混合动力（精选12篇）
混合动力 篇1
汽车动力纯电动驱动是我国汽车业中长期发展目标, 受制于当前电池技术和工艺影响, 混合动力汽车的技术开发和积累是更为务实的选择。发动机, 电机, 自动变速箱作为混合动力汽车上的主要动力部件, 研究其集成技术于混合动力汽车应用有着重要意义。
1 高压共轨柴油机电控技术简介
高压共轨柴油发动机采用电子控制单元 (Electronic Control Unit简称ECU) 从传感器 (油门位置、转速、大气状态、水温、共轨压力) 获取信息, 结合约束条件, 查找预先设定好的MAP, 调整喷油器的主喷, 预喷和后喷 (可选) 时长, 达到控制喷入气缸油量目的。博世高压共轨柴油机电控系统以转速为输入, 结合转速、油门来控制油量和喷油时间, 高压共轨柴油系统以扭矩为输入, 控制最后的油量和喷油时间。
2 电机驱动系统控制简述
电机驱动系统作为类似发动机功能单元的动力单元通常由电机和电机控制器组成。而电机控制器由电机控制器核心板, IGBT驱动电路, 控制电源, 结构和散热系统, 高压开关控制电路组成。控制器核心板负责接收整车控制器的指令并反馈信息, 检测电机系统内传感器信息, 根据指令和传感器信息产生逆变器开关信号;IGBT驱动电路接收CPU板开关信号并反馈信息 (如各相电流) , 放大开关信号并驱动IGBT, 提供电压隔离和保护功能;控制电源为CPU板和驱动电路提供多路相互隔离的电源;结构和散热系统则为电力电子模块散热, 支撑组件安装并提供环境保护;高压开关控制电路负责接受信号将直流电源能量传递给逆变器, 减少突然接通电路的大电流冲击。
各种电机转矩-转速特性在加减速或速度调节情况下都服从运动学方程Te-TL=J*dn/dt (Te为电磁转矩, TL为负载转矩, J为转动惯量, n为电机转速) , 对于恒定负载或者突加减负载, 只需要控制电机电磁转矩即可。
以某型号永磁同步电机 (额定75kw, 输出扭矩540N.m) 控制为例, 接收扭矩请求后将扭矩控制转化为定子q轴电流PI调节;励磁或弱磁控制部分转换为定子d轴电流PI调节[2]。空载情况下在线修改整车控制器RAM指令, 经过CAN总线发送给电机控制器, 0-1.48秒间发命令扭矩20N.m, 转速上升斜率较小, 1.48秒时刻更改为40N.m命令扭矩, 转速上升斜率变大, 在低速空载情况下电机经过报文发出的扭矩和命令扭矩有差异, 真实值需在测功机上测量。电控发动机和电机控制可实现CAN总线模式下转速和扭矩控制, 发动机ECU其通讯协议遵循SAE J1939, 电机控制通讯协议需要自行设定。
3 整车电控技术原理和设计
基于以上对发动机和电机控制的认识, 在并联式混合动力客车中可类比传统柴油车的控制方式, 由司机加速踏板开度 (即传统车油门) 和制动踏板开度, 发动机及电机转速, 并结合发动机水温等约束条件分配二者扭矩。对于串联或者增程式混合动力客车, 尽可能使得发动机转速位于经济区域, 即主要是发动机转速控制和发电机的扭矩控制。除了发动机和电机自带的ECU, 需要另外设计整车控制器 (Vehicle Control Unit简称VCU) 。
3.1 整车控制原理
串混或增程式系统主要驱动力来自驱动电机, 根据电机转速和加速踏板及制动踏板查询扭矩需求得到驱动电机的需求扭矩, 再结合A-PU (即发动机-发电机系统所能提供的电流限制) 得到电机的目标扭矩, 该目标扭矩由整车控制器经过CAN报文发送给电机控制器, 而电机需求扭矩转化为能量需求并结合电池 (或者超级电容) 电压以及剩余电量SOC转化为APU电流需求, 再经CAN总线实现对发动机转速和发电机扭矩 (或者励磁PWM) 需求。
对于并联混合动力, 由于发动机的转矩响应受瞬态空燃比控制燃油补偿等因素较目标扭矩迟滞, 而电机的扭矩响应在毫秒级, 可认为是瞬变量。若某一时刻目标扭矩是600N.m, 分配给电机和发动机扭矩分别是200 N.m和400 N.m, 必然导致瞬间合成扭矩和目标扭矩差异较大影响舒适性, 以并联式混合动力客车从纯电动切换到发动机单独驱动为例, 电机目标扭矩瞬间变为0, 此时发动机输出扭矩尚未输出到位将导致动力中断, 需要电机转矩补偿或者延缓电机响应。
3.2 VCU硬件结构
设计一款采用freescale S12X系列处理器的VCU, 负责采集挡位, 加速踏板和制动踏板信息, 并根据转速或者车速信息, 发送扭矩命令给电机控制器和发动机ECU (也可用总线油门或者硬件油门信号) ;对于带有自动变速箱的车辆, 需要根据挡位和位置传感器由H桥电路控制离合器或者选档换挡执行器;对于串联式混合动力汽车, 通常需要控制发电机励磁或发电机扭矩需求。
发动机ECU的RAM设计为1-2MB, 单片机自身RAM通常难以达到, 需要另外用地址数据总线扩展, 可标定数万个浮点型变量和若干一维和二维MAP。S12X处理器RAM为64KB, 在标定变量不是特别大的情况设定某个RAM地址区域用于MAP和可调整参数标定, 通常使用CAN Calibration Protocol (CCP) 协议。
3.3 VCU软件结构
在codewarrior下新建工程文件project后, 手工代码完成硬件层驱动程序, 如CAN, AD, PWM等功能。控制策略部分通常采用Matlab Simulink中进行上层算法建模仿真调试, 其软件结构通常分为初始化和步进执行两部分。初始化不进入无限循环只需要执行一次, 而步进执行部分分不同的周期需要在无限循环中执行, 该周期需要在simulinkconfigue中设置且须和project中执行周期一致。然后利用Real-Time Workshop工具箱对上层算法进行自动代码生成。最后需要在Codewarrior集成开发环境中将生成的C代码形式的上层算法与手写代码进行拼接, 整合与调试, 编译连接之后生成在单片机环境下运行的可执行文件, 可通过串口或者CAN下载已经编写bootloader的VCU中。
4 结束语
以扭矩为切入点分析发动机和电机控制的共性从而扩展应用到混合动力汽车研发是本文的主要脉络。建立在Freescale S12X处理器平台的整车控制器可实现simulink算法生成代码, 并通过扭矩命令 (或者转化为发动机油门) 实现对电控发动机和电机的控制可以应用于混合动力汽车开发。
参考文献
[1]黄海燕.汽车发动机试验学教程[M].北京:清华大学出版社, 2009.
[2]李华德.交流调速控制系统[M].北京:电子工业出版社, 2003.
