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1、 目 錄 摘要 …………………………………………………………………………………………3 引言 …………………………………………………………………………………………5 第一章 多元化能源汽車的發(fā)展……………………………………………………………6 1.1節(jié)能環(huán)保是永恒的主題 ………………………………………………………………6 1．2柴油與混合動力之爭 …………………………………………………………………6 1．3多元化重要戰(zhàn)略 ………………………………………………………………………7 第二章 混合動力汽車 ……………………………………………………………………9 2．

2、1混合動力汽車的概述 ………………………………………………………………9 2．1-1混合動力汽車的優(yōu)點(diǎn) ………………………………………………………………9 2．1-2復(fù)合動力驅(qū)動汽車的缺點(diǎn) …………………………………………………………9 2．2混合動力汽車的分類 …………………………………………………………………10 2．3混合動力汽車的工作方式 ……………………………………………………………10 2．3-1 HEV—混合動力裝置…………………………………………………………………10 2．4 串、并、混聯(lián)式動力…………………………………………………………………11 2.4

3、-1 串聯(lián)式動力…………………………………………………………………………11 2.4-2 并聯(lián)式動力………………………………………………………………12 2．4-3 混聯(lián)式動力…………………………………………………………………………12 2.5 混合動力汽車的歷史發(fā)展……………………………………………………………12 2.5-1 我國混合動力汽車三大發(fā)展目標(biāo)…………………………………………………13 第三章 能源轉(zhuǎn)換器及先進(jìn)的電子電氣化混合動力發(fā)展方向…………………………14 3．1 車用甲醇/汽油靈活燃料自動轉(zhuǎn)換器…………………………………………………14 3.2電動車控

4、制器…………………………………………………………………………14 3.2-1電動車控制器的改進(jìn)……………………………………………………………… 16 3.3 集成啟動器交流發(fā)動機(jī)…………………………………………………………… 17 第四章 混合動力汽車在我國的發(fā)展 …………………………………………………18 4.1 我國混合動力汽車在進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵時(shí)期………………………………………20 4.2 重點(diǎn)發(fā)展四種混合動力車……………………………………………………………21 4.3 我國電動汽車標(biāo)準(zhǔn)體系的建立與完善……………………………………………21 4.4

5、我國混合動力汽車標(biāo)準(zhǔn)的基本情況………………………………………………22 結(jié) 論…………………………………………………………………………………………23 參考文獻(xiàn) ……………………………………………………………………………………24 致謝 …………………………………………………………………………………………25 摘要 l 社會對環(huán)境和節(jié)能的重視有力地促進(jìn)了混合動力電動車輛的發(fā)展。本文首先綜述了混合動力的種類和組成原理，然后分析國外國內(nèi)混合動力汽車的發(fā)展現(xiàn)狀，介紹了我國混合動力技術(shù)應(yīng)用發(fā)展情況和生產(chǎn)需求狀況，最后展望了混合動力汽車的商業(yè)化前景

6、及其發(fā)展趨勢。 l 新能源汽車是指采用非常規(guī)的車用燃料作為動力來源（或使用常規(guī)的車用燃料，采用新型車載動力裝置），綜合車輛的動力控制和驅(qū)動方面的先進(jìn)技術(shù)，形成的技術(shù)原理先進(jìn)，具有新技術(shù)，新結(jié)構(gòu)的汽車。新能源汽車包括有：混合動力汽車（HEV）, 純電動汽車（BEV）,燃料電池汽車（FCEV）,氫發(fā)動機(jī)汽車以及燃?xì)馄?，醇醚汽車等等? l 關(guān)鍵詞：新型能源 應(yīng)用 發(fā)展  Abstract l community attention on the environment and energy effectively promoted the developm

7、ent of hybrid electric vehicles. This paper reviews the types and composition of the hybrid theory, then analyzes the foreign country development status of hybrid cars, introduced the application of hybrid technology, development and production demand conditions, Finally, the future commercializatio

8、n of hybrid vehicles and their development prospects trend. l new energy vehicles refers to the use of unconventional vehicle fuels as a power source (or the use of conventional vehicle fuel, vehicle power using the new device), integrated power control and drive the vehicles advanced technology,

9、the technological principles of advanced with new technology, new structure of the car. New energy vehicles include: hybrid electric vehicle (HEV), electric vehicle (BEV), fuel cell vehicles (FCEV), hydrogen engine cars and gas vehicles, alcohol cars and so on. l Key words: development of new ener

10、gy applications 引言 進(jìn)入21世紀(jì)以來，能源安全與氣候變化成為國際社會關(guān)注的焦點(diǎn)，為實(shí)現(xiàn)交通領(lǐng)域的健康可持續(xù)發(fā)展，世界主要汽車生產(chǎn)國進(jìn)一步加快推動節(jié)能與新能源汽車的發(fā)展，全球節(jié)能與新能源汽車將進(jìn)入一個(gè)快速產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的階段。根據(jù)機(jī)電混合度的不同，混合動力汽車與傳統(tǒng)燃油汽車相比能夠?qū)崿F(xiàn)10%-40%的節(jié)油效果，常規(guī)排放物和二氧化碳排放也顯著降低，并具有性能穩(wěn)定、可靠性強(qiáng)，不依賴于新建配套設(shè)施，因此被認(rèn)為是近中期比較現(xiàn)實(shí)和有效的新能源汽車產(chǎn)品，會在未來將成為汽車市場的主流競爭者。 我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)始于21世紀(jì)初。2001年，新能源汽車研究項(xiàng)

11、目被列入國家“十五”期間的重大科技課題，并規(guī)劃了以汽車為起點(diǎn)，向氫動力車目標(biāo)挺進(jìn)的戰(zhàn)略?！笆晃濉币詠?，我國提出“節(jié)能和新能源汽車”戰(zhàn)略，政府高度關(guān)注新能源汽車的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化。 2006—2007年，我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展取得了重大的進(jìn)展，我國自主研制的純電動，混合動力和燃料電池三類新能源汽車整車產(chǎn)品相繼問世。2007年12月，長安汽車自主開發(fā)的中國首款混合動力汽車——杰殞 HEV的量產(chǎn)下線。 2008年，新能源汽車在國內(nèi)已呈全面出擊之勢。2008年1-6月，我國新能源汽車?yán)塾?jì)銷量366輛，同比進(jìn)增107.95%。僅僅在2008年6月一個(gè)月內(nèi)就完成100輛的銷售。1—12月新能源

12、乘用車銷售899臺，同比增長117%而商用車的新能源車共銷售1536臺，1—12月同比下滑17%。 如果新能源汽車得到快速發(fā)展，以2020年中國汽車保有量1.4億計(jì)算，可以節(jié)約石油3229萬噸，替代石油3110萬噸，節(jié)約和替代石油6339萬噸，相當(dāng)于將汽車用油需求削減22.7%。2020年以前節(jié)約和替代石油主要依靠發(fā)展先進(jìn)柴油機(jī)，混合動力汽車等實(shí)現(xiàn)。到2030年，新能源汽車的發(fā)展將節(jié)約石油7306萬噸，替代石油9100萬噸，節(jié)約和替代石油共16406萬噸，相當(dāng)于將汽車石油需求削減41%屆時(shí)，生物燃料，燃料電池在汽車石油代替中發(fā)揮重要的作用。 結(jié)合中國的能源資源狀況和國際汽車技術(shù)的發(fā)展趨勢

13、，預(yù)計(jì)到2025年后，我國普通汽油車占乘用車的保有量將僅占50%左右，而先進(jìn)柴油車，燃?xì)馄?，生物燃料汽車等新能源汽車將迅猛發(fā)展。 新能源汽車普及的因素主要有：在同檔次的汽車中，新能源汽車的價(jià)格比普通汽車的價(jià)格要高出數(shù)千美元，甚至上萬美元；由于市場對新能源汽車的需求并不高，所以投入市場的車型太少；新能源汽車雖然省油，但是幾年后就要更換電池組，價(jià)格高達(dá)數(shù)千美金，這筆開支抵消掉了省下的汽油錢；充電站等配套基礎(chǔ)設(shè)施太少，因擔(dān)心無處充電，許多消費(fèi)者不敢購置新能源汽車。 鑒于新能源汽車面臨以上種種問題，本書將重點(diǎn)介紹多元化能源在汽車中的應(yīng)用以及發(fā)展前景，在能源和環(huán)保的雙重壓力下，混合動力汽車無疑將是

