精選混合動力發(fā)展簡介講義

（優(yōu)選）混合動力發(fā)展簡介目前一頁\總數(shù)四十六頁\編于十一點主要內(nèi)容：1、混合動力汽車原理及分類2、混合動力汽車的性能特點3、現(xiàn)狀及國內(nèi)外發(fā)展趨勢目前二頁\總數(shù)四十六頁\編于十一點1、混合動力汽車原理及分類目前三頁\總數(shù)四十六頁\編于十一點混合動力汽車原理及分類混合動力汽車定義:多于一種能量轉(zhuǎn)換器來提供驅(qū)動動力的混合型汽車--------國際電工委員會電動汽車技術(shù)委員會又稱復合動力汽車（HybridPower

Automobile），指車上裝有兩個以上動力源：蓄電池、燃料電池、太陽能電池、內(nèi)燃機車的發(fā)電機組，當前復合動力汽車一般是指內(nèi)燃機車發(fā)電機，再加上蓄電池的汽車。----------百度HybridElectricVehicle簡稱為HEV：是在一輛汽車上同時配備電力驅(qū)動系統(tǒng)和輔助動力單元(APU)的汽車，其中APU是燃燒某種燃料的原動機或由原動機驅(qū)動的發(fā)電機組。--------多數(shù)論文目前四頁\總數(shù)四十六頁\編于十一點混合動力汽車原理及分類混合動力汽車地位:隨著世界各國環(huán)境保護的措施越來越嚴格，替代燃油發(fā)動機汽車的方案也越來越多，例如氫能源汽車、燃料電池汽車、混合動力汽車等。但目前最有實用性價值并巳有商業(yè)化運轉(zhuǎn)的模式，只有混合動力汽車。新能源汽車時代的過渡客目前五頁\總數(shù)四十六頁\編于十一點混合動力汽車原理及分類最常用分類方法：1、根據(jù)動力源數(shù)量及動力傳遞方分類：2、按照混合度分類：串聯(lián)型(SHEV)并聯(lián)型(PHEV)混聯(lián)型(SP-HEV)弱混合(MicroHEV)中度混合(MicroHEV)完全混合(MicroHEV)目前六頁\總數(shù)四十六頁\編于十一點混合動力汽車原理及分類（1）串聯(lián)式混合動力系統(tǒng)(SHEV)結(jié)構(gòu)特點：發(fā)動機機械能轉(zhuǎn)換為電能。用發(fā)動機直接帶動發(fā)電機發(fā)電，電能直接輸送到電池或電動機，電動機驅(qū)動汽車，電池作為發(fā)動機輸出和電動機需求的調(diào)節(jié)裝置。發(fā)動機的運行獨立于車速和道路情況，適用于市內(nèi)常見的頻繁起步、加速和低速運行工況。目前七頁\總數(shù)四十六頁\編于十一點混合動力汽車原理及分類（1）串聯(lián)式混合動力系統(tǒng)(SHEV)應(yīng)用：主要用城市大客車適用于城市內(nèi)頻繁起步和低速運行工況，可以將發(fā)動機調(diào)整在最佳工況點附近穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，通過調(diào)整電池和電動機的輸出來達到調(diào)整車速的目的。發(fā)動機避免了怠速和低速運轉(zhuǎn)的工況，從而提高了發(fā)動機的效率，減少了廢氣排放。但是它的缺點是能量幾經(jīng)轉(zhuǎn)換，機械效率較低。目前八頁\總數(shù)四十六頁\編于十一點混合動力汽車原理及分類（1）串聯(lián)式混合動力系統(tǒng)(SHEV)應(yīng)用實例：福特“新能級－2010”

其電池采用燃料電池，在城市市區(qū)行駛時全部由燃料電池驅(qū)動電動機，電動機通過減速器（變速器）和驅(qū)動橋驅(qū)動車輪，達到了“零排放”要求。當高速及爬坡時，則由發(fā)動機-電動機組和燃料電池組共同向電動機供電，驅(qū)動車輪。目前九頁\總數(shù)四十六頁\編于十一點混合動力汽車原理及分類（2）并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)(PHEV)結(jié)構(gòu)特點：發(fā)動機與電動機并聯(lián)，可以同時，也可分別給車輪提供驅(qū)動力。電動機還可以用作發(fā)電機，以平衡發(fā)動機所受的載荷，使其能在最佳工況點附近運行。由于發(fā)動機的機械能可直接輸出到汽車驅(qū)動橋，中間沒有能量的轉(zhuǎn)換，所以系統(tǒng)效率較高，燃油消耗也較少。