混合動(dòng)力汽車發(fā)展前景的研究畢業(yè)論文.doc

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1、畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）設(shè)計(jì)（論文）題目： 混合動(dòng)力汽車發(fā)展前景的研究 學(xué) 院 名 稱： 機(jī)械工程學(xué)院 專 業(yè)： 汽車服務(wù)工程 班 級(jí)： 汽服082 姓 名： 曹海斌 學(xué) 號(hào) 08405050233 指 導(dǎo) 教 師： 崔仲華 職 稱 副教授 定稿日期： 2012 年 5 月 15日中文摘要摘 要目前，全球汽車產(chǎn)業(yè)正在面臨石油能源貧乏和環(huán)境污染的巨大挑戰(zhàn)?；旌蟿?dòng) 力汽車融合了燃油汽車和電動(dòng)汽車的優(yōu)點(diǎn)，是最具有市場價(jià)值的低排放和低油耗汽車，其發(fā)展有著必然性。本文簡要闡述了混合動(dòng)力汽車的概念、分類以及節(jié)能原理，介紹了目前國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，分析了混合動(dòng)力汽車的優(yōu)缺點(diǎn)，提出相應(yīng)的改進(jìn)措施，展望了混合動(dòng)力汽

2、車的發(fā)展前景。關(guān)鍵詞：混合動(dòng)力汽車,必然性,發(fā)展現(xiàn)狀,改進(jìn)措施,發(fā)展前景 III英文摘要ABSTRACTAt present,the global automotive industry is facing enormous challenges of the oil energy poverty and environmental pollution The Hybrid Electric Vehicle enjoys the integrated advantages of oil-powered automobile and electric automobile. It enjoys

3、the top position of maket value, which is low emmision and fuel-efficient. It is inevitable that Hybrid Electric Vehicle will have a prosperous future.This paper describes a hybrid vehicle concepts,classifications and energy conservation principles ,The current development status of the advantages a

4、nd disadvantages of hybrid cars,proposed improvements and looking forward to the prospects for the development of hybrid vehicles.Key Words：hybrid vehicle,inevitable, current development status, proposed improvements, development prospects目錄目 錄1 緒論11.1歷史背景與意義11.2研究的基本內(nèi)容11.3 研究方法12 混合動(dòng)力汽車的概念、分類及節(jié)能原理3

5、2.1混合動(dòng)力汽車的概念.32.2混合動(dòng)力汽車的分類32.3 混合動(dòng)力汽車的節(jié)能原理53 國內(nèi)外混合動(dòng)力汽車的發(fā)展?fàn)顩r73.1 國外發(fā)展?fàn)顩r73.2 國內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r84 混合動(dòng)力汽車的優(yōu)缺點(diǎn)分析114.1混合動(dòng)力汽車的優(yōu)點(diǎn).114.1.1極佳的燃油經(jīng)濟(jì)性能114.1.2低排放114.2混合動(dòng)力汽車的缺點(diǎn)114.2.1仍需汽油114.2.2成本高114.2.3在高速公路上表現(xiàn)不佳125 混合動(dòng)力汽車發(fā)展過程中需解決的問題和相應(yīng)措施135.1關(guān)鍵技術(shù)問題135.1.1 能量儲(chǔ)存裝置135.1.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)技術(shù)135.1.3 研究方法方面135.1.4兩種動(dòng)力的最優(yōu)分配控制145.2 發(fā)展措施145.2

6、.1降低成本145.2.2提供優(yōu)惠售后服務(wù)政策145.2.3政府政策支持145.2.4國內(nèi)汽車企業(yè)自主創(chuàng)新156 展望混合動(dòng)力汽車的發(fā)展前景16結(jié)束語17致 謝18參考文獻(xiàn)191 緒論1 緒論1.1歷史背景與意義國際油價(jià)大幅上漲，對(duì)世界經(jīng)濟(jì)造成較大影響。世界銀行行長指出，國際市場原油價(jià)格每桶上漲10美元并持續(xù)一年，世界經(jīng)濟(jì)增長率就會(huì)減少0.5個(gè)百分點(diǎn)，其中發(fā)展中國家減少0.75個(gè)百分點(diǎn)，特別是國務(wù)院會(huì)議指出我國能源消耗增長速度高于同期的經(jīng)濟(jì)增長速度。對(duì)油的需求量大，但是油井油田等生產(chǎn)能力不足，使原油儲(chǔ)量大大減少，以至于油價(jià)大幅攀升。汽油和柴油價(jià)格也受其影響，一路飚升，導(dǎo)致消費(fèi)駕駛車輛費(fèi)用上漲。

7、除此之外，資源因素同時(shí)凸顯出來，給廣大消費(fèi)者的出行帶來許多不便之處。汽油通常燃燒，在化學(xué)作用下，生成水蒸氣、二氧化碳和剩余的氧等物質(zhì)?？墒且?yàn)槿剂现泻衅渌煞忠约疤砑觿?，而這些物質(zhì)往往不會(huì)被充分燃燒，會(huì)生成許多有害物質(zhì)，比如一氧化碳、氮氧化合物和碳?xì)浠?，以上物質(zhì)通過汽車尾氣進(jìn)入空氣中，人類的健康隨之受到傷害?，F(xiàn)階段，汽車尾氣排放已變成城市大氣污染的重要來源之一1。中國城市大氣污染現(xiàn)象尤其嚴(yán)重，全世界十大污染城市中中國占了8個(gè)。綜上所述，考慮到石油等不可再生資源的大量消耗、傳統(tǒng)汽車尾氣排放對(duì)環(huán)境的污染，環(huán)保節(jié)能的呼聲日益高漲，研究綠色環(huán)保汽車刻不容緩。在太陽能，電能等替代能源真正進(jìn)入實(shí)用階段