14、未來汽車發(fā)展的方向。 第一章 多元化能源汽車的發(fā)展 汽車從誕生之日起，就與石油結(jié)下了不解之緣。而面對石油日趨緊張的局面，人們總會不由自主地猜測:什么時(shí)候開在路上的汽車不用加油？什么時(shí)候汽車可以靠新型燃料跑路…… 一方面是居高不下的油價(jià)，一方面是快速增長的汽車數(shù)量，與能源和環(huán)境有關(guān)的技術(shù)已成為全球汽車工程師著手進(jìn)行處理的主要問題。作為世界上最大的汽車消費(fèi)市場之一，中國汽車特別是新能源汽車的發(fā)展方向應(yīng)該如何確定。 1.1 節(jié)能環(huán)保是永恒的主題 隨著中國汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，節(jié)能和環(huán)保問題不容忽視。張小虞稱，中國汽車的持續(xù)快速發(fā)展，主要取決于資源要素的支撐能

15、力，包括能源、交通和停車設(shè)施和環(huán)境的承受壓力。目前中國是世界上最大的汽車市場，也是節(jié)能與新能源汽車最受關(guān)注的地方之一。堅(jiān)持發(fā)展節(jié)能與新能源汽車，構(gòu)建交通能源結(jié)構(gòu)的多元化道路，將是解決我國能源與環(huán)境問題、實(shí)現(xiàn)我國汽車工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。 　 本世紀(jì)前半葉汽車動力將呈現(xiàn)技術(shù)多元化的特征。目前，歐美日各大汽車公司都投入巨資進(jìn)行新能源動力研發(fā)，但各自采取的技術(shù)路線的側(cè)重點(diǎn)不同。通用、福特等美國汽車公司采用氫燃料電池技術(shù)路線，德國大眾等歐洲汽車公司走的是柴油車技術(shù)路線，而豐田、本田等日本汽車公司則采用的是混合動力路線。除此之外，中國、巴西、美國等國在非石油燃料代用方面也取得了一定的成效，使用

16、乙醇燃料的數(shù)量已達(dá)到了相當(dāng)大的比例，大大減少了對石油的依 賴和減少對環(huán)境的污染。 　在汽車新能源動力的終極解決方案上，全球的汽車公司已經(jīng)口徑一致地認(rèn)為是氫燃料電池，但是其產(chǎn)業(yè)化的前景還存在著很多不確定性。因此，近中期，必須尋找技術(shù)和商業(yè)化成熟的、節(jié)能和環(huán)保性能突出的過渡性技術(shù)作為橋梁。現(xiàn)實(shí)來看，提高傳統(tǒng)汽車的燃油效率，仍是節(jié)能、環(huán)保的重要途徑，也是不能放棄的。 1.2 柴油與混合動力之爭 汽車新能源動力已成為未來汽車廠商較量的重要棋局，但幾乎沒有一家汽車巨頭是把寶全部押在某一個(gè)技術(shù)方向的。除立足長遠(yuǎn)目標(biāo)在持續(xù)投入研發(fā)外，中短期的市場需求也是他們所看重的，因?yàn)檫@將決

17、定未來他們能掌握多少主動權(quán)。 　　傳統(tǒng)動力系統(tǒng)與氫燃料電池接軌點(diǎn)的提前或推遲到來取決于中期解決方案。混合動力是介于汽油與氫動力之間的過渡選擇，與之并列的還有柴油動力、乙醇、電動等能源選擇方案。從目前來看，乙醇只能在小范圍適用，柴油動力在歐洲是遍地開花，業(yè)已在中國商用車市場先入為主，而混合動力在日本豐田、本田的熱炒下產(chǎn)業(yè)化在加速推進(jìn)。在不斷推行節(jié)能的中國汽車市場，柴油動力與混合動力的競爭已演變成歐洲與日本的技術(shù)流派之爭。 　 從中國目前的情況看，柴油車是節(jié)能環(huán)保最現(xiàn)實(shí)的選擇。中國應(yīng)將先進(jìn)柴油機(jī)作為節(jié)能環(huán)保汽車的現(xiàn)實(shí)技術(shù)選擇，從長遠(yuǎn)來看柴油機(jī)也更具前景。只是柴油車在人們的心目中形象不佳。

18、長期以來，國內(nèi)消費(fèi)者對柴油車的認(rèn)知大多停留在黑煙滾滾、雷聲轟鳴的墨斗魚印象上。而先進(jìn)柴油機(jī)技術(shù)在國際上已經(jīng)是成熟的技術(shù)，節(jié)能、環(huán)保效果十分明顯，而且無須對相關(guān)技術(shù)設(shè)施進(jìn)行大規(guī)模的建設(shè)和改造。中國應(yīng)該擴(kuò)展汽車節(jié)能環(huán)保的技術(shù)路線，將發(fā)展柴油機(jī)技術(shù)作為汽車能源戰(zhàn)略的一個(gè)重要組成部分。 柴油車與混合動力車比較有兩項(xiàng)明顯優(yōu)勢:第一，混合動力車技術(shù)尚不成熟，前景不明，而柴油機(jī)技術(shù)日臻成熟，前景廣闊；第二，混合動力車成本偏高、價(jià)格不菲，而柴油機(jī)汽車有規(guī)模效益，成本肯定低于混合動力車。而后者已從中國市場的反應(yīng)中得到了證實(shí)。從價(jià)格角度看，柴油車在市場競爭中略占優(yōu)勢，而混合動力車較高的車價(jià)令消費(fèi)者很難

19、承受?；旌蟿恿嚫叱龅馁徿嚦杀?，需10~15年才能通過節(jié)油省回。 　 目前，柴油乘用車較少、中國柴油油品中的硫含量過高限制了它的應(yīng)用。根據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計(jì)，2005年，我國總計(jì)銷售柴油乘用車48940輛，同比增長32.9％。目前中國柴油車在汽車中的保有量僅為23.7％，主要是商用車；柴油轎車占的比重僅有0.2％。國務(wù)院發(fā)展研究中心經(jīng)濟(jì)研究部對中國使用先進(jìn)柴油轎車的前景做了分析，如果2020年柴油轎車在乘用車中的比重達(dá)到30％，當(dāng)年可節(jié)約原油2837萬噸，可以減少汽車用油10.01％，降低石油對外依存度11.3％。對此研究部提出了幾點(diǎn)建議:在國家“十一五”汽車產(chǎn)業(yè)規(guī)劃中，應(yīng)將先進(jìn)柴油機(jī)

20、作為節(jié)能環(huán)保技術(shù)的重要選擇；實(shí)行“高效低稅、低效高稅”的原則，利用燃油價(jià)格和稅收政策進(jìn)行調(diào)節(jié)；修訂柴油質(zhì)量的強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，盡快制訂柴油質(zhì)量提高到歐Ⅲ、歐Ⅳ的時(shí)間表；應(yīng)實(shí)施促進(jìn)汽車產(chǎn)業(yè)提高自主創(chuàng)新能力的政策。 1.3 多元化重要戰(zhàn)略 　　“進(jìn)行交通能源結(jié)構(gòu)與動力系統(tǒng)的過渡與轉(zhuǎn)型，構(gòu)建節(jié)能的燃料多元化的汽車產(chǎn)業(yè)，發(fā)展節(jié)能與新能源汽車，已成為我國汽車產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略選擇。”2006年2月，國務(wù)院頒布的國家中長期科學(xué)技術(shù)和發(fā)展規(guī)劃，已將低能耗與新能源汽車列入優(yōu)先的發(fā)展主題。 　 科技部聯(lián)合各有關(guān)部門已經(jīng)組織實(shí)施了電動汽車和清潔汽車行動計(jì)劃，混合動力汽車、純電動汽車和燃料電池汽車3種車

