据调查，将近1/2的燃油是被汽车频繁制动所消耗的，这就为混合动力公交车的节油减排留下了相当大的空间。基于以上考虑，目前我国至少有78家客车企业将研发、生产混合动力公交车作为研

33、发工作的重点。经过几年的开发，虽然已取得了一系列重大成果，但公交车的节油率并未达到预计的要求，主要原因包括：1.汽车的制动过程十分短暂，一般不超过10秒，在短短的几秒内，电机要求发出很大的电流，才能有效回收制动能量，但是电池的充电倍率只有放电倍率的一半，因此电池不能接受大电流充电。理论上汽车有50%60%的制动能量可回收，但实际回收的制动能量小于20%，最简单的改进办法是加大动力电池容量，例如至少加大容量一倍，回收的制动能量可由20%增加到40%。但这将大大增加整车成本和汽车自重，经济上可能是得不偿失;2.混合动力公交车若采用停车断油，甚至滑行即时断油，可节油10%左右(4L/100km)，实

34、际上国产柴油机没有专门为混合动力汽车设计，一般不允许频繁地停车断油，否则供油系统和废气增压器都可能损坏，严重影响柴油机寿命。而且，停车断油就必须装有电动转向油泵、电动空压机和电动空调系统，这又会大大增加整车成本和重量，两相权衡，不一定合算，所以近期大多未实现停车断油功能。混合动力汽车由于保留了常规内燃机和变速箱，其核心电子系统主要包括：多能源动力总成控制系统、混合动力用发动机(汽油、柴油、燃气)管理系统、自动变速控制系统、电机及其驱动控制系统、动力蓄电池及其管理系统、高压电安全控制系统、DC/DC变换器(单向功率流，双向功率流)等。作为新能源汽车的共性辅助电子系统，对于混合动力汽车来说也是必不

35、可少的，主要包括：电动助力转向系统、智能仪表系统、电动空调系统、机电复合制动系统。基于以上的分析，自主品牌混合动力汽车产业的发展应重视以下几个问题。1.建立自主品牌混合动力汽车产业化共用技术设计平台和零部件配套供应体系平台。建议借鉴美国PNGV计划模式，由国家资助、自主品牌汽车公司共同出资组建混合动力产业化公司，业务领域包括系统设计、零部件大批量生产、专用试验等。以此解决技术的可持续发展和产业链发展能力的建设问题。2.加强混合动力基础技术研究及试验能力建设。标准的竞争已经成为新技术产业化成败的关键。混合动力汽车产业化尚需要标准、试验认证能力的支撑，建议国家设立专门的基础技术研究和试验能力建设专

36、项基金，资助有条件和能力的国有控股企业或国家试验检测机构进行能力建设，最终形成中国自己的混合动力技术标准。3.重视实践、练好内功，进一步降低成本并提高产品的可靠性和耐久性。当前在国际金融危机持续蔓延的背景下，通用、克莱斯勒等国外汽车业巨头遭受重创。为获重生，他们都不遗余力地发展新能源汽车以挽颓势，只有重视实践、大胆探索，通过进一步降低制造成本，提高产品的可靠性和耐久性，才能真正推进自主品牌混合动力汽车的规模产业化。7.2国外混合动力汽车技术发展状况当前，全球汽车工业正面临着金融危机和能源环境问题巨大挑战。发展新能源汽车，实现汽车动力系统的新能源化，推动传统汽车产业的战略转型，在国际上已经形成广

37、泛共识。在这种形势下，美国、日本、欧洲等发达国家和地区，不约而同地将新能源为代表低碳产业作为国家战略选择，都希望通过新能源产业与传统汽车产业结合，破解汽车工业能源环境制约，培育新型战略性产业，提升产业核心竞争力，发展低碳经济，实现新一轮经济增长。在太阳能、电能等替代能源真正进入实用阶段之前，混合动力汽车因其低油耗、低排放的优势越来越受到人们关注。混合动力汽车具有油、电发动机的互补工作模式，具有省油、节能的优势。同时，混合动力系统在同等条件下相对于汽油车和柴油车来说，汽车尾气排放少，从而减少了对空气的污染。因此，混合动力汽车具有环保、污染小优点。近年来，美、日、德等汽车工业强国先后发布了关于推动

38、包括混合动力汽车在内的新能源汽车产业发展的国家计划。美国奥巴马政府实施绿色新政，计划到2015年普及100万辆插电式混合动力电动汽车。日本把发展新能源汽车作为“低碳革命”核心内容，并计划到2020年普及包括混合动力汽车在内的“下一代汽车”达到1350万辆,为完成这一目标,日本到2020年计划开发出至少38款混合动力车、17款纯电动汽车。德国政府在08年11月提出未来10年普及100万辆插电式混合动力汽车和纯电动汽车，并宣称该计划的实施，标志德国将进入新能源汽车时代。 动力电池成为各国政府在电动汽车领域支持的重中之重。美国总统奥巴马09年8月宣布安排24亿美元支持PHEV研发与产业化，其中20亿

