【文章內(nèi)容簡介】 由于作為純電動汽車的關鍵零部件之一的電池在能量密度，壽命，價格等方面的問題，是的純電動汽車的性價比無法與傳統(tǒng)的內(nèi)燃機汽車相抗衡。盡管目前具有世界先進水平的純電動汽車的性能與內(nèi)燃機汽車已不相上下，但過高的成本其難以商品化。燃料電池汽車具有極高的效率，低排放，低噪聲，氣甲醇燃料有廣泛的來源，并可再生等重大優(yōu)勢，已成為世界各大汽車集團新世紀激烈競爭的焦點，被喻為 21 世紀改變?nèi)祟惿?活的十大高科技項目之首，但產(chǎn)業(yè)化仍需較長時間。在這種環(huán)境下，融合內(nèi)燃機汽車和電動汽車優(yōu)點的混合動力汽車異軍突起，在世界范圍內(nèi)成為新型開發(fā)的熱點。 北京吉利大學 07 屆畢業(yè)論文 (設計 ) 國內(nèi)外混合動力汽車的發(fā)展 日本混合動力 /電動汽車發(fā)展概況 日本汽車保有量占全球第二位，由于人口密集，國土狹小，石油 100％依賴進口。因此，日本對 EVHEV的研發(fā)十分重視。日本從 1965 年開始電動車的研制、通產(chǎn)省正式把電動車列入國家項目， 1967 年成立了日本電動車協(xié)會，促進了電動車事業(yè)的發(fā)展， 1971 年日本通產(chǎn)省就制定了電動 汽車的開發(fā)計劃， 1991 年日本通產(chǎn)省又制定了 “ 第三屆電動汽車普及計劃 ” ，提出到 2024 年日本電動汽車的年產(chǎn)量達到 10 萬輛，保有量達到 20 萬輛。 2024 年 7 月，日本開展了 “ 低公害車開發(fā)普及行動 ” ，將 EVHEV 列為重點開發(fā)的低公害汽車之列，并制定了專門的政策，以促進 EVHEV 的普及應用； 2024 年提出從 2024 年開始大幅度限制尾氣排放，制定了《新長期排放限制》的標準，準備用于 2024 年以后銷售新車的一項排放法規(guī)； 2024 年 2 月 26 日，日本中央環(huán)境審議會大氣環(huán)境領域的一個專門委員會（環(huán)境大臣的咨詢機構）提出了一份 將要納入這項法規(guī)的尾氣排放標準的咨詢提案。這項提案的內(nèi)容包括將顆粒狀物質(zhì)（ PM）含量比現(xiàn)行標準的要求最大削減85%，將氮氧化物（ NOx）削減 50%等一些內(nèi)容，該法規(guī)的實施將進一步推動 EVHEV 的發(fā)展。按照目前的發(fā)展速度，預計在 2024 年將達到 210 萬輛。如圖 2 所示 圖 2 世界混合動力汽車保有量 美國混合動力 /電動汽車發(fā)展概況 北京吉利大學 07 屆畢業(yè)論文 (設計 ) 汽車工業(yè)是美國的支柱產(chǎn)業(yè)，給美國帶來了繁榮昌盛，但同時也帶來了能源危機、環(huán)節(jié)污染以及資源的浪費。美國近年來幾乎要從國外進口全國消耗量一半以上的石油。為了避免受到石油危機的沖擊，美國十分重視對混合動力汽車的研究和開發(fā)。 1976 年卡特總統(tǒng)簽署 EV/HEV 研究開發(fā)和示范法案，授權美國能源部執(zhí)行和管理 EV/HEV 研究計劃，但是直到九十年代初電動車的研究在美國才真正開始。 1990 年 10 月布什總統(tǒng)簽署清潔空氣法嚴格規(guī)定了汽車排放的標準，同月加州政府也有了新的規(guī)定，即要求汽車制造商在加州銷售的車輛中百分之二必須是零排放車 輛，而當時只有純電動汽車才可能達到零排放車輛的要求。 歐洲混合動力 /電動汽車發(fā)展概況 德國政府十分重視環(huán)節(jié)保護，投入了大量的資金用于 EV 的研發(fā)， 1971 年成立了城市電動車交通公司(GES)，積極組織 EV 的研究與開發(fā)。 1991 年在拜爾州投入了 300 輛 EV 進行運行。拜爾州還撥 400 萬馬克，用于資助用戶車價的 30%購買電動汽車。另外，漢堡市也采取資助用戶車價的 25%來鼓勵用戶購買電動汽車。