21、型已分別完成了功能樣車和性能樣車的研制。其中，燃料電池汽車研發(fā)取得了重要的進(jìn)展，在某些技術(shù)性能方面已經(jīng)步入世界先進(jìn)行列?；旌蟿恿ζ囆纬闪诵∨康漠a(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)了載客運(yùn)行。純電動汽車已經(jīng)在某些特殊的領(lǐng)域，適合于特殊的應(yīng)用場合，進(jìn)入了批量化生產(chǎn)和道路運(yùn)營，并且開始出口。“與此同時(shí)，國家還特別關(guān)注重點(diǎn)支持了其他代用燃料汽車技術(shù)的發(fā)展，包括各種醇類燃料、天然氣合成燃料以及生物燃料技術(shù)的開發(fā)，這些研究為我國進(jìn)一步發(fā)展燃料多元化的產(chǎn)業(yè)打了基礎(chǔ)?！备队谖湔f:“大力推進(jìn)我國交通動力系統(tǒng)的轉(zhuǎn)型，堅(jiān)持發(fā)展節(jié)能與新能源汽車，構(gòu)建交通能源結(jié)構(gòu)的多元化道路，將是解決我國能源與環(huán)境的挑戰(zhàn)，實(shí)現(xiàn)我國汽車工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的

22、必由之路。” 第二章 混合動力汽車 2.1 混合動力汽車概述 　混合動力汽車是指車上裝有兩個(gè)以上動力源，包括有電機(jī)驅(qū)動，符合汽車道路交通、安全法規(guī)的汽車，車載動力源有多種：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，當(dāng)前混合動力汽車一般是指內(nèi)燃機(jī)車發(fā)電機(jī)，再加上蓄電池的電動汽車。 2.1-1 混合動力汽車的優(yōu)點(diǎn) 復(fù)合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。 1）

23、因?yàn)橛辛穗姵兀?可以十分方便地回收制動時(shí)、下坡時(shí)、怠速時(shí)的能量。在繁華市區(qū)，可關(guān)停內(nèi)燃機(jī)，由電池單獨(dú)驅(qū)動，實(shí)現(xiàn)"零"排放。 2） 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、除霜等純電動汽車遇到的難題。 3） 可以利用現(xiàn)有的加油站加油，不必再投資。 4） 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囉袃煞N基本的工作方式，即串聯(lián)式、并聯(lián)式和串并聯(lián)（或稱混聯(lián)）式。 2.1-2 混合動力驅(qū)動汽車的缺點(diǎn) 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(fù)雜，技術(shù)較難，價(jià)格較高。由于"新一代汽車伙伴合作"（ P NGV）計(jì)劃的推動美國三大汽車公

24、司對各種單元技術(shù)及其不同組織進(jìn)行成百種方案的篩選、比較，認(rèn)為采用復(fù)合動力是實(shí)現(xiàn)中級轎車百公里3升油耗的可行方案因此而受到更大的關(guān)注。經(jīng)過多年研究，混合動力電動汽車已開發(fā)出一些成功的例子。日本豐田汽車公司1997年12月宣布將混合動力轎車 P rius投入小批量商業(yè)化生產(chǎn)，該車自重1515kg，裝用頂置凸輪軸四缸，1500cc排量汽油機(jī)，最大功率42．6kW／4600r／min，帶永磁無刷發(fā)電機(jī)，驅(qū)動電機(jī)亦為永磁無刷的額定功率30kW，采用氫鎳電池，實(shí)現(xiàn)串并聯(lián)控制方式，百公里油耗為3．4L，比原汽油車減少了一半， 二氧化碳排量也相應(yīng)減少了一半， C O、 HC、氮氧化合物僅為現(xiàn)行法規(guī)允許值的10

25、％，售價(jià)每輛216萬日元（約15000美元）。 美國克萊斯勒汽車公司1998年2月在底特律展出第二代道奇無畏 E SX2型混合動力轎車，該車裝用1500cc排量直噴柴油機(jī)帶發(fā)電機(jī)，采用鉛酸電池，交流感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動，鋁車架，復(fù)合材料車身，自重1022kg，百公里油耗降至3．4L。2000年通用，福特，戴姆勒?克萊斯勒已開發(fā)出100公里油耗已達(dá)到3升汽油或接近3升汽車的樣車，只是價(jià)格仍較貴。 2.2 混合動力汽車的分類 混合動力汽車的種類目前主要有3種。一種是以發(fā)動機(jī)為主動力，電動馬達(dá)作為輔助動力的“并聯(lián)方式”。 這種方式主要以發(fā)動機(jī)驅(qū)動行駛，利用電動馬達(dá)所具有的再啟動

26、時(shí)產(chǎn)生強(qiáng)大動力的特征，在汽車起步、加速等發(fā)動機(jī)燃油消耗較大時(shí)，用電動馬達(dá)輔助驅(qū)動的方式來降低發(fā)動機(jī)的油耗。這種方式的結(jié)構(gòu)比較簡單，只需要在汽車上增加電動馬達(dá)和電瓶。另外一種是，在低速時(shí)只靠電動馬達(dá)驅(qū)動行駛，速度提高時(shí)發(fā)動機(jī)和電動馬達(dá)相配合驅(qū)動的“串聯(lián)、并聯(lián)方式”。啟動和低速時(shí)是只靠電動馬達(dá)驅(qū)動行駛，當(dāng)速度提高時(shí)，由發(fā)動機(jī)和電動馬達(dá)共同高效地分擔(dān)動力，這種方式需要?jiǎng)恿Ψ謸?dān)裝置和發(fā)電機(jī)等，因此結(jié)構(gòu)復(fù)雜。還有一種是只用電動馬達(dá)驅(qū)動行駛的電動汽車“串聯(lián)方式”，發(fā)動機(jī)只作為動力源，汽車只靠電動馬達(dá)驅(qū)動行駛，驅(qū)動系統(tǒng)只是電動馬達(dá)，但因?yàn)橥瑯有枰惭b燃料發(fā)動機(jī)，所以也是混合動力汽車的一種 2.3 混合動力

27、汽車的工作方式 復(fù)合動力電動汽車有兩種基本的工作方式，即串聯(lián)式、并聯(lián)式和串并聯(lián)（或稱混聯(lián)）式。復(fù)合動力驅(qū)動汽車的缺點(diǎn)是：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(fù)雜，技術(shù)較難，價(jià)格較高。由于"新一代汽車伙伴合作"（ P NGV）計(jì)劃的推動美國三大汽車公司對各種單元技術(shù)及其不同組織進(jìn)行成百種方案的篩選、比較，認(rèn)為采用復(fù)合動力是實(shí)現(xiàn)中級轎車百公里3升油耗的可行方案因此而受到更大的關(guān)注。經(jīng)過多年研究，混合動力電動汽車已開發(fā)出一些成功的子。 2.3-1 HEV—混合動力裝置 　 HEV（Hybrid-ElectricVehicle）—混合動力裝置。混合動力就是指汽車使用汽油驅(qū)動

28、和電力驅(qū)動兩種驅(qū)動方式，優(yōu)點(diǎn)在于車輛啟動停止時(shí)，只靠發(fā)電機(jī)帶動，不達(dá)到一定速度，發(fā)動機(jī)就不工作，因此，便能使發(fā)動機(jī)一直保持在最佳工況狀態(tài)，動力性好，排放量很低，而且電能的來源都是發(fā)動機(jī)，只需加油即可?；旌蟿恿ζ嚨年P(guān)鍵是混合動力系統(tǒng)，它的性能直接關(guān)系到混合動力汽車整車性能。經(jīng)過十多年的發(fā)展，混合動力系統(tǒng)總成已從原來發(fā)動機(jī)與電機(jī)離散結(jié)構(gòu)向發(fā)動機(jī)電機(jī)和變速箱一體化結(jié)構(gòu)發(fā)展，即集成化混合動力總成系統(tǒng)。 混合動力總成以動力傳輸路線分類，可分為串聯(lián)式、并聯(lián)式和混聯(lián)式等三種。 2.4 串、并、混聯(lián)式動力 2.4-1 串聯(lián)式動力 串聯(lián)式動力由發(fā)動機(jī)、發(fā)電機(jī)和電動機(jī)三部分動力總成組成，它們之間

