混合動(dòng)力汽車技術(shù)基礎(chǔ)-論文

PAGEPAGE13摘要近年來能源危機(jī)一直是熱議的話題。不可再生資源的日益消耗，尤其是石油的日益消耗，世人不得不為汽車業(yè)能源的可持續(xù)發(fā)展開始擔(dān)憂和思考。混合動(dòng)力汽車的反戰(zhàn)之路成為人們尋求汽車業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必經(jīng)之路。中國總理溫家寶此前表示，現(xiàn)在重點(diǎn)發(fā)展的混合動(dòng)力車和電動(dòng)車是不是最終產(chǎn)品，中國混合動(dòng)力汽車發(fā)展方向和最終目標(biāo)并不十分明確。但是業(yè)內(nèi)專家經(jīng)過一番分析和討論后，認(rèn)為中國混合動(dòng)力汽車發(fā)展方向仍很明確?；旌蟿?dòng)力汽車發(fā)展成世界重要議題因全球能源和環(huán)境系統(tǒng)正面臨挑戰(zhàn)，混合動(dòng)力汽車發(fā)展成為世界各國的重要課題，有其必然性。國家科技部“863計(jì)劃”節(jié)能與混合動(dòng)力汽車重大項(xiàng)目辦公室副主任甄子健提供的數(shù)據(jù)顯示，2010年全球汽車保有量8.5億輛，消耗了55%的石油產(chǎn)量，排放了15%的CO2；2050年預(yù)計(jì)全球汽車保有量將達(dá)到30億輛，為控制2度的溫升，全球CO2排放單車石油消耗必須降低4倍，CO2排放必須降低6倍。因此汽車產(chǎn)業(yè)需要革命性地解決降低能耗問題。國務(wù)院發(fā)改委研究主任張玉臺(tái)表示，相關(guān)部門正在保守完善和加快混合動(dòng)力汽車發(fā)展的專項(xiàng)規(guī)劃和相關(guān)扶持政策的制定。國家質(zhì)監(jiān)局總工程師張剛透露，已發(fā)布的以國內(nèi)自主技術(shù)為基礎(chǔ)的電動(dòng)汽車國家標(biāo)準(zhǔn)31項(xiàng)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)5項(xiàng)、共計(jì)36項(xiàng)，其中參考國際標(biāo)準(zhǔn)制定的國家標(biāo)準(zhǔn)13項(xiàng)，這些標(biāo)準(zhǔn)為發(fā)展混合動(dòng)力汽車產(chǎn)業(yè)奠定了重要的基礎(chǔ)。國家電網(wǎng)電力科學(xué)研究院高級(jí)工程師王偉此前透露，國家電網(wǎng)公司今年將在全國建成公用充電站75座，充電樁6209座。國家質(zhì)檢總局正在開展汽車節(jié)能與混合動(dòng)力汽車標(biāo)準(zhǔn)體系的研究工作?！爸袊嚤Ｓ辛繉?9年的6280多萬輛躍升到2020年的2億輛。”工信部工業(yè)裝備司司長張相木信心滿滿的說道。隨著一系列混合動(dòng)力汽車政策即將出臺(tái)，中國混合動(dòng)力汽車十二五期間將快速發(fā)展。目錄第一章什么是混合動(dòng)力汽車………….3第二章混合動(dòng)力汽車的結(jié)構(gòu)………….3第三章混合動(dòng)力汽車的類型………….43.1串聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)………………….53.2并聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)………………….53.3混聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)………………….63.4微混合動(dòng)力系統(tǒng)………………….63.5輕混合動(dòng)力系統(tǒng)………………….73.6中混合動(dòng)力系統(tǒng)………………….73.7完全混合動(dòng)力系統(tǒng)……………7第四章混合動(dòng)力車的優(yōu)缺點(diǎn)……7第五章混合動(dòng)力汽車面臨問題和技術(shù)……………8第六章混合動(dòng)力汽車技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀…………………96.1國內(nèi)混合動(dòng)力汽車技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r…………………96.2國外混合動(dòng)力汽車技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r…………………12結(jié)束語…………15參考文獻(xiàn)………………………16第一章什么是混合動(dòng)力汽車混合動(dòng)力汽車（HybridElectricalVehicle,簡稱HEV)是指同時(shí)車上裝備裝有兩個(gè)以上動(dòng)力源：蓄電池、燃料電池、太陽能電池、內(nèi)燃機(jī)車的發(fā)電機(jī)組。通圖1-1豐田混合動(dòng)力汽車過在混合動(dòng)力汽車上使用電機(jī)，使得動(dòng)力系統(tǒng)可以按照整車的實(shí)際運(yùn)行工況要求靈活調(diào)控，而發(fā)動(dòng)機(jī)保持在綜合性能最佳的區(qū)域內(nèi)工作，從而降低油耗與排放，如圖1-1所示為豐田混合動(dòng)力汽車。