8、之前，作為融合了內(nèi)燃機(jī)汽車和純電動(dòng)汽車兩者特點(diǎn)的混合動(dòng)力汽車，即可充分利用傳統(tǒng)汽車的技術(shù)成果和工業(yè)基礎(chǔ)，又可有效、降低油耗、減少排放，是最具產(chǎn)業(yè)化和市場化的車型。因此本文對(duì)混合動(dòng)力汽車的研究很具意義。1.2研究的基本內(nèi)容本文通過查詢相關(guān)資料及文獻(xiàn)，全面了解國內(nèi)外混合動(dòng)力汽車的發(fā)展現(xiàn)狀以及優(yōu)缺點(diǎn)分析。主要各個(gè)方面的比較，結(jié)合實(shí)際，認(rèn)定了混合動(dòng)力汽車發(fā)展的可行性，闡述了混合動(dòng)力汽車發(fā)展過程中出現(xiàn)的問題，并提出了相應(yīng)的改進(jìn)措施，展望了混合動(dòng)力汽車美好的發(fā)展前景。1.3 研究方法(l)文獻(xiàn)法：通過對(duì)相關(guān)文獻(xiàn)的搜集、鑒別、整理和分析形成對(duì)事實(shí)科學(xué)認(rèn)識(shí)的方法。(2)圖表法：通過運(yùn)用圖示或表格進(jìn)行說明的方法

9、對(duì)各種類型混合動(dòng)力汽車原理以及國內(nèi)外混合動(dòng)力發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行比較分析。(3)統(tǒng)計(jì)法：運(yùn)用這一方法對(duì)混合動(dòng)力燃油經(jīng)濟(jì)性和排放性進(jìn)行分析，并揭示其中的原理、規(guī)律和重要性以了解混合動(dòng)力汽車優(yōu)缺點(diǎn)，找出需改進(jìn)方面。(4)對(duì)比分析法：通過對(duì)國內(nèi)外混合動(dòng)力汽車發(fā)展?fàn)顩r的分析，找出混合動(dòng)力汽車發(fā)展的不足以及改進(jìn)措施。62 混合動(dòng)力汽車的概念、分類及節(jié)能原理2 混合動(dòng)力汽車的概念、分類及節(jié)能原理2.1混合動(dòng)力汽車的概念混合動(dòng)力汽車目前廣泛認(rèn)可的定義是：驅(qū)動(dòng)能源由不止一種的儲(chǔ)能裝器，能源或轉(zhuǎn)換器構(gòu)成，但是必須至少有一種能源提供能量的汽車就稱之為混合動(dòng)力汽車。當(dāng)前人們?nèi)粘Ｉ婕暗幕旌蟿?dòng)力汽車HEV(Hybrid-Ele

10、ctric Vehicle)是把輔助動(dòng)力單元與電動(dòng)機(jī)組合在汽車上，從而使之成為驅(qū)動(dòng)力。輔助動(dòng)力單元事實(shí)上相當(dāng)于一臺(tái)小功率發(fā)動(dòng)機(jī)或者動(dòng)力發(fā)電機(jī)組。這種混合動(dòng)力裝置不僅使得發(fā)動(dòng)機(jī)能更長時(shí)間工作，保障了其出色的動(dòng)力性能，而且電動(dòng)機(jī)可以低噪聲、無污染的運(yùn)轉(zhuǎn),在兩者的共同作用下，可提高10%左右的熱效率，于此同時(shí)可降低約30%的廢氣排放。2.2混合動(dòng)力汽車的分類根據(jù)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的配置和組合方式不同，可分為串聯(lián)式、并聯(lián)式、混聯(lián)式三種。串聯(lián)式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)圖如圖2-1所示。串聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)一般由內(nèi)燃機(jī)直接帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，產(chǎn)生的電能通過控制單元傳到電池，再由電池傳輸給電機(jī)轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，最后通過變速機(jī)構(gòu)來

11、驅(qū)動(dòng)汽車。在這種聯(lián)結(jié)方式下，電池就象一個(gè)水庫，只是調(diào)節(jié)的對(duì)象不是水量，而是電能。電池對(duì)在發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的能量和電動(dòng)機(jī)需要的能量之間進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而保證車輛正常工作。這種動(dòng)力系統(tǒng)在城市公交上的應(yīng)用比較多，轎車上很少使用。發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)儲(chǔ)能裝置機(jī)械連接 電氣連接 圖2-1 串聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)示意圖并聯(lián)式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)圖如圖2-2所示。并聯(lián)式結(jié)構(gòu)發(fā)動(dòng)機(jī)與電動(dòng)機(jī)并聯(lián)，可以同時(shí)給車輪提供驅(qū)動(dòng)力。電動(dòng)機(jī)還可以用作發(fā)電機(jī)，在最佳工況點(diǎn)周圍通過平衡發(fā)動(dòng)機(jī)所受的載荷運(yùn)轉(zhuǎn)。發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械能一般中間沒有能量轉(zhuǎn)換地輸送到汽車驅(qū)動(dòng)橋，因此系統(tǒng)有著很高的效率以及比較少的燃油消耗量?？墒窃诎l(fā)動(dòng)機(jī)與車輛驅(qū)動(dòng)輪之間有著許多直接的機(jī)械接觸，