29、用串聯(lián)方式組成SHEV動力單元系統(tǒng)，發(fā)動機(jī)驅(qū)動發(fā)電機(jī)發(fā)電，電能通過控制器輸送到電池或電動機(jī)，由電動機(jī)通過變速機(jī)構(gòu)驅(qū)動汽車。小負(fù)荷時(shí)由電池驅(qū)動電動機(jī)驅(qū)動車輪，大負(fù)荷時(shí)由發(fā)動機(jī)帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電驅(qū)動電動機(jī)。當(dāng)車輛處于啟動、加速、爬坡工況時(shí)，發(fā)動機(jī)、電動機(jī)組和電池組共同向電動機(jī)提供電能；當(dāng)電動車處于低速、滑行、怠速的工況時(shí)，則由電池組驅(qū)動電動機(jī)，當(dāng)電池組缺電時(shí)則由發(fā)動機(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)整電池和電動機(jī)的輸出來達(dá)到調(diào)整車速的目的。使發(fā)動機(jī)避免了怠速和低速運(yùn)轉(zhuǎn)的工況，從而提高了發(fā)動機(jī)的效率，減少了廢氣排放。但

30、是它的缺點(diǎn)是能量幾經(jīng)轉(zhuǎn)換，機(jī)械效率較低。 2.4-2并聯(lián)式動力 并聯(lián)式裝置的發(fā)動機(jī)和電動機(jī)共同驅(qū)動汽車，發(fā)動機(jī)與電動機(jī)分屬兩套系統(tǒng)，可以分別獨(dú)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(dú)驅(qū)動。當(dāng)汽車加速爬坡時(shí)，電動機(jī)和發(fā)動機(jī)能夠同時(shí)向傳動機(jī)構(gòu)提供動力，一旦汽車車速達(dá)到巡航速度，汽車將僅僅依靠發(fā)動機(jī)維持該速度。電動機(jī)既可以作電動機(jī)又可以作發(fā)電機(jī)使用，又稱為電動－發(fā)電機(jī)組。由于沒有單獨(dú)的發(fā)電機(jī)，發(fā)動機(jī)可以直接通過傳動機(jī)構(gòu)驅(qū)動車輪，這種裝置更接近傳統(tǒng)的汽車驅(qū)動系統(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。 2.4-3 混聯(lián)式動力 混聯(lián)式裝置包含

31、了串聯(lián)式和并聯(lián)式的特點(diǎn)。動力系統(tǒng)包括發(fā)動機(jī)、發(fā)電機(jī)和電動機(jī)，根據(jù)助力裝置不同，它又分為發(fā)動機(jī)為主和電機(jī)為主兩種。以發(fā)動機(jī)為主的形式中，發(fā)動機(jī)作為主動力源，電機(jī)為輔助動力源；以電機(jī)為主的形式中，發(fā)動機(jī)作為輔助動力源，電機(jī)為主動力源。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。 2.5 混合動力汽車的歷史發(fā)展 　當(dāng)前普遍使用的燃油發(fā)動機(jī)汽車存在種種弊病，統(tǒng)計(jì)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(yán)重的是排放廢氣污染環(huán)境。20世紀(jì)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

32、穎而出。雖然人們普遍認(rèn)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(yuǎn)未達(dá)到人們所要求的數(shù)值，專家估計(jì)在10年以內(nèi)電動汽車還無法取代燃油發(fā)動機(jī)汽車（除非燃料電池技術(shù)有重大突破）。 　 現(xiàn)實(shí)迫使工程師們想出了一個(gè)兩全其美的辦法，開發(fā)了一種混合動力裝置（Hybrid-ElectricVehicel，縮寫HEV）的汽車。所謂混合動力裝置就是將電動機(jī)與輔助動力單元組合在一輛汽車上做驅(qū)動力，輔助動力單元實(shí)際上是一臺小型燃料發(fā)動機(jī)或動力發(fā)電機(jī)組。形象一點(diǎn)說，就是將傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)盡量做小，讓一部分動力由電池-電動機(jī)系統(tǒng)承擔(dān)。這種混合動力裝置既發(fā)揮了

33、發(fā)動機(jī)持續(xù)工作時(shí)間長，動力性好的優(yōu)點(diǎn)，又可以發(fā)揮電動機(jī)無污染、低噪聲的好處，二者“并肩戰(zhàn)斗”，取長補(bǔ)短，汽車的熱效率可提高10％以上，廢氣排放可改善30％以上。 2.5-1我國混合動力汽車三大發(fā)展目標(biāo) 　近期發(fā)展階段（2008年～2012年）：混合動力汽車大批量產(chǎn)業(yè)化，年產(chǎn)量達(dá)到百萬輛級，占到汽車總產(chǎn)量的10％以上。以技術(shù)相對成熟、成本增加較少的BSG、ISG混合動力汽車構(gòu)成混合動力汽車的主流。 　　中期發(fā)展階段（2012～2020年）：隨著電池技術(shù)的進(jìn)步及其價(jià)格的降低，節(jié)能效果更加顯著的重度混合動力汽車和plug-in混合動力汽車，將在混合動力汽車中占據(jù)主要地位，BSG、ISG混合動

34、力汽車共同構(gòu)成混合動力汽車的其余組成部分。 　　長期發(fā)展階段（2020～2030年）：混合動力汽車呈大幅度??長勢態(tài)，占到汽車總產(chǎn)量的50％，傳統(tǒng)的燃油汽車包括代用燃料汽車產(chǎn)量將會下降到汽車總產(chǎn)量的25％左右。 第三章 能源轉(zhuǎn)換器及先進(jìn)的電子電氣化混合動力發(fā)展方向 3.1 車用甲醇/汽油靈活燃料自動轉(zhuǎn)換器 車用甲醇/汽油靈活燃料自動轉(zhuǎn)換器，經(jīng)過多年的科研攻關(guān)，研制成功的一項(xiàng)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高科技產(chǎn)品，擁有多項(xiàng)專利，其主要功能是：再不改動現(xiàn)有發(fā)動機(jī)的情況下，只在原發(fā)動噴油線改串加一個(gè)附加ECU，就能使點(diǎn)燃式發(fā)動機(jī)小型車輛即能使用汽油還能使用高比例M30—M85甲醇汽油作燃料。

35、 它的優(yōu)點(diǎn)在于：經(jīng)濟(jì)性好：推薦使用M85甲醇汽油，實(shí)測1.4LM85燃料和汽油貢獻(xiàn)等值能量。M85甲醇汽油為2.8元/L，1.4LM85/甲醇汽油價(jià)格為3.92元，93#汽油當(dāng)前價(jià)格為6.05元/L，燃燒1.4M85甲醇比燃燒每升汽油可節(jié)省2.13元。動力性好：甲醇的燃燒層流火焰燃燒速度快為52m/s，汽油燃燒層流火焰速度僅為38m/s，甲醇富含氧可以彌補(bǔ)發(fā)動機(jī)充氣不足的問題，另外甲醇的辛烷值高抗爆性能好，因此能獲得更大功率，動力強(qiáng)勁。環(huán)保性好：甲醇富含氧，燃燒充分尾氣污染排放顯著降低與汽油相比CO、HC可降低30%—70%，有利于改善環(huán)境專利產(chǎn)品，汽車專用燃料自動轉(zhuǎn)換器，可使用；甲醇

36、、乙醇、汽油，成本低，安裝方便，每公里可節(jié)約50%。 3.2 電動車控制器 電動車控制器是用來控制電機(jī)的啟動，運(yùn)行，進(jìn)退，速度，停止以及電動車的其它電子器件的核心控制器件，它就像是電動車的大腦，是電動車上重要的部件。電動汽車控制器只要功能特點(diǎn)如下 超靜音設(shè)計(jì)技術(shù)：獨(dú)特的電流控制算法，能適用于任何一款無刷電動車電機(jī)，并且具有相當(dāng)?shù)目刂菩Ч岣吡穗妱榆嚳刂破鞯钠毡檫m應(yīng)性，使電動車電機(jī)和控制器不再需要匹配。 恒流控制技術(shù)：電動車控制器堵轉(zhuǎn)電流和動態(tài)運(yùn)行電流完全一致，保證了電池的壽命，并且提高了電動車電機(jī)的啟動轉(zhuǎn)矩。 自動識別電機(jī)模式系統(tǒng)：自動識別電動車電機(jī)