混合动力 篇2
专业：汽车制造与装配
学生：***，指导老师：***
【摘 要】混合动力汽车燃油经济性好，符合节能环保的理念然而因生产及技术成本较高，导致其销售价格偏高。本文将探讨混合动力汽车的未来发展前景，随着人们环保意识的提高，混合动力技术的不断成熟和完善，生产成本的不断降低，混合动力汽车的市场占有量将不断增加。
【关键词】混合动力汽车；前景；节能；环保
混合动力汽车利用混合动力作为能源，能实现较高的燃油经济性，废气成本较高，排放量低，环保性能好，符合节能环保的理念。混合动力的技术较为成熟，但生产成本及技术，导致目前的销售价格与同类汽车产品相比较偏高，消费者的消费能力影响着现阶段销售状况，未来能否有好的市场前景，值得思索。
一，混合动力的概念及基本原理
混合动力汽车（亦称混合动力汽车，英文为Hybrid Power Automobile）是指那些采用传统燃料的，同时配以电动机/发动机来改善低速动力输出和燃油消耗的车型。按照燃料种类的不同，主要又可以分为汽油混合动力和柴油混合动力两种。目前国内市场上，混合动力车辆的主流都是汽油混合动力，而国际市场上柴油混合动力车型发展也很快。混合动力汽车的种类目前主要有3种。一种是以发动机为主动力，电动马达作为辅助动力的“并联方式”。这种方式主要以发动机驱动行驶，利用电动马达所具有的再启动时产生强大动力的特征，在汽车起步、加速等发动机燃油消耗较大时，用电动马达辅助驱动的方式来降低发动机的油耗。这种方式的结构比较简单，只需要增加电动在汽车上马达和电瓶。另外一种是，在低速时只靠电动马达驱动行驶，速度提高时发动机和电动马达相配合驱动的“串联、并联方式”。启动和低速时是只靠电动马达驱动行驶，当速度提高时，由发动机和电动马达共同高效地分担动力，这种方式需要动力分担装置和发电机等，因此结构复杂。还有一种是只用电动马达驱动行驶的电动汽车“串联方式”，发动机只作为动力源，汽车只靠电动马达驱动行驶，驱动系统只是电动马达，但因为同样需要安装燃料发动机，所以也是混合动力汽车的一种。
二，混合动力汽车的特点
采用混合动力后可按平均需用的功率来确定内燃机的最大功率，此时处于油耗低，污染少的最优秀工况下工作。需要大功率内燃机功率不足时，由电池来补充；负荷小时，剩余的功率可发电给电池充电。由于内燃机可持续工作，电池又可以不断得到充电，故其行程和普通汽车一样。因为有了电池，可以十分方便地回收制动,下坡，及怠速时的能量。
在繁华市区，可关停内燃机，由电池单独驱动，实现“零”排放，有了内燃机可以十分方便地解决耗能大的空调，取暖，除霜等纯电动汽车遇到的难题。可以利用现有的加油站加油，不必再投资。可让电池保持在良好的工作状态，不发生过冲，过放电等现象，延迟其使用寿命，降低成本。
三，混合动力系统
混合动力汽车的关键是混合动力系统，它的性能直接关系到混合动力汽车整车性能。经过十多年的发展，混合动力系统总成已从原来发动机与电机离散结构向发动机电机和变速箱一体化结构发展，即集成化混合动力总成系统。混合动力总成以动力传输路线分类，可分为串联式、并联式和混联式等三种。
串联式动力：串联式动力由发动机、发电机和电动机三部分动力总成组成，它们之间用串联方式组成 SHEV动力单元系统，发动机驱动发电机发电，电能通过控制器输送到电池或电动机，由电动机通过变速机构驱动汽车。小负荷时由电池驱动电动机驱动车轮，大负荷时由发动机带动发电机发电驱动电动机。当车辆处于启动、加速、爬坡工况时，发动机、电动机组和电池组共同向电动机提供电能；当电动车处于低速、滑行、怠速的工况时，则由电池组驱动电动机，当电池组缺电时则由发动机-发电机组向电池组充电。串联式结构适用于城市内频繁起步和低速运行工况，可以将发动机调整在最佳工况点附近稳定运转，通过调整电池和电动机的输出来达到调整车速的目的。使发动机避免了怠速和低速运转的工况，从而提高了发动机的效率，减少了废气排放。但是它的缺点是能量几经转换，机械效率较低。
并联式动力：并联式装置的发动机和电动机共同驱动汽车，发动机与电动机分属两套系统，可以分别独立地向汽车传动系提供扭矩，在不同的路面上既可以共同驱动又可以单独驱动。当汽车加速爬坡时，电动机和发动机能够同时向传动机构提供动力，一旦汽车车速达到巡航速度，汽车将仅仅依靠发动机维持该速度。电动机既可以作电动机又可以作发电机使用，又称为电动－发电机组。由于没有单独的发电机，发动机可以直接通过传动机构驱动车轮，这种装置更接近传统的汽车驱动系统，机械效率损耗与普通汽车差不多，得到比较广泛的应用。
混联式动力：混联式装置包含了串联式和并联式的特点。动力系统包括发动机、发电机和电动机，根据助力装置不同，它又分为发动机为主和电机为主两种。以发动机为主的形式中，发动机作为主动力源，电机为辅助动力源；以电机为主的形式中，发动机作为辅助动力源，电机为主动力源。该结构的优点是控制方便，缺点是结构比较复杂。丰田的Prius属于以电机为主的形式。
四，历史发展
当前普遍使用的燃油发动机汽车、存在种种弊病，统计表明在占80%以上的道路条件下，一辆普通轿车仅利用了动力潜能的40%，在市区还会跌至25%，更为严重的是排放废气污染环境。20世纪90年代以来，世界各国对改善环保的呼声日益高涨，各种各样的电动汽车脱颖而出。虽然人们普遍认为未来是电动汽车的天下，但是目前的电池技术问题阻碍了电动汽车的应用。由于电池的能量密度与汽油相比差上百倍，远未达到人们所要求的数值，专家估计在10年以内电动汽车还无法取代燃油发动机汽车（除非燃料电池技术有重大突破）。
现实迫使工程师们想出了一个两全其美的办法，开发了一种混合动力装置
（Hybrid-ElectricVehicel，缩写HEV）的汽车。所谓混合动力装置就是将电动机与辅助动力单元组合在一辆汽车上做驱动力，辅助动力单元实际上是一台小型燃料发动机或动力发电机组。形象一点说，就是将传统发动机尽量做小，让一部分动力由电池-电动机系统承担。这种混合动力装置既发挥了发动机持续工作时间长，动力性好的优点，又可以发挥电动机无污染、低噪声的好处，二者“并肩战斗”，取长补短，汽车的热效率可提高10%以上，废气排放可改善30%以上。
五，国内混合动力汽车的发展现状目前从全球范围来看，混合动力汽车已处于大规模产业化的前夕，近几年，在国家“863”计划的资助下，长安、一汽、东风、奇瑞、华晨、吉利等自主品牌汽车企业竞相开发出了相应的混合动力轿车，其中部分车型已申报了国家汽车产品公告，但还存在一定缺陷。行业状况：1，混合动力汽车成本偏高其回收周期较长
2，我国关键技术产业化及其产业链的支撑存在较大差距
发展建议：1，建立自主品牌混合动力汽车产业化共用平台
2，加强混合动力基础技术研究及试验能力建设
3，进一步降低成本并提高产品的可靠性和耐久性
目前从全球范围来看，混合动力汽车已处于大规模产业化的前夕，国际、国内的汽车企业在竞相研发混合动力汽车。但要真正实现自主混合动力车型的普及，还有诸多障碍需要克服，包括技术上的一些关键难题和成本增加太多、零部件配套资源体系不成熟等。
面对交通能源与环境问题的巨大挑战，以能源多元化、排放洁净化、燃料节约化为主要特征的节能与新能源汽车迅速发展，相互竞争，并引发了汽车动力的电控化和电气化两大技术变革，促进了汽车能源及动力的快速转型。
混合动力汽车可在不改变既有的汽车产业结构、能源(石油燃料)体系以及用户对车辆使用习惯的前提下，最大限度地发挥内燃机和纯电动汽车的双重优点，达到节能和环保的目的。因而被业界认为是目前最现实可行且长远有效的节能环保方案。混合动力汽车已处于产业化前夕
目前从全球范围来看，混合动力汽车已处于大规模产业化的前夕，丰田公司的Prius、Estima、Crown、Coaster等混合动力汽车已成功上市，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。随后本田、福特、通用、戴姆勒、大众、雪铁龙、雷诺、宝马、日产、现代、三菱等各大汽车公司也纷纷向市场推出各种类型的混合动力汽车。截至2008年底，混合动力汽车在全球的累计销售量已超过百万辆。
近几年，在国家“863”计划的资助下，长安、一汽、东风、奇瑞、华晨、吉利等自主品牌汽车企业竞相开发出了相应的混合动力轿车，其中部分车型已申报了国家汽车产品公告，但上述汽车企业大多采用ISG轻度混合或BSG微混合方案，这两种方案的技术难度较小，生产成本也较低。同时我们必须清醒地认识到，要真正实现自主混合动力车型的普及，还有诸多障碍需要克服，包括技术上的一些关键难题和成本增加太多、零部件配套资源体系不成熟等。具体表现在：1.与国外一样，成本偏高其回收周期较长成为混合动力汽车普及初期最主要的障碍。一般中度混合动力轿车比同类内燃机轿车成本高出20～
