混合动力汽车驱动系统的国内外研究现状

2024年3月19日发(作者：真正懂车的人为什么不买奇瑞)

混合动力汽车驱动系统的国内外研究现状

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1.1

混合动力汽车提出背景

1.1.1 21

世纪汽车工业面临的挑战

[1]

内燃机汽车经过120多年的发展和壮大,为人类文明做出了巨大贡献,创造

了难以计算的直接或间接经济利益。但是,随着内燃机汽车保有量的急剧增长,

人们越来越认识到传统的内燃机汽车对人类环境带来的危害。传统燃油汽车排放

所造成的空气质量日益恶化和石油资源的渐趋匮乏,环境保护的迫切性和石油储

量日见短缺的压力,迫使人们重新考虑未来汽车的动力问题。

目前,世界上各种汽车的保有量超过7亿辆,每年新生产的各种汽车约5000

万辆,按平均每辆汽车的年消耗10～15桶石油制品计算,汽车的石油消耗量每年

达到80～100亿桶,约占世界石油产量的一半以上.石油资源的开采每年达到几

十亿吨,经过长时期的现代化大规模地开采,石油资源日渐枯竭,按科学家预测,

地球上的石油资源如果按目前的消耗水平,石油资源仅仅可以维持60～100

年.21世纪以来,石油价格的上涨已对世界经济的发展形成了巨大的威胁,人类将

面临更加严峻的石油资源的危机和挑战。

内燃机汽车上产生动力的同时,会产生燃烧废气,包括二氧化碳二氧化碳

(CO

2

)、一氧化碳(CO)、氮氧化合物(NO

X

)、碳氢化合物(HX)等有害气体,对大气环

境造成污染,对人体造成伤害。内燃机汽车的噪声主要是燃烧噪声、进气和排气

过程装配能够气体的空气动力性噪声,这些噪声随汽车的行驶,飘逸在其经过的

环境中,在大城市中,汽车所产生的噪声会引起人们的神经系统和心血管系统功

能的紊乱。目前只是在每台汽车上装置降低噪声的处理系统,以降低噪声,达到国

家规定的标准。噪声降低的处理一般会因消耗一部分发动机的能量而降低内燃机

的效率。

1.1.2 混合动力汽车的提出及其特点

经过对各种新燃料,新能源和新动力的探索,电动汽车成为最主要的选择之

一。电动汽车包括纯电动汽车(EV)、混合动力汽车(HEV)和燃料电池汽车(FCV)

三种形式,它是理想的零排放或低排放车辆。纯电动汽车由于在发展中受到了技

术上的制约,产业化前景并不看好。燃料电池汽车具有极高的效率、低排放、低

噪音,其甲醇燃料有广泛的来源,并可再生等重大优势,已成为世界各大汽车集团

新世纪激烈,竞争的焦点,被喻为21世纪改变人类生活的十大高科技之首,但产

业化仍需较长时间。混合动力汽车成为当前解决节能、环保问题切实可行的过渡

方案。

纯电动汽车是由蓄电池组提供电能,电动机驱动汽车行驶,它是满足零排放

的最好汽车。电动汽车具有能源多样化、结构简单、维修使用方便等诸多优点,

它的充电可以利用夜晚用电低谷时间完成,这可大大缓解供电、用电矛盾中对电

力储备能力的要求。但至今纯电动汽车仍未达到广泛普及的实用阶段,最严重的

问题是动力电池技术上的困扰,能量密度低、续驶里程短、充电时间长等,其性能

价格比太低,远不能与现有内燃机汽车相竞争,用户难于接受,特别是充电站网的

建设困难可能要大于研制、生产电动汽车本身。所谓混合动力汽车(Hybrid

Electric Vehicle)

[2,3]

,是车上装有内燃机和电动机两种动力源。将产生动力的

部件与电能储存元件以不同的方式结合起来,可以形成不同类型的HEV。简而言

之,HEV就是将传统的内燃机(又称辅助动力装置APU)、电力驱动和储能装置结合

在一起。与常规的内燃机动力相比,混合动力的主要优点是,采用了高功率的能量

储存装置(飞轮、超级电容器或蓄电池)向汽车提供瞬时能量,可以减小发动机尺

寸、提高效率、降低排放。它较纯电动汽车有以下优点:

1.可以最大限度发挥内燃机汽车和纯电动汽车的双重优点；

2.辅助动力单元(APU)的选用使汽车的续驶里程和动力性能可以达到内燃机

汽车的水平；

3.虽然内燃机会有排放产生,但由于其排量小,主要工作在最佳工况点附近,

而大大减少了汽车变工况(特别是低速、怠速)时的排放,再由于可回收制动能量,

可使混合动力汽车成为较低排放的节能汽车；

4.在一些对汽车排放严格限制的地区(如商业区、游览区、居民区等), 混合