汽车混合动力技术毕业论文

范文一：汽车混合动力技术毕业论文

汽车混合动力技术

老师已签字，1月9号答辩

阜新高等专科学校

毕业论文

题目名称：汽车混合动力技术

系部名称：工程系

专业类别：汽车检测与维修

班级：08-5班

学号：200800529

学生姓名：魏艳飞

指导教师：史向峰

2010 年12 月 28日

汽车混合动力技术

摘要

在最近的一个时期，汽油和柴油仍是汽车的主要能量来源，新能源汽车近期需要解决的方案是传统内燃机新技术和替代燃烧汽车，中期方案是混合动力汽车降低油耗和排放，远期方案是纯电动汽车和燃料电池汽车。虽然新能源汽车提供了使用燃料的燃料汽车、混合动力汽车，以及利用车载氢燃料电池发电和电动系统的燃料电池汽车等多元化选择，但是由于现在的技术发展水平，因此寻找多元化的替代燃料，开发更接近市场的混合动力技术，是目前开发可替代能源的最切实可行的一步。而纯电动车和氢燃料电池由于其技术仍难取得革命性突破，难以成为汽车行业的近期发展目标。且当今社会形势，混合动力可以比较好的解决燃油消耗问题和污染问题，所以会主要介绍混合动力的优势性和可行性。

关键词：新能源汽车，关键词2：燃料电池关键词3：混合动力技术

Auto hybrid technology

Pick

consumption and emissions, long-dated scheme is pure electric cars and fuel cell vehicles. Although the new energy vehicles provides the use of fuel fuel automobile, hybrid cars, and the use of on-board hydrogen fuel cell power and electric system of fuel cell vehicles etc multiple choices, but because the technology now development level, so looking for

diversified development of alternative fuels, closer to the market, the hybrid technology is now developing alternative energy of the most feasible step. And pure electric cars and hydrogen fuel cells due to its technology is still difficult to obtain a revolutionary breakthrough, difficult to become automobile industry's recent development goals. And today's

society situation, hybrid can good solve problems and fuel consumption pollution problem, so will mainly introduces the hybrid's superiority and feasibility.

Keywords: new energy vehicles, keywords 2: fuel cell keywords 3: hybrid

technology

摘要 ................................................................................................... I

一、混合动力汽车 ................................................................................... 1

（一）定义 ................................................................................................... 1

（二）分类 ................................................................................................... 1

二、串联式混合动力汽车（SHEV ） ...................................................... 2

（一）SHEV 的结构 ................................................................................... 2

（二）SHEV 的工作原理 ........................................................................... 3

三、并联式混合动力电动汽车（PHEV ） .............................................. 3

（一）PSHEV 的结构 ................................................................................. 4

（二）PSHEV 的工作原理 ......................................................................... 4

四、混联式混合动力电动汽车（PSHEV ） ............................................ 5

（一）PSHEV 的结构 ................................................................................. 5

（二）PSHEV 的工作原理 ......................................................................... 5

五、发展与未来 ......................................................................................... 6

（一）混合动力汽车在国内外的发展................................................ 6

(二) 混合动力汽车的前景.................................................................8

六、结论 ..................................................................................................... 9

谢辞 ..................................................................................................... 10

参考文献 ................................................................................................... 11

汽车混合动力技术

一、混合动力汽车

（一）定义

混合动力车是汽车使用两个或两个以上不同的动力源来推进车辆行驶的车辆，混合动力汽车的英文缩写是HEV 。HEV 的基本结构是在电动汽车（EV ）和燃料电池电动车（FCEV ）的基础上增加一套辅助动力系统--动力发电机组或某种原动机。原动机可以是内燃机、燃气轮机等热机。

（二）分类

A、根据混合动力驱动模式，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。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。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。

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。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，成本低。本田的Accord 和Civic 采用的是并联式联结方式。

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。与并联式混合动力系统相比，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。此联结方式系统复杂，成本高。Prius 采用的是混联式联结方式。

B 、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以下四类：

一是微混合动力系统。这种混合动力系统在传统内燃机上的启动电机（一般为12V ）上加装了皮带驱动启动电机（也就是常说的Belt-alternator Starter Generator, 简称BSG 系统）。该电机为发电启动(Stop-Start)一体式电动机，用来控制发动机的启动和停止，从而取消了发动机的怠速，降低了油耗和排放。从严格意义上来讲，这种微混合动力系统的汽车不属于真正的混合动力汽车，因为它的电机并没有为汽车行驶提供持续的动力。在微混合动力系统里，电机的电压通常有两种：12v 和42v 。其中42v 主要用于柴油混合动力系统。

二是轻混合动力系统。代表车型是通用的混合动力皮卡车。该混合动力系统采用了集成启动电机（也就是常说的Integrated Starter Generator ，简称ISG 系统）。与微混合动力系统相比，轻混合动力系统除了能够实现用发电机控制发动机的启动和停止，还能够实现：（1）在减速和制动工况下，对部分能量进行吸收；（2）在行驶过程中，发动机等速运转，发动机产生的能量可以在车轮的驱动需求和发电机的充电需求之间进行调节。轻混合动力系统的混合度一般在20％以下。

三是中混合动力系统。该混合动力系统同样采用了ISG 系统。与轻度混合动力系统不同，中混合动力系统采用的是高压电机。另外，中混合动力系统还增加了一个功能：在汽车处于加速或者大负荷工况时，电动机能够辅助驱动车轮，从而补充发动机本身动力输出的不足，从而更好的提高整车的性能。这种系统的混合程度较高，可以达到30％左右，目前技术已经成熟，应用广泛。

四是完全混合动力系统。该系统采用了272-650v 的高压启动电机，混合程度更高。与中混合动力系统相比，完全混合动力系统的混合度可以达到甚至超过50％。技术的发展将使得完全混合动力系统逐渐成为混合动力技术的主要发展方向。

本论文主要从混合动力驱动模式方面来讲解！

二、串联式混合动力汽车（SHEV ）

串联式混合动力（SHEV ）模式由发动机、发电机和驱动电动机三大动力组成，发动机、发电机和驱动电动机采用“串联”的方式组成SHEV 的驱动系统。

（一）SHEV 的结构

SHEV的结构如上图所示。它由发动机、发电机和驱动电动机三大动力总成组成，它们采用“串联”的方式组成驱动系统。

（二）SHEV 的工作原理

在车辆行驶之初，蓄电池组处于电量饱和状态，其能量输出可以满足车辆要求，辅助动力系统不需要工作，蓄电池输出的直流电经控制器变为交流电后供入驱动电动机、驱动电动机输出的转矩经变速器、传动轴及驱动桥驱动车轮。蓄电池组电量低于60%时，辅助动力系统起动，为驱动系统提供能量的同时，还给蓄电池组进行充电。当车辆能量需求较大时，辅助动力系统与蓄电池组同时为驱动系统提供能量，发动机-发电机组产生的交流电经整流器变为直流电和电池输出的直流电经控制器变为交流电后供入驱动电动机。由于蓄电池组的存在，使发动机工作在一个相对稳定的工况，使其排放得到改善。

三、并联式混合动力电动汽车（PHEV ）

并联式混合动力（PHEV ）由发动机、电动/发电机或驱动电动机两大动力总成组成。发动机、电动/发电机或驱动电动机采用“并联”的方式组成PHEV 的驱动系统。

（一）PSHEV 的结构

并联式混合动力汽车的组成

1、发动机 2、电动机/发动机 3、机械传动系统 4、驱动电动机 5、逆变器 6、蓄电池组

PHEV 是由发动机与电动机、发动机或驱动电机两大动力总成组成。如上图所示，它们采用“并联”的方式组成驱动系统。电动机的动力要与车辆驱动系统相结合，可以：（1）在发动机输出轴处进行组合；（2）在变速器（包括驱动桥）处进行组合；（3）在驱动桥处进行组合。

（二）PSHEV 的工作原理

上图是一种电动机的动力在驱动轮处进行组合的驱动轮动力组合式PHEV ，其驱动模式为：

1）以发动机驱动为基本驱动模式，独立驱动后驱动轮；

2）驱动电动机为辅助驱动模式，能独立驱动前驱动轮；

3）在混合驱动时，发动机驱动的后轮动力与驱动电机驱动的前轮动力进行组合，成为混合四驱动模式。

范文二：毕业论文--汽车混合动力技术

汽车混合动力技术

**高等专科学校

毕业论文开题报告

姓名班级专业汽车检测与维修题目汽车混合动力技术

一、研究背景及意义

随着能源紧缺、环境污染这两个问题的日趋严重，开发和使用新能源汽车已经成为未来汽车工业发展的必然方向。汽车新能源发展任重道远，所以混合动力是目前比较可行的一种技术。混合动力，就是指汽车利用了除汽油柴油外的新能源，混合动力可以暂时解决和缓解现在汽车工业所面临的两大问题。充分的利用现有的资源，才能更好的解决汽车工业的稳步可持续性发展～

二、主要内容

学生签名: 年月日指导教师意见:

指导教师签名: 年月日

老师已签字，月号答辩

阜新高等专科学校

**高等专科学校

毕业论文

题目名称:汽车混合动力技术

系部名称:

专业类别:汽车检测与维修

班级:

学号:

学生姓名:

指导教师:

2010 年12 月 28日

汽车混合动力技术

摘要

在最近的一个时期，汽油和柴油仍是汽车的主要能量来源，新能源汽车近期需要解决

的方案是传统内燃机新技术和替代燃烧汽车，中期方案是混合动力汽车降低油耗和排放，

远期方案是纯电动汽车和燃料电池汽车。虽然新能源汽车提供了使用燃料的燃料汽车、混

合动力汽车，以及利用车载氢燃料电池发电和电动系统的燃料电池汽车等多元化选择，但

是由于现在的技术发展水平，因此寻找多元化的替代燃料，开发更接近市场的混合动力技

术，是目前开发可替代能源的最切实可行的一步。而纯电动车和氢燃料电池由于其技术仍

难取得革命性突破，难以成为汽车行业的近期发展目标。且当今社会形势，混合动力可以

比较好的解决燃油消耗问题和污染问题，所以会主要介绍混合动力的优势性和可行性。

关键词: 新能源汽车，关键词2:燃料电池关键词3:混合动力技术

Auto hybrid technology

Pick

On a recent period, gasoline and diesel car is still the main energy source, new energy vehicles recent needs to solve the scheme is solely internal-combustion-engine powered new technology and alternative burning cars, intermediate scheme is hybrid cars reduce fuel consumption and emissions, long-dated scheme is pure electric cars and fuel cell vehicles. Although the new energy vehicles provides the use of fuel fuel automobile, hybrid cars, and the use of on-board hydrogen fuel cell power and electric system of fuel cell vehicles etc multiple choices, but because the technology now development level, so looking for diversified development of alternative fuels, closer to the market, the hybrid technology is now developing alternative energy of the most feasible step. And pure electric cars and hydrogen fuel cells due to its technology is still difficult to obtain a revolutionary breakthrough, difficult to become automobile industry's recent development goals. And today's

阜新高等专科学校

society situation, hybrid can good solve problems and fuel consumption pollution problem, so will mainly introduces the hybrid's superiority and feasibility.

