私家汽車混合動力技術管理

時間：2022-10-26 15:25:52 本科畢業論文

私家汽車混合動力技術管理

　　本文分析了產業發展管理、技術發展現狀的主要問題，并對私家混合動力汽車的前景進行研究。

私家汽車混合動力技術管理

　　私家汽車混合動力技術管理【1】

　　摘要：能源危機,環境污染,效率低下,管理不完善等問題使得傳統的燃油發動機汽車不得不退出歷史舞臺,新能源汽車將成為未來的主流。

　　其中，混合動力汽車的發展尤其迅速，受到廣泛關注。

　　但是，產業管理存在不足，技術不夠完善，市場集中度偏低，消費群體對于混合動力的不了解導致混合動力汽車的發展現狀受到限制。

　　對此，本文分析了產業發展管理、技術發展現狀的主要問題，并對私家混合動力汽車的前景進行研究。

　　關鍵詞：混合動力汽車新能源鋰電池發展管理

　　第14屆上海國際汽車工業展覽會于2011年4月下旬舉辦完畢,傳統的燃油發動機汽車依然是整個車展的主流。

　　但是隨著地球上的能源漸漸地消耗殆盡，依靠燃油發動的汽車似乎很快就會有“繼承人”了。

　　不僅如此，有數據顯示在80%的道路條件下，一輛普通轎車只利用了動力潛能的40%，在市區更會跌至25%。

　　與此同時，燃油發動機排放廢氣對于環境的污染相當嚴重，這是導致全球變暖的主要原因之一。

　　所以無論從成本還是環保方面考慮，發展新能源汽車幾乎是“箭在弦上”，勢在必行了[1]!

　　1.混合動力汽車的發展歷程和技術簡介

　　電力發動的汽車似乎是現在最可行的新能源技術，尤其對于環境的保護所做的貢獻相當明顯。

　　然而當今的蓄電池技術阻礙了電動汽車的發展,純電動的汽車由于在動力和持久性等方面有所缺陷，這便給混合動力汽車(Hybrid-ElectricVehicel，縮寫HEV)的研發創造了機會。

　　混合動力汽車目前主要有3種。

　　一種是以發動機為主動力，電動馬達作為輔助動力的“并聯方式”。

　　這種方式主要以發動機驅動行駛，在當汽車處于起步、加速等對于燃油消耗較大的狀態時，利用電動馬達所具有的再啟動時產生強大動力的特征輔助驅動汽車，從而降低發動機的油耗。

　　另外一種是，在低速時只靠電動馬達驅動行駛，速度提高時發動機和電動馬達相配合驅動的“串聯、并聯方式”。

　　啟動和低速時是只靠電動馬達驅動行駛，當速度提高時，由發動機和電動馬達共同高效地分擔動力。

　　還有一種是只用電動馬達驅動行駛的電動汽車“串聯方式”，發動機只作為動力源，汽車驅動系統是靠電動馬達[2]。

　　2.混合動力技術的發展現狀

　　中國混合動力技術的發展幾乎可以用“飛快”來形容，各大汽車集團齊心協力，共同努力，共同進步，為中國混合動力汽車能夠普及到每家每戶，代替傳統的燃油動力汽車做出自己的貢獻。

　　以下便是近年各大汽車廠商在混合動力技術方面取得的一些成果：一汽集團――紅旗HQ3于2006年投產;上氣集團――與通用簽署協議，將聯手開發混合動力轎車和公交客車;東風集團――具有完全自由知識產權的羚羊混合電動車已產出樣車，其裝備混合動力技術的長安CV9已經下線;吉利集團――上海華普汽車已與同濟大學汽車學院簽署合作協議，預計3年內完成混合動力轎車商業化生產等等。