但由于發(fā)動機與車輛驅(qū)動輪之間有直接的機械連接，發(fā)動機不是都在最佳工況點附近運行，其會受到汽車具體行駛工況的影響。目前十頁\總數(shù)四十六頁\編于十一點混合動力汽車原理及分類（2）并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)(PHEV)應(yīng)用：廣泛應(yīng)用發(fā)動機和電動機共同驅(qū)動汽車，發(fā)動機與電動機分屬兩套系統(tǒng)，可以分別獨立地向汽車傳動系提供扭矩，在不同的路面上既可以共同驅(qū)動又可以單獨驅(qū)動。當只有發(fā)動機提供動力時，更接近傳統(tǒng)的汽車驅(qū)動系統(tǒng)，機械效率損耗與普通汽車差不多，但是又多了一套動力系統(tǒng)，所以得到比較廣泛的應(yīng)用。目前十一頁\總數(shù)四十六頁\編于十一點混合動力汽車原理及分類（2）并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)(PHEV)應(yīng)用實例：大眾“高爾夫”在車輛自靜止起步時，高爾夫TDIHybrid單獨以電動馬達作為驅(qū)動來源；而在高速巡航時，TDI柴油引擎則為主要的動力來源。唯有在進行超車或急加速等操駕時，TDI柴油引擎和電動馬達同時啟動，提供最充沛的動力輸出。而車輛等紅燈或靜止時，TDI引擎更會完全熄火，以達到省油節(jié)能的功效。目前十二頁\總數(shù)四十六頁\編于十一點混合動力汽車原理及分類（2）并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)(PHEV)應(yīng)用實例：大眾“高爾夫”CO2排放量可達到89g/km的優(yōu)異水平，而每升29公里(折合百公里油耗3.5L)的平均油耗成績也相當杰出。高爾夫TDIHybrid采用柴油引擎、電動馬達的混合動力，搭載高效能三缸、1.2升共軌式柴油引擎，輸出75匹最大馬力和18.2公斤米最大扭力。而一具27匹馬力、14.2公斤米扭力的電動馬達則與TDI引擎串聯(lián)，除了提供額外動力外，此具電動馬達也取代傳統(tǒng)的起動馬達和發(fā)電機功能，以達到精簡體積、重量的功效。目前十三頁\總數(shù)四十六頁\編于十一點混合動力汽車原理及分類（3）混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)(SP-HEV)結(jié)構(gòu)特點：包含了串聯(lián)式和并聯(lián)式的特點。動力系統(tǒng)包括發(fā)動機、發(fā)電機和電動機。根據(jù)助力裝置不同，它又分為發(fā)動機為主和電機為主兩種。以發(fā)動機為主的形式中，發(fā)動機作為主動力源，電機為輔助動力源；以電機為主的形式中，發(fā)動機作為輔助動力源，電機為主動力源。該結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是控制方便，缺點是結(jié)構(gòu)比較復雜。目前十四頁\總數(shù)四十六頁\編于十一點混合動力汽車原理及分類（3）混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)(SP-HEV)應(yīng)用：發(fā)展趨勢在汽車低速行駛時，驅(qū)動系統(tǒng)主要以串聯(lián)方式工作；當汽車高速穩(wěn)定行駛時，則以并聯(lián)工作方式為主；在減速或制動時，系統(tǒng)通過電動機發(fā)電將能量回收到電池（蓄電池）中?；炻?lián)式混合動力系統(tǒng)(SP-HEV)，充分發(fā)揮了串聯(lián)式和并聯(lián)式的優(yōu)點，能夠使發(fā)動機、發(fā)電機、電動機等部件進行更多的優(yōu)化匹配，從而在結(jié)構(gòu)上保證了在更復雜的工況下仍能使系統(tǒng)在最優(yōu)狀態(tài)下工作，所以更容易達到控制排放和油耗的目的。目前十五頁\總數(shù)四十六頁\編于十一點混合動力汽車原理及分類（3）混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)(SP-HEV)應(yīng)用實例：豐田Prius總成包括兩個動力源，發(fā)動機與電動機，屬于以電機為主動力源的混聯(lián)式混合動力總成汽車。