Keywords: new energy vehicles, keywords 2: fuel cell keywords 3: hybrid technology

汽车混合动力技术

摘要................................................................................................. I 一、混合动力汽车 ................................................................................ 1 (一)定义................................................................................................ 1 (二)分类................................................................................................ 1 二、串联式混合动力汽车(SHEV) .................................................... 2 (一)SHEV的结构................................................................................. 2 (二)SHEV的工作原理 ......................................................................... 3 三、并联式混合动力电动汽车(PHEV) ............................................. 3 (一)PSHEV的结构 .............................................................................. 4 (二)PSHEV的工作原理 ....................................................................... 4 四、混联式混合动力电动汽车(PSHEV) .......................................... 5 (一)PSHEV的结构 .............................................................................. 5 (二)PSHEV的工作原理 ....................................................................... 5 五、发展与未来 ...................................................................................... 6 (一)混合动力汽车在国内外的发展................................................6

(二)混合动力汽车的前景.................................................................8 六、结论 ................................................................................................. 9 谢辞 ................................................................................................. 10 参考文献................................................................................................ 11

III

汽车混合动力技术

一、混合动力汽车

(一)定义

混合动力车是汽车使用两个或两个以上不同的动力源来推进车辆行驶的车辆，混合动力汽车的英文缩写是HEV。HEV的基本结构是在电动汽车(EV)和燃料电池电动车(FCEV)的基础上增加一套辅助动力系统--动力发电机组或某种原动机。原动机可以是内燃机、燃气轮机等热机。

(二)分类

A、根据混合动力驱动模式，混合动力系统主要分为以下三类:

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。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，成本低。本田的Accord和Civic采用的是并联式联结方式。

B、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以下四类:

一是微混合动力系统。这种混合动力系统在传统内燃机上的启动电机(一般为12V)上加装了皮带驱动启动电机(也就是常说的Belt-alternator Starter Generator, 简称BSG系统)。该电机为发电启动(Stop-Start)一体式电动机，用来控制发动机的启动和停止，从而取消了发动机的怠速，降低了油耗和排放。从严格意义上来讲，这种微混合动力系统的汽车不属于真正的混合动力汽车，因为它的电机并没有为汽车行驶提供持续的动力。在微混合动力系统里，电机的电压通常有两种:12v 和42v。其中42v主要用于柴油混合动力系统。

阜新高等专科学校

二是轻混合动力系统。代表车型是通用的混合动力皮卡车。该混合动力系统采用了集成启动电机(也就是常说的Integrated Starter Generator，简称ISG系统)。与微混合动力系统相比，轻混合动力系统除了能够实现用发电机控制发动机的启动和停止，还能够实现:(1)在减速和制动工况下，对部分能量进行吸收;(2)在行驶过程中，发动机等速运转，发动机产生的能量可以在车轮的驱动需求和发电机的充电需求之间进行调节。

,以下。轻混合动力系统的混合度一般在20

三是中混合动力系统。该混合动力系统同样采用了ISG系统。与轻度混合动力系统不同，中混合动力系统采用的是高压电机。另外，中混合动力系统还增加了一个功能:在汽车处于加速或者大负荷工况时，电动机能够辅助驱动车轮，从而补充发动机本身动力输出的不足，从而更好的提高整车的性能。这种系统的混合程度较高，可以达到30,左右，目前技术已经成熟，应用广泛。

四是完全混合动力系统。该系统采用了272-650v的高压启动电机，混合程度更高。与中混合动力系统相比，完全混合动力系统的混合度可以达到甚至超过50,。技术的发展将使得完全混合动力系统逐渐成为混合动力技术的主要发展方向。

本论文主要从混合动力驱动模式方面来讲解～

二、串联式混合动力汽车(SHEV)

串联式混合动力(SHEV)模式由发动机、发电机和驱动电动机三大动力组成，发动机、发电机和驱动电动机采用“串联”的方式组成SHEV的驱动系统。

(一)SHEV的结构

汽车混合动力技术

SHEV的结构如上图所示。它由发动机、发电机和驱动电动机三大动力总成组成，它们采用“串联”的方式组成驱动系统。

(二)SHEV的工作原理

三、并联式混合动力电动汽车(PHEV)

并联式混合动力(PHEV)由发动机、电动/发电机或驱动电动机两大动力总成组成。发动机、电动/发电机或驱动电动机采用“并联”的方式组成PHEV的驱动系统。

阜新高等专科学校

(一)PSHEV的结构

并联式混合动力汽车的组成

1、发动机 2、电动机/发动机 3、机械传动系统 4、驱动电动机 5、逆变器 6、蓄电池组

PHEV是由发动机与电动机、发动机或驱动电机两大动力总成组成。如上图所示，它们采用“并联”的方式组成驱动系统。电动机的动力要与车辆驱动系统相结合，可以:(1)在发动机输出轴处进行组合;(2)在变速器(包括驱动桥)处进行组合;(3)在驱动桥处进行组合。

(二)PSHEV的工作原理

上图是一种电动机的动力在驱动轮处进行组合的驱动轮动力组合式PHEV，其驱动模式为:

1) 以发动机驱动为基本驱动模式，独立驱动后驱动轮;

2) 驱动电动机为辅助驱动模式，能独立驱动前驱动轮;

3) 在混合驱动时，发动机驱动的后轮动力与驱动电机驱动的前轮动力进行组合，成为混合四驱动模式。

汽车混合动力技术

四、混联式混合动力电动汽车(PSHEV)

混联式混合动力电动汽车综合SHEV和PHEV结构特点，由发动机、电动-发电机和驱动电动机三大动力总成组成。

(一)PSHEV的结构

混联式混合动力汽车

1、发动机 2、电动机/发动机 3、变速器或减速器 4、驱动桥 5、逆变器 6、驱动电动机 7、蓄电池组

PSHEV是综合SHEV和PHEV结构特点组成的，由发动机、电动机或发动机和驱动电机三大动力总成组成。电动机的动力要与车辆驱动系统相适合，可以在变速器(包括驱动桥)处进行组合，也可以在驱动轮处进行组合。

(二)PSHEV的工作原理

阜新高等专科学校

上图是一种发动机的动力与驱动电动机的动力在驱动轮处进行组合的方式，其驱动模式为:

1) 以发动机驱动为基本驱动模式，带动电动机/发动机，并独立驱动后驱动轮; 2) 以驱动电动机为辅助驱动模式，能独立驱动前驱动轮;

3) 在混合驱动时，发动机驱动的后轮动力与驱动电动机驱动的前轮动力进行组合，成为混合四轮驱动模式。

五、发展与未来

(一)混合动力汽车在国内外的发展

1.国外混合动力汽车的发展

自1995年起，世界各大汽车生产厂商已将研究的重点转向了混合动力汽车的研究开发。日本丰田汽车公司开发了Prius牌混合动力轿车，本田公司开发了Insight牌混合动力轿车。美国三大汽车公司均开发了包括轿车、面包车、货车在内的混合动力汽车，如通用汽车公司推出的Precept，福特汽车公司的Escape和Prodigy，戴-克汽车公司的Citadel、ESX3等。目前，混合动力汽车技术及市场均看好。日本国内拥有的混合动力电动汽车己超过7万辆，预计在2010年将达到210万辆。日本丰田汽车公司计划到2005年生产30万辆混合动力汽车。2003年初，美国《Finance Times》曾报道，一旦发生石油危机，美国通用公司计划将在5年内销售100万辆混合动力汽车，并已决定在2003年销售12种混合动力汽车。

目前，日本丰田汽车公司是走在混合动力汽车研发最前沿的汽车公司，开发的混合动力汽车已达到实用化水平。1997年，丰田推出了世界上第一款批量生产的混合动力汽车Prius，其后又在2001年相继推出了"ESTIMA"混合动力面包车和 "皇冠(CROWN)"轿车。到2002年底，丰田汽车公司生产的混合动力汽车在日本国内和海外的累计销量均突破了10万辆，现在已经在全世界20多个国家上市销售。著名的Prius为4门5座3厢式串联式混合动力轿车，采用了横向直列4缸16气门双顶置凸轮轴电喷汽油机(1.5升、最大功率 53千瓦)、驱动用镍氢电池和电动无级变速系统，标准配置有双安全气囊、电动门窗、中置数字液显仪表板、行驶电脑显示屏、自动空调、音响等。丰田Prius混合动力系统(THS)电子控制装置的特点是，可分别利用电能、汽油或两者组合同时工作。根据车速和负荷情况，THS可以控制每种能源所提供的功率比例，以保证汽车按最有效的模式运行。在车辆的行驶过程中，乘客对THS的转换是感觉不到的。THS系统的关键部分是功率分流装置。

汽车混合动力技术

该装置利用一套行星齿轮组将发动机功率直接传递到车的前轮和发电机上。电控式变速器将汽油机、发电机和电动机的功率输出加以混合，从而达到汽车加速和减速的需要。2002年，丰田ESTIMA混合动力面包车投产，其混合动力系统采用了世界首次批量生产的电动4轮驱动及4轮驱动力/制动力综合控制系统，它给混合动力汽车的行驶性能带来了革命性的改进。所有这些都表明丰田公司在普及混合动力系统的低燃耗、低排放和改进行驶性能方面已经走在了世界同业前列。丰田汽车公司计划20l2年在其全部汽车产品上采用汽油电力混合动力发动机，以提高燃油经济性和降低排放污染。