　　然而由于電池組造價成本占到整車的二分之一;使用壽命較短等問題,導致沒有車主愿意花兩倍的價錢買一款維修費用高,性能可能還不如傳統燃油動力的汽車。

　　所以私家混合動力汽車仍處于一個起步階段，依然存在許多技術問題有待解決[3]。

　　2.1 鋰電池的開發成本，安全性能和使用受命限制了混合動力的發展。

　　鋰電池在技術和成本上的突破是混合動力汽車推廣的關鍵。

　　其主要表現為安全性能和汽車動力電池的管理系統方面的問題。

　　安全性能方面，由于鋰電池具有能量密度大、工作溫度高、工作環境惡劣等方面的原因，使得其安全性能必須達到一定的高度才能被用戶所接受。

　　汽車動力電池的管理系統方面，由于汽車動力電池的工作電壓是12V或24V，而單個動力鋰電池的工作電壓是3.7V，因此必須由多個電池串聯而提高電壓，但由于串聯的多個電池組內的單個電池會出現充放電不平衡的狀況，導致電池出現充電不足和過放電現象，最終限制了電池的使用壽命，降低了可靠性能[4]。

　　2.2 配套設施的建立需要巨額投資

　　充電站網絡、多種形式的電池營銷、車輛維修服務網絡等是混合動力汽車的主要基礎配套設施。

　　能夠實現混合動力汽車產業化的關鍵就是建立一定數量的公用充電站，并配備專用電纜及插座等設施。

　　一個城市必須要建設至少十幾個到數十個公用充電站，市區內的出租車、私家車、商務車快速充電才能基本滿足。

　　這些配套設施的建造需要巨額資金才能完成。

　　3.私家混合動力車的前景

　　3.1 混合動力汽車的技術優勢

　　由于電動機的輔助，混合動力汽車對于燃油的需求必然比傳統燃油發動機汽車少，3.4升左右的百公里油耗是傳統汽車望塵莫及的，這在能源短缺的大環境下符合社會的發展趨勢;燃油需求量少的另一優勢就是廢氣排放量低，電動機是不會排放任何廢氣的，這也符合“低碳經濟”的可持續發展;同時電動馬達可以在啟動瞬間產生強大的動力，所以混合動力汽車擁有更強勁的起步、加速，借助原動機動力，無需消耗電池組有限電能，從而保證了成做的舒適性，使駕駛者的安全得到提升，勞動強度得到降低[5]。

　　3.2 國家對于混合動力技術的政策支持

　　3.2.1 政府應在多個城市建設充電站和改造電網

　　中國在未來三年將投入100億元的研發費用以及200億元新能源車推廣運用的資金。

　　而這其中200億元的新能源車的推廣,主要用于充電電站的建設和電網改造，普通消費者購買時的財政補貼和稅費減免，以及相關企業的稅費減免。

　　同時,“十城千輛”的示范運行能使新能源汽車購買給予補貼等政策自下而上啟動市場，路徑準確鮮明。

　　工信部和科技部也有動作，前者先是主持召開了規格極高的“2009中國電動汽車產業發展國際論壇”，緊接著又宣布了新能源標準試驗標準和方法全面啟動;后者的部長萬鋼則不斷穿梭于中國13個首批節能和新能源汽車示范推廣試點城市。

　　預計2012到2025年間新能源汽車年產量將超過100萬輛，最終使得中國傳統燃油汽車占乘用車保有量的50%左右，新能源汽車的迅猛發展是必然趨勢。

　　3.2.2 國家高度關注新能源汽車的研發和產業化

　　在中投顧問發布的《2008-2010年中國新能源汽車產業分析及投資咨詢報告》中顯示，中國自21世紀初便開始了對新能源汽車產業的關注。

　　我國的“863”計劃電動汽車重大專項早在2001年就啟動了，建立了以純電動、混合動力和燃料電池汽車為三縱”，多能源動力總成控制、驅動電機、動力蓄電池為“三橫”的所謂“三縱三橫”開發布局。

　　“十一五”以來，中國提出“節能和新能源汽車”戰略，政府高度關注新能源汽車的研發和產業化。

　　美國通用公司中國政策主管圖拉卡斯評價說：“中國有能力當好領航者”，并且中國在2008年就生產了混合動力或者電動汽車2100輛。

　　只要廣大的中國消費群體接受混合動力汽車，使混合動力汽車盡快地普及到每家每戶，那么中國的汽車產業將引領全球電動汽車產業，增加就業，擴大出口，使得中國的汽車產業真正崛起。