第二章混合動(dòng)力汽車的結(jié)構(gòu)HEV（Hybrid-ElectricVehicel）—混合動(dòng)力裝置。混合動(dòng)力就是指汽車使用汽油驅(qū)動(dòng)和電力驅(qū)動(dòng)兩種驅(qū)動(dòng)方式，優(yōu)點(diǎn)在于車輛啟動(dòng)停止時(shí)，只靠發(fā)電機(jī)帶動(dòng)，不達(dá)到一定速度，發(fā)動(dòng)機(jī)就不工作，因此，便能使發(fā)動(dòng)機(jī)一直保持在最佳工況狀態(tài)，動(dòng)力性好，排放量很低，而且電能的來源都是發(fā)動(dòng)機(jī)，只需加油即可。混合動(dòng)力汽車的關(guān)鍵是混合動(dòng)力系統(tǒng)，它的性能直接關(guān)系到混合動(dòng)力汽車整車性能。經(jīng)過十多年的發(fā)展，混合動(dòng)力系統(tǒng)總成已從原來發(fā)動(dòng)機(jī)與電機(jī)離散結(jié)構(gòu)向發(fā)動(dòng)機(jī)電機(jī)和變速箱一體化結(jié)構(gòu)發(fā)展，即集成化混合動(dòng)力總成系統(tǒng)?；旌蟿?dòng)力總成以動(dòng)力傳輸路線分類，可分為串聯(lián)式、并聯(lián)式和混聯(lián)式等三種。串聯(lián)式動(dòng)力：串聯(lián)式動(dòng)力由發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)三部分動(dòng)力總成組成，它們之間用串聯(lián)方式組成SHEV動(dòng)力單元系統(tǒng)，發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，電能通過控制器輸送到電池或電動(dòng)機(jī)，由電動(dòng)機(jī)通過變速機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)汽車。小負(fù)荷時(shí)由電池驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪，大負(fù)荷時(shí)由發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。當(dāng)車輛處于啟動(dòng)、加速、爬坡工況況時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)組和電池組共同向電動(dòng)機(jī)提供電能；當(dāng)電動(dòng)車處于低速、滑行、怠速的工況時(shí)，則由電池組驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，當(dāng)電池組缺電時(shí)則由發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)組向電池組充電。串聯(lián)式結(jié)構(gòu)適用于城市內(nèi)頻繁起步和低速運(yùn)行工況，可以將發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)整在最佳工況點(diǎn)附近穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，通過調(diào)整電池和電動(dòng)機(jī)的輸出來達(dá)到調(diào)整車速的目的。使發(fā)動(dòng)機(jī)避免了怠速和低速運(yùn)轉(zhuǎn)的工況，從而提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的效率，減少了廢氣排放。但是它的缺點(diǎn)是能量幾經(jīng)轉(zhuǎn)換，機(jī)械效率較低。并聯(lián)式動(dòng)力：并聯(lián)式裝置的發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)共同驅(qū)動(dòng)汽車，發(fā)動(dòng)機(jī)與電動(dòng)機(jī)分屬兩套系統(tǒng)，可以分別獨(dú)立地向汽車傳動(dòng)系提供扭矩，在不同的路面上既可以共同驅(qū)動(dòng)又可以單獨(dú)驅(qū)動(dòng)。當(dāng)汽車加速爬坡時(shí)，電動(dòng)機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)能夠同時(shí)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)提供動(dòng)力，一旦汽車車速達(dá)到巡航速度，汽車將僅僅依靠發(fā)動(dòng)機(jī)維持該速度。電動(dòng)機(jī)既可以作電動(dòng)機(jī)又可以作發(fā)電機(jī)使用，又稱為電動(dòng)－發(fā)電機(jī)組。由于沒有單獨(dú)的發(fā)電機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)可以直接通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)車輪，這種裝置更接近傳統(tǒng)的汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，機(jī)械效率損耗與普通汽車差不多，得到比較廣泛的應(yīng)用?