美国1993年9月启动新一代汽车伙伴计划，其时间表为:1997年完成技术选择，2000年推出概念车，2004年推出能用于投产的式样车。当年，美国能源部与三大汽车公司签订了混合动力汽车开发合同，其中通用汽车公司投入1.48亿美元，福特投入1.38亿美元，克莱斯勒投入8480万美元，进行为期6年的研制开发工作。 1997年，PNGV计划已完成了新一代汽车的技术选择，经过充分酝酿，认真筛选，确定了轻质材料、混合动力、高性能引擎(四冲程直燃式引擎)和燃料电池(PEM燃料电池)为PNGV的技术主要方向。在美国47个州的21个联邦实验室，51所大学中，有1200多个PNGV的研究专案正在进行中，PNGV计划已使美国全国形成了一个汽车技术创新的国家行动。经过多年努力，三大公司于1998年北美国际汽车展上分别展出了样车。在此基础上，现已按期推出三款混合动力轿车--通用Precept、福特Prodigy、克莱斯勒Dodge ESX3，三款车均接近或实现了3升/百公里的目标。其中，通用汽车Precept是目前唯一达到新一代汽车协作伙伴关系(PNGV)油耗要求的车型。这是一辆四门、五人座轿车，其驱动系统系由一台3缸1.3升直喷柴油引擎与两台电动机(包括驱动前轮的电动机和驱动后轮的柴油-电动机组)及一台手动自动变速箱组成，而电动机可吸收刹车过程中的制动能量，并给以上的电池组充电。据统计，美国市场上售出混合动力汽车接近7万辆，2002年美国的混合动力汽车市场规模达到35000辆。美国已有近20个城市在试用混合动力公共汽车，欧洲各大汽车厂商也纷纷推出了混合动力汽车。法国BE集团先后推出了贝灵格型和萨拉型混合动力汽车。萨拉型混合动力汽车以雪铁龙的Estate加长型轿车为原型，配备一个55kWDE的汽油内燃机发动机和一个25kW的电动机，排放量较同类普通汽车降低35%，一次行程可高达1000km。

2.国内混合动力汽车开发情况

随着石油供应的日趋紧缺和环境污染的日益加剧，电动车这种以电能为动力的交通工具凭借其节能、环保的优点日渐成为业界关注的焦点。20世纪80年代以来, 许多发达国家纷纷投入巨资研发电动汽车，我国的“863 计划”也已明确将电动汽车作为重点攻关项目。目前，我国电动汽车的研发水平与发达国家基本上处在同一起跑线上，在某些方面甚

阜新高等专科学校

至超过国外。1999年，清华大学与厦门金龙联合汽车工业有限公司合作研制成功国内第一辆混合动力轻型客车。2001年底，国家"863"电动汽车科技攻关项目正式启动，第一批项目中主要是混合动力汽车，目前正在进行当中。一汽和东风汽车集团联合所在地高校和研究所，在各自客车底盘上，研发混合驱动公共汽车和大型客车。此外，东风电动汽车公司还承担了混合动力轿车的研究开发。"十五"目标是攻克关键技术，推出新产品，主要研究内容包括:发动机、电动机、蓄电池等各种单元技术;各系统的电子控制技术和整车的动力系统优化与控制技术，应节省燃料50%，排放下降80%;制动能量回收技术，应能回收30%制动能量。目前，混合动力汽车主要研发成果如下:

东风电动车辆股份有限公司开发出混合动力汽车。其中，EQ7200HEV型混合动力轿车以风神蓝鸟轿车为平台，以满足未来城市公务、出租用车需求为目标，最大限度利用东风公司现有产品平台及社会资源开发而成，实现产品系列化、通用化、标准化设计。主要技术参数:最高车速160km/h;锂离子电池。EQ6110HEV型混合动力城市公交车采用混联方案，专为2008年北京奥运会公交用车而开发。主要性能参数:采用东风汽车公司生产的康明斯6BTA型柴油机(最大转矩488Nm，额定转速2200rpm)、中科院电工所研制的交流电机，纯电池电动运行最高车速31km/h，最大功率27kW，最大电流119A;发动机和电机混合驱动;最高车速72km/h。

天津清源电动车辆有限公司开发出混合动力中型客车。其主要技术特点: 使用燃油和电力双能源，同时兼顾了传统汽车的方便性和电动汽车的环保性能;排放达到欧III标准，燃油经济性提高15%以上;适于城市和城际之间的公共交通。主要技术指标: 尺寸参数 7210×2110×2670(mm); 总重量 7t ;座位数 22，10 ;发动机类型 CY4105Q型柴油机 ;发动机最大功率 72kW; 变速器 5档机械变速 ;电机类型交流异步(矢量控制); 电机功率 10 kW ;电池类型免维护铅酸电池 ;电池容量 100Ah ;最高车速时速110km以上;最大爬坡度 20%以上;制动距离小于10m(时速30公里)。

深圳明华环保汽车有限公司开发出混合动力电动轻型客车。其技术特点:采用并联式混合动力系统，内燃机采用达到欧洲二号尾气排放标准的柴油机;电动机采用国际先进的异步交流电机，具有变频调速的矢量控制系统;自身反充功能:内燃机做动力源驱动车辆行驶中可同时通过电动机/发电机功能互换将发动机用作发电机为车载蓄电池组充电以补充能量，提高电驱动续驶里程。

北京嘉捷博大电动车有限公司和常州客车厂合作开发了我国第一辆以燃气涡轮机作为动力机的混合动力电动大客车。该车长11.5 m，宽2.48 m，高3.6 m，46座，排放指标低于2008年将在欧洲开始执行的欧?标准，是当前理想的城市环保型公交车和旅游车。

汽车混合动力技术

第一汽车集团公司、美国电动车(亚洲)公司、汕头国家电动汽车试验示范区三方共同合作推出一款混合动力轿车--红旗CA7180AE。该款串联式的混合动力轿车属中高档， 13kW汽油机， 15kW直流电机，144v(105Ah)铅酸电池，4×2前驱动形式，最高车速可达135km/h。

(二)混合动力汽车的前景

就目前的形势来看，混合动力电动车拥有的特点是混合动力电动汽车具备了良好的动力性能、良好的燃油经济性、清洁环保、经济实用，但为了达到提高车辆的动力性、经济性和环保性, 就需要采用当代最先进的内燃机技术深入分析低油耗特性; 选择比功率、比能量和效率最高、扭矩密度最大的电机, 研究它的低速大转矩、效率和再生制动能量回馈性能; 经过周密分析和试验研究特性, 最佳选择各自高性能区段的组合与叠加。另一方面，混合动力汽车成本过高绝对是目前混合动力电动汽车推广应用的主要难点, 这是因为混合动力汽车除了以往的动力装置外, 至少还必须安装电池, 其成本不可能降至普通汽车的水准。因此, 混合动力汽车技术发展的首要难题是降低成本, 这也是今后有待解决的最大课题, 特别是必须降低动力电池、电机驱动系统、电子控制系统等的成本。还有，要提高汽车行驶过程中的能量再生利用效率，.就得从汽车制造阶段着手, 设计改进汽车动力系统, 满足汽车再生制动回收要求，加强混合动力电动汽车的可靠性, 解决动力电池的使用寿命和可靠性问题, 是混合动力电动汽车推广应用的前提。

但是在国际能源紧缺，混合动力可以很好的节省汽车行进过程中减速、下坡过程的能量消耗，同时其排量低、污染小，也是未来汽车发展的必然趋势。

六、结论

综上所述，鉴于石油资源将趋于枯竭和环境污染日益加剧的现实，国内外汽车制造商在其政府支持下，都在竞相开发各种类型电动汽车。目前，纯电动汽车、燃料电池电动汽车和混合动力汽车三种电动汽车的研发及产业化进展特点是:纯电动汽车技术基本成熟。国外已有少量纯电动汽车进入商业运行，国内处于样车试制阶段。由于动力电池的比能量、比功率小，一次充电行程短、造价高等致命缺憾，大范围的市场化受到一定制约。燃料电池汽车具有燃料多样、效率高、排放少等优点，有可能成为未来汽车的主流，因此

阜新高等专科学校

受到了国外各大汽车公司的重视，但目前它还面临着许多技术困难。国外正处于研制开发和小批量生产阶段，距离低成本、大量生产的水平尚有差距;国内尚处于研发起步阶段。而混合动力汽车是汽车产业界的一场革命，是汽车最终驶向零排放的过渡，是今后高端产品的一种有效配置，在未来一、二十年内将有很大部分燃油汽车实现混合驱动，与传统燃油汽车分享市场。国内混合动力汽车正处于样车试制阶段，已开发出混合动力轿车、混合动力中巴车、混合动力大客车样车，而国外日本等少数国家汽车制造商已开始了逐年增长的小批量商业化生产，并正在广泛进入世界市场。

谢辞

本论文是在史向峰老师的指导下完成的。老师也是自己大学两年的任课老师，在平时的学习当中，已经熟知老师对教学的态度，更知老师专业知识的渊博，不管是理论课还是实训课，我们都是在一种心情愉悦的状态下去接受，不能不说是老师那种略带幽默的讲课方式带来的，可以说，老师或多或少都对我造成一些影响，至少改变了我对那些课程的学习态度，让我学习到了一些专业知识，并且学到很多处事道理，很感激老师～本论文是在老师通过论文题目后开始写作的，在这过程中有老师的帮助和指导，也有同学们的关心和帮助，在此感谢你们，谢谢～还有要感谢曾经教过我的老师，没有你们的教导和帮助，我也没有足够的知识来写这论文，所以谢谢你们～最后，对所有关心和支持我的同学们、老师们，说声谢谢～

汽车混合动力技术

参考文献

[1]《面向21世纪课程教材汽车类教学改革规划教材汽车构造与原理 (上册) 发动机》作者: 蔡兴旺主编，黄炳华，欧阳惠芳副主编

[2] 《新编中国大百科全书 B卷建筑交通 (图文版)》作者: 黄勇，张景丽，金昌海主编。

[3]《汽车文化》作者:曲金玉，任国军主编

[4]《混合动力汽车结构与维修》作者:杨庆彪主编

[5]《混合电动车辆基础》作者:陈清泉主编

范文三：混合动力汽车技术

课题名称: 混合动力汽车技术系别: 汽车工程系专业: 汽车制造与装配班级: 08统专汽装《2》班学生姓名: 刘玲学号 108104010121 指导老师: 何胜军

江西蓝天学院

毕业综合训练任务书

系汽车工程系专业汽车制造与装配年级 08 班级统专汽装(2)班姓名刘玲起止日期 2011年3月05日至2011年3月25日

题目混合动力汽车技术

1(毕业综合训练任务及要求(根据题目性质对学生提出具体要求)

2(毕业综合训练的原始资料及依据(包括做调研报告的背景，研究条件、应用环境等)

3(主要参考资料、文献

指导教师

年月日

指导教师评语

建议成绩:

优良中及格不及格

指导教师签字

年月日

最终评定成绩:

优良中及格不及格

系主任签字

年月日

混合动力汽车技术

摘要

治理大气污染、改善石油短缺状况成为目前汽车发展的主题.论述了混合动力电动汽车发展的背景,描述了混合动力汽车的类型,概述了混合动力汽车的关键技术,展望了混合动力汽车发展的前景和趋势.