　　綜上所述:汽車是當今社會的最重要，最普遍的交通工具之一。

　　即使在中國這樣的發展中國家，私家汽車也已不占少數了，給人們的生活帶來了很多便利。

　　但由于傳統燃油發動機汽車油耗大、廢氣排放量高、效率相對低下，給可持續發展經濟帶來了阻礙、加劇了環境的污染，是即將被時代淘汰的產物。

　　在大勢所趨下，汽車的混合動力技術得到了開發。

　　它主要是用來緩解傳統汽車對于能源消耗和環境污染的問題，在發展前景上擁有很大的優勢。

　　但正所謂“萬事開頭難”，混合動力的發電機存在安全性能差、穩定性能低、蓄電池的使用壽命短、制造成本高等問題有待解決;加上配套設施的不完善，使得混合動力技術的發展遇到了困難，私家混合動力汽車的普及更是需要一定的等待時間。

　　但是人類在進步、科技在發展、政府在扶持、生態環境需要保護，使得汽車混合動力技術的進步已經無法停止，甚至在以更快的步伐前進。

　　例如寶馬的i3和i8兩款混合動力汽車將在近兩年進行量產，勢必會給私家混合動力汽車開個好頭!相信在不久的將來，一旦技術成熟，性能安全可靠，價格親民，充電站等設施的完善，終將讓混合動力汽車走進尋常百姓家。

　　參考文獻：

　　[1]魚鴻杰、蘆珊.中國混合動力汽車產業的發展困境與出路[J].上海:上海社會科學院,部門經濟研究所,2011:117-124.

　　[2]趙強、史文濤、龐立江.簡析我國混合動力汽車現狀及發展前景[J].河北:石家莊理工職業學院,2010:12-14.

　　[3]石舒婭.混合動力汽車市場發展階段研究[J].湖北武漢:武漢理工大學汽車工程學院,2010(03):5-10,23.

　　[4]李連升.我國新能源汽車發展研究[J].交通運輸部管理干部學院,2011(02):94.

　　[5]陸奇志、馬爾旦・百合提努爾.混合動力汽車的發展趨勢及發展前景,新疆交通職業技術學院,2011(3):100,98.

　　汽車混合動力技術【2】

　　[摘要]對汽車混合動力技術的發展現狀與前景進行研究，站在科學發展觀的全新角度，將全新的技術理念進行貫徹運用，找先進技術在實施過程中遇到到的困難，對串聯式、并聯式、混連式和電動輪式的汽車機構原理及優缺點進行有效闡述，為更好地認識混合動力技術打好基礎。

　　[關鍵詞]汽車機構混合動力發展現狀

　　創新技術把握重點事項，真正將各種類型的混合動力技術關注起來，在全面的技術發展形成中，找到混合動力技術目前存在的問題，然后根據實際情況，使真正的動力技術能夠得到有效研究，在長期的經驗總結過程中，不斷革新，不斷突破，才能使其真正找到適合自己的發展前途。

　　一、汽車混合動力技術發展現狀研究

　　對于汽車混合動力發展現狀進行有效研究，真正將系統性的研究方案關注起來，將不同的混合動力機進行研究，努力發現其中的優缺點，才能找到現狀發生的原因。

　　(一)現行混合動力技術原理研究

　　混合動力技術原理是比較復雜的一個問題，在我們研究過程中，主要就是將內燃機、電氣、機械、能源技術事項進行研究。

　　對于混合型動力技術來說，將能量轉換器用來提供較為充足的能量，帶動各種不同的發動機的運行，在進行不同類型的發動裝置的運用過程中，努力突破現有的束縛，使電氣設備能夠改頭換面，不斷捕捉到更加新穎的動力來源，使自身的建設能力得到有效提升，在各種機械的帶動下，完成運行工作，帶動汽車前進。