12、導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)不能以最佳工況運(yùn)行，汽車具體行駛工況一定程度上發(fā)揮很大的作用。在城市間公路和高速公路上等穩(wěn)定行駛的工況上，并聯(lián)式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)比較適合。在崎嶇不平的山路等較之復(fù)雜的工況下運(yùn)用并聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)，擁有更廣的使用范圍，但需要更加優(yōu)化的內(nèi)燃機(jī)工作狀態(tài)和更佳的能量系統(tǒng)管理2。變速器發(fā)動(dòng)機(jī)電機(jī)儲(chǔ)能裝置機(jī)械連接電氣連接圖2-2 并聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)示意圖混聯(lián)式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)圖如圖2-3所示。串聯(lián)式與并聯(lián)式綜合起來就相當(dāng)于混聯(lián)式混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)?；炻?lián)式的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)通過發(fā)動(dòng)機(jī)生成的機(jī)械能與電動(dòng)機(jī)生成的機(jī)械能共同作用的方法驅(qū)動(dòng)汽車，但驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的發(fā)電機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)串聯(lián)。當(dāng)前的混聯(lián)式結(jié)構(gòu)的基本構(gòu)架通常是行星齒輪作為動(dòng)力復(fù)合

13、器。發(fā)動(dòng)機(jī)做功不僅驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)，而且以機(jī)械傳送的方式輸送給驅(qū)動(dòng)橋。發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能輸供給電動(dòng)機(jī)或儲(chǔ)能裝置，電動(dòng)機(jī)獲得的驅(qū)動(dòng)力矩經(jīng)過動(dòng)力復(fù)合裝器傳致驅(qū)動(dòng)橋?；炻?lián)式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)其有著靈活的控制策略：以低速行駛的車其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)基本上用串聯(lián)方式運(yùn)作；以高速行駛的車其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)基本上用并聯(lián)方式運(yùn)作?；炻?lián)式混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)完全擁有了串聯(lián)式和并聯(lián)式的優(yōu)點(diǎn)，使其達(dá)到高熱效率和低污染排放3。同并聯(lián)式比較，混聯(lián)式有更復(fù)雜的動(dòng)力復(fù)合形式,隨之對(duì)動(dòng)力復(fù)合裝置的有更高的要求。功力分配裝置發(fā)動(dòng)機(jī)電機(jī)電機(jī)儲(chǔ)能裝置機(jī)械連接電氣連接圖2-3 混連式混合動(dòng)力系統(tǒng)示意圖2.3 混合動(dòng)力汽車的節(jié)能原理1973年全世界出現(xiàn)石油危機(jī)，石油嚴(yán)重短缺

14、。當(dāng)時(shí)歐美生產(chǎn)的功率大，油耗的豪華轎車占絕大多數(shù) ，同時(shí)為了滿足安全，排放法規(guī)等要求，有些安全、凈化措施也加大了汽車的油耗，石油危機(jī)的到來對(duì)汽車是一次嚴(yán)峻的考驗(yàn)。因此混合動(dòng)力節(jié)能優(yōu)點(diǎn)很有必要進(jìn)行推廣和研究。 紛紛采用1015工況對(duì)車輛進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明：該混聯(lián)弱混合動(dòng)力車制動(dòng)能回收可節(jié)約10%的油耗，通過怠速關(guān)發(fā)動(dòng)機(jī)可節(jié)約約19%的油耗，總節(jié)約約30%的油耗。以下是對(duì)1015工況的解釋：日本使用10工況法測量轎車的燃油經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)采用百公里油耗來評(píng)價(jià)汽車燃油經(jīng)濟(jì)性。從1992年開始，日本對(duì)本國轎車執(zhí)行了10-15工況法。從1993年開始，對(duì)進(jìn)口轎車也執(zhí)行10-15工況法。10-15工況法是

15、在原有10工況法改進(jìn)而來。具體而言，是在原有的10工況上，再添加了新的15工況，日本之所以采用10-15工況法，主要原因是10工況法不能反映高速行駛狀態(tài)，和10工況法相比，在10-15工況上，增加怠速工況的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間，又追加了高速行駛工況。圖2-4 1015工況油耗仿真結(jié)果除了采用體積小,效率高的發(fā)動(dòng)機(jī)外，混合動(dòng)力汽車還采用了很多其他方法來幫助提高燃油效率。這些方法主要有:(1)向電池儲(chǔ)存能量。無論什么時(shí)候踩剎車,都會(huì)從汽車的減速當(dāng)中獲得能量。車速越快，汽車擁有的動(dòng)能越大。混合動(dòng)力汽車能夠獲取其中的一部分能量并將其存儲(chǔ)到電池當(dāng)中以備將來使用。這種能量的獲取主要通過“再生性剎車”來實(shí)現(xiàn)。這一過程當(dāng)

16、中，電動(dòng)機(jī)扮演的是發(fā)電機(jī)的角色，為電池充電4。(2)適時(shí)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)。因?yàn)閾碛须妱?dòng)機(jī)和電池組，所以混合動(dòng)力汽車并不時(shí)時(shí)刻刻都依賴發(fā)動(dòng)機(jī)工作。這樣一來汽車就在不需要發(fā)動(dòng)機(jī)工作的時(shí)候?qū)l(fā)動(dòng)機(jī)停下來，比如說遇到紅燈時(shí)，汽車可以暫時(shí)將發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉，從而實(shí)現(xiàn)省油的目的。3 國內(nèi)外混合動(dòng)力汽車的發(fā)展?fàn)顩r3 國內(nèi)外混合動(dòng)力汽車的發(fā)展?fàn)顩r3.1 國外發(fā)展?fàn)顩r20世紀(jì)90年代以來，世界許多著名汽車生產(chǎn)商已將研究的重點(diǎn)轉(zhuǎn)向了可實(shí)施性較強(qiáng)的混合動(dòng)力汽車，目前世界上生產(chǎn)、研發(fā)HEV的國家主要有日本、美國和歐洲汽車強(qiáng)國。表3-1為國外混合動(dòng)力汽車發(fā)展?fàn)顩r。 表3-1 國外混合動(dòng)力汽車發(fā)展?fàn)顩r國家品牌年份車型日本 豐田199