37、的轉(zhuǎn)換角度，霍爾相位和電機(jī)輸出相位，只要控制器的電源線，轉(zhuǎn)把線和剎車線不接錯(cuò)，就能自動識別電機(jī)的輸入及輸出模式，可以省去無刷電動車電機(jī)接線的麻煩，大大降低了電動車控制器的使用要求。 隨動ABS系統(tǒng)：具有反充電/汽車EABS剎車功能，引入了汽車級的EABS防抱死技術(shù)，達(dá)到了EABS剎車靜音、柔和的效果，不管在任何車速下保證了剎車的舒適性和穩(wěn)定性。 電機(jī)鎖系統(tǒng)：在警戒狀態(tài)下，報(bào)警時(shí)控制器將電機(jī)自動鎖死，控制器幾乎沒有電力消耗，對電動機(jī)沒有特殊要求，在電池欠壓或其它異常情況下對電動車正常推行無任何影響。 自檢功能：分動態(tài)自檢和靜態(tài)自檢，控制器只要在上電狀態(tài)，就會自動檢測

38、與之相關(guān)的接口狀態(tài)，如轉(zhuǎn)把，剎車把或其他外部開關(guān)等等，一旦出現(xiàn)故障，控制器自動實(shí)施保護(hù)，充分保證行駛的安全，當(dāng)故障排除后控制器的保護(hù)狀態(tài)會自動回復(fù)。 反充電功能: 剎車、減速或下坡滑行時(shí)將EABS產(chǎn)生的能量反饋給電池，起到反充電的效果，從而對電池進(jìn)行維護(hù)，延長電池壽命，增加續(xù)航里程。 堵轉(zhuǎn)保護(hù)功能：自動判斷電機(jī)在過流時(shí)時(shí)處于完全堵轉(zhuǎn)還是在運(yùn)行狀態(tài)或電機(jī)短路狀態(tài)，如果過流時(shí)是處于運(yùn)行狀態(tài)，控制器將限流值設(shè)定成固定值，以保證整車的驅(qū)動力；如果電機(jī)處于純堵轉(zhuǎn)狀態(tài)，則控制器2秒后將限流值控制在10A以下，起到保護(hù)電機(jī)和電池，節(jié)省電能的效果；如果電機(jī)處于短路狀態(tài)，控制器則使輸出電流控

39、制在2A以下，以確?？刂破骷半姵氐陌踩? 動靜態(tài)缺相保護(hù)：指在電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，電動車電任意一相發(fā)生斷相故障時(shí)控制器實(shí)行保護(hù)，避免造成電機(jī)燒毀，同時(shí)保護(hù)電動車電池、延長電池壽命。 功率管動態(tài)保護(hù)功能：控制器在動態(tài)運(yùn)行時(shí)，實(shí)時(shí)檢測功率管損壞的情況，控制器馬上實(shí)施保護(hù)，以防止由于連鎖反應(yīng)損壞其他的功率管后，出現(xiàn)推車比較費(fèi)力的現(xiàn)象。 防飛車功能：解決了無刷電動車控制器由于轉(zhuǎn)把或線路故障引起的飛車現(xiàn)象，提高了系統(tǒng)的安全性。 　　1+1助力功能：用戶可自行調(diào)整采用自向助力或反向助力，實(shí)現(xiàn)了在騎行中輔以動力，讓騎行者感覺更輕松。 　　巡航功能：自動/手動巡航功能一體化，

40、用戶可根據(jù)需要自行選擇，8秒進(jìn)入巡航，穩(wěn)定行駛速度，無須手柄控制。 　　模式切換功能：用戶可切換電動模式或助力模式。 　　防盜報(bào)警功能：超靜音設(shè)計(jì)，引入汽車級的遙控防盜理念，防盜的穩(wěn)定性更高，在報(bào)警狀態(tài)下可鎖死電機(jī)，報(bào)警喇叭音效高達(dá)125dB以上，具有極強(qiáng)的威懾力。并具有自學(xué)習(xí)功能，遙控距離長達(dá)150米不會有誤碼產(chǎn)生。 　　倒車功能：控制器增加了倒車功能，當(dāng)用戶在正常騎行時(shí)，倒車功能失效；當(dāng)用戶停車時(shí)，按下倒車功能鍵，可進(jìn)行輔助倒車，并且倒車速度最高不超過10km/h。 　　遙控功能：采用先進(jìn)的遙控技術(shù)，長達(dá)256的加密算法，靈敏度多級可調(diào)，加密性能更好，并且絕無重碼現(xiàn)象發(fā)生，

41、極大地提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并具有自學(xué)習(xí)功能，遙控距離長達(dá)150米不會有誤碼產(chǎn)生。 　　高速控制：采用最新的為馬達(dá)控制設(shè)計(jì)專用的單片機(jī)，加入全新的BLDC控制算法，適用于低于6000rpm高速、中速或低速電機(jī)控制。 電機(jī)相位：60度120度電機(jī)自動兼容，不管是60度電機(jī)還是120度電機(jī)，都可以兼容，不需要修改任何設(shè)置。 3.2-1 電動車控制器的改進(jìn) 電動車控制器應(yīng)該是兼顧蓄電池及電機(jī)的實(shí)際使用情況進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)，應(yīng)充分考慮蓄電池、控制器、電機(jī)三者之間的關(guān)系，將它們作為一個(gè)綜合的系統(tǒng)來設(shè)計(jì)，從而得到更為理想的電動車控制器。而不應(yīng)該是目前市售的只要具有無級調(diào)速，剎車斷電、軟啟動……等功

42、能的電動車調(diào)速器。針對電動自行車實(shí)際使用情況，我們對無刷電動自行車控制器的設(shè)計(jì)進(jìn)行了改進(jìn)，增設(shè)了如下的功能： 一． 使電動車控制器具有輸出端短路保護(hù)功能 本控制器可以實(shí)現(xiàn)輸出端直接短路保護(hù)，即使在電機(jī)處于最高轉(zhuǎn)速行動時(shí)(此時(shí)往往輸出最高電壓)直接短路控制器輸出端，控制器也能很可靠的保護(hù)。在保護(hù)時(shí)電路自動降低了輸出電流，以保護(hù)蓄電池的安全，此時(shí)電流約為0.3A，并隨時(shí)檢測輸出端狀態(tài)，當(dāng)輸出端故障排除后，控制器能自動恢復(fù)正?？刂疲哂凶曰謴?fù)功能，從而控制器具有自保護(hù)能力，提高了控制器和蓄電池的安全程度，也提高了對電機(jī)本身故障的耐受程度。針對電動自行車使用實(shí)際情況，出現(xiàn)堵轉(zhuǎn)是可能

43、出現(xiàn)的工況之一，如控制器能對輸出端短路進(jìn)行可靠保護(hù)，那么在電機(jī)堵轉(zhuǎn)條件下，控制器同樣可以進(jìn)行保護(hù)，并可保護(hù)電機(jī)及蓄電池的安全。如果只具有限流功能的控制器，此時(shí)將輸出大電流(如限流14A)，這些使蓄電池(容量為12AH)處于大電流放電狀態(tài)下(14A)，將影響蓄電池的使用壽命。另外，大電流流經(jīng)電機(jī)繞組，時(shí)間一長，將使電機(jī)溫升上升，導(dǎo)致繞組絕緣老化，輕則影響電機(jī)壽命，重則燒毀電機(jī)。 　　 二、采用雙閉環(huán)控制系統(tǒng) 　　 控制器采用雙閉環(huán)控制系統(tǒng)(無刷：轉(zhuǎn)速/電流雙閉環(huán)，有刷：電壓/電流雙閉環(huán))，由于電流

44、環(huán)存在，可以實(shí)現(xiàn)對電流的限幅，即可以保護(hù)電動車在處于各種正常運(yùn)行情況下最大電流輸出值不會超出設(shè)定的電流限幅值，實(shí)現(xiàn)自動限流，這樣在任何運(yùn)行情況下，蓄電池均不會出現(xiàn)超過設(shè)定值電流的放電過程，保證了蓄電池的安全。另外由于雙閉環(huán)的配合作用，可以使電機(jī)實(shí)現(xiàn)最理想的啟動過程和加速過程，使蓄電池的電流得到有效的利用，從而可以增加電動自行車的行駛里程。而目前市售控制器由于是單閉環(huán)控制系統(tǒng)，并依靠MC33035(MC33033)芯片的限流作用，所以在啟動和加速時(shí)經(jīng)常會出現(xiàn)控制器大電流輸出至限流保護(hù)的運(yùn)行狀態(tài)。 　　 三、欠壓比