面对日益枯竭的石油资源以及环境保护的巨大压力，混合动力汽车显示了巨大优势和广阔的发展前景.随着蓄电池充电技术水平的提高，以及新型动力电池的研究与开发，混合动力汽车将成为一种最有前途的绿色汽车.目前，混合动力汽车各项技术的研究与开发在我国已呈蓬勃发展之势.

关键词: 混合动力汽车、发动机、电动机、技术现状

摘要........................................................................4 引言........................................................................6 一、治理与改善我国环境状况的目标............................................6

(一)我国环境的现状与面临的环境压力.....................................6

(二)治理与改善我国环境状况的要求.......................................6

(三)治理与改善我国环境状况的目标.......................................6 二、石油短缺的压力..........................................................7

(一)我国石油资源面临的严峻形势.........................................7

(二)能源短缺的应对策略.................................................8

(三)EV、HEV、HCEV的发展优势 ...........................................8 三、混合动力系统的分类与特征................................................8

(一) HEV的分类.........................................................8

(二) HEV的特征.........................................................8

1 串联混合动力系统和并联混合动力系统

2 柔和式混合动力系统和强劲式混合动力系统

四、混合动力的组成技术......................................................10

(一) 先进的内燃机技术..................................................10

(二) 先进的电机系统技术................................................10

(三) 高性能的动力电池..................................................11 五、混合动力汽车技术发展趋势................................................13 总结.......................................................................13

参考文献...................................................................14

引言

汽车工业是大多数国家经济发展的支柱产业.美国国家工程院评出的20世纪最伟大的20项工程技术成就中汽车排名第二已足以说明这一点.从“十五”计划开始,我国汽车工业也入高速发展和快速增长时期.我国与世界各国一样,随着汽车产品与保有量的大量增加,由此而引发的环境和能源问题已经引起了国家和社会的广泛关注.污染的严重和能源的匮乏,对整个世界和各国经济的发展而言,无疑是一个巨大的挑战和残酷的瓶颈.对此,必须积极寻求应对办法,认真研究解决对策。

一治理与改善我国环境状况的目标 (一)我国环境的现状与面临的环境压力

2003年我国已成为汽车第四大生产国和第三大消费国，汽车产量达445万辆，保有量2421万辆。在2002年我国机动车快速增长38,的基础上，2003年我国汽车和轿车产量分别增长36,和80,，如此快速的增长在世界汽车发展史上是绝无仅有的。随着机动车保有量的持续增长，全国机动车污染物排放总量持续攀升。来自国家环保总局污控司的数据显示:2003年，全国机动车碳氢化合物、一氧化碳和氮氧化物排放量已分别达到836.1、3639.8和549.2万吨，比1995年增加了2.51、2.05和3.01倍。2003年根据340个城市环境空气质量监测结果显示，能够达到二级空气质量标准的城市不足42,，三级和三级以下的城市高达58,。北京、上海、广州等大城市机动车排放的一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物、细颗粒物在大气污染物中所占平均比例分别为80,、75,、68,和50,，已成为这些城市空气污染的第一大污染源。

(二) 治理与改善我国环境状况的要求

据预测，按照目前机动车的发展趋势，2005年我国机动车排气污染在城市大气污染中所占的平均比例将达到79,。从环境变化的趋势分析，如果不能有效控制机动车污染，到2010年，我国661个城市中将有400个城市的环境空气污染会从煤烟型转化为机动车污染型。车保量的增加,势必导致道路有害气体浓度的上升。

汽车尾气排放有害物质对城市区域大气具有严重的危害,许多国家相应制定了严格的法律法规、规范和国家标准,违背法律法规和不符合相关标准的汽车在市场竞争中被淘汰出局.我国也出台了相应的法律法规来限制汽车尾气害物质的排放，治理与改善我国环境状况。

(三)治理与改善我国环境状况的目标

?达到如表1所示的法规和标准要求

表1 美国、欧洲及中国对汽车尾气排放有害气体的限制法规与标准

?限制CO2的排放

越来越多的证据表明,汽车的CO2排放是破坏环境最重要的元凶之一.为此,联合国“政府间气候变化专业委员会”(IPCC)对其进行了评估,表明: 1996年世界共排放CO2等温室气体200亿吨,美国占25%,其中汽车排放占10%,中国排放CO2占13?5%.

1997年12月,全球气候变化条约国第三次缔约国会议(COP3)在日本京都召开,会议通过的《京都议定书》限定了CO2、NO2、甲烷等6种造成温室的气体的排放量如表2所示.

表2 世界主要国家需要降低的排放量

议定书还规定以1990年为基准到2012年止,工业发达国家CO2排放量要降低总量的5?2%.这些数字看起来不大,但考虑到汽车数量的增加,需要减少的绝对量则相当可观,如日本实际要降低20%左右.目前已有110多个国家批准了《京都议定书》,但排放CO2最多的美国却拒绝执行,并提出排放CO2要实行市场化.《京都议定书》虽对发展中国家没有提出具体要求,但考虑到每燃烧1kg汽油产生约3kg的CO2,而我国是石油消耗大国,有不可忽视的CO2排放量的治理任务.

二石油短缺的压力

(一)我国石油资源面临的严峻形势

我国石油资源短缺,已发现可开采的储量仅占世界总储量的4%左右,从1993年开始进口石油,并以每年两位数字的百分比增长, 2000年进口石油7000万吨,成品油3000万吨.到2005年以后,每年进口石油将超过一亿吨,相当于科威特一年的石油总产量,未来我国石油缺口更大.我国石油需求与产量如表3所示.

表3 我国石油需求与产量亿吨

(二)能源短缺的应对策略

面对如此严重的环境问题和严峻的能源现状,世界各国都在寻找解决的途径,经过多年的探索,在科技界比较一致的对策是:

?提高和完善内燃机的性能,进一步提高内燃机的热效率,降低能耗,广泛采用电喷、智能正时可变气阀(VVT-i),稀薄燃烧、压缩直喷点火、改进燃油品质等先进技术;

?采用替代燃料,如水煤气、氢、乙醇、甲醇、合成燃油LNG和LPG等;

?鼓励和推广采用电动汽车(EV)、混合动力电动汽车(HEV)、燃料电池电动汽车(FCEV).

(三)EV、HEV、HCEV的发展优势

目前动力电池技术未取得突破性进展, EV只能在城近郊区、旅游名胜区、步行街等有限地区使用. FCEV是利用氢、氧在常温下产生电化学反应发电作为车辆运动的动能,排出的是水,为零排放,这是第一优势;第二优势是氢在地球上储存量很多,可以从水和生物中提取,不依赖石油资源.虽然现在的一些技术难题使近期批量使用还有困难,但这两大优势注定了FCEV是发展的趋势.

早在1909年,就有人提出了利用内燃机与电动机结合来克服纯电动汽车续驶里程短和充电时间长的缺点,并出现了早期的混合动力电动汽车HEV,成为了从内燃机汽车到电动汽车的一种过渡车型.随着技术的进步,电动汽车的发展呼唤新的车型.这种车型是将技术上最先进(即油耗最低,排放污染最优,体积重量最小)的内燃机与一种一定容量的高性能储能装置(动力电池)相结合,通过最先进的电子控制系统组成电机驱动系统,这三者的最佳匹配必将大幅度地降低油耗,实现更低的排污量,满足更严格的排放要求,使其成本比较接近于同类汽车的水平.这种HEV将会受到汽车工业界欢迎,并成为为市场接受的主流车型.据最新的资料显示,日本已在美国出售13?8万台混合动力电动轿车.总之, EV、HEV、HCEV的发展是当今汽车技术发展的一个新方向,是寻求解决上述难题的一个有效途径.

三混合动力系统的分类与特征

(一) HEV的分类

HEV的分类方法很多，常用的分法有两种.

?按照动力驱动传动链组成, HEV可分为串联混合动力系统和并联混合动力系统.

?根据HEV设计的目标和车型的不同,可采取不同的控制策略,不同的功率分担、混合比和连接部件在传动链中的位置实现整车效率最大化,组成多种多样的混合动力系统.按照混合动力系统, HEV可分为柔和式混合动力系统和强劲式混合动力系统。 (二) HEV的特征

1 串联混合动力系统和并联混合动力系统

发动机的动力全部转换为电能,同时具有储能单元,车辆行驶动能仅由电动机供给的系

统,称为串联混合动力系统.车辆行驶的动能既由发动机通过机械传动供给,又由电动机

供给的系统,称为并联式混合动力系统,具体如图1所示.无论是哪一种HEV都不需要充

电系统,可利用现有的基础设施,大大降低了投资费用.

图1中并联混合比(对应并联混合动力驱动系)

串联混合比(对应串联混合动力驱动系)

式中 PM为动力生成装置额定功率, KW;PS为车载能源向动力生成装置输入的额定功

率, kW;对发动机/电动机混合动力车辆驱动系, M1为电动机, M2为发动机, S1为电池组,

/发电机组.在实际应用中,为了获得最佳的行驶性能和最大的效率,并不是简S2为发动机

单的串联或并联动力混合.不少HEV同时采用了串联与并联混合的复合结构,叫做混联

式混合动力系统.如丰田汽车公司的pries就属于混联式混合动力系统,又叫丰田混合动

力系统THS，如图2所示.

2 柔和式混合动力系统和强劲式混合动力系统

前者是拥有从再生能量到辅助电动机功能的混合动力系统.但在行车时,发动机不能停止工作,即不能按纯电动行驶,如本田的Insight混合动力电动轿车即属柔和式混合动力系统.后者是在车辆行驶中具有停止发动机工作并按纯电动汽车模式行车的混合动力系统,如丰田pries属强劲式混合动力系统.

四混合动力的组成技术

混合动力汽车驱动系中既有发动机,又有电动机和电池组,其独特的工作方式对其组成元件技术提出了新的要求.

(一) 先进的内燃机技术

先进的内燃机技术要求内燃机:?体积小,重量轻, Insight内燃机的重量已达到临界状态(如图3所示),采用内燃机起动机/发电机一体化(ISA/ISG)技术,广泛使用铝镁合金、塑料作零件,采用薄汽缸体,连杆为细的铸钢件加渗碳等,整个发动机降低重量达30%;?降低油耗,具体措施为设计减轻移动体的质量、使用小径的曲轴、减小发动机相对运动体的摩擦、采用Altkin-son循环、设计非常小的燃烧室、显著的降低排气损失和节流损失;?发动机工作区的最优化,避开低效率工况,如停止怠速工作;?发动机排放性能优良, Pries的发动机技术达到当代的最高技术水平,它的尾气排放污染物降低到同类轿车排放污染物的10%左右,在车上的应用效果显示,加上再生制动能量回收,整车效率提高近一倍,整车CO2排放降低一半.