17、7Prius混聯(lián)式混合動(dòng)力轎車2011凱美瑞混合動(dòng)力2011雅力士混合動(dòng)力車2010雷克薩斯GS450h本田1999Insight 并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車2009CIVIC 混合動(dòng)力轎車美國通用1998Precept 概念車2008別克君越混合動(dòng)力轎車福特1998Podigy 概念車2011EVO混合動(dòng)力概念車克萊斯勒2008Dodge ESX3概念車德國奔馳2009S400 Hybrid 高級(jí)轎車寶馬2010寶馬X6雙模強(qiáng)混合動(dòng)力大眾2010大眾途銳Hybrid日本作為世界上的三大汽車強(qiáng)國之一，其混合動(dòng)力汽車實(shí)力最為強(qiáng)勁。日本豐田公司早在1997年8月就研發(fā)出其首款混合動(dòng)力汽車Toyota Co

18、aster Hybrid EVminibus,緊接著同年12月,研發(fā)出混動(dòng)動(dòng)力汽車史上第一款大量生產(chǎn)的混合動(dòng)力汽車：Toyota Prius。從第一代Prius開始銷售以來,截止到2012年初，累計(jì)銷售總量已超過300萬輛。當(dāng)前混合動(dòng)力汽車市場上銷售量最高的兩款車分別為豐田Prius和本田Insight5。在2012年3月份舉辦的北京國際車展上，許多日系混合動(dòng)力汽車吸引了眾多目光,其中豐田FT-EV3電動(dòng)概念車田性能最優(yōu)越,本田Insight具有極高的燃油經(jīng)濟(jì)性,本田CR-Z運(yùn)動(dòng)時(shí)尚的風(fēng)格也廣受追捧。為應(yīng)對(duì)金融危機(jī)沖擊，扶持汽車產(chǎn)業(yè)，推動(dòng)環(huán)保型汽車發(fā)展，拉動(dòng)內(nèi)需，09年日本推出購買環(huán)保車免除汽

19、車購置稅和重量稅，同時(shí)減免汽車稅等優(yōu)惠政策。美國三大汽車公司起初只是小批量生產(chǎn)、銷售過電動(dòng)汽車,而混合動(dòng)力和燃料電池電動(dòng)汽車還未能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。美國能源部與三大汽車公司于1993年簽訂了混合動(dòng)力電動(dòng)汽車開發(fā)合同,并于1998年在北美國際汽車展上出了樣車。自從本世紀(jì)以來,美國加大了對(duì)混合汽車的投入，特別是大型越野車和貨車，改善了這些車輛的燃料經(jīng)濟(jì)性,將對(duì)降低總體燃料消耗和二氧化碳的排放更有意義6。已知的一些車型有:戴克公司PowerBox;hybrid SUVCombatt C2 Hy-brid;福特Escapehybrid SUV,通用Paradi GM。2012年美國混合動(dòng)力汽車銷量達(dá)到53.

20、50萬輛雖然占美國汽車市場份額只有3%,但從2005年起呈逐年上升趨勢預(yù)計(jì),美國的混合動(dòng)力汽車2013年將達(dá)到87.2萬輛，市場占有率將達(dá)到5%。2010年2月奧巴馬在國情咨文中堅(jiān)持09年提出的目標(biāo)：“到2015年美國有100萬輛電動(dòng)汽車在道路行駛，成為全球第一個(gè)電動(dòng)車數(shù)量超過百萬的國家?！?.2 國內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r我國混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的研究與開發(fā)的工作開始于上個(gè)世紀(jì)90年代。經(jīng)過國家“863計(jì)劃”的支持與發(fā)展，我國的混合動(dòng)力汽車正在迅速邁向產(chǎn)業(yè)化。目前上汽、東風(fēng)、長安和比亞迪汽車公司走在了HEV開發(fā)和研制的最前列。表3-2為國內(nèi)主要廠商生產(chǎn)的混合動(dòng)力汽車。 表3-2 國內(nèi)主要廠商生產(chǎn)的混合動(dòng)力汽車

21、地點(diǎn)廠商車型重慶長安混合動(dòng)力轎車武漢東風(fēng)混合動(dòng)力轎車深圳比亞迪混合動(dòng)力轎車蕪湖奇瑞混合動(dòng)力轎車長春一汽混合動(dòng)力轎車、大巴北京博太混合動(dòng)力大巴上海上汽混合動(dòng)力大巴廈門金龍混合動(dòng)力大巴長沙長豐混合動(dòng)力越野車湘潭湘電混合動(dòng)力大巴鄭州宇通混合動(dòng)力大巴我國今年已有一批電動(dòng)汽車投入市場示范性運(yùn)行，從“十城千輛”擴(kuò)到25城市。2012年投入示范運(yùn)營的有55099輛新能源汽車。其中混合動(dòng)力汽車39116輛，占71%，純電動(dòng)15579輛，占28%，燃料電池404輛，占1%。按“能源車10年發(fā)展規(guī)劃”，2015年投入使用中、重度混合動(dòng)力汽車保有量將達(dá)100萬輛。而在2009初發(fā)布的汽車3年振興規(guī)劃中，50萬輛電動(dòng)

22、車的發(fā)展目標(biāo)在今年底望完成。當(dāng)前,我國混合動(dòng)力汽車的研發(fā)技術(shù)取得了很大的突破。東風(fēng)混合動(dòng)力大型公交車及轎車已試車成功,并通過各方面的努力搭建了工業(yè)化量產(chǎn)的平臺(tái)，完善了銷售和售后服務(wù)網(wǎng)絡(luò)體系。東風(fēng)公司獲得了國家權(quán)威認(rèn)證,通過保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)，產(chǎn)業(yè)化程度大大加大。除了和一汽合作研發(fā)量產(chǎn)普銳斯外，和第一汽車集團(tuán)在其它方面也促成了混合動(dòng)力汽車的合作。2008年4月第十屆上海國際車展上一汽展出了他們精心研制的紅旗SUV概念車、奔騰混合動(dòng)力轎車,從一汽展出的整車、零部件、汽車電子的新品中，我們可見一汽混合動(dòng)力汽車自主研發(fā)水平和實(shí)力已進(jìn)入一個(gè)新的層面6。在奇瑞現(xiàn)有技術(shù)上，中國成立國家節(jié)能環(huán)保汽車工程技術(shù)研究中心