　　(二)現有混合動力技術發展現狀具體研究

　　首先來說串聯式混合動力技術，它是一種直接利用電能進行對發動機的驅動裝置，在帶動車輪運行的時候，運用儲能裝置對發動機的輸出與電動機進行有效調節，完成驅動。

　　這種驅動方式比較簡單，但是能量耗費較大，而且帶動提升的汽車行駛距離不長，隔一段路程就需要加一次電，一般多用于大型汽車的驅動上。

　　其次是并聯式混合動力技術，它是一種靠多種機械共同帶動的驅動模式，通過對發動機對變速裝置與驅動橋的連接，來平衡發動機的荷載，產生高效率的能量，在驅動過程中，能夠將能量源源不斷地進行供應。

　　這種方式比較迅速地解決了各種困難，但是其操作比較復雜，一般只運用到高速行駛的汽車上的。

　　混聯式動力技術就是將串聯與并聯的技術進行融合，在進行全新的驅動過程中，使其效果更加明顯，不論是對發動機的要求，還是全面電動的驅動都有較大的提升，在進行全面的能量供應期間，對全面的技術進行了有效控制，幫助更多的動能得到了有效進步，在完善過程中，也對相應的制動等事項進行了可行性的分析與改觀，使整體的混合動力效果能夠突出出來，不斷進行改變，使自身的建設效果能夠真正得到有效提升。

　　雖然這項技術的效果比較突出，但是其設計要求比較高，設計費用也是比較高昂的，所以使用困難也是相當突出的。

　　二、汽車混合動力技術發展前景展望

　　汽車混合動力技術的發展依靠動力性能的提升與進步來完成，在進行對能力提升、經濟性、清潔環保等事項的突出滲透中，體現出較高的水平，并且使機械等各種輔助型的建設體系的能力能夠全面提升上來。

　　(一)汽車混合動力技術的發展內容演繹

　　將汽車混合動力技術進行全面研究，就要站在節能環保、經濟實用、創新滲透的角度來看。

　　首先來說就是將動力技術中各個環節都進行重新變更，使技術與能量的提升過程中，找到自身發展的全新技術供應突破口，擺脫自身原有的束縛，彌補原有技術中浪費能源，技術供應不全面的特征，必須將自身的各個細節都重視起來，迎合更加創新的實施思路，不斷進行有效變更，在驅動與聯動過程中，將全新的技術能力發揮出來，才能真正將自身的提升建設方向找準，不斷迎合更加優良的實施方案的滲透，使自身的建設效果能夠不斷進行完善提升。

　　其次就是對全面的技術供應過程中，對節能環保事項研究清楚，彌補落后的思想，創建更加優良的技術實施環境，為了將內部與外部的建設標準更好地提升上來，將自身的建設效果能夠融合到先進的技術供應中去，才能從根本上解決各種不可能的問題。

　　(二)經濟型與技術型的混合搭配

　　建立經濟節約型的技術供應環境，就要將混合動力技術中外加的動力電池的成本進行有效控制，還要了解電力驅動程序與電子控制系統中的不同類型的發展建設標準，了解清楚不同的動力驅動環節中的各項系統的細節之后，就要真正將全面的技術供應帶進行有效提升，不但要將現有的技術進行有效融合，而且要將其運行成本降到最低水平，真正將密切的聯動關系找出來，使自身的建設標準能夠得到有效提升，使自身的建設成本能夠不斷降低。

　　(三)能源的良好控制研究

　　控制好動力能源，就要將再生能源與全新的能源供應事項認識清楚，真正將自身的電池壽命認識清楚，為了使更加優良的建設效果呈現出來。

　　真正將能源的全新應用與節約事項認識清楚，克服混合動力技術中存在的驅動連帶的困難，使能源在進行長期的運用過程中，找到節約與重新捕獲的創新能源來源，使自己的建設能力能夠真正為我們的發動機驅動事項進行長期的供應，為保證能源的全面使用，所以將完善的動力能源進行有效彌補，不斷創新，不斷改革，才能使能源的建設環境建立在更加科學的層面上來。

　　(四)綜合事項的創新演繹

　　將燃油機、發動機、電動機等設備進行有效關注，真正將自身的能力提升來，保證在各個環節的帶動下，使自身的建設動力提升上來。

　　并且保證燃油廢氣的排放量降低下來，為整體的大環境的空氣控制事項做出貢獻;使內部電池的容量進行適當的減小，使其全面的造價成本控制好，不斷加強對全新技術的演繹能力，放眼未來，真正將內部的建設技術進行系統性的供應與發展，使全面的建設環節能夠得到完善進步與提升，帶動不同層面的技術提升，為更好的發展打好優良的基礎。