(二) 先进的电机系统技术

HEV在道路上行驶的工况复杂,电机驱动控制系统必须满足HEV对电机转矩、转速在大范围变化的要求,在HEV上常采用的电机种类与性能对比如表4所示.

表4 不同电机的性能对比

为了适应HEV的行驶性能的需要,对电机的要求如下:?具有从低速到高速宽广的负载特性,在低速运转时有足够大的转矩且持续工作时间不小于3 min;?足够宽广的高效率工作区,常用工况的效率应大于80%,图4为美国某公司生产的感应电机等效率特性;?体积小、重量轻,受汽车体积重量的限制,要求电机的重量比功率大于1?2kW/kg、体积比功率大于2?5kW/L,美国格鲁门公司的三相交流电机的比功率分别为1?6kW/kg、5?6kW/L;?电机的噪音低,电机的噪音必须满足国家标准对汽车噪音的限值;?高可靠性,成本低;?不同的电机有不同的控制器,发动机电子控制系统、动力电池管理与控制系统以及底盘线传控制系统等都通过局域网络,受整车中央控制器控制;?整车先进的综合控制系统,实现多能源的合理分配和管理,对整车各零部件、各系统的电子控制器实现网络化、集成化和一体化,在提高整车的动力性、经济性和环保性的前提下,尽可能地简化结构、避免重复、降低体积和重量是一项关键性的高新技术,整车综合控制与多能量管理系统的原理如图5所示.

(三) 高性能的动力电池

动力电池在混合动力电动汽车上应用,主要起到以下作用:?起动，加速时作为动力;?车辆减速、下坡行驶时回收车辆动能.因此要求动力电池具有:?高输出能力和高回收能量的接受能力;?体积小、重量轻;?SOC控制技术;?高可靠性和安全性;?长的使用寿命.电动汽车用动力蓄电池的性能如表5所示.电动汽车行驶过程中常要求动力电池组大电流放电和大电流充电,并且,使用中常需要将动力电池串、并联使用,由于单个电池性能不一致,造成使用困难,而且绝大多数的电池性能将大大降低,这些都需要进一步研究解决.最近,美国在上海展出的SUPER-7柴油-超级电容混合动力大卡车总重49 000磅,在美国行驶12 800 km,在中国行驶4 000 km,实际省油率为35%~40%.

五混合动力汽车技术发展趋势

(1)混合动力汽车具备了未来汽车所要求的4方面的要素:?良好的动力性能;?良好的燃油经济性;?清洁环保;?经济实用.为达到提高车辆的动力性、经济性和环保性,需要采用当代最先进的内燃机技术深入分析低油耗特性;选择比功率、比能量和效率最高、扭矩密度最大的电机,研究它的低速大转矩、效率和再生制动能量回馈性能;经过周密分析和试验研究特性,最佳选择各自高性能区段的组合与叠加.

(2)目前混合动力汽车推广应用的难点还在于混合动力汽车绝对成本过高,这是因为混合动力汽车除了以往的动力装置外,至少还必须安装电池,其成本不可能降至普通汽车的水准.因此,混合动力汽车技术发展的首要难题是降低成本,这也是今后有待解决的最大课题,特别是必须降低动力电池、电机驱动系统、电子控制系统等的成本.

(3)在大型车辆上推广应用混合动力系统,拓宽混合动力系统的应用范围也是今后混合动力汽车技术发展的一大趋势,这将有助于促进混合动力系统的批量化、大范围使用,降低成本.

(4)提高汽车行驶过程中的能量再生利用效率.从汽车制造阶段着手,设计改进汽车动力系统,满足汽车再生制动回收要求.

(5)加强混合动力电动汽车的可靠性,解决动力电池的使用寿命和可靠性问题,是混合动力电动汽车推广应用的前提.

总结

混合动力汽车作为准绿色车，要进入实用化，尚需要解决的题还很多，如要开发出具有高比能和比功率的能t存储装里，以及低本、高效率的电子设备，还要有燃经济性高、排放低的发动机等;

混动力电动汽车与传统汽车比较，在格上没有优势(因为混合动力电动车必须为汽车安装两个“心脏”，提两套动力系统，而且还要使它们切换自如，其能源的切换控制要比传统车复杂，成本自然也要高于传统汽)，要推广普及，还需要政府的鼓励支持。

参考文献

[1] .电动汽车-21世纪的重要交通工具孙逢春,张承宁,祝嘉光北京理工大学出版社 2000

[2] 科技部863计划联合办公室.国家高技术研究发展计划(863计划)(能源技术领域电动汽车专项)指南 2003

[3] 北京2008年奥运会申办委员会.奥运行动计划 2004 [4] 现代电动汽车技术陈清泉,孙逢春,祝嘉光北京理工大学出版社 2002 [5] 混合动力车辆驱动系研究和控制策略分析何洪文北京理工大学机械与车辆工程学院 2003

[6] 化学电源———电池原理及制造技术郭炳,李新海,杨松青中南工业大学出版社 2000

[7] 国际先进汽车动力与能源技术研讨会 2002

[8] 中国可持续发展能源项目,混合动力汽车技术研讨会 2003

范文四：汽车混合动力技术

汽车混合动力技术

摘要 :在最近的一个时期,汽油和柴油仍是汽车的主要能量来源,新能源汽车近期需要解决的方案是传统内燃机新技术和替代燃烧汽车,中期方案是混合动力汽车降低油耗和排放,远期方案是纯电动汽车和燃料电池汽车。虽然新能源汽车提供了使用燃料的燃料汽车、混合动力汽车,以及利用车载氢燃料电池发电和电动系统的燃料电池汽车等多元化选择,但是由于现在的技术发展水平,因此寻找多元化的替代燃料,开发更接近市场的混合动力技术,是目前开发可替代能源的最切实可行的一步。而纯电动车和氢燃料电池由于其技术仍难取得革命性突破,难以成为汽车行业的近期发展目标。且当今社会形势,混合动力可以比较好的解决燃油消耗问题和污染问题,所以会主要介绍混合动力的优势性和可行性。

关键词 :新能源汽车; 燃料电池;混合动

Abstract : On a recent period, gasoline and diesel car is still the main energy source, new energy vehicles recent needs to solve the scheme is solely internal-combustion-engine powered new technology and alternative burning cars, intermediate scheme is hybrid cars reduce fuel consumption and emissions, long-dated scheme is pure

electric cars and fuel cell vehicles. Although the new energy vehicles provides the use of fuel fuel automobile, hybrid cars, and the use of on-board hydrogen fuel cell power and electric system of fuel cell vehicles etc multiple choices, but because the technology now development level, so looking for diversified development of alternative fuels, closer to the market, the hybrid technology is now developing alternative energy of the most feasible step. And pure electric cars and hydrogen fuel cells due to its technology is still difficult to obtain a revolutionary breakthrough, difficult to become automobile industry's recent development goals. And today's society situation, hybrid can good solve problems and fuel consumption pollution problem, so will mainly introduces the hybrid's superiority and feasibility.

Keywords :New energy vehicles ;Fuel cell keywords ;Hybrid technology

引言

混合动力车是汽车使用两个或两个以上不同的动力源来推进车辆行驶的车辆, 混合动力汽车的英文缩写是 HEV 。 HEV 的基本结构是在电动汽车(EV ) 和燃料电池电动车 (FCEV ) 的基础上增加一套辅助动力系统 --动力发电机组或某种原动机。原动机可以是内燃机、燃气轮机等热机。

1混合动力的分类

根据混合动力驱动模式,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。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。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。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。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,成本低。本田的 Accord 和 Civic 采用的是并联式联结方式。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。与并联式混合动力系统相比, 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。此联结方式系统复杂,成本高。 Prius 采用的是混联式联结方式。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以下四类:一是微混合动力系统。这种混合动力系统在传统内燃机上的启动电机 (一般为 12V ) 上加装了皮带驱动启动电机 (也就是常说的 Belt-alternator Starter Generator, 简称 BSG 系统) 。该电机为发电启动 (Stop-Start)一体式电动机, 用来控制发动机的启动和停止, 从而取消了发动机的怠速,降低了油耗和排放。从严格意义上来讲, 这种微混合动力系统的汽车不属于真正的混合动力汽车, 因为它的电机并没有为汽车行驶提供持续的动力。在微混合动力系统里, 电机的电压通常有两种:12v 和 42v 。其中 42v 主要用于柴油混合动力系统。二是轻混合动力系统。代表车型是通用的混合动力皮卡车。该混合动力系统采用了集成启动电机(也就是常说的 Integrated Starter Generator, 简称 ISG 系统) 。与微混合动力系统相比,轻混合动力系统除了能够实现用发电机控制发动机的启动和停止,还能够实现:(1)在减速和制动工况下,对部分能量进行吸收; (2)在行驶过程中, 发动机等速运转, 发动机产生的能量可以在车轮的驱动需求和发电机的充电需求之间进行调节。轻混合动力系统的混合度一般在 20%以下。三是中混合动力系统。该混合动力系统同样采用了 ISG 系统。与轻度混合动力系统不同,中混合动力系统采用的是高压电机。另外, 中混合动力系统还增加了一个功能:在汽车处于加速或者大负荷工况时, 电动机能够辅助驱动车轮,从而补充发动机本身动力输出的不足,从而更好的提高整车的性能。这种系统的混合程度较高,可以达到 30%左右,目前技术已经成熟,应用广泛。四是完全混合动力系统。该系统采用了 272-650v 的高压启动电机,混合程度更高。与中混合动力系统相比,完全混合动力系统的混合度可以达到甚至超过 50%。技术的发展将使得完全混合动力系统逐渐成为混合动力技术的主要发展方向。

2串联式混合动力汽车(SHEV )

串联式混合动力(SHEV )模式由发动机、发电机和驱动电动机三大动力组成,发动机、发电机和驱动电动机采用 “串联” 的方式组成 SHEV 的驱动系统。 SHEV的结构由发动机、发电机和驱动电动机三大动力总成组成, 它们采用 “ 串联 ” 的方式组成驱动系统。在车辆行驶之初, 蓄电池组处于电量饱和状态, 其能量输出可以满足车辆要求, 辅助动力系统不需要工作, 蓄电池输出的直流电经控制器变为交流电后供入驱动电动机、驱动电动机输出的转矩经变速器、传动轴及驱动桥驱动车轮。蓄电池组电量低于 60%时,辅助动力系统起动,为驱动系统提供能量的同时, 还给蓄电池组进行充电。当车辆能量需求较大时, 辅助动力系统与蓄电池组同时为驱动系统提供能量,发动机 -发电机组产生的交流电经整流器变为直流电和电池输出的直流电经控制器变为交流电后供入驱动电动机。由于蓄电池组的存在, 使发动机工作在一个相对稳定的工况,使其排放得到改善。