；炻?lián)式動(dòng)力：混聯(lián)式裝置包含了串聯(lián)式和并聯(lián)式的特點(diǎn)。動(dòng)力系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)，根據(jù)助力裝置不同，它又分為發(fā)動(dòng)機(jī)為主和電機(jī)為主兩種。以發(fā)動(dòng)機(jī)為主的形式中，發(fā)動(dòng)機(jī)作為主動(dòng)力源，電機(jī)為輔助動(dòng)力源；以電機(jī)為主的形式中，發(fā)動(dòng)機(jī)作為輔助動(dòng)力源，電機(jī)為主動(dòng)力源。該結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是控制方便，缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。豐田的Prius屬于以電機(jī)為主的形式。第三章混合動(dòng)力汽車的類型圖3-1串聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)混合動(dòng)力汽車的關(guān)鍵是混合動(dòng)力系統(tǒng)，它的性能直接關(guān)系到混合動(dòng)力汽車的整車性能。根據(jù)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的聯(lián)結(jié)方式，混合動(dòng)力系統(tǒng)主要分為以下三類：串聯(lián)式、并聯(lián)式和混聯(lián)式。3.1串聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)。如圖3-1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)來驅(qū)動(dòng)汽車。在這種聯(lián)結(jié)方式下，電池就像一個(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)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的能量和電動(dòng)機(jī)需要的能量進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而保證車輛的正常工作。在早期，很多客車企業(yè)都采用了這種系統(tǒng)。圖3-2并聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)3.2并聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)。如圖3-2所示，并聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)有兩套驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)：傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)和電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。兩個(gè)系統(tǒng)既可以同時(shí)協(xié)調(diào)工作，也可以各自單獨(dú)工作。這種系統(tǒng)適用于多種不同的行駛工況，尤其適用于復(fù)雜的路況。該聯(lián)結(jié)方式結(jié)構(gòu)簡單、成本低，但是發(fā)動(dòng)機(jī)排放效果不如串聯(lián)模式。江淮、東風(fēng)揚(yáng)子江、黃海、南車、海格、福田歐V、大金龍、青年、中通等采用并聯(lián)模式。3.3混聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)。如圖3-3所示，混聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)的特點(diǎn)是內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)和電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)各有一套機(jī)械變速的機(jī)構(gòu)，兩套機(jī)構(gòu)可以通過齒輪系，也可以采用行星輪式結(jié)構(gòu)結(jié)合在一起，從而來綜合調(diào)節(jié)內(nèi)燃機(jī)與電動(dòng)機(jī)之間的轉(zhuǎn)速關(guān)系。和并聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)相比，混聯(lián)式動(dòng)力系統(tǒng)更加靈活地根據(jù)工況來調(diào)節(jié)內(nèi)燃機(jī)的功率輸出和電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。此聯(lián)結(jié)方式系統(tǒng)復(fù)雜，成本高。選用這種模式的客車企業(yè)有宇通、金旅、五洲龍等。