23、，主要從事混合動(dòng)力方面的研究。此外,奇瑞與許多國外著名大學(xué)展開混合動(dòng)力科研方面合作，奇瑞研制的瑞麒G3四驅(qū)強(qiáng)混混合動(dòng)力汽車在前不久的2012年北京車展上亮相，廣受好評(píng)。同時(shí)，上海汽車公司、比亞迪集團(tuán)、吉利汽車集團(tuán)等國內(nèi)汽車產(chǎn)業(yè)巨頭也加大了對(duì)混合動(dòng)力汽車研制的投入。.4 混合動(dòng)力汽車的優(yōu)缺點(diǎn)分析4 混合動(dòng)力汽車的優(yōu)缺點(diǎn)分析4.1混合動(dòng)力汽車的優(yōu)點(diǎn).4.1.1極佳的燃油經(jīng)濟(jì)性能確立混合動(dòng)力汽車控制策略的基本原則之一為確保在各種運(yùn)行情況下，燃料轉(zhuǎn)換裝置、儲(chǔ)能裝置和電動(dòng)機(jī)盡量能夠高效地工作，從而使混合動(dòng)力汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性能上佳。把德國大眾GOLF混合驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的燃油經(jīng)濟(jì)性相互對(duì)比，記

24、錄數(shù)據(jù)，得出結(jié)果：后者的燃油消耗比前者高出約57%。理論分析以及現(xiàn)階段混合動(dòng)力汽車實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，混合動(dòng)力汽車比傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車燃油消耗量少約35%。4.1.2低排放確定混合動(dòng)力汽車控制策略的主要原則之二為確保在各種運(yùn)行情況下,燃料轉(zhuǎn)換裝置盡量在低排放區(qū)域運(yùn)行，使得混合動(dòng)力汽車污染排放少。比如NOx排放,美國通用Precept、日本本田Insight和豐田Prius混合動(dòng)力汽車都已經(jīng)達(dá)到了美國環(huán)保署(EPA)Tier2、加利佛尼亞州ULEV、加利福尼亞州SULEV制定的NOx排放標(biāo)準(zhǔn)。而上述公司生產(chǎn)的傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車，即便排放行極佳也只能達(dá)到歐美一般標(biāo)準(zhǔn)，遠(yuǎn)不及混合動(dòng)力汽車。理論數(shù)據(jù)和及豐田Prius、

25、本田Insight等混合動(dòng)力轎車的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車比混合動(dòng)力汽車能尾氣排量55%左右。除了降低尾氣排放之外，混合動(dòng)力汽車發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷運(yùn)行較低時(shí)，其噪聲也大大降低。 4.1.3動(dòng)力性能混合動(dòng)力汽車可以任意組合發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)和蓄電池之間的連接，以達(dá)到滿足其各種工況下的的動(dòng)力需求。混合動(dòng)力以一定高速行駛時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)聯(lián)合運(yùn)作，1. 5排量的混合動(dòng)力車的動(dòng)力也比2. 0排量的普通轎車強(qiáng)勁，此外其在轉(zhuǎn)彎、爬坡、剎車時(shí)擁有更佳的動(dòng)力性能。 4.2混合動(dòng)力汽車的缺點(diǎn)4.2.1仍需汽油由于混合動(dòng)力汽車仍需要燃燒汽油，因此無法從根本上擺脫對(duì)石油的依賴和徹底解決環(huán)保問題，也因此混合動(dòng)力汽車沒有太大的市場

26、號(hào)召力。4.2.2成本高新技術(shù)研發(fā)成本往往都很高，混合動(dòng)力汽車由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，研發(fā)成本昂貴，其生產(chǎn)成本也高于普通汽車?；旌蟿?dòng)力車需配有復(fù)雜的蓄電池組、電力發(fā)動(dòng)機(jī)和高精度的電子控制模板等高價(jià)配件，而這些普通汽車卻不需要。所以混合動(dòng)力系統(tǒng)的價(jià)格汽車約高于同級(jí)別汽車約25% (凱美瑞混合動(dòng)力的3款車型價(jià)格區(qū)間為31.98萬36.48萬元，分別比配置相近的普通版車型貴6萬8萬元)。因此在價(jià)格方面對(duì)廣大消費(fèi)者來說有很大的顧忌。通用汽車董事長瓦格納曾在媒體上表示，除非油價(jià)提高3倍，達(dá)到每加侖8美元，否則很難說服顧客掏錢來彌補(bǔ)混合動(dòng)力車的額外成本。他十分肯定的說，沒有一家汽車制造商在混合動(dòng)力車賺到錢，通用推動(dòng)

27、混合動(dòng)車車型的研發(fā)，無非是為了改善公司的環(huán)保形象。4.2.3在高速公路上表現(xiàn)不佳據(jù)美國2011年進(jìn)行的一項(xiàng)研究表明，普通汽車和混合動(dòng)力在同一復(fù)雜路況高速中行駛五千米，燃油經(jīng)濟(jì)性并沒有遜色?；旌蟿?dòng)力汽車在城市中行駛用有良好的燃油經(jīng)濟(jì)性，然而行駛于高速公路，不僅仍靠汽油發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)使，而且因?yàn)槠湫铍姵亟M重量很大，更易消耗燃油。5 混合動(dòng)力汽車發(fā)展過程中需解決的問題和相應(yīng)措施5 混合動(dòng)力汽車發(fā)展過程中需解決的問題和相應(yīng)措施5.1關(guān)鍵技術(shù)問題5.1.1 能量儲(chǔ)存裝置動(dòng)力蓄電池安裝在混合動(dòng)力汽車上，在起動(dòng)，加速時(shí)驅(qū)動(dòng)汽車，在減速、下坡時(shí)回將汽車動(dòng)能收回。能量回收對(duì)提高混合動(dòng)力汽車的總效率是非常有意義，可以大

