1、【精品文檔】如有侵權，請聯系網站刪除，僅供學習與交流新能源汽車混合動力汽車的前景分析.精品文檔.序號：           編碼：           重慶理工大學第十七屆“開拓杯”學生課外學術科技作品競賽參賽作品作品名稱：新能源汽車混合動力汽車的前景分析     作品類別：       A自然科學類學術論文 

2、;            類別：A自然科學類學術論文                     B 科技發明制作C哲學社會科學類學術論文與社會調查報告新能源汽車混合動力汽車的前景分析摘要：基于環境和能源問題的日益嚴重，以采用非常規的車用燃料作為動力來源，形成的技術原理先進、具有新結構的新能源汽車，尤其是混合動力汽車（同時

3、裝備熱動力源和電動力源）占據了人們的視線。我們知道，自1993年美國率先通過由國家組織，大型汽車公司開發的模式發展新能源汽車開始，美國和日本已經成為了混合動力汽車（HEV）的最主要開發和需求市場。豐田，本田等大型汽車公司更是居于領先地位。尤其是2003年以來，HEV市場的大幅增長表明了HEV產業正在趨于成熟。我國混合動力研究起步較晚，2001年，科技部在“十五”國家科技計劃中設立電動汽車重大專項，選擇新一代電動汽車技術作為創新的主攻方向，組織企業、高等院校和科研機構聯合攻關。目前，混合動力汽車已經實現產業化，我們以混合動力汽車普銳斯（prius）為例，在生產技術和汽車性能層面進行分析，指出混合

4、動力汽車的優缺點動力性能并駕齊驅，但油耗比常規汽車大幅減少；但成本過高，電池技術的落后還是令人擔憂。基于對混合動力汽車發展前景的看好，我們現提出一種較為實際的HEV發展方案60公里行程內采用純電力驅動以電作為基本的動力，而以油彌補蓄電池在儲能方面的缺點，采用并聯連接驅動系統。關鍵詞：新能源汽車、混合動力、發展前景、技術方案一、 新能源汽車的定義和分類1、新能源汽車生產企業及產品準入管理規則已于2009年7月1日正式實施，規則強調說明：新能源汽車是指采用非常規的車用燃料作為動力來源（或使用常規的車用燃料、采用新型車載動力裝置），綜合車輛的動力控制和驅動方面的先進技術，形成的技術原理先進、具有新技

5、術、新結構的汽車。新能源汽車包括混合動力汽車（HEV）、純電動汽車（BEV，包括太陽能汽車）、燃料電池電動汽車（FCEV）、氫發動機汽車、其他新能源（如高效儲能器、二甲醚）汽車等各類別產品。其中混合動力汽車、純電動汽車和燃料電池汽車是當前新能源汽車研究的熱點，目前真正達規模量產的新能源汽車只有混合動力汽車。2、混合動力汽車(Hybrid Electrical Vehicle,簡稱HEV)是指同時裝備兩種動力來源熱動力源(由傳統的汽油機或者柴油機產生)與電動力源(電池與電動機)的汽車。通過在混合動力汽車上使用電機，使得動力系統可以按照整車的實際運行工況要求靈活調控，而發動機保持在綜合性能最佳的區

6、域內工作，從而降低油耗與排放。根據混合動力驅動的聯結方式，混合動力系統主要分為以下三類：一是串聯式混合動力系統。串聯式混合動力系統一般由內燃機直接帶動發電機發電，產生的電能通過控制單元傳到電池，再由電池傳輸給電機轉化為動能，最后通過變速機構來驅動汽車。二是并聯式混合動力系統。并聯式混合動力系統有兩套驅動系統：傳統的內燃機系統和電機驅動系統。兩個系統既可以同時協調工作，也可以各自單獨工作驅動汽車。三是混聯式混合動力系統。混聯式混合動力系統的特點在于內燃機系統和電機驅動系統各有一套機械變速機構，兩套機構或通過齒輪系，或采用行星輪式結構結合在一起，從而綜合調節內燃機與電動機之間的轉速關系。根據在混合

7、動力系統中，電機的輸出功率在整個系統輸出功率中占的比重，也就是常說的混合度的不同，混合動力系統還可以分為微混合動力系統、輕混合動力系統、中混合動力系統、完全混合動力系統這四類。二、 混合動力汽車的產生在美國，自1990年以來，由于環境和能源問題以及美國加州“零排放車輛法”的推行，各大汽車廠商更加注重對電動汽車的開發， 1993年9月，美國能源部和三大汽車公司牽頭成立了“新一代汽車伙伴關系(PNGV)”，美國政府通過PNGV與汽車界達成了多種合作研究、開發協議，并協調政府有關部門，國家實驗室和三大汽車公司的人力、物力資源，開展高效節能汽車包括HEV的研究。到目前為止新能源汽車特別是混合動力汽車已