圖3-3混聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)連接方式經(jīng)濟(jì)性運(yùn)動(dòng)性能自動(dòng)停止怠速能量回收高效率運(yùn)行控制總效率加速性高效持續(xù)性串聯(lián)式中好中中差差混聯(lián)式中中差中中差并聯(lián)式好好好好中中根據(jù)在混合動(dòng)力系統(tǒng)中，電機(jī)的輸出功率在整個(gè)系統(tǒng)輸出功率中占的比重，也就是常說的混合度的不同3.4微混合動(dòng)力系統(tǒng)。代表的車型有PSA的混合動(dòng)力版C3和豐田的混合動(dòng)力版Vitz。這種混合動(dòng)力系統(tǒng)在傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)上的啟動(dòng)電機(jī)上加裝了皮帶驅(qū)動(dòng)啟動(dòng)電機(jī)。該電機(jī)為發(fā)電啟動(dòng)(Stop-Start)一體式電動(dòng)機(jī)，是用來控制發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和停止，從而取消了發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速，降低了油耗和排放。從嚴(yán)格意義上來講，這種微混合動(dòng)力系統(tǒng)的汽車不屬于真正意義上的混合動(dòng)力汽車，因?yàn)樗碾姍C(jī)并沒有為汽車行駛提供持續(xù)的動(dòng)力。在微混合動(dòng)力系統(tǒng)里，電機(jī)電壓通常有兩種：12v和42v。其中42v主要用于柴油混合動(dòng)力系統(tǒng)。3.5輕混合動(dòng)力系統(tǒng)。代表車型有通用的混合動(dòng)力皮卡車。該混合動(dòng)力系統(tǒng)通常采用集成啟動(dòng)電機(jī)。與微混合動(dòng)力系統(tǒng)相比，輕混合動(dòng)力系統(tǒng)除了可以實(shí)現(xiàn)用發(fā)電機(jī)控制發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和停止，還能夠?qū)崿F(xiàn)：（1）在減速和制動(dòng)工況下，對(duì)吸收部分能量；（2）在行駛過程中，發(fā)動(dòng)機(jī)等速運(yùn)轉(zhuǎn)，發(fā)動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的能量可以在車輪的驅(qū)動(dòng)需求和發(fā)電機(jī)的充電需求之間進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)。輕混合動(dòng)力系統(tǒng)的混合度一般在20％以下。3.6中混合動(dòng)力系統(tǒng)。本田旗下混合動(dòng)力的Insight,Accord和Civic都屬于混合動(dòng)力系統(tǒng)。該混合動(dòng)力系統(tǒng)同樣采用了ISG系統(tǒng)。與輕度混合動(dòng)力系統(tǒng)不同的是，中混合動(dòng)力系統(tǒng)采用的是高壓電機(jī)。還有，中混合動(dòng)力系統(tǒng)增加了一個(gè)功能：在汽車處于加速或者大負(fù)荷工況時(shí)，電動(dòng)機(jī)可以輔助驅(qū)動(dòng)車輪，從而補(bǔ)充發(fā)動(dòng)機(jī)本身動(dòng)力輸出的不足，從而更好的提高整車的性能。這種系統(tǒng)混合程度較高，可以達(dá)到30％左右，目前技術(shù)已經(jīng)成熟，應(yīng)用廣泛。3.7完全混合動(dòng)力系統(tǒng)。豐田的Prius和未來的Estima就屬于完全混合動(dòng)力系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用了272-650v的高壓啟動(dòng)電機(jī)，混合程度相當(dāng)高。與中混合動(dòng)力系統(tǒng)相比，完全混合動(dòng)力系統(tǒng)混合度可以大于等于50%，技術(shù)的發(fā)展將使得完全混合動(dòng)力系統(tǒng)逐漸成為混合動(dòng)力技術(shù)的主要發(fā)展方向。第四章混合動(dòng)力汽車的優(yōu)缺點(diǎn)：4.1混合動(dòng)力車的優(yōu)點(diǎn)：1、采用復(fù)合動(dòng)力后可按平均需用的功率來確定內(nèi)燃機(jī)的最大功率，此時(shí)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(jī)功率不足時(shí)，由電池來補(bǔ)充；負(fù)荷少時(shí)，富余的功率可發(fā)電給電池充電，由于內(nèi)燃機(jī)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。2、因?yàn)橛辛穗姵?，可以十分方便地回收制?dòng)時(shí)、下坡時(shí)、怠速時(shí)的能量。3、在繁華市區(qū)，可關(guān)停內(nèi)燃機(jī)，由電池單獨(dú)驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)"零"排放。4、有了內(nèi)燃機(jī)可以十分方便地解決耗能大的空調(diào)、取暖、除霜等純電動(dòng)汽車遇到的難題。5、可以利用現(xiàn)有的加油站加油，不必再投資。6、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。