30。若按10万元家用轿车计算，在不赢利情况下成本增加2万元，以每年行驶3万公里计算，油价为6元时，回收期为6.9年；油价为5元时，回收期为8.3年。而根据市场调查，用户可接受的回收期为1～1.5年，也就是用户只接受价格增加5以内，与实际相差比较大，严重削弱了用户对购买混合动力汽车的兴趣。2.关键技术产业化及其产业链的支撑存在较大差距。近年来民族汽车之所以崛起，主要就是得力于存在广阔的低端市场空间以及高速增长的市场容量形成强大的拉动力。民族轿车工业崛起主要靠的就是走的低端产品路线，技术含量低，可以通过自主创新或从国外设计公司直接购得。像长安、奇瑞等企业在混合动力技术研发及其产业化上，联合国内的高校、研究机构，甚至与国外的一些研发机构合作，每年投入上千万元资金进行技术研发，国家也有部分资金支持，但还有一些产业化的关键重大技术需要最后的冲刺突破，系统的可靠性还需要大量的试验验证，关键核心零部件的产业化还存在较大差距，标准体系还不完善。比如镍氢电池一直是个瓶颈，在推进混合动力汽车产业化时，有关部门考察了全国所有的镍氢电池供应商，完全满足产业化要求的厂家基本上没有。此外，还有像ISG电机、各种控制系统等关键技术零部件的产业化都与规模化生产存在差距。与乘用车相比，城市混合动力公交车的发展有所不同。据统计，我国城镇居民日常出门有70是首选乘坐公交车。在城市工况下，公交车频繁起步、加速、制动和停车，要额外消耗许多燃节油减排留下了相当大的空间。
根据调查，将近1/2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7～8家客车企业将研发、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，主要原因包括：1.汽车的制动过程十分短暂，一般不超过10秒，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，但实际回收的制动能量小于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，甚至滑行即时断油，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，一般不允许频繁地停车断油，否则供油系统和废气增压器都可能损坏，严重影响柴油机寿命。而且，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，两相权衡，不一定合算，所以近期大多未实现停车断油功能。
在实习期间，我了解到安凯的混合动力的一些情况。近年来，安凯在油电混合动力客车、纯电动客车和燃料电池客车三个方面都取得了一定的成就。特别是其研究的第三代纯电动客车，通过采用锂电池+超级电容的混合系统作为动力，满足车辆启动、爬坡等条件下的瞬时高功率需求，又可以延长电池的循环使用寿命，实现电动车动力系统的最优化。通过这段时间的实习，让我感到混合动力汽车的不同于燃油发动机汽车的全新的一面。
值此本论文完成之际，首先要感谢我的指导老师廖小丽老师。廖老师从一开始的论文方向的选定，到最后的整篇论文的完成，都非常耐心的对我进行指导。给我提供了大量的数据资粮和建议，告诉我应该注意的细节问题，细心的给我指出错误。老师诲人不倦的工作作风，一丝不苟的工作态度，严肃认真的治学风格给我留下了深刻的影响，值得我永远学习。在此，谨向指导老师廖小丽老师致以崇高的敬意和衷心的感谢！
参考文献:
[1] 张金桂，混合动力汽车结构，原理与维修，人民交通出版社
[2] 日本电气学会，电动汽车驱动系统调查专门委员会，电动汽车最新技术，机械工业出版社
再谈混合动力 篇3
一、混合动力是当前最有效的节油方法。在石油资源可能枯竭的背景下，人们进行着各种努力：包括用天然气、煤制燃料（包括甲醇、二甲醚）、生物制乙醇、纯电动、混合动力、燃料电池等。天然气由于储量有限，只宜在条件合适的地方作为汽柴油的补充。煤制燃料技术有待突破，现在还绕不过合成气阶段，在制取过程中有30%的碳排放，因而只能作为备选方案。关于甲醇，其作为一种燃料、能源载体，在运输、供应、储存方面，都很便捷，不足是甲醇是二次能源，目前还做不到在低碳条件下的制取。乙醇类似甲醇，当前最大的问题是要用食物来制取。其它生物燃料目前也还无法大量推广。纯电动和燃料电池，成本过高。因此，在目前，只有混合动力技术，可以在成本提高10%左右的前提下，节油30%左右，不需要基础设施建设，不需要改变驾驶习惯，不影响任何使用，不需要财政补贴，只需要在初始阶段给予税收优惠。
二、混合动力技术的应用是内燃机技术的革命。混合动力技术的核心就是内燃机与电机的结合。它可以在两方面根本性地弥补单纯内燃机系统的不足：一是提高低速扭矩，从而减小发动机的排量和功率储备，有利于节油；二是使能量回收成为可能，可以明显地降低汽车的油耗。因此，混合动力系统相对于原来的单纯内燃机系统，是一次根本性的技术进步。可以预言，只要石油还在用于汽车，混合动力技术就是需要的。也可以说，只要油价高到一定程度，油耗法规严到一定程度，集合内燃机和电动机的混合动力时代就将到来。
三、混合动力是纯电动和燃料电池应用的重要基础。从纯电动的角度来看，混合动力的电池是相近的，控制是相通的，不同的是混合动力成本较低，可以推广的规模远大于纯电动。因此，讲混合动力可以作为纯电动的前期准备和基础应无任何异议。而燃料电池汽车，也需要蓄电池，也需要能量回收（纯电动也需要）推广混合动力也是为燃料电池汽车打基础。
混合动力 篇4
混合动力汽车与常规的汽车动力系统存在很大差异,能够将多种动力供应形式相互结合,这种混合动力系统能够节省汽车的油品损耗,并使用清洁能源逐渐的替代油品使用,节省能源的同时也可以解决污染排放的问题。工况法能够将汽车发动机部分的能源使用情况进行对比,按照汽车设计阶段所应用的能源对比检测情况来进行,更深入地对混合动力汽车的动力系统进行评估,包括能源损耗情况,运行使用后的排放情况,通过这种对比可以更深入地了解到在基层中是否存在需要进一步完善的内容,并在混合动力汽车设计阶段采取框架优化的方法来进一步解决。工况匹配法包含了众多的检测内容,例如混合动力汽车在不同荷载情况下的瞬时动力情况,是混合动力汽车发生的重要基础。
2 理论匹配法
2.1 单动力装置车辆动力系统匹配
该种动力系统匹配方法,是根据常用的技术性方法来进行的,会确定混合动力汽车明确的使用需求标准,并在此基础上进行更深入地控制研究,将所得到的参数带入到计算公式中,最终得到与汽车动力标准相匹配的动力系统参数体系[1]。P在公式中会代表混合动力汽车行驶期间的总功率,分别包含了汽车正常行驶、载重行驶以及爬坡行驶时对动力系统的要求,并将各项动力参数分别求出后相加求和,判断在单动力装置车辆设计时,混合动力系统需要满足的使用需求。行驶期间还会产生一部分能源损耗,会通过Paux来进行表示,损耗主要是由空气摩擦导致,因此在计算时可以考虑空气所带来的阻力,将其作为计算期间的具体参数。
2.2 双动力装置车辆动力系统匹配
双动力装置中,由主动力系统与辅助动力系统共同组合而成,正常形式时主动力系统会导通,并向汽车行驶提供动力。但遇到突发情况时,例如在爬坡阶段,需要配合更高的动力系统支持,此时辅助装置会自动导通并提供足够的瞬时动能,达到理想的使用效果,这样混合动力汽车在任何路况上都能够确保稳定行驶,不会影响到使用安全。具体的计算公式如下所示:
其中Ps表示在稳定状态下汽车行驶消耗的功率,也就是混合动力汽车主动力系统的功率情况,将常规形式的功率损耗与风力阻碍带来的损耗功率相加,便能够对主动力系统有完善地了解。PT是瞬时状态下辅助动力系统在短时间内导通并提供动能时的系统参数变化情况,对其进行计算需要将总功率减去公式1中计算得到的稳态动力系统匹配参数。最终所得到的结果中已经去除了阻碍带来的能量损耗,因此能够直接应用在系统参数配合方面,使得汽车的混合动力系统设计能够得到更好地配合。
3 工况匹配法的应用
在混合动力汽车中应用这种研究方法,首先要对基础部分的参数进行全面了解,观察车辆在进行动力系统设计时,是否存在需要进一步完善的内容,将所得到的计算结果与试验所得到的参数进行对比,这样可以在短时间内判断混合动力汽车的动力系统设计是否达到了车辆使用安全规定标准。计算车辆在不同状态下的发动力动力提供参数情况,在此基础上进行全面地参数对比分析,通过这种方法可以帮助技术人员明确在设计理念中需要进一步完善的内容,并促进管理计划在现场得到更好地落实应用。
混合动力汽车中,电能是常用的能源之一,通过电池来将电能存储在其中,与传统的汽车动力提供形式相比较,增加了很多的新内容,也能够更好地适应使用期间需要继续深入完善的内容,包括对电池蓄电能力标准的选择,是否在形式期间可以达到预期的节能指标,以及在系统中是否存在排放污染物质超标的情况[2]。混合动力汽车在我国正处于研发推广的状态,设计阶段也是十分严谨的,任何一项参数对比误差问题,都有可能会影响到系统功能的正常实现,最终造成严重的质量安全隐患问题,导致混合动力汽车不能在汽车行业中迅速地推广。开展工况匹配法来对汽车的综合指标进行评价是十分有效的,能够帮助继续深入地提升使用安全性。
4 结束语
综上所述,工况匹配法兼顾了目标工况和动力性指标对动力系统的要求,既能有效减小发动机的尺寸,又具有良好的节油效果。工况匹配法不仅适合以国内典型城市公交循环为目标工况的混合动力汽车的动力系统匹配,而且也适合以其他单个循环或多个循环为目标工况的混合动力车辆的动力系统匹配,所以对混合动力车辆动力系统的设计和研究具有一定的现实意义。
摘要：在混合动力汽车中,应用工况匹配法来对汽车的行驶情况进行深入研究,有助于实现更理想的动力系统优化设计计划,为汽车投入使用后提供安全保障。文章重点针对混合动力汽车中开展动力系统工况匹配法的具体形式进行介绍,从理论计算与实践应用需要注意的内容来进行。
关键词：混合动力汽车,动力系统,工况匹配
参考文献
[1]季新杰,李声晋,方宗德.单轴并联式混合动力汽车动力系统参数匹配的研究[J].汽车工程,2011,33(3):188-193+202.