8、經有了很大的發展。特別是近幾年混合動力汽車更是以及快的速度發展。三、 混合動力汽車的發展現狀分析（一）市場分析1、國際市場(1)、現在美國、日本和歐洲研究新能源汽車的重心都在混合動力上，并且取得了一定的成績，混合動力汽車的需求量也主要集中在美國和日本，而日本的本田和豐田公司則占據了絕大部分市場（見圖二表），下面圖表可以清楚的看出來。圖表一：全球混合動力銷量（2004-2008年1-9月，單位:萬輛）圖表二：2005年世界HEV市場，百分比分布 12（2）、混合動力汽車從產生到現在發展迅速，特別是2003年以來，由于汽車電子產業的發展，混合動力汽車以直保持高速的發展狀態。圖表2：特別是最近幾年更

9、為顯著，例如：2008年1-9月日本混合動力汽車銷量8.22萬占日本汽車銷量比重的2.04%；美國混合動力汽車銷量27.95萬輛占美國汽車銷量比重的2.41%；混合動力汽車的產業化已經成熟，在不久的將來將會大批量產。2、國內市場在我國混合動力（HEV）的研究起步較晚，但是近年來得到了政府、企業、高校和科研院所的高度重視。2001年，為維護我國能源安全，改善大氣環境，提高我國本土汽車業競爭力，力爭實現我國本土汽車業的跨越式發展，科技部在“十五”國家科技計劃中設立電動汽車重大專項，從發展我國汽車產業的戰略高度，選擇新一代電動汽車技術作為創新的主攻方向，組織企業、高等院校和科研機構聯合攻關。目前國內

10、從事混合汽車研究的主要企業有東風、一汽、上汽、長安、奇瑞等等。（二）技術現狀分析目前混合動力汽車技術相對于其他新能源汽車技術已經較為完善，并且可以實現產業化。美國和日本是較早研究混合動力新型汽車的國家，因此，他們也掌握了當今混合動力的頂尖技術，特別是本田、豐田和福特的汽車巨頭。1、下面以豐田（Toyota）公司推出的混合動力汽車普銳斯（prius）為例分析。（1）、prius的產生普銳斯是豐田1997年開始批量生產的一款混合動力轎車，至今在全球范圍內已累計銷售逾36萬輛。與同等排量的普通汽車相比，混合動力車在市區行駛的節油率達到了37.3%47.5%，在市郊行駛的節油率也達到19.8%36.0

11、%，一般情況下，百公里油耗只有4升左右，大大少于目前普通汽車的油耗。 到現在已經發展到了第三代，2009年5月第三代prius1.5L以25.98-27.98萬的價格在中國上市。（2）、動力性能分析從引擎參數圖表：Priu1.5L最大功率：57/5000（50/1200-1540 電動機） kw/rpm最大扭矩：115/4000（400/0-1200 電動機） n.m/rpm最高轉速： 最高時速：165 km/h發動機放置位置：前置 冷卻系統：水冷 氣缸排列形式：直列 氣缸數：4 氣門數：16 燃油供給方式：31 增壓形式： 氣缸壓縮比：13.0:1 排量：1497 ml排放標準：歐IV 油耗

12、：4.7 升/百公里眾泰5008 1.5L 時尚型最大功率：78/6000kw/rpm最大扭矩：134/4500n.m/rpm最高轉速： 最高時速：145Km/h發動機放置位置：前置 冷卻系統：水冷 氣缸排列形式：L形 氣缸數：4 氣門數：16 燃油供給方式：多點電噴增壓形式： 氣缸壓縮比：95 排量：1599 ml排放標準：歐IV 油耗：1037 升/百公里可以看出：發動機最大功率為57KW，最大時速為165Km/h,油耗僅為4.7 升/百公里，且加速性能良好，0-100米加速僅需9.66s.與同等排量的常規燃料發動機相比動力性能毫不遜色，且油耗僅為同等排量常規燃料汽車的50%。（3）、驅動