4.2混合動(dòng)力汽車的缺點(diǎn)是：1、混合動(dòng)力的車比起燃油的車，其最大的缺點(diǎn)就是動(dòng)力性和加速性差一些。2、有兩套動(dòng)力，再加上兩套動(dòng)力的管理控制系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，技術(shù)較難，維修保養(yǎng)費(fèi)用相對(duì)較高。第五章混合動(dòng)力汽車面臨的問題和技術(shù)目前，混合動(dòng)力汽車需要解決的問題包括以下幾個(gè)方面：一，進(jìn)行動(dòng)力分配裝置和能量管理系統(tǒng)研究。二，開發(fā)具備高比能量和高比功率經(jīng)濟(jì)實(shí)用電池。三，混合動(dòng)力系統(tǒng)的結(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。四，建立更先進(jìn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真分析。具體來說需要進(jìn)行下面幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)的研究：混合動(dòng)力單元技術(shù)在混合動(dòng)力汽車上，熱力發(fā)動(dòng)機(jī)又被叫做混合動(dòng)力單元。為提高燃料經(jīng)濟(jì)性，對(duì)混合動(dòng)力單元必然提出更多的要求，如要求混合動(dòng)力單元能夠快速起動(dòng)和關(guān)閉等。目前對(duì)混合動(dòng)力單元研究主要集中于：一是燃燒系統(tǒng)優(yōu)化；二是尾氣的處理技術(shù)，主要研究高效尾氣催化系統(tǒng)；三是代用燃料研究?？刂撇呗约夹g(shù)HEV產(chǎn)品開發(fā)中最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)是根據(jù)不同的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)制定和優(yōu)化的控制策略，國外通過系統(tǒng)建模仿真來對(duì)此進(jìn)行了大量的匹配理論研究?？刂葡到y(tǒng)開發(fā)首先是根據(jù)采集到的速度和負(fù)荷等數(shù)據(jù)，計(jì)算出對(duì)應(yīng)要求輸出功率:計(jì)算出以最高效率為基點(diǎn)的分配到內(nèi)燃機(jī)與電動(dòng)機(jī)上的功率值，即實(shí)現(xiàn)內(nèi)燃機(jī)與電動(dòng)機(jī)之間最優(yōu)功率分配比；然后，根據(jù)功率分配比，計(jì)算出驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的功率值和其它有關(guān)數(shù)據(jù)，給出內(nèi)燃機(jī)的控制參數(shù)和電動(dòng)機(jī)的控制參數(shù)。同時(shí)，驅(qū)動(dòng)還要執(zhí)行器完成這兩個(gè)層次的工作控制。在執(zhí)行器得設(shè)計(jì)中，功率分配裝置設(shè)計(jì)及其與變速器的一體化設(shè)計(jì)是關(guān)鍵的部件設(shè)計(jì)工作。因?yàn)樗鶕?jù)控制器的指令，正確地進(jìn)行內(nèi)燃機(jī)功率向驅(qū)動(dòng)車輛功率和驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)功率的分解。能量存儲(chǔ)技術(shù)在電動(dòng)汽車上，蓄電池開發(fā)和充放電特性的研究是關(guān)鍵?，F(xiàn)在，鎳氫電池和鋰離子電池己可達(dá)到混合動(dòng)力汽車使用要求，但仍有價(jià)格高或壽命不長等缺陷。從發(fā)展看，能量儲(chǔ)存裝置研究應(yīng)該包括以下幾個(gè)方面:一是研究電池內(nèi)部的連接、檢測(cè)、監(jiān)控。二是電池設(shè)計(jì)和制造方面改進(jìn)，降低制造成本，改善電池的性能和提高壽命。適用于混合動(dòng)力汽車的電池需要有較高的比功率，要達(dá)到的目標(biāo)是，功率與能量比值大于20W/wh；使用壽命達(dá)到10年；至少循環(huán)使用12萬次。三是電池?zé)崮芄芾砑笆Ｓ嚯娏抗芾?。此外，電池的剩余電量直接影響混合?dòng)力汽車經(jīng)濟(jì)性和排放，因此需要有效的測(cè)試方法和控制裝置。第六章混合動(dòng)力汽車技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀6.1國內(nèi)混合動(dòng)力汽車技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r近幾年，在國家“863”計(jì)劃的資助下，長安、一汽、東風(fēng)、奇瑞、華晨、吉利等自主品牌汽車企業(yè)競(jìng)相開發(fā)出了相應(yīng)的混合動(dòng)力轎車，其中部分車型已申報(bào)了國家汽車產(chǎn)品公告，但上述汽車企業(yè)大多采用ISG輕度混合或BSG微混合方案，這兩種方案的技術(shù)難度較小，生產(chǎn)成本也較低。