28、大減少車輛驅(qū)動(dòng)能量的需求量7。 另外，蓄電池等儲(chǔ)能器的輸出功率范圍要求比較大，以支持混合動(dòng)力汽車加速，爬坡時(shí)驅(qū)動(dòng)需求。同時(shí)混合動(dòng)力汽車的儲(chǔ)能元件需頻繁地放電，因此還要求他的放電特性較好，放點(diǎn)率較低，輸出效率較高，其使用壽命循環(huán)放電的次數(shù)應(yīng)較長。5.1.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)技術(shù)混合動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高，維修比較困難，售價(jià)相對(duì)較高，維修比較困難，所以必須在減輕質(zhì)量，減少尺寸，開發(fā)高性能方面努力提高與改進(jìn)。以下是2種典型技術(shù)改進(jìn)方向。一是高科技的電機(jī)系統(tǒng)技術(shù)。電機(jī)技術(shù)對(duì)電動(dòng)汽車的發(fā)展有著決定性作用，電動(dòng)機(jī)一般需要高效，高負(fù)荷地工作；質(zhì)量較大和高功率輸出；完善的控制技術(shù)以及符合噪聲低，排放少，成本低的要

29、求。擁有成熟的控制系統(tǒng)，對(duì)汽車各組成部分通過控制器實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化、集成化和一體化，盡可能地簡化結(jié)構(gòu)、避免重復(fù)、降低體積和重量是一項(xiàng)關(guān)鍵性的高新技術(shù)。二是內(nèi)燃機(jī)技術(shù)。由于混合動(dòng)力車用發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)會(huì)頻繁啟動(dòng)，為滿足嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)，熱力發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)目標(biāo)從傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)的高功率變?yōu)樽非蟾吖β?，并將功率的調(diào)峰任務(wù)交由電動(dòng)機(jī)承擔(dān)。要實(shí)現(xiàn)目標(biāo)，可將當(dāng)前內(nèi)燃機(jī)種普遍采用的Otto循環(huán)，用大膨脹的高效率Atkinson循環(huán)取代，或采用其他高效機(jī)，如Strling發(fā)動(dòng)機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)等，再利用它們各有的優(yōu)勢來設(shè)計(jì)混合動(dòng)力系統(tǒng)8。5.1.3 研究方法方面混合動(dòng)力汽車研究內(nèi)容繁多，工序復(fù)雜，當(dāng)前的研究方法應(yīng)當(dāng)從實(shí)體研究到虛擬模擬

30、過度和發(fā)展 ，以解決研究效率低下，成本昂貴的問題。以下介紹幾種先進(jìn)的研究技術(shù)。計(jì)算機(jī)仿真法是一種比較先進(jìn)的技術(shù)，因?yàn)檫\(yùn)用計(jì)算機(jī)模仿復(fù)雜車況使得研究費(fèi)用低，時(shí)間短，然而其數(shù)學(xué)模型特別是動(dòng)力數(shù)據(jù)模型極為復(fù)雜，從來導(dǎo)致準(zhǔn)確性，真實(shí)性不是很有權(quán)威性。試驗(yàn)法是一種比較常見的方法，在試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行試驗(yàn)研究，并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)分析，這種實(shí)際工況下的研究方法試驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確，真實(shí)，然而操作復(fù)雜，研究費(fèi)用高，周期長9。 硬件在環(huán)仿真法是一種混合動(dòng)力汽車研究的關(guān)鍵技術(shù)。硬件在環(huán)仿真系統(tǒng)（HILS）是用高速計(jì)算機(jī)上實(shí)際運(yùn)作的仿真模型模仿一部分實(shí)際控制物，然后連接控制單元實(shí)物，形成一個(gè)系統(tǒng)，最后用仿真試驗(yàn)預(yù)測控制系統(tǒng)

31、的效果。硬件在環(huán)仿真法解決了上述兩種研究方法的不足和現(xiàn)實(shí)問題，縮短了研究周期，減少了試驗(yàn)成本，具有很強(qiáng)的可行性10。同時(shí)，在復(fù)雜路面實(shí)體試驗(yàn)要求很高的操作性，安全性不能很好的保障。因此，目前該技術(shù)已被國內(nèi)外廣泛應(yīng)用于混合動(dòng)力汽車的開發(fā)和研制。5.1.4兩種動(dòng)力的最優(yōu)分配控制HEV兩種動(dòng)力如何分配，使發(fā)動(dòng)機(jī)始終在最佳工作范圍內(nèi)，使油耗和排污最低，使電動(dòng)機(jī)發(fā)揮其最大優(yōu)點(diǎn)，最大限度地吸收制動(dòng)能量和減少電池的能量分配。5.2 發(fā)展措施5.2.1降低成本我國汽車產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展，價(jià)格還是廣大汽車消費(fèi)者考慮的首要要素?；旌蟿?dòng)力車過高的價(jià)格會(huì)使消費(fèi)者有很大的顧忌。我國追求時(shí)尚，追求與眾不同的消費(fèi)心理普遍存在，混