39、美元用来支持先进动力电池的研发和产业化。日本政府提出“谁控制了电池，谁就控制了电动汽车”，并组织实施国家专项计划，在2011年以前将投入400多亿日元用于先进动力电池技术研究，2010年左右新型锂电池将规模应用于下一代新能源汽车。德国从今年起启动了一项4.2亿欧元车用锂电池开发计划，几乎所有德国汽车和能源巨头均携资加入。国家的大量投入，充分调动了企业的积极性，目前国际主要汽车制造商不断加强与电池企业的合作，以动力电池突破为核心目标的强强联合与产业联盟不断涌现，动力电池技术研发和产业化进程明显加快。各国政府加大了政策支持力度，全力推进包括混合动力汽车在内的新能源汽车产业化。美国对PHEV实施税收

40、优惠，减税额度在2500美元和15000美元之间，同时美国政府对电动汽车生产予以贷款资助。09年6月23日，福特、日产北美公司和Tesla汽车公司获得80亿美元贷款，主要用于混合动力和纯电动汽车的生产。日本从09年月日起实施新的“绿色税制”，对包括混合动力车、纯电动汽车等低排放且燃油消耗量低的车辆给予税赋优惠，一年的减税规模约为2100亿日元，是现行优惠办法减税额的10倍。法国不但对购买低排放汽车的消费者给予最高5000欧元的奖励，而且对高排放汽车进行最高2600欧元的惩罚。从1995年起，包括日本丰田与美国三大汽车公司在内的世界各大汽车生产厂商陆续投入混合动力汽车研究开发。经过多年发展，混合

41、动力汽车在商用化、产业化进程上的发展已经较为迅速。特别是2004 年全球各大汽车制造商加大环保车型的开发力度，混合动力车型成为各大公司的战略重点，逐渐突破了小型车的限制越来越多的应用在中大型车上，技术竞争愈演愈烈。2009年世界汽车市场混合动力汽车销量已经超过70万辆， 2010 达100万辆，据预测，2015年将在世界汽车市场占15%，2020年占25%。在日本，1997年，日本丰田推出了世界上第一款批量生产的混合动力汽车，其后又在2001年相继推出了混合动力面包车及皇冠轿车，运用了先进的混合动力系统电子控制装置和电动四轮驱动及四轮驱动力/制动力综合控制系统，在普及混合动力系统的低燃耗、低排

42、放和改进行驶性能方面处于世界前沿。以丰田为代表日系企业，正是在10多年前精确判断，才最终以混合动力这种过度的新能源技术傲力如今的世界汽车市场。丰田普锐斯轿车2009年销量达20.89万辆，同比增长达290%，成为包含微型车在内的新车销量排行榜榜首。在美国，美国三大汽车公司通用、福特和戴姆勒-克莱斯勒在2004年就组建了生产混合动力汽车和燃料电池汽车所用电池联合开发公司USABC，投资460万美元开发新一代环保型双动力汽车所需要的高性能锂聚合物电池。2005年9月，通用汽车、戴姆勒克莱斯勒集团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备忘录，共享各自在混合动力推进系统

43、方面领先的技术能力及丰富的科技资源，并把发展“双模”完全混合动力系统作为首要目标。2009年美国混合动力汽车销量达到29.03万辆，占美国汽车市场份额达2.8%,虽然份额还较小，但却从2005年的1.2%开始呈逐年上升之势。预计美美混和动力汽车的销量2013年将达到87.2万辆，市场占有率将达到5%。第八章 混合动力发展前景分析    在能源和环保的压力下，世界各大汽车公司无不涉足电动汽车领域，但是由于技术和经济上存在的各种困难，电动汽车还有相当长的路要走才有可能实现商品化，而混合动力汽车技术相对更为成熟，由于采用了精湛的机电耦合技术和智能化的整车控制策

44、略，从而实现整车的高性能，低能耗和低排放，因此日本、美国等多家汽车公司已经和正向市场推出各种混合动力汽车产品。从国内市场来看，由于经济的持续快速增长，城市规模不断扩大，各大城市政府已纷纷将推广使用清洁燃料汽车作为净化空气、改善环境的一项重要措施，特别是北京申办 2008 年奥运会成功，更为洁净型城市汽车提供了极佳的市场机遇。 随着石油资源的枯竭、人们环保意识的提高，电动汽车及混合动力汽车将成为新世纪前几十年汽车发展的主流，这一点也是我国汽车界所有业内人士的共识。在我国大中城市都普遍存在着十分严重的汽车尾气排放污染问题，其中轿车排放为城市汽车尾气排放污染的主要污染源之一。因此混合动力汽车有着广阔的市场空间，特别是开发用于城市交通(如出租车)和城市之间的混合动力汽车在我国有着得天独厚的发展条件和广阔的