混合动力 篇5
中文摘要: 随着石油资源的匮乏和大气环境的恶化,人们对节能和环保的呼声越来越高。为此各种各样的电动汽车(EV)脱颖而出。但是由于电池技术在提高其储能量方面没有实质性的突破,使得由蓄电池驱动的纯电动汽车的实用性受到了很大的限制。以氢为燃料的燃料电池汽车可能是未来高效清洁汽车的解决方案之一,但目前离实用还有很大的距离。而融合了传统内燃机(ICE,汽油机或柴油机)汽车和纯电动汽车优点的混合动力电动汽车(HEV)成为了缓解能源和环境危机的途径,是解决当前节能和环保问题切实可行的过渡方案。混合动力汽车配备了两套动力系统,即传统内燃机和电机—蓄电池系统。理论和实践证明,设计合理、控制精确的混合动力汽车可以大幅度提高汽车的燃油经济性和降低汽车的环境污染排放物,同时不牺牲汽车的动力性。但混合动力汽车的双动力源型式的结构大为复杂,特别是需要一套传统汽车所没有的控制系统。传统的汽车理论和设计方法不能适用于混合动力汽车。因此,急需发展一套完备的混合动力汽车的设计和控制方法,以支持混合动力汽车的产品开发。混合动力系统设计有机构参数匹配设计及控制策略设计两大关键性问题。设计的合理与否直接关系到能否满足混合动力汽车的...英文摘要: With the pinch of petroleum resources and deterioration of atmospheric environment, we pay more and more attention to energy sources and environment.Therefore kinds of electric vehicles(EV)are talent showing themselves.But there isn’t material breakthrough to heighten the energy storage of battery technology, which greatly restricts the practicability of electric vehicles driven by accumulator.The fuel battery vehicle using hydrogen may be one of the solutions of intending cleanness vehicle, but presen...目录:摘要 4-5
Abstract 5-6
第一章 绪论 9-14
1.1 项目提出的背景及意义 9-10
1.2 混合动力汽车概述 10-11
1.2.1 混合动力系统的概念 10
1.2.2 混合动力汽车节油原理 10-11
1.3 混合动力汽车的发展概述 11-13
1.4 本论文的主要研究内容及研究方法 13-14
第二章 混合动力系统概述及元件选型 14-28
2.1 混合动力系统的工作模式 14-15
2.2 混合动力系统的结构型式 15-22
2.2.1 串联混合动力驱动系统 15-17
2.2.2 并联混合动力驱动系统 17-22
2.3 混合动力驱动系统的元件选型 22-27
2.3.1 发动机选型 22-24
2.3.2 电机选型 24-25
2.3.3 储能元件选型 25-26
2.3.4 变速机构选型 26-27
2.4 本章小结 27-28
第三章 并联式混合动力系统参数设计 28-44
3.1 SC7130 主要技术参数及动力性要求 28-29
3.2 并联式混合动力系统参数设计 29-41
3.2.1 发动机参数 30-33
3.2.2 传动系参数 33-35
3.2.3 电机参数 35-37
3.2.4 储能元件参数 37-41
3.3 整车质量组成及机构参数校正 41-43
3.4 本章小结 43-44
第四章 并联混合动力汽车控制策略设计 44-59
4.1 控制策略概述 44-45
4.2 整车控制系统的构成 45-46
4.3 电池SOC 最大化控制策略 46-50
4.4 模糊逻辑控制策略 50-54
4.4.1 模糊逻辑控制策略思想 50-51
4.4.2 模糊控制器设计 51-54
4.5 再生制动控制策略 54-58
4.6 本章小结 58-59
第五章 并联混合动力系统建模与仿真 59-82
5.1 混合动力系统建模与仿真方法 59-60
5.2 混合动力系统主要机构建模 60-70
5.2.1 整车阻力模块 61-63
5.2.2 车轮/车轴模块 63-64
5.2.3 传动机构模块 64-66
5.2.4 发动机模块 66-67
5.2.5 电机模块 67-68
5.2.6 电池模块 68-70
5.3 并联混合动力汽车仿真 70-80
5.3.1 并联混合动力汽车整车仿真模型 70-72
5.3.2 并联混合动力汽车仿真分析 72-80
5.4 本章小结 80-82
第六章 总结 82-84
致谢 84-85
参考文献 85-88
混合动力突围 篇6
李克强指出，要相信市场机制的力量，下决心减少政府对企业生产经营活动的直接干预，打破市场分割与垄断，消除制约转型发展的体制机制障碍，使企业和产业在竞争中优化升级，为经济转型提供“源头活水”。“要把政府工作重点转到创造良好发展环境、提供优质公共服务、维护社会公平正义上来。”
听到这个消息，上海交通大学教授、上海神舟汽车节能环保有限公司（以下简称“交大神舟”）总经理陈杰的眼眶里有些湿润，凝聚他八年心血、一度被政策“边缘化”的节能环保产品——液压混合动力汽车，终于浮现出走向广阔市场的曙光，也让这位已近花甲之年的创业者看到了实现更大发展、报效国家和造福社会的希望。
作为一家产学研结合的民营企业，交大神舟虽不如上汽、一汽、东风等老牌国企那么家喻户晓，也不像比亚迪、吉利、长城等民企那么抓人眼球，但它自主研发的液压混合动力系统，在国内堪称“孤品”，而且在国际上也处于领先水平，以至于许多人对“液压混合动力的核心技术在中国”竟一脸茫然。
液压混合动力系统可以装新车，也可以改旧车，交大神舟把这种系统安装在公交车上，称之为液压混合动力公交车。这种公交车的工作原理是：将车辆刹车时的动能和怠速时的空转能收回来，转化成液压能，存贮在液压蓄能器中，当车辆起步时，不用发动机，而用液压能驱动液压马达，不仅节省了车辆起步时发动机的能耗和排放，而且消除了起步时的黑烟。
在国内多个城市测试和计算表明，液压混合动力公交车比普通公交车节油20%以上，减排率30%以上，减排二氧化碳2万多公斤。“城市越拥堵，停车起步次数越多，怠速时间越长，节能减排的效果就越明显，对北京、上海等交通拥堵的大城市特别适合。”陈杰告诉记者。
此外，液压混合动力系统价格低廉，仅需10万元左右，两年就可以通过节油收回成本，而且还能节省刹车片、离合器片的开支。相比纯电动公交车大约200万元的造价，以及每3年更换一次70～100万的蓄电池，液压混合动力无疑更有性价比高、运营成本低等竞争优势。