32、合動(dòng)力能滿足追求個(gè)性，提倡環(huán)保的人生的追求。然而實(shí)現(xiàn)要像歐美以及日本那樣實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的深遠(yuǎn)目標(biāo)，必須在開發(fā)，制造，銷售等環(huán)節(jié)節(jié)約成本，使混合動(dòng)力汽車真正滿足大眾普遍消費(fèi)的車型。5.2.2提供優(yōu)惠售后服務(wù)政策混合動(dòng)力車作為剛進(jìn)入消費(fèi)者視線的車型，沒有完善的售后服務(wù)體系，其大部件功能性零件需要從日本，歐美等地進(jìn)口，導(dǎo)致其保養(yǎng)和維修費(fèi)用昂貴。比方說混合動(dòng)力車需要高技術(shù)的儲(chǔ)能元件，而其進(jìn)口價(jià)格很高。因此迅速形成混合動(dòng)力汽車產(chǎn)業(yè)化，形成相應(yīng)產(chǎn)業(yè)鏈，降低混合動(dòng)力車售后服務(wù)費(fèi)用。當(dāng)前，許多公司為擴(kuò)大混合動(dòng)力市場份額，提供了更加完善和優(yōu)惠的售后服務(wù)策略，比如：購買雷克薩斯混合動(dòng)力車型，6年15萬公里里程內(nèi)享有保

33、修和免費(fèi)保養(yǎng)的優(yōu)惠服務(wù)，刺激了消費(fèi)者的購車欲望。 5.2.3政府政策支持日本，歐美等地區(qū)對(duì)混合動(dòng)力汽車加大了很大的投入和政策支持，從而保護(hù)環(huán)境，推動(dòng)能源安全策略，尤其在加大混合動(dòng)力汽車生產(chǎn)及供應(yīng)能力和擴(kuò)大混合動(dòng)力汽車市場份額方面投入。我國為推動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)低碳環(huán)保的方向，計(jì)劃到2014年底完成生產(chǎn)50萬輛電動(dòng)汽車的目標(biāo)，擴(kuò)大其市場份額。此外購買混合動(dòng)力汽車享有部分政府補(bǔ)貼和優(yōu)惠的稅收策略。我國制定了相關(guān)的退稅政策，如表5-1。到2013底，我國將出資上百億元人民幣支持新能源汽車研發(fā)、技術(shù)更新和零部件供應(yīng)商的跟進(jìn)。政府制定相應(yīng)政策提倡公務(wù)用車以及公交車優(yōu)先使用混合動(dòng)力汽車。表5-1 依據(jù)汽車購車價(jià)制

34、定的退稅政策汽車退稅制度購入混合動(dòng)力汽車獲得的退稅額購普通汽車退稅率購買整車價(jià)格在 10 萬元以下的（含10 萬元）退稅額是應(yīng)交納的個(gè)人消費(fèi)稅的 2 0 %0購買整車價(jià)格在 10 萬元和20 萬元之間（含 20 萬元），超過 10 萬元部分退稅額是應(yīng)交納的個(gè)人消費(fèi)稅的2 5 % 0車購買整車價(jià)格在 50 萬元和100 萬元之間（含 100 萬元），超過 50 萬元部分退稅額是應(yīng)交納的個(gè)人消費(fèi)稅的 3 5 %0購買整車價(jià)格在100 萬元以上的，超過 100 萬元部分退稅額是應(yīng)交納的個(gè)人消費(fèi)稅的 4 0 %05.2.4國內(nèi)汽車企業(yè)自主創(chuàng)新我國汽車業(yè)追求自主創(chuàng)新、創(chuàng)造自我品牌價(jià)值，而混合動(dòng)力汽車是實(shí)

35、現(xiàn)其追求的一次良好的機(jī)遇。國外混合動(dòng)力系統(tǒng)有完善的技術(shù)支持，充足的零配件供應(yīng)如儲(chǔ)能元件的壽命甚至可以達(dá)到不需要更換的程度，所以我國急需引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)和吸取其豐富經(jīng)驗(yàn)，加快我國混合動(dòng)力汽車發(fā)展進(jìn)程。與此同時(shí)，我們需提防反復(fù)引進(jìn)的資源浪費(fèi)，維護(hù)自己創(chuàng)新的原則，加大合作力度，加進(jìn)研發(fā)程度，拉近與國外水平的差距。提倡國內(nèi)混合動(dòng)力汽車將混合動(dòng)力汽車項(xiàng)目設(shè)為優(yōu)先地位，增加企業(yè)責(zé)任感11。6展望混合動(dòng)力汽車的發(fā)展前景6 展望混合動(dòng)力汽車的發(fā)展前景（1）低碳環(huán)保是全球共同認(rèn)可的發(fā)展規(guī)律，混合動(dòng)力節(jié)能節(jié)排的特點(diǎn)值得推廣。全球環(huán)境逐漸惡化，世界各國加大了合作特別是在溫室氣體排放問題上，“低碳經(jīng)濟(jì)”在這種背景下進(jìn)

36、入人們的視線?！暗吞冀?jīng)濟(jì)”是以可持續(xù)發(fā)展理念為基礎(chǔ)，以制度創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新、開發(fā)新能源、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)等各種方法來促進(jìn)對(duì)天然氣、煤炭、石油等高碳能源消耗量依賴性減少，降低溫室氣體的排放量，以達(dá)到發(fā)展經(jīng)濟(jì)和保護(hù)環(huán)境、節(jié)約資源之間的一種平衡。低碳經(jīng)濟(jì)是以低能耗、低污染、低排放為主的一種經(jīng)濟(jì)行式。數(shù)據(jù)表明，混合動(dòng)力系統(tǒng)的混合動(dòng)力裝置能高性能長時(shí)間工作，而且電動(dòng)機(jī)工作時(shí)低噪聲、低排放，兩者共同作用，發(fā)揮各自的優(yōu)點(diǎn)，從而汽車熱效率提升約10%，尾氣排放下降約30%，有利于保護(hù)壞境，和“低碳經(jīng)濟(jì)”發(fā)展規(guī)律保持一致12。（2當(dāng)前社會(huì)能源越來越短缺，能源危機(jī)問題已經(jīng)引起國際社會(huì)的廣泛關(guān)注,混合動(dòng)力汽車應(yīng)此趨勢快速發(fā)