豐田Pruis混合動力系統(tǒng)有一個特點，就是采用行星齒輪變速結(jié)構(gòu)，變速器內(nèi)置動力分離裝置，行星齒輪機構(gòu)巧妙地將減速器、發(fā)電機和電動機等動力部件偶合在一起，同時行星齒輪又起到無級變速器的功能，結(jié)構(gòu)十分緊湊，形成一個集成化混合動力總成系統(tǒng)。目前十六頁\總數(shù)四十六頁\編于十一點混合動力汽車原理及分類（3）混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)(SP-HEV)應(yīng)用實例：豐田Prius啟動以及中速以下行駛，此時發(fā)動機效率低下，因此Prius的發(fā)動機關(guān)閉，僅由大功率電動機驅(qū)動車輛目前十七頁\總數(shù)四十六頁\編于十一點混合動力汽車原理及分類（3）混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)(SP-HEV)應(yīng)用實例：豐田Prius在常規(guī)行駛時，發(fā)動機作主動力源，由動力分離裝置將動力分成兩路，一路驅(qū)動發(fā)電機進行發(fā)電，產(chǎn)生的電力驅(qū)動電動機運轉(zhuǎn)，系統(tǒng)會自動對兩條路徑的動力進行最佳分配，以達到效率的最大化。目前十八頁\總數(shù)四十六頁\編于十一點混合動力汽車原理及分類（3）混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)(SP-HEV)應(yīng)用實例：豐田Prius當要加速時，電池組會加進來為電動機供電，增強電動機輸出功率目前十九頁\總數(shù)四十六頁\編于十一點混合動力汽車原理及分類（3）混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)(SP-HEV)應(yīng)用實例：豐田Prius當減速或制動時，則由車輪的慣性力驅(qū)動電動機。這時電動機變成了發(fā)電機，車輛制動能量轉(zhuǎn)換成了電能（上圖）。電池組電量保持在一個恒定水平。當系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)電池組電量下降會啟動發(fā)動機驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電，向電池組充電（下圖）。目前二十頁\總數(shù)四十六頁\編于十一點混合動力汽車原理及分類三種類型的比較目前二十一頁\總數(shù)四十六頁\編于十一點混合動力汽車原理及分類弱混合技術(shù)中,電功率足以在內(nèi)燃機停機后實現(xiàn)啟動,但是只能在很小的程度上回收制動能。弱混合技術(shù)附加成本相對比較低,未來有比較好的實用性。弱混合簡介：目前二十二頁\總數(shù)四十六頁\編于十一點混合動力汽車原理及分類如果要很好地實現(xiàn)制動能回收,則電功率必須在10～15kW的范圍內(nèi),也就是通常意義上的中度混合。這個功率范圍可以滿足大部分的減速要求,回收大部分的制動能,進一步提高功率可以回收更多的制動能,但是這類情況發(fā)生的概率比較小,提高功率經(jīng)濟性不好,效果不明顯。中度混合還是達不到電力驅(qū)動,只能對內(nèi)燃機提供一定的支持。但是從節(jié)能角度來看,中度混合可以達到起停功能節(jié)油5%,制動能量回收10%。中度混合簡介：目前二十三頁\總數(shù)四十六頁\編于十一點混合動力汽車原理及分類在中度混合的基礎(chǔ)上，如果在低功率運行模式下關(guān)閉內(nèi)燃機,并對車輛實現(xiàn)電力驅(qū)動,則可以繼續(xù)降低油耗4%,這就是完全混合。因此電功率等級要比中度混合高,需要達到30～50kW,附加成本也隨之上升。由于電功率比較大,所以相應(yīng)需要的內(nèi)燃機的功率就比較小,內(nèi)燃機的尺寸可以選取比較緊湊型的。完全混合技術(shù)是為了實現(xiàn)整車功率的提升。完全混合簡介：目前二十四頁\總數(shù)四十六頁\編于十一點混合動力汽車原理及分類國內(nèi)混合車型分類表目前二十五頁\總數(shù)四十六頁\編于十一點2、混合動力汽車的性能特點目前二十六頁\總數(shù)四十六頁\編于十一點混合動力汽車的性能特點1、采用混合動力后可按平均需用的功率來確定內(nèi)燃機的最大功率，此時處于油耗低、污染少的最優(yōu)工況下工作。需要大功率內(nèi)燃機功率不足時，由電池來補充；負荷少時，富余的功率可發(fā)電給電池充電，由于內(nèi)燃機可持續(xù)工作，電池又可以不斷得到充電，故其行程和普通汽車一樣。