同時(shí)我們必須清醒地認(rèn)識(shí)到，要真正實(shí)現(xiàn)自主混合動(dòng)力車型的普及，還有諸多障礙需要克服，包括技術(shù)上的一些關(guān)鍵難題和成本增加太多、零部件配套資源體系不成熟等。具體表現(xiàn)在：1.與國外一樣，成本偏高其回收周期較長成為混合動(dòng)力汽車普及初期最主要的障礙。一般中度混合動(dòng)力轎車比同類內(nèi)燃機(jī)轎車成本高出20%～30%。若按10萬元家用轎車計(jì)算，在不贏利情況下成本增加2萬元，以每年行駛3萬公里計(jì)算，油價(jià)為6元時(shí)，回收期為6.9年;油價(jià)為5元時(shí)，回收期為8.3年。而根據(jù)市場(chǎng)調(diào)查，用戶可接受的回收期為1～1.5年，也就是用戶只接受價(jià)格增加5%以內(nèi)，與實(shí)際相差比較大，嚴(yán)重削弱了用戶對(duì)購買混合動(dòng)力汽車的興趣。2.關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)業(yè)化及其產(chǎn)業(yè)鏈的支撐存在較大差距。近年來民族汽車之所以崛起，主要就是得力于存在廣闊的低端市場(chǎng)空間以及高速增長的市場(chǎng)容量形成強(qiáng)大的拉動(dòng)力。民族轎車工業(yè)崛起主要靠的就是走的低端產(chǎn)品路線，技術(shù)含量低，可以通過自主創(chuàng)新或從國外設(shè)計(jì)公司直接購得。像長安、奇瑞等企業(yè)在混合動(dòng)力技術(shù)研發(fā)及其產(chǎn)業(yè)化上，聯(lián)合國內(nèi)的高校、研究機(jī)構(gòu)，甚至與國外的一些研發(fā)機(jī)構(gòu)合作，每年投入上千萬元資金進(jìn)行技術(shù)研發(fā)，國家也有部分資金支持，但還有一些產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵重大技術(shù)需要最后的沖刺突破，系統(tǒng)的可靠性還需要大量的試驗(yàn)驗(yàn)證，關(guān)鍵核心零部件的產(chǎn)業(yè)化還存在較大差距，標(biāo)準(zhǔn)體系還不完善。比如鎳氫電池一直是個(gè)瓶頸，在推進(jìn)混合動(dòng)力汽車產(chǎn)業(yè)化時(shí)，有關(guān)部門考察了全國所有的鎳氫電池供應(yīng)商，完全滿足產(chǎn)業(yè)化要求的廠家基本上沒有。此外，還有像ISG電機(jī)、各種控制系統(tǒng)等關(guān)鍵技術(shù)零部件的產(chǎn)業(yè)化都與規(guī)?；a(chǎn)存在差距。與乘用車相比，城市混合動(dòng)力公交車的發(fā)展有所不同。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國城鎮(zhèn)居民日常出門有70%是首選乘坐公交車。在城市工況下，公交車頻繁起步、加速、制動(dòng)和停車，要額外消耗許多燃油。根據(jù)調(diào)查，將近1/2的燃油是被汽車頻繁制動(dòng)所消耗的，這就為混合動(dòng)力公交車的節(jié)油減排留下了相當(dāng)大的空間?；谝陨峡紤]，目前我國至少有7～8家客車企業(yè)將研發(fā)、生產(chǎn)混合動(dòng)力公交車作為研發(fā)工作的重點(diǎn)。經(jīng)過幾年的開發(fā)，雖然已取得了一系列重大成果，但公交車的節(jié)油率并未達(dá)到預(yù)計(jì)的要求，主要原因包括：1.汽車的制動(dòng)過程十分短暫，一般不超過10秒，在短短的幾秒內(nèi)，電機(jī)要求發(fā)出很大的電流，才能有效回收制動(dòng)能量，但是電池的充電倍率只有放電倍率的一半，因此電池不能接受大電流充電。理論上汽車有50%～60%的制動(dòng)能量可回收，但實(shí)際回收的制動(dòng)能量小于20%，最簡單的改進(jìn)辦法是加大動(dòng)力電池容量，例如至少加大容量一倍，回收的制動(dòng)能量可由20%增加到40%。但這將大大增加整車成本和汽車自重，經(jīng)濟(jì)上可能是得不償失;2.混合動(dòng)力公交車若采用停車斷油，甚至滑行即時(shí)斷油，可節(jié)油10%左右(4L/100km)，實(shí)際上國產(chǎn)柴油機(jī)沒有專門為混合動(dòng)力汽車設(shè)計(jì)，一般不允許頻繁地停車斷油，否則供油系統(tǒng)和廢氣增壓器都可能損壞，嚴(yán)重影響柴油機(jī)壽命。而且，停車斷油就必須裝有電動(dòng)轉(zhuǎn)向油泵、電動(dòng)空壓機(jī)和電動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)，這又會(huì)大大增加整車成本和重量，兩相權(quán)衡，不一定合算，所以近期大多未實(shí)現(xiàn)停車斷油功能。目前，常規(guī)汽車電子產(chǎn)品占整車成本的比例在全球平均為13%，預(yù)計(jì)到2010年將達(dá)到40%。另據(jù)Motorola、Benz等公司的預(yù)測(cè)，未來汽車技術(shù)的革新將有90%來自汽車電子與軟件技術(shù)。與傳統(tǒng)內(nèi)燃汽車相比，電子產(chǎn)品在混合動(dòng)力汽車中占有更大的比重，如在日本Toyota汽車公司生產(chǎn)的Prius混合動(dòng)力轎車中，汽車電子產(chǎn)品占整車成本的比例已高達(dá)47%，因此，相對(duì)于常規(guī)內(nèi)燃汽車，混合動(dòng)力汽車的核心競(jìng)爭(zhēng)力將更多體現(xiàn)在汽車電子產(chǎn)品上?