德國政府指定奔馳汽車公司和大眾合資建立的德國汽車工業(yè)有限公司的科技開發(fā)機構， 1992 年德國政府撥款 2200 萬馬克，在呂根 (Rugen)島建立歐洲 EV 試驗基地，組織了四大公司 62 輛各類電動車在呂根半島城運行試驗，對 64 輛電動汽車和電動汽車的系統(tǒng)工程進行長達 4 年的大規(guī)模試驗，并有很多國家和城市都派有 EV 參加呂根島的實驗。 1994 年展示出了 19 種轎車， 13 種面包車， 4 種大客車，都進入了實用階段。 我國混合動力 /電動汽車發(fā)展概況 談到汽車新能源的發(fā)展，在中國還往往停留在電動汽車的探索上。在新世紀，汽車發(fā)展的技術路線趨于理智而統(tǒng)一：近期從油電混合動力下手大幅度降低油耗和排放；長遠靠資源極為豐富，且完全沒有污染的氫動力燃料電池重新定義汽車。氫動力燃料電池車，是一項必須關注的前沿技術，但僅僅是 “ 關注 ” 即可。而混合動力車的研發(fā)倒應 是混 北京吉利大學 07 屆畢業(yè)論文 (設計 ) 合動力車并非什么遠在天邊的高科技，又有成熟的商品化車型可借鑒。二是混合動力車特別適合中國大城市交通普遍擁堵，汽車頻繁制動的國情，節(jié)能治污的效果可以發(fā)揮到極致。 混合動力汽車的主要組成 (1)發(fā)動機 混合動力汽車可以廣泛地采用四沖程內(nèi)燃機 (包括汽油機和柴油機 ),二沖程內(nèi)燃機 (包括汽油機和柴油機 ),轉子發(fā)動機 ,燃氣輪機和斯特林發(fā)動機等 .一般轉子發(fā)動機和燃氣輪機的燃燒效率比較高 ,排放也比較潔凈 ,采用不同發(fā)動機就可以組成不同的混合動力汽車 .(2)電動機 混合動力汽車可 以采用直流電動機 ,交流感應電動機 ,永磁電動機和開關磁阻電動機等 .隨著混合動力汽車的發(fā)展 ,直流電動機已經(jīng)很少采用 ,多數(shù)采用了感應電動機和永磁電動機 ,開關磁阻電動機應用也得到重視 ,還可以采用特種電動機為混合動力汽車的驅(qū)動電動機 ,采用不同的電動機就可以組成不同的混合動力汽車 .(3)電池 混合動力汽車可以采用各種不同的蓄電池 ,燃料電池 ,儲能器和超級電容器作為 “ 電池 ”, 一般電池是作為混合動力汽車的輔助能源 ,只有在混合動力汽車用電動機啟動發(fā)動機或電動機輔助驅(qū)動時才使用 .混合動力汽車的分類 （ 1）按動力傳動系統(tǒng)布置 分類 目前世界各國研究發(fā)現(xiàn)的混合動力汽車有不同形式的結構，根據(jù)其動力傳動系統(tǒng)的配置和組合方式不同，分為串聯(lián)式，并聯(lián)式和婚戀史 3 種組合方式，各自的結構形式和特點如下。 北京吉利大學 07 屆畢業(yè)論文 (設計 ) 串聯(lián)式混合動力驅(qū)動系統(tǒng) 串聯(lián)式混合動力驅(qū)動（ SHEV）系統(tǒng)的示意如圖 11 所示。輔助動力單元 (APU）由原動機和發(fā)電機組成，通常將這兩個部件集成為一體。原動機帶動發(fā)電機發(fā)電，起點能通過控制器直接輸送到電動機，由電動機產(chǎn)生驅(qū)動力矩驅(qū)動汽車。電池實際上其平衡原動機輸出功率和電動機輸入功率的作用：當發(fā)電機 的發(fā)電功率大于電動機所需的功率時（如汽車減速滑行，低速行駛或短時停車等工況），控制器控制發(fā)電機向電池充電，當發(fā)電機法處的功率低于電動機所需的功率時（如汽車起步，加速，高速行駛，爬坡等工況），電池則向電動機提供額外的電能。 圖 11 串聯(lián)式混合動力汽車 北京吉利大學 07 屆畢業(yè)論文 (設計 ) 串聯(lián)式結構可使發(fā)動機不受汽車行駛工況的影響，始終在其最佳的工作區(qū)穩(wěn)定運行，因此，可使汽車的油耗和排污降低，串聯(lián)式混合動力汽車特別適用于在市內(nèi)低速運行的工況。在繁華的市區(qū)，汽車在起步和低速時還可以關閉原動機，只利用電