　　總結：

　　將全新的混合動力技術進行有效提升，就要將其發展的現狀認識清楚，我們將內部的驅動原理與全面的驅動連帶事項進行有效研究，找到解決問題的最佳方法，真正將經濟實用性、節能環保性、技術改進性的原則突出出來，才能將原有的問題進行全面地解決。

　　參考文獻

　　[1] 何云信，謝文尚.汽車混合動力技術發展現狀及前景[J].裝備制造技術，2010(2).

　　[2] 何友觀，諸孝文.同步發電機最大諧波勵磁繞組匝數的間接法測定[J].電機與控制應用，2010(7).

　　[3] 張士華.熱變形模具鋼熱處理工藝的革新[J].模具工業，2009(6).

　　混合動力汽車要解決的關鍵技術【3】

　　摘要：隨著汽車工業的高速發展起來，能源短缺與環境問題日益凸顯，混合動力汽車作為一種新型節能環保汽車應運而生。

　　混合動力汽車與現在市面上出售的內燃機汽車相比，它不單單在節油和環保上具有明顯的優勢，而且其在動力性能和行駛里程方面也絲毫不遜色。

　　基于以上諸多優點而日漸成為現今各大大型汽車公司研發的熱點。

　　近幾年國內外各大大型汽車公司在混合動力汽車方面的研究成果卓越，并且還提出了一系列其迫切需要攻克的技術難題。

　　關鍵詞：混合動力;發展狀況;關鍵技術

　　1 混合動力電動汽車的基本構成及其特點

　　所謂混合動力電動汽車，顧名思義是指在同一輛汽車上同時安裝兩個動力系統，即電力驅動系統和輔助動力單元的汽車，其中電力驅動系統是利用電動機為汽車提供驅動力，這是汽車驅動力的主要來源。

　　而輔助動力單元是燃燒石油、天然氣這類化石燃料的原動機或由原動機驅動的發電機組，這為汽車的驅動提供輔助動力。

　　這樣的組合在充分利用內燃機汽車帶來的方便、快捷優點，又可以發揮電動汽車節能、環保的優點，同時還可以避免他們各自作為動力系統所帶來的缺點。

　　這樣一來就可以從根本上解決當前內燃機汽車排放量高和油耗量大的的問題，而不用通過限行、搖號等治標不治本的方法了。

　　2 混合動力電動汽車的基本構成

　　根據混合動力電動汽車驅動系統分為串聯式混合動力驅動系統、并聯式混合動力驅動系統和混聯式混合動力驅動系統3種類型。

　　2.1 串聯式混合動力驅動系統

　　原動機通過在內燃機中燃燒石油、天然氣等化石燃料經過一些列化學反應獲得原動力，發電機在將其動能轉化為電能，進行發電，控制器將發電機帶來的電能輸送到蓄電池進行電能的儲存，或用于電動機上將電能轉化為動能，在變速機構下為汽車提供驅動力。

　　原動機輸出動能和電動機發電需求電能通過電池進行中轉。

　　頻繁啟動、加速行駛和低速運行對原動機工況有非常高的要求，其必須在最佳工況點附近持續運作，以此來提供頻繁啟動所需穩點的驅動力，串聯式混合動力驅動系統才能到達這一要求。

　　但是串聯式結構的使用有一定缺陷，它會降低整個驅動系統的效率，因為發電機提供的電能與電動機提供的機械能在相互轉化過程中一定會有能量損失，故大客車常選用此系統。

　　2.2 并聯式混合動力驅動系統.