混合動力汽車的優(yōu)點：目前二十七頁\總數(shù)四十六頁\編于十一點混合動力汽車的性能特點2、因為有了電池，可以十分方便地回收制動時、下坡時、怠速時的能量。

混合動力汽車的優(yōu)點：目前二十八頁\總數(shù)四十六頁\編于十一點混合動力汽車的性能特點

3、在繁華市區(qū)，可關(guān)停內(nèi)燃機，由電池單獨驅(qū)動，實現(xiàn)"零"排放?；旌蟿恿ζ嚨膬?yōu)點：目前二十九頁\總數(shù)四十六頁\編于十一點混合動力汽車的性能特點

4、有了內(nèi)燃機可以十分方便地解決耗能大的空調(diào)、取暖、除霜等純電動汽車遇到的難題?；旌蟿恿ζ嚨膬?yōu)點：目前三十頁\總數(shù)四十六頁\編于十一點混合動力汽車的性能特點

5、可讓電池保持在良好的工作狀態(tài)，不發(fā)生過充、過放，延長其使用壽命，降低成本?；旌蟿恿ζ嚨膬?yōu)點：目前三十一頁\總數(shù)四十六頁\編于十一點混合動力汽車的性能特點有兩套動力，再加上兩套動力的管理控制系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)復雜，技術(shù)較難，價格較高?；旌蟿恿ζ嚨娜秉c：過渡產(chǎn)品目前三十二頁\總數(shù)四十六頁\編于十一點混合動力汽車的性能特點1、混合動力汽車發(fā)動機頻繁起動和關(guān)閉，使驅(qū)動系統(tǒng)和附件的電能管理變得復雜，因此需要先進的檢測和控制系統(tǒng)；現(xiàn)有的以內(nèi)燃機為主的混合動力單元在將燃油轉(zhuǎn)化為有用功的同時，需要提高轉(zhuǎn)化效率，同時還要滿足嚴格的排放標準。解決的關(guān)鍵性技術(shù)問題：目前三十三頁\總數(shù)四十六頁\編于十一點混合動力汽車的性能特點2、能量存儲裝置(電池)要具有較高的比功率，以滿足汽車加速和爬坡時對大功率的需要；同時，能量存儲裝置必須采用熱能控制管理，要有較高的比能量、較長的使用壽命和低廉的制造成本。解決的關(guān)鍵性技術(shù)問題：目前三十四頁\總數(shù)四十六頁\編于十一點混合動力汽車的性能特點3、減小電氣電子器件的尺寸，減輕質(zhì)量和降低制造成本。4、需要建立更先進的驅(qū)動系統(tǒng)數(shù)學模型(包括靜態(tài)的和動態(tài)的)，這是計算機仿真和分析的基礎(chǔ)。解決的關(guān)鍵性技術(shù)問題：目前三十五頁\總數(shù)四十六頁\編于十一點3、現(xiàn)狀及國內(nèi)外發(fā)展趨勢目前三十六頁\總數(shù)四十六頁\編于十一點混合動力汽車的現(xiàn)狀及國內(nèi)外發(fā)展趨勢從目前世界范圍內(nèi)的整個形勢來看，日本是電動汽車技術(shù)發(fā)展速度最快的少數(shù)幾個國家之一，特別是在發(fā)展混合動力汽車方面，日本居世界領(lǐng)先地位。目前，世界上能夠批量產(chǎn)銷混合動力汽車的企業(yè)，只有日本的豐田和本田兩家汽車公司。1997年12月，豐田汽車公司首先在日本市場上推出了世界上第一款批量生產(chǎn)的混合動力轎車PRIUS。到2012年時，其所有的車型將全部裝上混合動力發(fā)動機。豐田汽車公司在實現(xiàn)混合動力系統(tǒng)的低能耗、低排放和改進行駛性能方面已經(jīng)走在了世界的前列。國外情況：日本目前三十七頁\總數(shù)四十六頁\編于十一點混合動力汽車的現(xiàn)狀及國內(nèi)外發(fā)展趨勢美國三大汽車公司只是小批量生產(chǎn)、銷售過純電動汽車，而混合動力和燃料電池電動汽車目前還未能實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，日本的混合動力電動汽車在美國市場上占據(jù)了主導地位。美國能源部與三大汽車公司于1993年簽訂了混合動力電動汽車開發(fā)合同，進行為期5年的研發(fā)工作，并于1998年在北美國際汽車展上展出了樣車。