近年来，我国许多地区出现大面积雾霾天气，多个城市空气质量达到重度污染或严重污染。据环保部发布的《2012年中国机动车污染防治年报》显示，机动车尾气排放已成为我国空气污染的主要来源，是造成灰霾、光化学烟雾污染的重要原因。
据不完全统计，全国城市公交车有80万辆，每年新增公交车10～15万辆，其中北京公交近3万辆，上海公交近2万辆，深圳公交1万多辆，广州公交近1万辆。如果交大神舟每年能拿到2万辆液压混合动力订单，那一年的产值至少20亿元。如果再把液压混合动力系统应用到环卫、邮政、出租等城市内运行的车辆，那市场规模更大。
可现实就是阴差阳错，难遂人愿。投入大量人力、物力和财力的液压混合动力系统，一直依靠交大神舟的第一款自主创新产品“高效真空吸尘车”的收益来维持研发。2010年，当液压混合动力公交车经过上千次试错和升级完善，准备以优异的性能呈现给市场时，满腔热情的陈杰和员工们却被泼了一盆凉水——不属于新能源汽车的范畴之内，不是政策支持的重点。
“创业难，创新更难。产品不走向市场，就没有效益；没有效益就面临资金压力和企业倒闭的困境。大家坚持下来的动力只有希望，靠节能环保汽车技术的领军梦支撑下来。”陈杰一脸无奈。
遭遇政策“排挤”
中国新能源汽车发展始于本世纪初。2001年，新能源汽车研究项目被列入国家“十五”期间的863重大科技课题。“十一五”时期，国家863计划又启动了“节能与新能源汽车重大项目”，各级政府高度关注新能源汽车的研发和产业化，新能源汽车的不同技术路线也呈现“百花齐放”的态势。
好景不长，2009年以后，纯电动汽车在“弯道超车”理论的鼓吹下，逐渐成为政策支持的主体和方向，甚至把电动汽车与新能源汽车划等号。于是，大量资金补贴给纯电动汽车和插电式混合动力汽车，而将具有明显节能减排作用的液压混合动力汽车、天然气汽车、氢动力汽车、甲醇汽车等排除在外，普通混合动力汽车（油电混合）所获支持和补贴也十分有限。
2009年1月14日，国务院通过《汽车产业调整和振兴规划》，提出电动汽车产销形成规模。改造现有生产能力，形成50万辆纯电动、充电式混合动力和普通型混合动力等新能源汽车产能，新能源汽车销量占乘用车销售总量的5%左右。
随后科技部、财政部、发改委、工信部共同启动了“十城千辆工程”（全称为十城千辆节能与新能源汽车示范推广应用工程，先后有25个城市参加）。主要内容是，通过提供财政补贴，计划用3年左右，每年发展10个城市，每个城市推出1000辆节能与新能源汽车开展示范运行，力争使全国新能源汽车的运营规模到2012年占到汽车市场份额的10%。
其中，长度10米以上的城市公交客车，油电混合动力客车每辆补贴5万～42万元，纯电动和燃料电池客车每辆分别补贴50万元和60万元。对公共服务用乘用车和轻型商用车，油电混合动力汽车每辆最高补贴金额为5万元，纯电动汽车最高补贴金额为6万元，燃料电池汽车最高补贴25万元。而液压混合动力客车得不到任何国家补贴，只有上海市提供了少量资金扶持。
在2010年开展的私人购买新能源汽车补贴试点中，插电式混合动力乘用车每辆最高补贴5万元；纯电动乘用车每辆最高补贴6万元。普通的油电混合动力车则被当作“节能车”的范畴，仅能获得3000元的补贴。
2012年7月，备受关注的《节能与新能源汽车产业发展规划》（2012～2020年）正式公布。规划把新能源汽车定义为“主要包括纯电动汽车、插电式混合动力汽车及燃料电池汽车”，对技术路线也进行了限定，“以纯电驱动为新能源汽车发展和汽车工业转型的主要战略取向，当前重点推进纯电动汽车和插电式混合动力汽车产业化。”
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业内人士告诉记者，《节能与新能源汽车产业发展规划》原计划2011年年初出台，由于在技术路线上争议很大，一拖再拖，直到一年半后才对外发布，最后还是以纯电动汽车为发展方向，这让其他技术路线的车企有些沮丧。
规划提出，到2015年，纯电动汽车和插电式混合动力汽车累计产销量力争达到50万辆；到2020年，纯电动汽车和插电式混合动力汽车生产能力达200万辆、累计产销量超过500万辆。
为响应国家政策导向，各地也陆续推出了一系列支持新能源汽车发展的政策措施，除了购车补贴，上海还免费发放专用车牌，在单位、小区等公共场所安置充电设施；北京私人购买新能源汽车不需要参加车牌摇号，等等。
对于受到政策“冷落”的液压混合动力公交车，上海相关部门的官员对记者表示，产品确实不错，但不在国家政策支持范围内，他们也没办法。
尴尬的电动汽车
在政策不断“做多”的背景下，新能源汽车似乎很有“诱惑力”，但市场和消费者并不买账。中国汽车工业协会统计数据显示，2012年全国汽车销量1930.64万辆，新能源汽车售出12791辆，其中，纯电动汽车11375辆，插电式混合动力1416辆，占当年全部汽车销量不足0.1%。加上2011年的8159辆，2年仅卖出2万多辆。上汽集团一位参与新能源汽车项目的人士直言，规划的目标不可能实现。
国务院发展研究中心产业经济研究部研究室主任王晓明说：“当时制定规划有些乐观，实际上发展新能源汽车是一个社会系统工程，包括降低成本、动力电池的充电时间、续航里程、充电设施建设、商业模式创新等许多方面。”
东风汽车技术中心专业总工程师章国光则分析了电动车的三大风险：制造成本较高，相比于传统汽车缺乏竞争力；充电运营环境尚不成熟，需要政府、企业长期运营；续驶里程受限，电池技术有待突破。
而消费者最担心的是，电池在行驶过程中没电了怎么办？就算“充电站”能够像加油站一样普及，一辆电动汽车的充电时间能否像加油一样快捷？
除了在私人市场遇冷，纯电动公交车的推广也大打折扣。中国汽车工业协会副秘书长叶盛基表示，各个城市新能源汽车实际示范推广的情况参差不齐。
在北京、广州、济南等25个推广示范城市中，纯电动公交车的推广工作进展缓慢，遇到了许多问题：补贴政策设计缺陷、电池过热、电池性能衰减严重、故障率高、充电桩数量不足、更换电池成本高等。
据报道，目前北京市运营的纯电动公交车只有30多辆，部分电动公交车因各种原因已停运。北京自2008年奥运会后的这几年，实际上并没有增加纯电动公交车的数量。
北京北土城充电站里的一位司机介绍，主要还是电池不行，目前运营的纯电动公交车，虽然乘客反映很好，平稳无噪音、零排放，动力性也还可以，不过最主要的问题就是电池寿命实在太短。
去年底，100辆电动出租车正式在北京市大兴区投入运营，至此大兴区成为北京市继延庆、房山、密云之后，第四个开展电动出租车区域示范运营的远郊区县。但记者调查了解，许多司机反映充电难并且耗时长，每次充电需要1～2个小时，每隔5个小时左右就要充一次电。深圳、合肥等其他城市的电动出租车也遇到同类问题。
北京90路纯电动公交车一位负责人表示：“投资一个充电站要数千万元，从我们目前的运营状况来看，纯电动公交车不仅不能盈利，而且像是一个无底洞。如果说仅仅为了环境效益，完全可以考虑走其他道路，比如天然气公交、混合动力公交、无轨电车等。”