　　發動機與電動機分別向汽車提供驅動力，因為中間沒有能量的轉換，所以不存在能量的損失，系統整體效率得以提高。

　　但是并聯式混合動力驅動系統也有其不足，由于發動機直接與車輛的驅動輪連接，因而汽車具體行駛工況會隨著發動機運行工況的變化而改變。

　　2.3 混聯式混合動力驅動系統

　　發動機的機械能一部分給驅動橋，用于汽車啟動所需的驅動力;而另一部分則給發電機，發電機發出的電能要么輸送給電動機用于轉化成機械能。

　　驅動系統在汽車低速行駛時，主要以串聯方式工作，使原動機穩點在最佳工況點附近運作;而在汽車高速行駛時，則以并聯方式工作用以提高系統整體的效率。

　　因此混聯式混合動力驅動系統不僅利用了串聯式混合動力驅動系統獲得了較大的驅動力，也利用了并聯式混合動力驅動系統的較高的系統效率，使原本單一工作的發電機、發動機、電動機等部件有更多靈活、多變的組合，從而使汽車在復雜的工況下仍能選擇出相對較優的驅動系統，從而更好的完成運行。

　　3 混合動力汽車的發展狀況

　　3.1 國外發展狀況

　　從1980年以來，國外各大品牌汽車公司開始把目光投向電動汽車和混合動力汽車，這為混合動力汽車的客觀發展提供了條件。

　　進入21 世紀后，混合動力汽車更是迎來了發展的黃金時期，為了將混合動力汽車從實驗室的研發階段迅速投入實際生產應用階段，以獲得豐厚的利益，各國根據自己的品牌特點，推出了不同類型的產品。

　　1991年大眾公司首次推出了混合動力微型汽車，最高時速為131km/h，每百公里消耗1.4L汽油和13kW/h的電能，它的問世，立刻引來外界廣泛的關注，混合動力汽車的研發全面展開。

　　1997年，豐田公司推出了名為Prius的混聯式混合動力電動汽車，最高時速可達到140km/h，起行駛車程與普通汽車不相上下，憑借其優良的性能，深受消費者的喜愛。

　　自上市來豐田Prius混合動力汽車全球已經賣出了超過12萬輛，是至今為止銷量最好的。

　　3.2 國內發展狀況

　　混合動力系統汽車的研究在我國起步相對較晚，我國首輛混合動力客車于1999年問世。

　　2001年底，為應對日益惡劣的環境問題和國外混合動力汽車進入國內市場給我國傳統汽車產業帶來的巨大沖擊和挑戰，我國啟動了電動汽車科技攻關項目，由國家投資讓高校、企業參與研發，攻克電動汽車的技術難題。

　　混合動力汽車如雨后春筍般很快涌現出來，東風電動車輛股份有限公司率先開發出混合動力轎車，隨后天津清源電動車輛有限公司開發出混合動力中型客車，其最大的亮點在改善燃油燃燒效率上，與傳統汽車相比其效率提高了15%以上，這是難以想象的;近來長安集團也已開始了混合動力汽車的研發，其下的“羚羊”品牌的混合電動車由其獨立自主研發，沒有借助國外技術，這在國內還是非常罕見的。

　　據悉，長安公司的首款混合動力汽車將于2006年開始正式投入生產。

　　奇瑞、華普等國內其他汽車公司為了爭奪市場份額，目前也在緊張地進行混合動力汽車的研究。

　　4 混合動力汽車的關鍵技術

　　混合動力汽車要想投入實用生產階段，其面臨技術難題包括以下幾個方面：

　　4.1 混合動力單元技術

　　為了減少排放量、降低油耗量，需要使發動機始終處在低油耗區下工作，這就要求控制系統能夠根據運行的工況適時開關。

　　先進的檢測系統用以適時檢測工況，成熟可靠的動力復合裝置用以調節驅動力的大小，這兩者的功率需要合理的分配才能最終達到控制的要求。

　　4.2 能量存儲技術

　　汽車在加速和爬坡時需要較大的驅動力，這就需要較高功率比的能量存儲裝置提供大功率，以此提供較大的驅動力。

　　4.3 能量的高效利用

　　充電能力是衡量一塊充點電池的重要指標之一，快速的充電能力是一塊蓄電池必不可少的，良好的蓄電池能及時收回剎車時的動能。

　　現今的高功率電池往往能到達快速充電的要求，但是接受能力方面卻差強人意，以至于不能及時回收剎車時的動能，這個問題不解決，就不能高效的利用能量。