在此基礎(chǔ)上，現(xiàn)已推出3款混合動力概念車：通用Precept、福特Prodigy、戴-克DodgeESX3。2004年，通用汽車公司與戴-克汽車公司對外宣布雙方將在開發(fā)混合動力電動汽車的技術(shù)領(lǐng)域攜手，共同推進此項技術(shù)的發(fā)展。國外情況：美國目前三十八頁\總數(shù)四十六頁\編于十一點混合動力汽車的現(xiàn)狀及國內(nèi)外發(fā)展趨勢目前我國各大汽車集團都在進行混合動力電動汽車研發(fā)，多數(shù)以混合動力電動客車為主，這種研發(fā)方向符合我國國情，有利于我國電動汽車的研究發(fā)展。新能源汽車作為未來汽車的主要發(fā)展方向，國家一向給予支持和鼓勵。如《汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策》、《“十一五”汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》等政策和文件都鼓勵清潔汽車、代用燃料及汽車節(jié)油技術(shù)的發(fā)展。在“十二五”規(guī)劃中，新能源汽車產(chǎn)業(yè)被描述成“國民經(jīng)濟的先導產(chǎn)業(yè)”；同時，市場期待已久的《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2011～2020年)》也將于近期正式對外發(fā)布。在政府鼓勵新能源汽車發(fā)展相關(guān)政策的推動下，我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)正步入發(fā)展的快車道。國內(nèi)情況：中國目前三十九頁\總數(shù)四十六頁\編于十一點混合動力汽車的現(xiàn)狀及國內(nèi)外發(fā)展趨勢一汽研發(fā)的紅旗HQ3于已2006年投產(chǎn)；東風集團的混合動力公交車已于2005年7月完成最終產(chǎn)品定型樣車試驗并通過驗收；長安集團具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的羚羊混合電動車已產(chǎn)出樣車，其裝備混合動力技術(shù)的長安CV9已經(jīng)下線；奇瑞集團成立了國家節(jié)能環(huán)保汽車工程技術(shù)研究中心，在2006年下半年重點推出第一自主品牌真正意義上的混合動力車，代號為“BSG”的混合動力車；吉利集團旗下的上海華普汽車已與同濟大學汽車學院簽署合作協(xié)議，預(yù)計3年內(nèi)完成混合動力轎車商業(yè)化生產(chǎn)；深圳五洲龍汽車有限公司也表示，中國規(guī)模最大、投放車輛最多的混合動力示范運營線路即將在深圳市龍崗區(qū)開通。國內(nèi)情況：中國目前四十頁\總數(shù)四十六頁\編于十一點混合動力汽車的現(xiàn)狀及國內(nèi)外發(fā)展趨勢當前普遍使用的燃油發(fā)動機汽車存在種種弊病，統(tǒng)計表明在占80％以上的道路條件下，一輛普通轎車僅利用了動力潛能的40％，在市區(qū)還會跌至25％，更為嚴重的是排放廢氣污染環(huán)境。20世紀90年代以來，世界各國對改善環(huán)保的呼聲日益高漲，各種各樣的電動汽車脫穎而出。雖然人們普遍認為未來是電動汽車的天下，但是目前的電池技術(shù)問題阻礙了電動汽車的應(yīng)用。由于電池的能量密度與汽油相比差上百倍，遠未達到人們所要求的數(shù)值，專家估計在10年以內(nèi)電動汽車還無法取代燃油發(fā)動機汽車（除非燃料電池技術(shù)有重大突破）。未來發(fā)展趨勢：目前四十一頁\總數(shù)四十六頁\編于十一點混合動力汽車的現(xiàn)狀及國內(nèi)外發(fā)展趨勢根據(jù)目前新能源汽車的發(fā)展狀況，新能源汽車主要有以下發(fā)展趨勢：（1）由于受續(xù)駛里程的影響，純蓄電池驅(qū)動的汽車向超微型發(fā)展。（2）驅(qū)動電機呈多樣化發(fā)展。（3）混合動力汽車將率先投放市場。（4）燃料電池汽車成為競爭的焦點。到2040年，各類汽車占有率預(yù)測如圖所示,可以看出，到2040年，傳統(tǒng)的燃油汽車將不再存在，同時混合動力汽車將會占有不小的份額。未來發(fā)展趨勢：目前四十二頁\