王晓明指出，由于化石能源不可再生，纯电动汽车将是未来的发展方向，但要实现大规模量产，并形成商业化发展的态势，需要跨越两个节点：一是在国内整个汽车销售量中占到1%，大约20万辆；二是达到10%。一旦越过10%，电动汽车的发展将步入快车道。
车企纷纷转向
新能源汽车被国家列为七大战略新兴产业之后，中国的本土车企开始投入大量资金对新能源汽车进行研发。据公开资料，上汽集团截至去年年底已投入46亿元，吉利已投入超过10亿元，东风汽车和一汽集团都称将在“十二五”期间投入30亿元。
当然，车企也获得了政府的大力支持，诸如用于研发的政府直接投资、优惠贷款、建设场地的快捷批复等。2012年年报披露，上汽集团获得的政府补贴高达13.8亿元，广汽集团1.38亿元，东风汽车7.45亿元，比亚迪2012年上半年的补贴即达到2.2亿元，吉利汽车获得6.34亿元。
然而，在实际研发和推广过程中，这些公司逐渐发现，量产电动车的成本太高，而且市场不认可，更具现实意义应该是技术比较成熟、节油减排率高的混合动力汽车。
在4月20日举办的2013上海国际汽车展览会上，亮相的91辆新能源汽车中，自主品牌35辆，国际品牌56辆。而5年前的北京车展上，自主品牌新能源车是国际品牌的两倍。而且这次车展，油电混合动力车的声势远远盖过了纯电动车，长城、长安、上汽、华晨、北汽等本土车企都推出了混合动力汽车，这也体现了中国车企研发方向的调整。
就连以电动车著称的比亚迪，此次车展也推出了被称作“绿混”的混合动力车型，并预计今年第三季度上市。据了解，本次车展亮相的纯电动车多数还停留在概念车、试制车阶段。譬如，比亚迪与德国戴姆勒公司合资打造的腾势、上汽荣威E50、东风日产启辰e30、上海大众朗逸、吉利帝豪EC7等。即使上海通用推出的赛欧SPRINGO实现了小批量生产，市场价也高达25万元。
“奥运会、世博会做几个电动车给领导看看很容易，但这不像是神八、神九。汽车是个产业，一旦投产，就是几十万、几百万的数量，车企亏不起。”对此，业内人士毫不讳言。
据最新消息，吉利和东风汽车已经退出了对美国菲斯克电动车的竞购。
此外，一些外企也纷纷加大混合动力车型在中国的投入力度。例如PSA推出了空气混合动力技术；本田CEO伊东孝绅也表示：“本田对混合动力技术寄予厚望，在中国市场，我们正在试探性地投放新产品，以观察市场反应。”而作为混合动力技术的领军企业，丰田也表示未来将增加在中国的混合动力车型，并大力推动本土化以降低混合动力车的成本。
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今年2月，路透社发表了题为《电动汽车前途渺茫》的文章，认为“开发了超过100年的电动汽车虽有过数次短暂的复苏，但仍未迎来巅峰期，或许永远都做不到。” 而且消费者对电动汽车不温不火的态度，引发汽车行业最公开支持电动汽车的人——日产汽车首席执行官卡洛斯·戈恩于去年12月宣布战略调整，转向更加主流的混合动力汽车。
早在2004年，交大神舟就开发出了全国首辆超级电容快速充电公交车，这也是电动车的一种，被成为“剪掉辫子”的无轨电车，并在上海、烟台等城市进行了示范运营和商业化运营，世博大道上都有它的身影。但由于涉及几十个部门的协调规划，投资巨大，推广速度受到制约，所以在2006年，陈杰选择了主动退出，把主要精力用于液压混合动力公交车的研发上，用他的话说是“有所为有所不为，是战略上的进退”。
相信市场的眼睛
尽管目前受到政策限制，但陈杰依然坚信液压混合动力汽车的发展前景，“政策不调整，我们会小步走；政策若调整了，我们会跑步走。”
三年前，上海某公交公司要购买交大神舟的液压混合动力系统，让一家大型汽车厂安装在它们购买的客车上，因为这家车企是做插电式混合动力汽车的，死活不同意使用液压混合动力系统。最后，无果而终。
五月中旬，在上海市闵行客运江川1路，本刊记者试乘体验了交大神舟的液压混合动力公交车。这也是上海首条示范线，目前有10辆车参与示范运营，已经运行了两个多月。
驾驶员李师傅是土生土长的上海人，从外型上看像北方人，个子魁梧，嗓门洪亮，有18年驾龄，开公交5年了。他边操作边讲解，往返一个半小时下来，让记者惊诧不已。公交车进站或遇到红灯刹车、停车时自动蓄能，液压表上的指针有显示，下限10公斤，上限30公斤，不需要人工操作，起步时液压自动驱动到20公里，直接挂三档，操作轻松，运行平稳。
“真是好东西，神奇的不得了！”李师傅说，比开普通车舒服省力，正常开车需要操作四个档，现在我只需要挂两个档就可以了，相当于半自动档。而且这个车利国利民，省油、低碳、环保。车上的乘客也表示“蛮好的”。
他还给记者算了一笔账：他开的这辆公交车百公里油耗平均28升左右，若没有液压混合动力系统，百公里油耗40升左右，这样可以节省12升左右。江川1路每天满负荷跑10圈，198公里，一天下来大约节省56升油，不用这个系统，需要80升油，这样一年可以省6000升油，按照市场油价8元计算，大约节省5万元。
目前，除上海之外，还有几个城市准备引入交大神舟的液压混合动力公交车，一些客车企业和公交公司已经与交大神舟建立了合作关系。下半年，交大神舟计划把液压混合动力系统应用到环卫车领域。
在空气污染加剧、节能减排迫在眉睫的现阶段，电动车遇冷、车企纷纷转向也引起了高层的重视。今年“两会”期间，工信部部长苗圩曾表示，从目前情况来看，发展非插电式混合动力汽车比较符合我国现实，节能汽车当前就能实现节能减排的目的，而新能源汽车是立足长远，国家要把两者结合起来。
他还透露了补贴方式的变化，新的节能与新能源汽车补贴政策不再按照技术路线补贴，而是按照节油效果补贴。
中国汽车工业协会常务副会长兼秘书长董扬指出：“我一直认为，混合动力车是节能与新能源汽车里面的重要部分，就节能而言，混合动力车甚至可以被认为是最重要的车型。因此可以断言，在未来十年甚至是更长时间内，按照节能的技术类型来划分，发展重点应该放在混合动力车上。”
业界认为，这项新政的推出，混合动力车型将获得更大的发展机会，补贴基数将大于3000元。
对于从零做起、在市场跌打滚爬近十年的陈杰对补贴不以为然，“靠政策保护的技术和产品不算真好，一个产业靠补贴是走不远的。市场决定一切，我们不希望政府给车企补贴，我们期盼公平竞争的市场环境。”
有着20年华尔街经验及20年中国汽车行业经验的潘考夫斯基同样表示：“美国多年的经验表明，无论是政府补贴车、技术或者哪种燃料，最终总会导致市场扭曲。”
市场是检验产品的惟一标准。光伏陷入“泥潭”，电动汽车“叫好不叫座”，这些都是把市场的手错装在政府兜里了，所以政府不能过于干预微观经济，扶持某一种产业也要遵循市场发展规律，市场能解决的应交给市场来做。企业同样不能头脑发热，盲目跟风，甚至把希望寄托于政府的支持和补贴，长此下去，不但消褪了市场竞争的“亮剑”精神，而且得不偿失。
混合动力发展三问 篇7
前“车”之鉴会不会在工程机械行业重演?