3并联式混合动力电动汽车(PHEV )

并联式混合动力 (PHEV ) 由发动机、电动 /发电机或驱动电动机两大动力总成组成。发动机、电动 /发电机或驱动电动机采用“并联”的方式组成 PHEV 的驱动系统。 PHEV 是由发动机与电动机、发动机或驱动电机两大动力总成组成。如上图所示,它们采用 “ 并联 ” 的方式组成驱动系统。电动机的动力要与车辆驱动系统相结合, 可以:(1) 在发动机输出轴处进行组合 (2)在变速器(包括驱动桥)处进行组合; (3)在驱动桥处进行组合。一种电动机的动力在驱动轮处进行组合的驱动轮动力组合式 PHEV ,其驱动模式为:

1) 以发动机驱动为基本驱动模式,独立驱动后驱动轮;

2) 驱动电动机为辅助驱动模式,能独立驱动前驱动轮;

3) 在混合驱动时, 发动机驱动的后轮动力与驱动电机驱动的前轮动力进行组合, 成为混合四驱动模式。

4混联式混合动力电动汽车(PSHEV )

混联式混合动力电动汽车综合 SHEV 和 PHEV 结构特点,由发动机、电动 -发电机和驱动电动机三大动力总成组成。蓄电池组 PSHEV 是综合 SHEV 和 PHEV 结构特点组成的, 由发动机、电动机或发动机和驱动电机三大动力总成组成。电动机的动力要与车辆驱动系统相适合, 可以在变速器 (包括驱动桥) 处进行组合, 也可以在驱动轮处进行组合。一种发动机的动力与驱动电动机的动力在驱动轮处进行组合的方式,其驱动模式为:

1) 以发动机驱动为基本驱动模式,带动电动机 /发动机,并独立驱动后驱动轮;

2) 以驱动电动机为辅助驱动模式,能独立驱动前驱动轮;

3) 在混合驱动时,发动机驱动的后轮动力与驱动电动机驱动的前轮动力进行组合,成为混合四轮驱动模式。

5发展与未来

自 1995年起,世界各大汽车生产厂商已将研究的重点转向了混合动力汽车的研究开发。日本丰田汽车公司开发了 Prius 牌混合动力轿车, 本田公司开发了 Insight 牌混合动力轿车。美国三大汽车公司均开发了包括轿车、面包车、货车在内的混合动力汽车, 如通用汽车公司推出的 Precept , 福特汽车公司的 Escape 和 Prodigy ,戴 -克汽车公司的 Citadel 、 ESX3等。目前,混合动力汽车技术及市场均看好。日本国内拥有的混合动力电动汽车己超过 7万辆,预计在 2010年将达到 210万辆。日本丰田汽车公司计划到 2005年生产 30万辆混合动力汽车。 2003年初,美国《 Finance Times 》曾报道,一旦发生石油危机,美国通用公司计划将在 5年内销售 100万辆混合动力汽车, 并已决定在 2003年销售 12种混合动力汽车。

目前, 日本丰田汽车公司是走在混合动力汽车研发最前沿的汽车公司, 开发的混合动力汽车已达到实用化水平。 1997年,丰田推出了世界上第一款批量生产的混合动力汽车 Prius ,其后又在 2001年相继推出了

子控制装置的特点是, 可分别利用电能、汽油或两者组合同时工作。根据车速和负荷情况, THS 可以控制每种能源所提供的功率比例,以保证汽车按最有效的模式运行。在车辆的行驶过程中,乘客对 THS 的转换是感觉不到的。 THS 系统的关键部分是功率分流装置。该装置利用一套行星齿轮组将发动机功率直接传递到车的前轮和发电机上。电控式变速器将汽油机、发电机和电动机的功率输出加以混合, 从而达到汽车加速和减速的需要。 2002年,丰田 ESTIMA 混合动力面包车投产,其混合动力系统采用了世界首次批量生产的电动 4轮驱动及 4轮驱动力 /制动力综合控制系统, 它给混合动力汽车的行驶性能带来了革命性的改进。所有这些都表明丰田公司在普及混合动力系统的低燃耗、低排放和改进行驶性能方面已经走在了世界同业前列。丰田汽车公司计划 20l2年在其全部汽车产品上采用汽油电力混合动力发动机,以提高燃油经济性和降低排放污染。

美国 1993年 9月启动新一代汽车伙伴计划,其时间表为:1997年完成技术选择, 2000年推出概念车, 2004年推出能用于投产的式样车。当年,美国能源部与三大汽车公司签订了混合动力汽车开发合同,其中通用汽车公司投入 1.48亿美元, 福特投入 1.38亿美元, 克莱斯勒投入 8480万美元, 进行为期 6年的研制开发工作。 1997年, PNGV 计划已完成了新一代汽车的技术选择, 经过充分酝酿,认真筛选,确定了轻质材料、混合动力、高性能引擎 (四冲程直燃式引擎 ) 和燃料电池 (PEM燃料电池 ) 为 PNGV 的技术主要方向。在美国 47个州的 21个联邦实验室, 51所大学中,有 1200多个 PNGV 的研究专案正在进行中, PNGV 计划已使美国全国形成了一个汽车技术创新的国家行动。经过多年努力, 三大公司于 1998年北美国际汽车展上分别展出了样车。在此基础上,现已按期推出三款混合动力轿车 --通用 Precept 、福特 Prodigy 、克莱斯勒 Dodge ESX3,三款车均接近或实现了 3升 /百公里的目标。其中,通用汽车 Precept 是目前唯一达到新一代汽车协作伙伴关系 (PNGV)油耗要求的车型。这是一辆四门、五人座轿车, 其驱动系统系由一台 3缸 1.3升直喷柴油引擎与两台电动机 (包括驱动前轮的电动机和驱动后轮的柴油 -电动机组 ) 及一台手动自动变速箱组成, 而电动机可吸收刹车过程中的制动能量, 并给以上的电池组充电。据统计, 美国市场上售出混合动力汽车接近 7万辆, 2002年美国的混合动力汽车市场规模达到 35000辆。美国已有近 20个城市在试用混合动力公共汽车,欧洲各大汽车厂商也纷纷推出了混合动力汽车。法国 BE 集团先后推出了贝灵格型和萨拉型混合动力汽车。萨拉型混合动力汽车以雪铁龙的 Estate 加长型轿车为原型, 配备一个 55kWDE 的汽油内燃机发动机和一个 25kW 的电动机,排放量较同类普通汽车降低 35%,一次行程可高达 1000km 。

随着石油供应的日趋紧缺和环境污染的日益加剧, 电动车这种以电能为动力的交通工具凭借其节能、环保的优点日渐成为业界关注的焦点。 20世纪 80年代以来 , 许多发达国家纷纷投入巨资研发电动汽车, 我国的 “ 863 计划 ” 也已明确将电动汽车作为重点攻关项目。目前, 我国电动汽车的研发水平与发达国家基本上处在同一起跑线上,在某些方面甚至超过国外。 1999年,清华大学与厦门金龙联合汽车工业有限公司合作研制成功国内第一辆混合动力轻型客车。 2001年底, 国家

整车的动力系统优化与控制技术,应节省燃料 50%,排放下降 80%;制动能量回收技术,应能回收 30%制动能量。目前,混合动力汽车主要研发成果如下:东风电动车辆股份有限公司开发出混合动力汽车。其中, EQ7200HEV 型混合动力轿车以风神蓝鸟轿车为平台,以满足未来城市公务、出租用车需求为目标, 最大限度利用东风公司现有产品平台及社会资源开发而成, 实现产品系列化、通用化、标准化设计。主要技术参数:最高车速 160km/h; 锂离子电池。 EQ6110HEV 型混合动力城市公交车采用混联方案, 专为 2008年北京奥运会公交用车而开发。主要性能参数:采用东风汽车公司生产的康明斯 6BTA 型柴油机 (最大转矩 488Nm , 额定转速 2200rpm) 、中科院电工所研制的交流电机,纯电池电动运行最高车速 31km/h,最大功率 27kW ,最大电流 119A ;发动机和电机混合驱动;最高车速 72km/h。

天津清源电动车辆有限公司开发出混合动力中型客车。其主要技术特点:使用燃油和电力双能源, 同时兼顾了传统汽车的方便性和电动汽车的环保性能; 排放达到欧 III 标准, 燃油经济性提高 15%以上; 适于城市和城际之间的公共交通。主要技术指标:尺寸参数 7210×2110×2670(mm); 总重量 7t ;座位数 22+ 10 ;发动机类型 CY4105Q型柴油机 ;发动机最大功率 72kW; 变速器 5档机械变速 ;电机类型交流异步 (矢量控制 ) ; 电机功率 10 kW ;电池类型免维护铅酸电池 ;电池容量 100Ah ;最高车速时速 110km 以上;最大爬坡度 20%以上;制动距离小于 10m(时速 30公里 ) 。

深圳明华环保汽车有限公司开发出混合动力电动轻型客车。其技术特点:采用并联式混合动力系统, 内燃机采用达到欧洲二号尾气排放标准的柴油机; 电动机采用国际先进的异步交流电机, 具有变频调速的矢量控制系统; 自身反充功能:内燃机做动力源驱动车辆行驶中可同时通过电动机 /发电机功能互换将发动机用作发电机为车载蓄电池组充电以补充能量,提高电驱动续驶里程。

北京嘉捷博大电动车有限公司和常州客车厂合作开发了我国第一辆以燃气涡轮机作为动力机的混合动力电动大客车。该车长 11.5 m , 宽 2.48 m , 高 3.6 m , 46座,排放指标低于 2008年将在欧洲开始执行的欧Ⅴ标准,是当前理想的城市环保型公交车和旅游车。

第一汽车集团公司、美国电动车 (亚洲 ) 公司、汕头国家电动汽车试验示范区三方共同合作推出一款混合动力轿车 --红旗 CA7180AE 。该款串联式的混合动力轿车属中高档, 13kW汽油机, 15kW直流电机, 144v(105Ah)铅酸电池, 4×2前驱动形式,最高车速可达 135km/h。