；旌蟿?dòng)力汽車由于保留了常規(guī)內(nèi)燃機(jī)和變速箱，其核心電子系統(tǒng)主要包括：多能源動(dòng)力總成控制系統(tǒng)、混合動(dòng)力用發(fā)動(dòng)機(jī)(汽油、柴油、燃?xì)?管理系統(tǒng)、自動(dòng)變速控制系統(tǒng)、電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)、動(dòng)力蓄電池及其管理系統(tǒng)、高壓電安全控制系統(tǒng)、DC/DC變換器(單向功率流，雙向功率流)等。作為新能源汽車的共性輔助電子系統(tǒng)，對(duì)于混合動(dòng)力汽車來說也是必不可少的，主要包括：電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、智能儀表系統(tǒng)、電動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)、機(jī)電復(fù)合制動(dòng)系統(tǒng)?；谝陨系姆治?，自主品牌混合動(dòng)力汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展應(yīng)重視以下幾個(gè)問題。1.建立自主品牌混合動(dòng)力汽車產(chǎn)業(yè)化共用技術(shù)設(shè)計(jì)平臺(tái)和零部件配套供應(yīng)體系平臺(tái)。建議借鑒美國PNGV計(jì)劃模式，由國家資助、自主品牌汽車公司共同出資組建混合動(dòng)力產(chǎn)業(yè)化公司，業(yè)務(wù)領(lǐng)域包括系統(tǒng)設(shè)計(jì)、零部件大批量生產(chǎn)、專用試驗(yàn)等。以此解決技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展能力的建設(shè)問題。2.加強(qiáng)混合動(dòng)力基礎(chǔ)技術(shù)研究及試驗(yàn)?zāi)芰ㄔO(shè)。標(biāo)準(zhǔn)的競(jìng)爭(zhēng)已經(jīng)成為新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化成敗的關(guān)鍵?；旌蟿?dòng)力汽車產(chǎn)業(yè)化尚需要標(biāo)準(zhǔn)、試驗(yàn)認(rèn)證能力的支撐，建議國家設(shè)立專門的基礎(chǔ)技術(shù)研究和試驗(yàn)?zāi)芰ㄔO(shè)專項(xiàng)基金，資助有條件和能力的國有控股企業(yè)或國家試驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行能力建設(shè)，最終形成中國自己的混合動(dòng)力技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。3.重視實(shí)踐、練好內(nèi)功，進(jìn)一步降低成本并提高產(chǎn)品的可靠性和耐久性。當(dāng)前在國際金融危機(jī)持續(xù)蔓延的背景下，通用、克萊斯勒等國外汽車業(yè)巨頭遭受重創(chuàng)。為獲重生，他們都不遺余力地發(fā)展新能源汽車以挽頹勢(shì)，中國到2012年新生產(chǎn)汽車中有10%是節(jié)能與新能源汽車的目標(biāo)更是鮮明。為繼續(xù)推進(jìn)節(jié)能與新能源汽車的產(chǎn)業(yè)化，由科技部、財(cái)政部共同組織的“十城千輛”試點(diǎn)也已在國內(nèi)部分城市陸續(xù)展開，而國家財(cái)政對(duì)新能源汽車消費(fèi)的直接補(bǔ)貼更是將節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程推進(jìn)了一大步，對(duì)于國內(nèi)的車企來說，這又將是一個(gè)千載難逢的機(jī)會(huì)。只有重視實(shí)踐、大膽探索，通過進(jìn)一步降低制造成本，提高產(chǎn)品的可靠性和耐久性，才能真正推進(jìn)自主品牌混合動(dòng)力汽車的規(guī)模產(chǎn)業(yè)化。6.2國外混合動(dòng)力汽車技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r當(dāng)前，全球汽車工業(yè)正面臨著金融危機(jī)和能源環(huán)境問題巨大挑戰(zhàn)。發(fā)展新能源汽車，實(shí)現(xiàn)汽車動(dòng)力系統(tǒng)的新能源化，推動(dòng)傳統(tǒng)汽車產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型，在國際上已經(jīng)形成廣泛共識(shí)。在這種形勢(shì)下，美國、日本、歐洲等發(fā)達(dá)國家和地區(qū)，不約而同地將新能源為代表低碳產(chǎn)業(yè)作為國家戰(zhàn)略選擇，都希望通過新能源產(chǎn)業(yè)與傳統(tǒng)汽車產(chǎn)業(yè)結(jié)合，破解汽車工業(yè)能源環(huán)境制約，培育新型戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，提升產(chǎn)業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力，發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)，實(shí)現(xiàn)新一輪經(jīng)濟(jì)增長。