当全世界都意识到需要在汽车行业推行节能减排的政策之后,混合动力汽车在节能减排方面的表现让人们找到了保护环境的救命稻草。自从2005年丰田将混合动力车型普锐斯带入中国后,本田随即也将思域引入中国,通用、长安、比亚迪、奇瑞等也均宣称要推出混合动力车型,一时间,混合动力汽车在中国市场成为热点。然而时至今日,混合动力汽车在中国市场上表现却没有让人们感到乐观。2007年,国内首款混合动力轿车普锐斯1 000辆的销量与其全球超过百万辆的总销量相比不值一提,人们对于混合动力汽车的迷恋并没有催生巨大的混合动力汽车市场。
在最新出炉的2009年汽车市场8大关键词中,“新能源汽车”入选。2009年3月我国公布的《汽车产业调整和振兴规划》中提出,要实现“形成50万辆新能源汽车产能,销量占乘用车销售总量的5%左右”的具体规划目标和完成“推动纯电动汽车、充电式混合动力汽车及其关键零部件的产业化”的主要任务。《汽车产业调整和振兴规划》公布后,陆续有企业提出要上新能源汽车项目,多家汽车厂商也高调展示自己的新能源概念车。但业内观察人士指出,尽管调子很高,规划很好,但由于研发技术成本高昂和看不到现实市场需求,“发展新能源汽车”的地方厂商大多只是处于“雷声大雨点小”的状态。
与混合动力技术在汽车行业的发展趋势类似,如今混合动力在工程机械行业也掀起了一股热潮。自2003年日立建机第一台混合动力装载机问世以来,工程机械主机企业陆续跟进。詹阳动力在2007年北京第9届BICES展会上推出了我国第一台混合动力挖掘机——JYL621H型轮式混合动力液压挖掘机。至今,工程机械业内已经有10家左右的主机企业推出了混合动力产品。对于混合动力工程机械在中国的发展趋势,国内部分媒体采用了“潮起”、“必然趋势”等字眼,仿佛我们即将进入混合动力工程机械时代。
然而,正如汽车行业面临的问题一样,混合动力工程机械在我国似乎也陷入到了"叫好不叫座”的怪圈。究其原因,可能是用户对产品质量、可靠性、节能效果持怀疑态度以及昂贵的采购成本所致。
用户如何才能接受混合动力?
日立建机龙小平研究员在接受记者采访时表示,“工程机械种类较多,工作特征和负载方式也都不一样。其实有些机械适合于混合动力驱动,有些机械则并不适合于混合动力驱动。即使是适合用混合动力的工程机械,在元件的选择和系统的配置上也都是非常微妙的,并非装上电池和电动机就一定能节省能耗。”质量和可靠性是用户关心的问题,而工程机械又并非快速消费品,作为一种生产工具,能为用户带来价值才是至关重要的。
混合动力是不是只是一个商家炒作概念的噱头,我们不得而知。对于这一点,龙小平研究员表达了自己的担忧,“要告诫用户‘不见兔子不撒鹰’,不要成为市场炒作的牺牲品。”作为媒体,也希望用户在购买时能够保持冷静的头脑,不要被一些商家的过度炒作所诱惑,要根据自己的实际施工需要选择合适的产品。
日立建机龙小平研究员在接受记者采访时表示,“工程机械种类较多,工作特征和负载方式也都不一样。其实有些机械适合于混合动力驱动,有些机械则并不适合于混合动力驱动。即使是适合用混合动力的工程机械,在元件的选择和系统的配置上也都是非常微妙的,并非装上电池和电动机就一定能节省能耗”
记者算过这样一笔账,一台售价80万元的普通20 t级挖掘机,每天工作10 h,按照当今的油价7元/L、每小时油耗9 L、每年280个工作日即2 800 h计算,一年的油耗大约需要17.64万元。据多家制造商公布数据显示,如今面世的混合动力挖掘机节能效率一般在20%～30%,如果按照30%计算,每年节省燃油费用约为5.29万元。而据记者了解,一台20 t级的混合动力挖掘机的成本比普通挖掘机高出50%,如果售价也按高出50%计算,那么用户购买一台混合动力挖掘机大约需要多支付40万元。用户至少需要7年多的时间才能将这40万元的差价通过混合动力技术所节省的油耗弥补回来,这还未计算由于混合动力系统复杂性而增加的维修成本。
如此高昂的成本使用户对混合动力望而却步,也给企业进行混合动力机型市场推广带来了不小的困难。不过,对于混合动力产品的高成本,三一重机总裁助理易迪生表达了自己的乐观看法,“随着技术成熟以及混合动力产品成规模的推向市场后,生产成本和使用成本应该都会降低,高成本不是需要担心的问题。”
面对当前的高成本和技术尚不成熟,企业仍旧信心满满,对未来充满了希望。多家企业建立了自己的研究所或与大专院校合作,承担了此领域国家“863”项目。2010年,随着该项目的结题,最终的试验样机也可能很快就会与大家见面。工程机械作为生产工具,不仅要能够满足用户的生产需要,还要尽量为用户节省成本,带来满意的生产效益。对于用户来说,何时能够购买到既可靠放心、节能降耗又非常实惠的混合动力产品呢?也许只有等到混合动力产品成为市场主流机型的时候才会成为可能。
政策春风能否吹到?
要使用户的使用成本真正降低,仅靠主机制造企业降低生产成本和销售价格还是不够的,这需要国家的扶持。在技术上,国家为混合动力工程机械的研发投入了一定的支持,在产品的市场推广方面,依然需要支持性政策。
如今,虽然保护环境、节能减排已成为发展的主旋律,但是国家对于混合动力工程机械方面的政策仍旧是空白。面对高售价、高维护成本以及政策空白,用户即使对混合动力爱不释手也没有购买的勇气。与混合动力汽车市场类似,混合动力工程机械在国外有一定的市场,特别是在日本。据了解,1997年时,日本丰田开始销售混合动力汽车,每台售价60万日元,每购买一台政府给消费者补贴20万日元。日本2009年4月1日开始实施“环保车减税制度”及“环保车新购及以旧换新补助制度”,以支持节能环保车的国内普及,并实现汽车产业结构转型。两项制度可并用,如以本田的Insight为例,减税及购买补助合计可达38.77万日元,三菱i-MiEV标价为459.9万日元,利用减税和补助金政策后实际只需320.9万日元即可。政策上的支持成为日本发展混合动力的信心,小松、日立、住友、三菱等日本工程机械企业在混合动力方面的技术研究领先于国内企业,混合动力工程机械在日本的发展速度也走在世界的前列。相比较来说,日本的工程机械市场更加成熟,对于混合动力工程机械的接受会更加容易,加之政策方面的支持,混合动力就有了很大的发展空间。
对于混合动力工程机械在国内市场推广方面的困难,易迪生坦言,“主机制造企业需要国家政策方面的支持,希望国家出台政策引导行业发展。”对于主机制造企业期待的国家政策内容,易迪生表示,"主要包括3方面内容:对行业发展进行政策保护;对用户进行财政补贴;对主机制造企业减税。而企业在降低生产成本的同时,主要是在售后提供更加人性化的服务。”国家政策方面的缺失,在一定程度上阻碍了混合动力在工程机械行业的应用及发展。解决这一问题,需要行业协会、主机制造企业以及行业媒体共同呼吁,引起国家相关部门的重视,争取有关政策的早日出台。
当全世界都意识到需要在汽车行业推行节能减排的政策之后,混合动力汽车在节能减排方面的表现让人们找到了保护环境的救命稻草
正如汽车行业面临的问题一样,混合动力工程机械在我国似乎也陷入到了“叫好不叫座”的怪圈。究其原因,可能是用户对产品质量、可靠性、节能效果持怀疑态度以及昂贵的采购成本所致
混合动力 篇8
串联型混合动力公交客车多能源系统各部件参数设计原则:要在满足汽车动力性能要求的前提下,从降低整车燃油消耗和排放,并减少发动机、发电机、电动机和动力电池组的重量及成本等方面综合确定。表1为动力系统设计的初始参数。
1. 发动机功率的确定
串联型混合动力公交客车的发动机功率可根据满足汽车最高车速的行驶要求所确定。按满足汽车最高车速75km/h的行驶要求计算发动机功率,即