就目前的形势来看, 混合动力电动车拥有的特点是混合动力电动汽车具备了良好的动力性能、良好的燃油经济性、清洁环保、经济实用, 但为了达到提高车辆的动力性、经济性和环保性 , 就需要采用当代最先进的内燃机技术深入分析低油耗特性; 选择比功率、比能量和效率最高、扭矩密度最大的电机 , 研究它的低速大转矩、效率和再生制动能量回馈性能; 经过周密分析和试验研究特性 , 最佳选择各自高性能区段的组合与叠加。

另一方面, 混合动力汽车成本过高绝对是目前混合动力电动汽车推广应用的主要难点 , 这是因为混合动力汽车除了以往的动力装置外 , 至少还必须安装电池 , 其成本不可能降至普通汽车的水准。因此 , 混合动力汽车技术发展的首要难题是降低成本 , 这也是今后有待解决的最大课题 , 特别是必须降低动力电池、电机驱动系统、电子控制系统等的成本。还有, 要提高汽车行驶过程中的能量再生利用效率, . 就得从汽车制造阶段着手 , 设计改进汽车动力系统 , 满足汽车再生制动

回收要求, 加强混合动力电动汽车的可靠性 , 解决动力电池的使用寿命和可靠性问题 , 是混合动力电动汽车推广应用的前提。

6结论

综上所述, 鉴于石油资源将趋于枯竭和环境污染日益加剧的现实, 国内外汽车制造商在其政府支持下, 都在竞相开发各种类型电动汽车。目前, 纯电动汽车、燃料电池电动汽车和混合动力汽车三种电动汽车的研发及产业化进展特点是:纯电动汽车技术基本成熟。国外已有少量纯电动汽车进入商业运行, 国内处于样车试制阶段。由于动力电池的比能量、比功率小, 一次充电行程短、造价高等致命缺憾, 大范围的市场化受到一定制约。燃料电池汽车具有燃料多样、效率高、排放少等优点, 有可能成为未来汽车的主流, 因此受到了国外各大汽车公司的重视, 但目前它还面临着许多技术困难。国外正处于研制开发和小批量生产阶段, 距离低成本、大量生产的水平尚有差距; 国内尚处于研发起步阶段。而混合动力汽车是汽车产业界的一场革命, 是汽车最终驶向零排放的过渡, 是今后高端产品的一种有效配置, 在未来一、二十年内将有很大部分燃油汽车实现混合驱动, 与传统燃油汽车分享市场。国内混合动力汽车正处于样车试制阶段, 已开发出混合动力轿车、混合动力中巴车、混合动力大客车样车, 而国外日本等少数国家汽车制造商已开始了逐年增长的小批量商业化生产,并正在广泛进入世界市场。

参考文献 :

[1]郎全栋, 《汽车文化》 [M].高等教育出版社 .

[2]龚金科, 《汽车排放及控制技术》 [M].人民交通出版社 .

[3]黎苏,黎晓鹰,黎志勤编著 . 汽车发动机动态过程及其控制 [M].人民交通出版社 .

范文五：混合动力汽车技术

混合动力汽车技术

何洪文教授

2011.12.21

电动车辆国家工程实验室

报告提纲

混合动力汽车发展的技术背景

混合动力汽车的概念

混合动力汽车的节油机理分析

混合动力汽车技术概况

混合动力汽车技术总结

报告提纲

混合动力汽车发展的技术背景

混合动力汽车的概念

混合动力汽车的节油机理分析

混合动力汽车技术概况

混合动力汽车技术总结

技术背景之汽车新技术

电动汽车,21世纪重要的交通

工具” ;

各种各样的节能与新能源汽车

出现在现代汽车展览会上，并

成为各种概念车的主题，大型

国际车展上，几乎每个整车厂

商都有自己的电动汽车推出。

年，日本丰田成功推出THS

混合动力系统和Prius混合动力

汽车并成功实现商业化推广。

燃料电池做动力源;

四轮滑板” 底盘设计;

车身，底盘独立设计(DIY);

飞机线控技术的普遍采用。

技术背景之汽车新理念

2002年9月26日，通用“AUTO-nomy”概念车在巴黎车展上成

功亮相，采用了Hy-Wire技术，“通用公司展示的革命性设

计，很可能就是未来将要使用的汽车”。

《新能源汽车生产准入管理规则》:新能源汽车系指采用非

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、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。

技术背景之汽车工业可持续发展

全面实施“ 纯电驱动” 技术转型战略，重点推进关键零部件技术

(电池-电机-电控)、整车集成技术(混合动力-纯电驱动-下一代纯

电驱动)和公共平台技术(技术标准法规-基础设施-测试评价技术)

的研究与攻关” 。科技部-国家“ 十二五” 科学和技术发展规划。

技术背景之汽车节能减排与动力升级技术路线

电动汽车可用水电、核电等多

种电能、能量转换效率高、零

排放，也是混合动力和燃料电

池汽车的技术基础

燃料电池汽车是面向未来应用

的新技术产品

传统动力系统不能彻底解决

能源与环境问题

混合动力汽车已成熟，但节能

减排效果对发动机和变速箱技

术依赖较大，相对成本仍较高

传统动力

系统汽车

新型动力

系统汽车纯电动、插电式、增

程式电动汽车

混合动力电动汽车

燃料电池电动汽车

低排放新型发动机汽车

代用燃料汽车

节

能

减

排

节能汽车

新能源汽车

意大利Count Felix Carli 组装了首辆混合动力车;

来自电源公司的Justus B. Entz 设计了油电混合动力车;

巴黎沙龙展出了一辆油电并联混合动力车;

申请了油电混合动力汽车的专利，目的在于用

电机进行发动机助力以获得高的车速(25mph).

技术背景之混合动力并不是新概念

虽然关于混合动力汽车是一种独立的车型还是纯电动汽车的

过渡车型的争论一直没有停止，但是从目前混合动力汽车业

已取得的研究成果来看，混合动力车辆已成为一股不可阻挡

力量，在改变着汽车产品的结构和构成，并大量的走向实用

化。可以预言在未来的20~30年间，混合动力汽车将会得到巨

大的发展空间。据《Auto Mfg ,Production》(汽车制造与生

产)期刊预测，世界汽车市场上，混合动力车2010年将达100

万辆，2015年将在世界汽车市场占15,，2020年占25,，这

是相当大的比例。如此看来，新能源汽车之中起步较早发展

较快的混合动力车辆，在相当一段时间内前景广阔，并受市

场欢迎具有良好的商业前景，将会逐渐成为汽车行业的主导

产品而在世界汽车市场大展拳脚。

技术背景之混合动力汽车的未来

节能能力》30% 混合动力技术

燃煤石油

燃气、替代燃料

氢气

气-电混合动力油-电混合动力电-电混合动力

技术背景之混合动力汽车的未来

能源技术的进步:高效、节能、清洁;脱碳加氢,电能多样性

来源的特点成为汽车动力形式的新选择.

燃煤

石油

C C

电能

报告提纲

混合动力汽车发展的技术背景

混合动力汽车概述

混合动力汽车的节油机理分析

混合动力汽车技术概况

混合动力汽车技术总结

内燃机汽车( ICE Vehicle)

混合动力汽车概述之车辆驱动系

纯电动汽车( Battery Electric Vehicle)

混合动力汽车概述之车辆驱动系

汽车动力传动系统的基本组成列表

车身电气、低压供电、

制动/空调/转向等

车身电气、低压供

电、整车控制、制

动/空调/转向等

辅助系统

离合器、变速箱、传

动轴、差速器等

减(变)速箱等传动装置

发动机电动机动力装置

汽(柴)油箱动力蓄电池组车载能量源

从加油站加油从电网充电能量补给方式

常规汽车纯电动汽车组成要素

混合动力汽车概述之车辆驱动系

车载能量源动力装置

辅

助

系

统

内燃机特性场转化装置能量源存储系统

能量源存储和

调节转化系统

电动机

驱动轮

用于能量存储或进行能

量的初始转化以向动力

装置直接供能的所有部

件的总称。

用于把其他形式的能量

转化为机械动能(旋转动

能)的装置，直接作为传

动的输入

用于传递和调节动力装置输出

的旋转机械动能，并输送给车

辆驱动车轮，实现车辆正常行

驶的所有部件的总称

车辆上所有的用于存储、转化和传递能量并使车辆获得运动能力的部件的总称。

具体由车载能量源、动力装置、传动系以及其他辅助系统组成。

车辆驱动系

传动系

混合动力汽车概述之车辆驱动系

混合动力电动汽车的定义和类别

混合动力汽车: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

独或多个驱动系共同提供。

混合动力电动汽车:是指由两种和两种以上的储能器、能源或转换器作驱

动能源，其中至少有一种能提供电能的汽车称为混合动力电动汽车。

混合动力汽车概述之混合动力车辆的概念

串联混合动力车辆是混合动力车辆的一种基本结构，其

单个驱动系间的联合是车载能量源环节的联合，也即非

直接用于驱动车辆的能量的联合并同时向动力装置供能。

车载能量源环节的混合;

单一的动力生成装置;

车载能量源的多样化。

车辆的驱动力只来源于电动机的混

合动力(电动)汽车。

混合动力汽车概述之串联混合动力车辆

电动 , 发电纯发动机驱动

发电充电发电混合补充充电

电动充电发电强制补充充电

电动放电发电混合动力驱动

发电充电关机再生制动充电

电动放电关机纯电池组驱动

电机驱动系统动力电池组

发动机,发

电机组

工作模式

串联混合动力车辆

混合动力汽车概述之串联混合动力车辆

并联混合动力车辆是混合动力车辆的一种基本结构，其单

个驱动系间的联合是车辆动力、传动环节的联合，通过对

不同的动力装置输出的动能的联合或耦合，并经过相应的

传动系统输出到驱动轮，满足车辆行驶要求。

机械动能的混合;

具有两个或多个动力生成装置;