45、較設(shè)計(jì)成電壓滯環(huán)自鎖比較 　 市面上有的控制器只具有欠壓保護(hù)功能，即當(dāng)蓄電池電壓低于某一電壓值后(如32V)封鎖控制器不工作，這容易使用戶利用蓄電池的回升電壓工作(即蓄電池停止放電后，蓄電池電壓會回升2～3v)，從而造成蓄電池過放電。本控制器欠壓比較設(shè)計(jì)成電壓滯環(huán)自鎖比較，這樣可以有效地避免了蓄電池回升電壓的使用。 　　 按上述改進(jìn)設(shè)計(jì)的有刷、無刷電動車控制器，經(jīng)各種負(fù)載情況，各種路況實(shí)際行駛考驗(yàn)，證明其具有很高的可靠性。在堵轉(zhuǎn)運(yùn)行和輸出端直接短路情況下均可實(shí)現(xiàn)可靠的保護(hù)，提高了無刷電動自行車控制器在實(shí)際運(yùn)行時(shí)的可靠程度，改進(jìn)后的控制器完全可以實(shí)現(xiàn)減少控制器的故障率，降低車輛返修

46、率的目的。另外，由于電流環(huán)的作用，并可相對于一般市面上用的控制器可延長續(xù)駛距離近10%，行駛過程中有頻繁加減速、反復(fù)上下坡時(shí)，電流環(huán)作用的效果更加明顯。 3.3 集成啟動器交流發(fā)動機(jī) 集成啟動器交流發(fā)動機(jī)(integratedstarteralternator,ISA)技術(shù)是實(shí)現(xiàn)混合動力汽車的核心技術(shù)之一，該技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展取決于新型動力電氣技術(shù)的發(fā)展。IR公司的SteveClemente和ToshioTakahashi研究了這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展前景。本文介紹他們的最新研究成果。 圖1：啟動器交流發(fā)動機(jī)動力電氣模型的基本框圖及其動力部分示意圖。 汽車工業(yè)正努力通過電力驅(qū)動改造降低傳統(tǒng)

47、汽車的燃料消耗和廢氣排放，并為實(shí)現(xiàn)完全電氣驅(qū)動汽車的發(fā)展鋪平道路。集成啟動器交流發(fā)動機(jī)是實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)的基本構(gòu)件塊，目前不少行駛在歐洲和北美大街小巷中的汽車已采用了這項(xiàng)技術(shù)。某些“輕度混合動力(mildhybrid)”汽車?yán)肐SA在傳統(tǒng)引擎上實(shí)現(xiàn)了對用戶透明的“走走停?！辈僮?，從而節(jié)省了燃料消耗。“完全混合動力(fullhybrid)”汽車也已開始在市場上銷售，其主要特征是利用功能強(qiáng)大的電氣系統(tǒng)承擔(dān)更多的運(yùn)動操作。 在“走走停?！敝泄?jié)省燃料消耗 或許ISA最基本的功能是使傳統(tǒng)汽車在遇到紅燈停止時(shí)直接切斷引擎而不使其空轉(zhuǎn)。這樣不僅能減少有害氣體的排放，還改進(jìn)了燃耗消耗。當(dāng)然，我們還可以采用更先進(jìn)

48、的技術(shù)提升高峰值動力條件下的電氣性能，這些技術(shù)包括電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(EPS)、電動渦輪輔助設(shè)備(electronicturbo-assist)、變速車內(nèi)溫度控制(variable-speedclimatecontrol)、電動閥門控制、主動懸架及各種線傳控制(X-by-Wire)功能。這些技術(shù)在減輕整車重量的同時(shí)，還可以改進(jìn)燃料消耗和性能、增強(qiáng)引擎控制性能和效率、增加舒適度和安全性并增加駕駛員的滿意度。 圖2：顯示了具有電流和溫度感應(yīng)功能的3相模塊。 啟動器交流發(fā)動機(jī)面臨的主要技術(shù)挑戰(zhàn)是設(shè)計(jì)能在125C環(huán)境溫度下提供3KW功率的動力電氣模型。圖1顯示了該模型的基本框圖及其動力部分示意圖。在比較

49、成熟的實(shí)現(xiàn)方案中，系統(tǒng)將分為硬件和軟件兩部分：硬件安裝在啟動器交流發(fā)動機(jī)上，軟件則是主ECU的一部分。在某些平臺中，負(fù)載管理單元負(fù)責(zé)監(jiān)控動力分配并保證關(guān)鍵負(fù)載的優(yōu)先級最高。 圖2顯示了具有電流和溫度感應(yīng)功能的3相模塊，該模塊通常安裝在啟動器交流發(fā)動機(jī)上。重要的是，這類基本ISA非常適宜于現(xiàn)有平臺的改造，因?yàn)楦脑斓牧Χ茸钚∏页杀举M(fèi)用幾乎可以忽略不計(jì)。這一點(diǎn)非常重要，因?yàn)檫@有助于支持完全電動操作技術(shù)迅速進(jìn)入市場，甚至在汽車引入更先進(jìn)子系統(tǒng)之前即可進(jìn)行有效的性價(jià)比優(yōu)化。歐洲一些小型車和中型車已作好裝備這項(xiàng)技術(shù)的準(zhǔn)備，因?yàn)樵摷夹g(shù)能以一種對用戶完全透明的方式，在汽車“走走停?！辈僮髦泄?jié)省燃料消耗。

50、 增強(qiáng)電氣性能 為了更好地發(fā)揮ISA的效能，需要將ISA安裝在介于引擎和變速箱之間的傳動系統(tǒng)中。圖3顯示了電氣箱如何將電流饋送至以高效空間方式集成在引擎與傳送部分之間的電機(jī)。該技術(shù)可以提供恒定的14kW電啟動功率并使傳動系統(tǒng)主動減幅，從而徹底淘汰調(diào)速輪。這就是著名的ISAD系統(tǒng)，其中D表示減幅。 在引擎短暫中斷期間，為了保證配件實(shí)現(xiàn)全部功能，需要一個(gè)由電氣驅(qū)動的液壓泵提供動力方向盤(動力方向盤未來有望被完全電氣驅(qū)動的EPS取代，進(jìn)而淘汰液壓油)。同樣，可以對傳統(tǒng)的空調(diào)系統(tǒng)實(shí)施智能控制，這樣冬季為保持駕駛室熱量可使電動泵持續(xù)循環(huán)熱水，而夏季則使電動泵持續(xù)循環(huán)干冷空氣。 這些原理

51、已在現(xiàn)有的“輕度混合動力”多用途運(yùn)載車中得到體現(xiàn)。與傳統(tǒng)運(yùn)載車相比，這種新型運(yùn)載車通過采用再生制動和“走走停?！惫δ?，拖拉同等貨物時(shí)可節(jié)省10%至15%的燃油消耗。 干電池/Ultracap電容網(wǎng)絡(luò)同樣可以為電路板上的電氣配件或用戶輸出口插入的裝備(如打火機(jī)插座)提供電動力。ISA最上層框圖如圖4所示，與電池并聯(lián)的電容可以改進(jìn)電路板上新添加電氣子系統(tǒng)的電動力需求，這些電容可在剎車能量恢復(fù)中發(fā)揮重要作用。 設(shè)計(jì)人員現(xiàn)在已經(jīng)開始從高性能無傳感器架構(gòu)中受益，與感應(yīng)電機(jī)相比，無刷直流電機(jī)因其高效率和可控性而在架構(gòu)中得到應(yīng)用。雖然表面上這看起來與工業(yè)伺服傳動非常相似，但實(shí)際上兩者