37、展。雖然混合動(dòng)力有許多的不足，還不能作為替代能源的最終解決辦法。但到目前為止，他在節(jié)能問題上作出的貢獻(xiàn)還是有目共睹的?；旌蟿?dòng)力技術(shù)的出現(xiàn)，與社會(huì)節(jié)能環(huán)保的發(fā)展趨勢想符合，是現(xiàn)階段解決能源問題的有效措施。（3） 政府的主導(dǎo)對(duì)于混合動(dòng)力汽車的推廣極為重要。在日本，歐美等國，政府都提供一定額度的資金補(bǔ)貼給購買能環(huán)保型車輛的個(gè)體，來拉近混合動(dòng)力汽車的購車價(jià)與普通的燃油車的車價(jià)13。政策的鼓勵(lì)極大地推進(jìn)了混合動(dòng)力汽車的發(fā)展。我國也制定相應(yīng)的政府補(bǔ)助措施，比如2009年2月7日公布的節(jié)能與新能源汽車示范推廣財(cái)政補(bǔ)助資金管理暫行辦法，在輕型商用車和公務(wù)用車方面，節(jié)油能達(dá)到40%的混合動(dòng)力汽車，依據(jù)價(jià)格享有5

38、萬元補(bǔ)貼。然而當(dāng)前如此優(yōu)惠的政策，還未普及到每個(gè)購車者上。筆者認(rèn)為，混合動(dòng)力汽車要有廣闊的市場前景，政府相關(guān)政策及導(dǎo)向格外重要。結(jié)束語結(jié)束語環(huán)境和能源問題越發(fā)突出，混合動(dòng)力汽車必將成為未來混合動(dòng)力汽車的發(fā)展趨勢。混合動(dòng)力汽車擁有傳統(tǒng)燃油汽車和純電動(dòng)汽車的優(yōu)點(diǎn)，是汽車動(dòng)力系統(tǒng)技術(shù)更新和戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。混合動(dòng)力汽車作為新型車型，有許多問題急需解決，但是在全球汽車技術(shù)工研究者的共同努力下，相信混合動(dòng)力汽車的春天必將到來。本文通過查閱大量的書籍和資料，比較全面的了解混合動(dòng)力汽車以及其節(jié)能原理等理論知識(shí)。通過對(duì)國內(nèi)外混合動(dòng)力汽車的發(fā)展現(xiàn)狀及優(yōu)缺點(diǎn)分析之后，提出了混合動(dòng)力發(fā)展主要問題的解決方法，最后展

39、望了混合動(dòng)力汽車的發(fā)展前景。致謝致 謝我的論文能完成地比較順利，我首先要衷心感謝我的導(dǎo)師崔仲華。本文從確定題目、撰寫論文大綱、全稿修改的整個(gè)過程中，導(dǎo)師全心全意細(xì)心指導(dǎo)，在作者完成論文的過程中給予了很大的幫助。導(dǎo)師淵博的學(xué)識(shí)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，嚴(yán)以律己、寬以待人的博大胸懷也讓我受益頗多。在本文完成之際，謹(jǐn)向?qū)熤乱猿绺叩木匆夂椭孕牡母兄x。此外，本文最后能夠順利完成，與寧波工程學(xué)院的眾多教育過我的老師的諄諄教導(dǎo)是分不開的。與此同時(shí)對(duì)評(píng)審本論文和參加論文答辯的專家教授提出指導(dǎo)意見一并致以誠摯的謝意。最后我還要感謝和我一起度過四年美好歲月的同學(xué)和朋友，感謝他們給予的關(guān)心和幫助。 2012年5月15日參

40、考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)1戎喆慈. 混合動(dòng)力汽車現(xiàn)狀與發(fā)展J.農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程，20082何云信，謝文尚.汽車混合動(dòng)力技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及前景J.裝備制造技術(shù)，20093楊德良. 混合動(dòng)力汽車研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢J.汽車節(jié)能，20074胡慶波，呂征宇.綜述M杭州：浙江大學(xué)出版社，2006 5白鈺枝.混合動(dòng)力汽車的發(fā)展現(xiàn)狀與前景J科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，20116陳光祖.混合動(dòng)力汽車的市場地位N.東方時(shí)評(píng)，2011-11-09（2）7車威，楊勇.混合動(dòng)力汽車關(guān)鍵技術(shù)探討J公路與汽運(yùn)，2011 8周東.新能源汽車在我國發(fā)展的可行性分析J.中國環(huán)保產(chǎn)業(yè), 20079韋作高，劉振軍，葉明，等基于d SPACE的混合動(dòng)力實(shí)驗(yàn)臺(tái)系

41、統(tǒng)開發(fā)研究J重慶交通大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，200810王建強(qiáng)，羅禹貢，程鶯，等混合動(dòng)力汽車多能源動(dòng)力總成控制器硬件在環(huán)仿真系統(tǒng)J中國機(jī)械工程，200511季喜軍.混合動(dòng)力汽車在我國發(fā)展?fàn)顩r及市場前景J.機(jī)械管理與開發(fā)，200912 Nidhi S Chandra, Asha Sharma, Bharti Malhotra, Ramesh R Rai1. Dynamics of HEV viremia, fecal shedding and itsrelationship with transaminases and antibody response in patients with sporadic acute hepatitis EJVIROLOGY JOURNAL2011 13 Seung-Pyo Jun. An empirical study of users hype cycle based on search traffic: the case study on hybrid carsJ.Scientometrics 2011