电动汽车技术发展趋势及前景.doc

电动汽车技术发展趋势及前景 　　3? 混合动力电动汽车（HEV）　　由于完 全由动力蓄电池驱动的纯电动汽车，其性能/价格比长期以来都远远低于传统的内燃机汽车，难于与传统汽车相竞争，上个世纪90年代以来各大汽车公司都着手开 发混合动力汽车。日本丰田公司在1997年率先向市场推出“先驱者”（Prius）混合动力汽车，并在日本、美国和欧洲各国市场上均获得较大成功，累计产 销量已超过60万辆。随后日本本田、美国福特、通用和欧洲一些大公司，也纷纷向市场推出各种类型的混合动力汽车。　　3.1 研制全混合电动汽车的必要性　 　混合动力电动汽车是指具备两个以上动力源、而其中有一个可以释放电能的汽车。混合动力汽车按混合方式不同，可分为串联式、并联式和混联式三种；按混合度 （电机功率与内燃机功率之比）的不同，又可分为微混合、轻度混合和全混合三种。其中外挂式皮带驱动起动/发电（BSG）式是微混合动力汽车的典型结构，其 电机功率一般仅2～3kW，依赖发动机的停车断油功能，可节燃油5～7％;在发动机曲轴后端加装一个电动/发电型盘式电机（ISG）是轻度混合动力汽车的 典型结构；具有纯电力驱动功能的可作为全混合或混联式混合动力汽车的典型。丰田公司的Prius轿车即属于这类全混合汽车。目前我国若干汽车企业研制的混 合动力汽车，大多采用ISG轻度混合或BSG微混合方案，主要是考虑这二种方案的技术难度较小，生产成本也较低。但是根据研究表明，混合动力汽车的节油率 几乎与汽车功率的混合度和汽车的生产成正比上升（如图2）。因此，从长远来看，研制全混合电动汽车是一种必然趋势。 图2? 混合动力汽车混合度与节油率的关系 　　3.2 研发及市场情况??? 下面分别介绍混合动力乘用车和混合动力公交车的研发及市场情况。??? 以节油率最佳的丰田Prius汽车为例，在我国实测它与丰田花冠（Corrolla）油耗在不同工况下的对比数据如表3所示。各种工况下的平均节油率为 39.6％，平均百公里可节油3.07L。以97号汽油价格为5元/L计算，每百公里可节省油费15.35元，行驶20万km也仅省油费3.07万元，显 然还不足以抵消购置混合动力汽车所增加的费用。据中国汽车工业协会统计，2006年一汽丰田普锐斯（Prius）销量仅为2152辆，占全国乘用车总销量 的0.04％。考虑到我国用户对汽车售价的敏感性，这一销售业绩并不令人惊奇，可以认为在近期，如果没有政府的大力支持，混合动力乘用车在我国不会有很大 的市场。 　　3.3 城市公交车的使用特点　　在我国，城市公交车与私人乘用车的情况有很大的不同，具体归纳为以下三点:　　（1）据统计我国城镇居民日常出门有70％是首选乘坐公交车，我国大部分城市政府都奉行公交车优先的交通政策，我国公交车的年产量和保有量都居世界第一；　　（2）我国城市公交车大多由市政府补助公交企业采购，公交车是否符合节油减排要求，将是政府需要考虑的一个重要采购原则；　 　（3）从技术角度来分析，在城市工况下，公交车频繁起步、加速、制动和停车，要额外消耗许多燃油。表4列出了在国外四种典型城市工况下，汽车制动消耗能 量（油耗）所占比例，其算数平均值达47.1％。即有近一半的燃油是被汽车频繁制动所消耗的，这就为混合动力公交车的节油减排留下了相当大的空间。 ??? 正是考虑到以上几个特点，我国至少有7～8家汽车企业将研发、生产混合动力公交车作为研发工作的重点。经过近几年的开发，虽然已取得了一系列重大成果，但 公交车的节油率并未达到预计的要求，一辆总重15.5t，长11m的混合动力公交车，实际油耗大多为33～35L，平均34L/100km，若传统11m 公交车的平均油耗为40L/100km，则节油率仅15％。　　3.4 节油率难以进一步提高的原因　　分析节油率难以进一步提高的原因主要有二个：　 　（1）汽车的制动过程十分短暂，一半不超过10s，在短短的几秒内，电机要求发出很大的电流，才能有效回收制动能量，但是电池的充电倍率只有放电倍率的 一半，因此电池不能接受大电流充电。理论上汽车有50～60％的制动能量可回收，实际回收的制动能量20％，最简单的改进办法是加大动力电池容 量，例如至少加大容量一倍，回收的制动能量可由20％增加到40％。但这将大大增加整车成本和汽车自重，经济上可能是得不偿失。　　 （2）混合动力公交车若采用停车断油，甚至滑行时即断油，可节油10％左右（4L/100km），实际上国产柴油机没有专门为混合动力汽车设计，一般不允 许频繁的停车断油，否则供油系和废气增压器都可能损坏，严重影响柴油机寿命。其次，停车断油就必须装有电动转向油泵、电动空压机和电动空调系统，这又会大 大增加整车成本和重量，二相权衡，不一定合