52、具有本質(zhì)區(qū)別。7.5至12kW工業(yè)伺服傳動的年產(chǎn)量約為8萬套，而單個(gè)汽車平臺上的傳動數(shù)目就遠(yuǎn)超過這個(gè)數(shù)字。從技術(shù)的角度看，用于這些傳動的動力模塊必須承受至今工業(yè)界尚未可知的強(qiáng)大壓力。這些動力模塊必須能以極高的效率及最小的寄生效應(yīng)在150C環(huán)境溫度下傳送全部電動力。最后，這些動力模塊還必須對現(xiàn)有平臺的改造最小并能以幾乎可以忽略不計(jì)的成本使產(chǎn)品打入汽車市場。 提升到全電氣操作： 隨著動力平衡由引擎轉(zhuǎn)移到電機(jī)，總線電壓的提升也越來越具有現(xiàn)實(shí)意義。與降低成本和簡化設(shè)計(jì)簡化相比，減少傳導(dǎo)損耗無疑更引人注目。在電氣器件設(shè)計(jì)中，電導(dǎo)損耗決定了硅片的大小、封裝和熱交換器。由于電導(dǎo)損耗與電流的平方成

53、正比，因此總線電壓從42V提升至300V將使電導(dǎo)損耗降低50倍，而其他指標(biāo)保持不變。正是出于上述考慮，現(xiàn)在馳騁在大街小巷上的大多數(shù)“完全混合動力”汽車的總線電壓介于180V至300V之間。作為參考，圖5給出的相同模塊采用600VIGBT架構(gòu)，傳送的輸出動力可以增加40%至60%。 近期，兩種總線電壓很可能會共存在同一平臺上。14V總線仍然頗具吸引力，因?yàn)槟壳耙言?4V環(huán)境下開發(fā)了大量功能。因此，需要在兩種總線之間引入雙向直流到直流轉(zhuǎn)換器進(jìn)行動力穿梭傳送，這也將成為系統(tǒng)架構(gòu)的關(guān)鍵部分，因?yàn)樾枰撧D(zhuǎn)換器為14V條件下的汽車發(fā)動提供必要的動力。為了盡可能降低成本并增加動力密度，轉(zhuǎn)換器可以

54、與電機(jī)驅(qū)動集成：共享相同的總線電容、母線布局和熱交換器。圖6顯示了與ISA共享總線電容的1.5kW轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器采用了一種稱為“波紋轉(zhuǎn)向(ripplesteering)”的非傳統(tǒng)拓樸結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)可以盡可能降低電抗器件的規(guī)格。轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換效率為92%，偏差為5%或0.7V，動力密度為2W/cm3。 內(nèi)燃引擎在其100多年的發(fā)展歷程中，已經(jīng)達(dá)到性能提升的極限。駕駛員現(xiàn)在期望的引擎性能和效率采用任何其他替代技術(shù)都很難實(shí)現(xiàn)。但內(nèi)燃引擎迫于環(huán)保壓力注定將被取代，更何況有限的傳統(tǒng)燃料資源將進(jìn)一步推動這一進(jìn)程。 出于上述考慮，現(xiàn)在汽車產(chǎn)業(yè)正致力于研究各種替代方案，而絕大多數(shù)方案在很大程度上都

55、依賴于電氣操作。如果當(dāng)前汽車電子市場對通用電子器件和動力半導(dǎo)體帶來了沖擊，那么對未來電動車的需求將有助于建立一整套新基準(zhǔn)，包括動力處理性能、工作溫度、價(jià)格敏感度和魯棒性。先進(jìn)的運(yùn)動控制和動力管理模塊已經(jīng)進(jìn)入市場，可以滿足上述性能需求。這些替代方案將在后汽油時(shí)代汽車工程人員設(shè)計(jì)個(gè)性化交通工具中發(fā)揮至關(guān)重要的作用。 第四章 混合動力汽車在我國的發(fā)展 4.1 我國混合動力汽車在進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵時(shí)期 在這股產(chǎn)業(yè)化高潮中，國內(nèi)汽車企業(yè)也正在向國際接軌。從最初合資企業(yè)一汽豐田普銳斯混合動力轎車到如今包括一汽、上汽、奇瑞、長安、夏利、萬向的群雄逐鹿，混合動力汽車在我國已進(jìn)入科研轉(zhuǎn)向

56、產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵時(shí)期。 　　清華大學(xué)教授歐陽明高認(rèn)為，我國已基本掌握了混合動力汽車關(guān)鍵零部件和動力系統(tǒng)平臺技術(shù)，擁有了相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和測試能力，開發(fā)出一批混合動力汽車產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)了小批量的整車生產(chǎn)能力，并在多個(gè)城市開展了小規(guī)模示范應(yīng)用。 　 “但是與大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化和市場化要求相比，在產(chǎn)品可靠性、耐久性和成本控制以及政策環(huán)境、市場培育等方面我們還有較大差距。”科技部高新司副司長張志宏指出，為加快解決上述制約混合動力汽車產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的瓶頸問題，我國政府在局部小規(guī)模示范應(yīng)用的基礎(chǔ)上，近期將組織開展大規(guī)模推廣應(yīng)用工程，相關(guān)政府部門也在加緊制訂專項(xiàng)財(cái)政補(bǔ)貼方案。 　　中國汽車技術(shù)研究中心專家認(rèn)為，隨著政府積極

57、推動的以混合動力汽車為主的節(jié)能與新能源汽車大規(guī)模推廣應(yīng)用工程的啟動，我國將進(jìn)一步突破節(jié)能與新能源汽車的產(chǎn)業(yè)化瓶頸、降低制造成本、培育產(chǎn)業(yè)鏈，并在局部區(qū)域?qū)崿F(xiàn)顯著的節(jié)能減排效果，加速啟動我國節(jié)能與新能源汽車市場。 4.2 重點(diǎn)發(fā)展四種混合動力車 國家發(fā)改委節(jié)能與新能源汽車技術(shù)政策研究項(xiàng)目負(fù)責(zé)人吳志新：綜合考慮我國混合動力汽車目前的技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r，近期和中期，我國應(yīng)重點(diǎn)發(fā)展BSG(低度混合動力)轎車、ISG(中度混合動力)轎車，串聯(lián)混合動力公交車、并聯(lián)混合動力公交車。目標(biāo)用戶是：家庭用車、出租車和城市公交車。 　　如果相關(guān)政策到位，預(yù)計(jì)到2010年我國將有6-8個(gè)轎車企業(yè)（含合資企業(yè)）、

58、10余個(gè)混合動力轎車產(chǎn)品投入批量生產(chǎn)，將有4-5個(gè)客車生產(chǎn)企業(yè)的8-10個(gè)混合動力公交客車產(chǎn)品投入批量生產(chǎn)。年產(chǎn)量將達(dá)到15萬～20萬輛（其中公交客車產(chǎn)量2萬～3萬輛），占汽車總產(chǎn)量的1.5%～2%；年節(jié)約燃油15萬噸～25萬噸。 4.3 我國電動汽車標(biāo)準(zhǔn)體系的建立與完善 我國電動汽車標(biāo)準(zhǔn)是隨著國內(nèi)電動汽車開發(fā)應(yīng)運(yùn)而生的。在各有關(guān)政府部門支持下，全國汽車標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會于1998年新組建了電動車輛標(biāo)準(zhǔn)化分技術(shù)委員會，成為第24 個(gè)分技術(shù)委員會（代號SAC/TC114/SC27）。純電動汽車、混合動力電動汽車和燃料電池電動汽車是電動汽車的三種類型，在開始研究我國電動汽車標(biāo)準(zhǔn)體系時(shí)

59、，混合動力汽車標(biāo)準(zhǔn)就已包含其中。在“九五”期間，共有16 項(xiàng)主要針對純電動汽車的國家標(biāo)準(zhǔn)（其中有2 項(xiàng)為國家指導(dǎo)性技術(shù)文件）先后制定完成，是我國電動汽車標(biāo)準(zhǔn)的第一批成果。在國外特別是日本、美國混合動力汽車開發(fā)和應(yīng)用取得突出進(jìn)展的情況下，科技部將發(fā)展混合動力技術(shù)明確為“十五”期間電動汽車研究和產(chǎn)業(yè)化的重點(diǎn)。為加快我國混合動力汽車產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn)，縮小與先進(jìn)國家的技術(shù)差距，增強(qiáng)我國汽車工業(yè)在新技術(shù)領(lǐng)域中的競爭力，在科技部的要求和支持下，混合動力汽車標(biāo)準(zhǔn)的前期研究工作自2002 年初啟動，針對標(biāo)準(zhǔn)制定的重點(diǎn)領(lǐng)域和技術(shù)路線在國內(nèi)相關(guān)企業(yè)和高等學(xué) 校、研究機(jī)構(gòu)進(jìn)行了較為廣泛和深入的調(diào)研，還進(jìn)行了國內(nèi)外