每一个动力生成装置都有自己单

独的车载能源。

车辆的驱动力由电动机及发动机同时

或单独供给的混合动力(电动)汽车

混合动力汽车概述之并联混合动力车辆

, , 机械动力输出发动机单独驱动

发电充电机械动力输出

动力电池组补充

充电

电动放电机械动力输出混合动力驱动

发电充电 , 再生制动充电

电动放电关机电动机单独驱动

电机驱动

系统

动力电

池组

发动机工作模式

混合动力汽车概述之并联混合动力车辆

为优化驱动系的综合效率和充分发挥车辆的节能、低排

放潜力，在实际的应用中，混合动力车辆驱动系并非单

纯是简单的串联式结构或并联式结构，而是由串联式结

构和并联式结构复合组成的串并联综合式结构，即所谓

的混联式结构。

混合动力汽车概述之混联混合动力车辆

开关式混联系统

混合动力汽车概述之混联混合动力车辆

功率分流式混联系统

混合动力汽车概述之混联混合动力车辆

混合动力汽车概述

是Plug-in Hybrid Electric Vehicle的缩写。PHEV可以使

用电力网(包括家用电源插座)对动力电池充电的混合

动力汽车，这种混合动力汽车具有纯电动行驶较长距离

的功能，但需要时仍然可以工作在全混合模式。

里程短时采用纯电动模式。

里程长时采用以发动机为主的混合动力模式。

拥有纯电动车的全部优点。

与其他清洁汽车相比其基础设施更容易解决。

介于纯电动和常规混合动力车之间，

因此:–发动机比常规混合动力车小; 电池组比

常规混合动力车大。

混合动力汽车概述之插电式混合动力车辆

能源多样化。降低二氧化碳和有害物的排放。降低噪音。

减少去加油站的次数。

电比油便宜，使用成本低。

由于主要以纯电动工作，车辆寿命期间的维修成本低。

混合动力汽车概述之插电式混合动力车辆

增程式电动汽车(Range-Extender Electric Vehicle)

增程式电动汽车和纯电动汽车均为纯电驱动汽车，相比纯电

动汽车，增加了增程器(车载发动机发电机组)，解决了纯电

动汽车的能量补给的问题，消除了人们驾驶纯电动汽车的里

程恐惧，各种车型开始投入应用。

混合动力汽车概述之增程式电动汽车

报告提纲

混合动力汽车发展的技术背景

混合动力汽车概述

混合动力汽车的节油机理分析

混合动力汽车技术概况

混合动力汽车技术总结

混合动力汽车的节油机理

传统内燃机车辆能量利用情况

城市工况(公路工况)

公路工况

换挡机会少且很少使用制动，怠速损失少;

空气阻力损失约为各种行驶阻力所需能量的一半。

20.2%

城市工况

怠速和制动损失相当高，怠速17.2,/制动5.8%

空气阻力损失约为各种行驶阻力所需能量的1/5。

12.65%

内燃机自身热效率

最佳热效率31~38%

兼顾动力性需求，发动机后备功率较大，比如加

速功率可达巡航行驶功率的5倍以上。

混合动力汽车的节油机理

传统内燃机车辆能量利用情况分析

内燃机特点

混合动力系统的节能潜力分析举例(仿真计算)

整车制动工况下节能分析: 混合动力客车可回收的制动能量占驱动消耗总能量

的5.6%~8.5% ,由此而节省的燃油消耗达4.5%~6.7%;

取消发动机怠速的节能分析:混合动力客车由于取消发动机怠速可节省17%,

44%的燃油。其中,北京城市循环工况能够节省33.6%的燃油,而纽约城市循环工

况节省最多达44%;

发动机downsize的节能分析:由于混合动力客车的发动机downsize,各循环工况下

的发动机部分负荷效率因数均得到了改善。downsize使发动机的负荷率得到了

提高, 从而整车效率提高了2% ~14%,燃油经济性改善了13% ~19%.

发动机区域控制的节能分析: 混合动力客车燃油消耗降低了16%~21%，单独考

查发动机区域控制时的节能贡献,油耗减少1%~3%。

发动机downsize与取消发动机怠速对整车的节能效果最为明显。发动机downsize是

混合动力汽车的设计技术,而取消发动机怠速是其控制技术

混合动力汽车的节油机理

电机能在低速和低负荷时提供助力, 使发动机在停车、怠速等工作效率较低

的情况下关闭, 减少油耗和降低排放;车辆在高速行驶时, 由于电机的转矩过

载特性使发动机在转速较低、效率较高时仍能维持足够的加速度;电机助

力也可减少发动机的瞬态工况;电机和变速器的优化匹配使发动机可以运

行于高效的工况区域，电机的助力便于在进行发动机设计时采用一些革新

技术。

提高发动机效率

提高发动机附件的工作效率

采用电机驱动发动机附件可以使其相对于发动机独立地工作。传统车辆的电

器附件最高电压只有14V, 电路系统的损耗较大, 导线的成本也较高。而混合动

力系统则采用高压电, 可以减少能量损失, 提高车辆的燃油经济性。

混合动力汽车的节油机理

混合动力系统特性分析

>40 35 30 10 7 3 节能潜力

纯电动

起步助力

能量管理

再生制动

怠速停机

工作模式

NiMH-60 NiMH-40 NiMH-20 VRLA-30 VRLA-30 常规铅酸动力电池

电动化电动化电动化电动化常规设计常规设计辅助系统

300V深混 150V-ISG 42V-ISG 42V-BSG 42V-BSG 14V-BSG 电动/发电机

小排量ICE设计常规ICE 常规ICE 常规ICE 发动机

报告提纲

混合动力汽车发展的技术背景

混合动力汽车概述

混合动力汽车的节油机理分析

混合动力汽车技术概况

混合动力汽车技术总结

奇瑞混合动力汽车

微混系统

由“ 1.6L汽油机，5速手动变

速器，1.5kW电机，12V铅

酸电池” 组成

BSG系统结构简单、重量

轻，对整车原有结构改动

很小，成本低

君越混合动力系统

动力电池组;

再生制动、减速断油、起停

控制、电机助力，节油12,

20%

博世发动机快速起停ISA

本田混合动力IMA技术

“IMA(Integrated Motor Assist 综合电机辅助)” +“3级i-

VTEC”发动机

长安混合动力汽车

160 最高车速

1501 整备质量

额定工作电压144V/

电池容量6AH

镍氢动力

电池

额定功率10KW ISG驱动电机

2710mm 轴距

4465mm×1768mm×1640mm 长*宽*高

1950 总质量

1497 排量

JL475Q3 发动机

国IV 排放

Eaton混合动力系统

瑞典VOLVO混合动力I-SAM

混合动力系统“ I-SAM” 由起动器,

驱动马达/发电机，电子控制单元

构成，配套使用柴油发动机与沃

尔沃自动变速系统“ I-Shift” ，改进

的铅酸技术的Effpower电池。

东风混合动力客车

电机/发电机25.5kW

364V锂离子蓄电池

混合动力系统

排量4.77L/(96kW@3000rpm;333Nm@1500rpm 高压共轨柴油发动机

日本五十铃ELF混合动力

BYD混合动力汽车

丰田THS混合动力系统技术

Prius分别于2000年5月、2002年上半年和2009年完成了三次

改进。将于2012年推出插电版。

丰田THS混合动力系统技术

GM-Allison混合动力系统

M/G

ICE FD

wheels

Battery

M/G

Compound Split, e-CVT

M/G2 M/G1

S1 S2

ICE

M/G

vi ω

CL2

CL3

CL2

Mode 1 Mode2

E1 differential differential

E2 Torque mult differential Neutral

CL1 1 1

CL2 0 1 0

CL3 1 0 0

CL1

GM-Allison混合动力系统

完全混合动力系统(双模式)

通用汽车、戴姆勒- 克莱斯勒集团与宝马

集团联合开发的完全混合动力系统。第一

次完美地将电机与固定传动比齿轮变速箱

集成在一起, 具有适用于高速和低速两种

行驶状态的电子无极变速(ECVT)模式,真

正的双模混合动力系统.

2个60kW 电动/发电机

3 组行星排

4组湿式离合器

完全混合动力系统(双模式)

通用混合动力凯雷德

双模混合动力凯雷德，燃油

经济性可提升50% 。

一个先进的电动可变变速箱(EVT)以及300V的金属镍混合动

力能量储存系统。该系统配合标准的6.0升V-8 Gen IV汽油发

动机和主动型燃油管理装置(AFM) ，延迟进气阀门关闭

(LIVC)，用于提高燃油效率。AFM系统能在高速巡航状态

下，将V-8引擎的一半气缸关闭。运用了“ 双模式” 强混合动

力技术的ESCALADE Hybrid，既能在低速时使用电动机驱

动，也能使6.0L的V-8引擎以较经济的四缸模式运转。

通用混合动力凯雷德

北汽双转子电机混合动力系统EVT

美国CalCars改造的插电式PRIUS，

电池组:201V/1.3 kWh?9 kWh锂电池。

纯电动行驶60英里之后，可转变为用汽油机驱动的混

合动力工作方式，这时油耗为50mpg。

插电式混合动力Prius+

插电式混合动力VOLT

美国福特公司在其商业化的混合动力车型ESCAPE系列

中也推出了PHEV款，具体采用了41Ah、10kWh锂离子动

力电池组，具有48km纯电动行驶里程.

福特插电式混合动力ESCAPE

增程式电动汽车之增程器

美国通用混合动力发展路线

报告提纲

混合动力汽车发展的技术背景

混合动力汽车概述

混合动力汽车的节油机理分析

混合动力汽车技术概况

混合动力汽车技术总结

混合动力汽车市场增长加快，产品系列正从日本丰田一支独

秀向多元化发展。

丰田混合动力全球销量已突破150万辆

本田2010款混合动力Insight

通用2008款混合动力Malibu

福特ESCAPE

混合动力汽车技术总结之技术概况

以丰田THS、本田IMA、欧美Dual-mode以及多种形式的BSG/ISG

轻度混合等为代表的混合动力技术发展迅速，多车型投入商

业化应用。

发动机技术:Altkinson循环发动机,停缸/断油/怠速停机/汽缸

怠速/气门正时策略;

关重部件技术:EVT机电耦合/油冷电机/功率能量型电池;

综合控制、能量管理和优化技术:控制策略,实时优化方法。

全混合双模式总成

Atkinson 循环发动机混合动力传动系集成设计

混合动力汽车技术总结之技术要点

混合动力汽车技术总结之技术发展动向

节油低排放的优势使混合动力汽车的市场份额迅速增长，混

合动力专用发动机技术和混合度的不断提高(纯电动行驶里程

的不断延展)成为混合动力汽车技术的发展特点，“ 混合电源

(多电源混合)、混合发动机(电动机+内燃机集成设计)、混合

动力总成” 等深层次全方位的混合动力设计成为混合动力汽车

技术发展的总趋势。混合动力技术得到更广泛的应用。

北京理工大学电动车辆国家工程实验室

北京市海淀区中关村南大街

号，

100081

TEL: +86-10-68914842

FAX:+86-10-68914842

E-mail: hwhebit@bit.edu.cn

Thank you for your attention!

转载请注明出处范文大全网 » 汽车混合动力技术毕业论文