在太陽能、電能等替代能源真正進(jìn)入實(shí)用階段之前，混合動(dòng)力汽車因其低油耗、低排放的優(yōu)勢(shì)越來越受到人們關(guān)注?；旌蟿?dòng)力汽車具有油、電發(fā)動(dòng)機(jī)的互補(bǔ)工作模式，具有省油、節(jié)能的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，混合動(dòng)力系統(tǒng)在同等條件下相對(duì)于汽油車和柴油車來說，汽車尾氣排放少，從而減少了對(duì)空氣的污染。因此，混合動(dòng)力汽車具有環(huán)保、污染小優(yōu)點(diǎn)。近年來，美、日、德等汽車工業(yè)強(qiáng)國先后發(fā)布了關(guān)于推動(dòng)包括混合動(dòng)力汽車在內(nèi)的新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的國家計(jì)劃。美國奧巴馬政府實(shí)施綠色新政，計(jì)劃到2015年普及100萬輛插電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車。日本把發(fā)展新能源汽車作為“低碳革命”核心內(nèi)容，并計(jì)劃到2020年普及包括混合動(dòng)力汽車在內(nèi)的“下一代汽車”達(dá)到1350萬輛,為完成這一目標(biāo),日本到2020年計(jì)劃開發(fā)出至少38款混合動(dòng)力車、17款純電動(dòng)汽車。德國政府在08年11月提出未來10年普及100萬輛插電式混合動(dòng)力汽車和純電動(dòng)汽車，并宣稱該計(jì)劃的實(shí)施，標(biāo)志德國將進(jìn)入新能源汽車時(shí)代。動(dòng)力電池成為各國政府在電動(dòng)汽車領(lǐng)域支持的重中之重。美國總統(tǒng)奧巴馬09年8月宣布安排24億美元支持PHEV研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化，其中20億美元用來支持先進(jìn)動(dòng)力電池的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化。日本政府提出“誰控制了電池，誰就控制了電動(dòng)汽車”，并組織實(shí)施國家專項(xiàng)計(jì)劃，在2011年以前將投入400多億日元用于先進(jìn)動(dòng)力電池技術(shù)研究，2010年左右新型鋰電池將規(guī)模應(yīng)用于下一代新能源汽車。德國從今年起啟動(dòng)了一項(xiàng)4.2億歐元車用鋰電池開發(fā)計(jì)劃，幾乎所有德國汽車和能源巨頭均攜資加入。國家的大量投入，充分調(diào)動(dòng)了企業(yè)的積極性，目前國際主要汽車制造商不斷加強(qiáng)與電池企業(yè)的合作，以動(dòng)力電池突破為核心目標(biāo)的強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合與產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟不斷涌現(xiàn)，動(dòng)力電池技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程明顯加快。各國政府加大了政策支持力度，全力推進(jìn)包括混合動(dòng)力汽車在內(nèi)的新能源汽車產(chǎn)業(yè)化。美國對(duì)PHEV實(shí)施稅收優(yōu)惠，減稅額度在2500美元和15000美元之間，同時(shí)美國政府對(duì)電動(dòng)汽車生產(chǎn)予以貸款資助。09年6月23日，福特、日產(chǎn)北美公司和Tesla汽車公司獲得80億美元貸款，主要用于混合動(dòng)力和純電動(dòng)汽車的生產(chǎn)。日本從09年４月１日起實(shí)施新的“綠色稅制”，對(duì)包括混合動(dòng)力車、純電動(dòng)汽車等低排放且燃油消耗量低的車輛給予稅賦優(yōu)惠，一年的減稅規(guī)模約為2100億日元，是現(xiàn)行優(yōu)惠辦法減稅額的10倍。法國不但對(duì)購買低排放汽車的消費(fèi)者給予最高5000歐元的獎(jiǎng)勵(lì)，而且對(duì)高排放汽車進(jìn)行最高2600歐元的懲罰。此外，歐盟計(jì)劃在2009年上半年發(fā)放70億歐元貸款，支持汽車制造商發(fā)展新能源汽車；此外，美國新的汽車燃油經(jīng)濟(jì)性法規(guī)和歐盟新車平均二氧化碳排放法規(guī)，對(duì)汽車技術(shù)要求大幅提高，如果不發(fā)展新能源汽車技術(shù)，汽車制造商將很難達(dá)到新法規(guī)要求。從1995年起，包括日本豐田與美國三大汽車公司在內(nèi)的世界各大汽車生產(chǎn)廠商陸續(xù)投入混合動(dòng)力汽車研究開發(fā)。經(jīng)過多年發(fā)展，混合動(dòng)力汽車在商用化、產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程