60、標(biāo)準(zhǔn)資料的收集分析等準(zhǔn)備工作。在隨后兩年的研究中，對上述16 項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)中的5 項(xiàng)進(jìn)行了修訂，又新制定了10 項(xiàng)新的國家標(biāo)準(zhǔn)。 序號 標(biāo)準(zhǔn)代號 標(biāo)準(zhǔn)名稱 1 GB/T 18332.1-2001 電動道路車輛用鉛酸蓄電池 2 GB/T 18332.2-2001 電動道路車輛用金屬氫化物鎳蓄電池 3 GB/Z 18333.1-2001 電動道路車輛用鋰離子蓄電池 4 GB/Z 18333.2-2001 電動道路車輛用鋅空氣蓄電池 5 GB/T 18384.1-2001 電動汽車 安全要求 第1 部分：車載儲能裝置 6 GB/T 18384.2-2001 電動汽車 安全要求

61、第2 部分：功能安全與故障防護(hù) 7 GB/T 18384.3-2001 電動汽車 安全要求 第3 部分：人員觸電防護(hù) 8 GB/T 18385-2001 電動汽車 動力性能 試驗(yàn)方法 已修訂 9 GB/T 18386-2001 電動汽車 能量消耗率和續(xù)駛里程 試驗(yàn)方法 已修訂 10 GB/T 18387-2001 電動車輛的電磁場輻射強(qiáng)度的限值和測量方法 寬帶 9kHz～30MHz 11 GB/T 18388-2001 電動汽車 定型試驗(yàn)規(guī)程 已修訂 12 GB/T 18487.1-2001 電動車輛傳導(dǎo)充電系統(tǒng) 一般要求 13 GB/T 18487.2-2001

62、 電動車輛傳導(dǎo)充電系統(tǒng) 電動車輛與交流/直流電源的連接要求 14 GB/T 18487.3-2001 電動車輛傳導(dǎo)充電系統(tǒng) 電動車輛交流/直流充電機(jī)（站） 15 GB/T 18488.1-2001 電動汽車用電機(jī)及其控制器技術(shù)條件 已修訂 16 GB/T 18488.2-2001 電動汽車用電機(jī)及其控制器試驗(yàn)方法 已修訂 17 GB/T 19596-2004 電動汽車術(shù)語 新制定 18 GB/T XXXX-200X 電動汽車用儀表 新制定 19 GB/T XXXX-200X 電動汽車操縱件、指示器及信號裝置的標(biāo)志 新制定 20 GB/T XXXX-200X 電動汽車

63、傳導(dǎo)充電用插頭、插座、車輛耦合器和車輛插孔通用要求 新制定 21 GB/T XXXX-200X 混合動力電動汽車安全要求 新制定 22 GB/T XXXX-200X 混合動力電動汽車 動力性能試驗(yàn)方法 新制定 3 23 GB/T XXXX-200X 混合動力電動汽車 定型試驗(yàn)規(guī)程 新制定 24 GB/T XXXX-200X 輕型混合動力電動汽車 能量消耗量試驗(yàn)方法 新制定 25 GB/T XXXX-200X 輕型混合動力電動汽車 污染物排放測量方法 新制定 26 GB/T XXXX-200X 重型混合動力電動汽車 能量消耗量試驗(yàn)方法 新制定 4.4 我國混合動力

64、汽車標(biāo)準(zhǔn)的基本情況 1 制定項(xiàng)目的選擇 混合動力電動汽車，即傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)輸出的機(jī)械動力和電池輸出的電力共同作為驅(qū)動力的汽車，因此，兼有內(nèi)燃機(jī)汽車和純電動汽車的特征。經(jīng)過研究分析，由于混合動力汽車的電池動力系統(tǒng)主要提供輔助動力，除具有與電動汽車相似的電池及其管理系統(tǒng)、驅(qū)動電機(jī)及其控制系統(tǒng)等電驅(qū)動系統(tǒng)，工作電壓較高等特定情況外，車輛其他結(jié)構(gòu)特征及整車特性更接近于普通的汽車。適用于普通汽車和零部件的標(biāo)準(zhǔn)多數(shù)都可直接用于混合動力汽車。當(dāng)然，由于有電驅(qū)動系統(tǒng)，也有一些技術(shù)要求或試驗(yàn)方法需做針對性調(diào)整。同時(shí)，原有電池、電機(jī)及其控制器、電磁兼容等電動汽車標(biāo)準(zhǔn)和新制定的基礎(chǔ)性標(biāo)準(zhǔn)（如電動汽車術(shù)語、

65、儀表、標(biāo)志等）是電動汽車共用的標(biāo)準(zhǔn)，同樣也適用于混合動力汽車。因此，近年混合動力汽車標(biāo)準(zhǔn)的研究制定，主要考慮整車性能及安全、排放、能耗試驗(yàn)方法，這些也是政府部門產(chǎn)品管理的重點(diǎn)內(nèi)容。在已報(bào)批的6 項(xiàng)混合動力汽車標(biāo)準(zhǔn)中，有3 項(xiàng)是共用標(biāo)準(zhǔn)，即“安全要求”、“動力性能試驗(yàn)方法”和“定型試驗(yàn)規(guī)程”；關(guān)于輕型和重型混合動力汽車（以最大設(shè)計(jì)總質(zhì)量3.5 噸為限）的標(biāo)準(zhǔn)分別是2 項(xiàng)（能耗和排放試驗(yàn)方法）和1 項(xiàng)（能耗試驗(yàn)方法）。 2 標(biāo)準(zhǔn)的類型和屬性 除考慮混合動力汽車有高電壓回路和裝置而在安全要求方面規(guī)定了一些技術(shù)條件外，可以看到，其余的標(biāo)準(zhǔn)全部是試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)，沒有性能指標(biāo)要求。一方面，混合動

66、力汽車產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)型式和技術(shù)特點(diǎn)五花八門，各有所長，不可能也沒必要作出統(tǒng)一要求，；而且混合動力技術(shù)尚處于發(fā)展完善進(jìn)程中，過于明確地限定技術(shù)要求可能限制新技術(shù)的開發(fā)。即使是試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)，也基本上是基于傳統(tǒng)汽車的同類標(biāo)準(zhǔn)來設(shè)定混合動力汽車的試驗(yàn)條件和程序與原有的電動汽車標(biāo)準(zhǔn)一樣，所有制定完成的標(biāo)準(zhǔn)均是推薦性國家標(biāo)準(zhǔn)，也就是說，如何使用這些標(biāo)準(zhǔn)，取決于使用者自身。如果政府部門在對混合動力汽車產(chǎn)品的準(zhǔn)入管理中采用，則要慮哪些項(xiàng)目和內(nèi)容是必須的和可操作的。 3 采用國際標(biāo)準(zhǔn)和國外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn) 在我國，采用國際標(biāo)準(zhǔn)和國外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)是指導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)化工作的重要原則，在混合動力汽車標(biāo)準(zhǔn)的研究與制定工作中也得到貫徹。相對而言，我國在汽車技術(shù)領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究和技術(shù)開發(fā)水平與國外先進(jìn)水平存在著不小的差距。盡管在電動汽車技術(shù)方面我國在著力改變這種局面，也取得了可喜的進(jìn)步，但由于整體技術(shù)水平和工業(yè)基礎(chǔ)的限制，能夠在國際上有影響的技術(shù)創(chuàng)新還偏少。因此，充分借鑒國際上相對成熟的標(biāo)準(zhǔn)成果對于發(fā)展我國的電動汽車技術(shù)是有益和必要的。當(dāng)然，將我國在技術(shù)創(chuàng)新