13、聯接方式Prius采用的是最為先進的混聯式聯結方式。混聯式動力系統可以更加靈活地根據工況來調節內燃機的功率輸出和電機的運轉。它綜合了電動機和發動機兩大動力優點的新一代動力系統。各取其所長的動力單元。它高水平地滿足了現代汽車對低油耗、低尾氣排放量的要求，加速良好，運行安靜。它絕不是僅單純地配置了電動機和發動機，而是利用最新研究成果的尖端技術，理想地將兩種動力進行優化匹配的結果。根據行駛條件的不同，可以僅靠電動機驅動力來行駛，或者利用發動機和電動機驅動行駛。另外還安裝有發電機，所以可以一邊行駛，一邊給HV蓄電池充電。綜上;混合動力汽車技術特征已經達到了常規燃料汽車的性能，且在經濟性和環保型有相當的

14、優勢。2、當前混合動力汽車發展的瓶頸（1）、價格是致命的弱點雖然混合動力汽車的技術已經比較成熟了，但高額的成本是阻礙普及發展的一個重要因素。比如說大部分自主廠家所熱衷的混合動力，一般的中度混合動力的平均成本要比同類型的汽油車貴30%到50%。也就是說同是十萬元的車型，混合動力售價至少貴3到5萬元。強混合動力更貴，如比亞迪F3DM，其14.98萬的售價幾乎可以購買三輛售價為5.98萬的F3智能白金版實用型G-i。因為多了一套系統，就比言行的拉高了混合動力的成本。要想將節油車型推而廣之，就有必要補貼這個差價。財政部雖然發布了混動最高補貼5萬元、純電動最高補貼6萬元、燃料電池車最高補貼25萬元的標準

15、，但不能直接反映在車價上的補貼，對消費者來說就是一張畫在紙上的大餅，中看不中吃。（2）、電池技術是制約它發展的一個重要因素。新能源汽車的動力電池本身還遠不夠成熟。鉛酸電池嚴重污染環境，早已退出主流應用;鎳氫電池雖然是目前商用化主流，但主要指標的實驗室數據均低于鋰電池，且理論上基本不存在提升空間;鋰電池盡管性能優越，安全性尚不能得到保證。國內企業研發的電動車大多數采用的恰好就是鋰電池。一方面，故障率能夠達到百萬分之一級別的并不多。另一方面，不成熟的技術一旦大規模商業化也可能引發新的社會問題。就其技術本身來看，上述三種形式的動力電池，目前能達到的壽命僅為35年，國家給了新能源車價格上的一定量補貼，

16、可是占據整車成本將近一半的電池，在三年壽終正寢的時候，誰來補貼更換的高額費用呢?由于電池技術限制，大部分的新能源汽車電池續航里程十分有限，純電動汽車的續航里程為110Km，僅為普通汽車的1/5;所以現在混合汽車的主要動力源還是內燃機。那么混合動力汽車要有所突破直至完全擺脫以傳統內燃機提供動力，就必須在電池技術上有所突破。四、混合動力汽車的發展前景從以上分析可以看出，新能源汽車中的純電動汽車由于不可能在現階段被市場所接納，然而油電混合動力汽車在技術上已經成熟，是近期內可以產業化的車輛。也是現階段新能源汽車的熱點。因此近期新能源汽車的發展方向還是混合動力汽車，混合動力汽車具有相當好的發展前景。隨著

17、電池技術的發展，混合動力汽車的主要動力會向電動機發展，并最終實現純電動汽車，現提出一種比較實際的混合動力汽車發展方案。1、本方案的基本構想是：在60公里運行距離內，將使用蓄電池作為動力，以解決居民們上下班所需用到的能源，在我國絕大多數大、中城市行駛可不用一滴汽油；而且，采用晚上的低谷電充電，省掉了修建抽水蓄能電站的投資；僅在居民作長距離旅行在高速公路上以較高速度行駛時，才改用“油”，以彌補蓄電池儲能的不足！2、本方案是以油電混合技術為基礎，但又和傳統的油電混合動力汽車有所不同。傳統油電混合動力汽車的基本思想，是以內燃機作為基本的動力，而以電彌補內燃機在耗油和污染方面缺點。本方案（電油混合動力汽車）的基本思想，是以電作為基本的動力，而以油彌補蓄電池在儲能，亦即在如何維持較長持續里程方面的缺點。基本總成布置如圖：3、本方案采用并聯連接驅動系統，驅動系統如圖，該系統中采用二自由度行星齒輪機構作為減速器。當汽車滿載加速行駛時，內燃機和電動機同時工作，共同提供汽車所需動力；當汽車等速或輕載行駛時，汽車所需動力主要由電動機提供，電動機通過二度自由度行星齒輪機構減速，這是內燃機只提供最小轉矩和最小功率；汽