式中,eP为发动机功率,kW;um为最高车速,km/h;g为重力加速度,m/s2。计算得发动机功率eP=114 kW。最终确定某款柴油发动机,功率为117 kW,图2为该发动机的万有特性图。
根据发动机万有特性图可作出最低油耗曲线,发动机将被控制在该曲线上一个较最低油耗区域工作,此时发动机可被控制的最大功率eP_ctl为107kw(1700rpm,600N.m)。
3. 发电机特性的确定
发电机输入功率一般应能传递发动机最大功率,本设计方案将发电机的额定输入功率取为能传递发动机被控制运行的最大功率
为可靠起见,取Pg_in=110kW。
发电机在恒转矩区应能传递发动机的最大转矩,根据发动机万有特性图,发动机最大转矩为600N.m,因此发电机额定转矩为
为可靠起见,取Tg_in=575N.m
发电机最高转速应满足发动机的实际最高转速。
发电机的额定输出功率为
圆整为gP-out=100kW
因发电机与发动机同轴布置并联合工作,故发电机的最高效率的转速区要与发动机的相同,尤其在(1300～1700)rpm的常用转速区。
4. 电动机特性和减速器速比的确定
本设计中主减速器速比是已确定的,因此减速齿轮的速比大小应能满足汽车的最高车速要求
式中nnmax为电动机的最大转速,r/min。
为了将减速比设计得大一点以减少电动机峰值转矩,因而可相应减少电动机电流,故最好选用高速电动机,但目前国内的永磁无刷直流电动机在高转速区的恒功率控制比较难,且高速轴承价格较高,因此取电动机连续运行时的最大转速nmmax=5000rpm,因此取ig=1.927。
电动机扩大恒功率区系数(电动机最高转速与额定转速之比)一般在2.5～5范围内,本设计取为2.5,因此电动机连续运行时的额定转速为
电动机连续运行的额定功率应能满足汽车最高车速行驶要求,即
计算得Pmr=79kW,为了能使汽车在一般的沥青或混凝路面上也具有较高的行驶车速,取
计算得Tmr=405N.m
电动机短时间运行的峰值功率应满足短时间运行的最大爬坡度和加速性能要求。
短时间运行的最大爬坡度要求所需要的电动机峰值转矩为
计算得Tmmax=1265N.m
汽车原地起步加速到ua的加速时间t如式(10)、(11)。
当ua≤umr时,
当ua>umr时,
式中,umr为电动机短时间运行的基速nmmr所对应的车速,km/h。
电动机短时间运行的基速选为nmmr=944rpm,因此电动机的峰值功率为
将nmmr、Pmmax值代入式(10)、(11),经编程计算得到0～50 km/h的加速时间t=20.7s,满足加速要求。
5. 蓄电池组参数的确定
5.1 蓄电池峰值功率
蓄电池的峰值功率应满足加速性能要求和短时间最大爬坡的要求。混合动力汽车加速时可以采用以下两种方式:(1)按汽车纯电驱动运行的加速来确定蓄电池的峰值功率,此时发动机关闭,因此蓄电池峰值功率比较大。(2)按发动机-发电机和蓄电池同时向电动机供电的方法实现加速,这样确定蓄电池峰值功率比较小。本设计中的混合动力公交客车为可外接充电式,即插电式混合动力公交客车。考虑到插电式混合动力公交客车的蓄电池容量比普通的混合动力公交客车大,一次加速(如0-50km/h)过程使蓄电池的荷电状态SOC下降较少,且为了避免在汽车起步加速时开启发动机,使发动机处于油耗和排放都较差的动态运行工况,因此原地起步加速时不启动发动机,而采用蓄电池-电动机的纯电驱动运行来加速,则蓄电池放电模式下的输出功率按电动机峰值功率计算
将该输出功率与附件电驱动系统所消耗的功率相加,得蓄电池需要的峰值功率165kW。
5.3 蓄电池容量
考虑到可利用夜间电网对蓄电池组充电,由于夜间电力价格便宜,因此如果将蓄电池组容量设计得大些,可以降低汽车运行的实际能量消耗费用,大大提高了汽车的经济性。但蓄电池组容量过大会导致蓄电池组重量过大,成本增加过多。最终确定了某款锂离子动力电池,标称容量为Q=100A.h,总电压E=516.8v。蓄电池SOC由100%降低到30%为止,汽车满载按30km/h匀速行驶的纯电机行驶里程为
计算得纯电机行驶里程43km。
串联型混合动力公交客车多能源动力系统各部件的设计参数见表3。
6. 结论
本文对串联型混合动力公交客车动力系统的设计依据及方法进行了分析,结合实际设计过程中的经验,将串联型混合动力公交客车当前存在的瓶颈归纳如下:
1)车用发电机产品不成熟。通过与多家电机厂家沟通,现有的发电机产品多用于静态环境,抗震性差,且噪音大,体积大,质量重,并不适合用于汽车;
2)整车空间结构布置比较紧张。与传统车相比较,串联式混合动力客车增加了两个功率较大的电机和一组大容量的动力电池,对于后驱的公交客车,后悬需放置发动机、发电机、电动机以及减速器,而这些受到后悬尺寸的限制,使得后悬空间布置紧张;
3)整车重量增加较多,且成本较高。由于需要两个大功率的电机以及大容量的动力电池组使得串联型混合动力客车重量增加较多,大大降低了客车的载客能力。成本上来看,电池组的价格居高不下,而串联型混合动力客车又对电池组容量要求较高,所以造成整车成本偏高。
参考文献
[1]余志生.汽车理论[M].第三版.北京:机械工业出版社,2004.
混合动力 篇9
随着能源短缺和环境保护问题的凸显，混合动力电动汽车HEV (Hybird Electric Vehicle)作为燃油发动机汽车和电动汽车的中间产品，以其节约能源，降低排放的优势出现在人们的视野。所谓混合动力，即在一辆汽车上同时配备电力驱动系统和辅助动力单元(Auxiliary Pow e rUnit，简称APU)等两个动力装置。混合动力汽车通过存储能量装置(如蓄电池等)与控制系统对能量的调节以实现最佳的能量分配，整车达到低排放、低油耗以及高性能的要求。尽管混合动力汽车是传统汽车向纯电动汽车转化的过渡产品，但较电动汽车和传统内燃机汽车而言还是拥有自身鲜明的优势，如电池的容量较小，电动汽车自重过大等矛盾有所缓和，同时动力单元(APU)的选用使续驶里程数与动力性能能够达到内燃机汽车的水平，汽车尾气的排放却大大的降低了，在一些对废气排放严格限制的诸如商业中心、旅游区等区域，混合动力汽车可以由纯电力来驱动而成为零排放的汽车。而运用原动机输出的动力直接带动车内空调、暖风、制动空压机以及动力转向等等系统，无需消耗电池组内的有限电能，从而保证了驾驶的轻便性和乘员的舒适性。
2 日益成熟的混合动力汽车动力系统及其分类
随着各种高新技术的应用，混合动力汽车的动力系统得到了全面的改进，燃油动力和电动动力系统集成优化技术较从前取得很大的进展，节能效果不断获得提高，轻量化技术和电器结构安全性技术也得到了系统应用。在混合动力技术的发展方式上，表现出明显的模块化与平台化的趋势，随着电功率比例的逐步提升，混合动力程度不断得到提高，最终过渡到可充电的串联式“全混合”方式。由于混合动力汽车各个组成部件、布置方式以及控制策略的不同，形成各式各样的结构，目前按照动力系统两种不同能量的搭配比例不同，混合动力汽车分为四大类。1)微混合，也称为“起—停混合”(Microhybrids)，在微混合动力系统中，电机仅作为内燃机的启动机/发电机使用，从严格意义上来讲，微混合动力系统的汽车不属于真正的混合动力汽车，因为它的电机并没有为汽车提供持续动力。2)轻混合，也称辅助驱动混合(Mild hybrids)，与微混合相比，汽车驱动的电池—电机功率的比例增大，内燃机功率的比例相对减少，这种混合动力系统一般采用集成启动电机，车辆还是以发动机为主要动力来源。3)全混合(Fullhybrids)，既可以使用汽油引擎驱动或电动机单独驱动也可以同时使用两种动力混合驱动的汽车，普遍采用大容量的电池以供给电动机做纯电动模式的运行，同时还具有动力切换装置用以电动机、发动机各自动力的耦合及分离，内燃机功率的比例更小。4)插电式混合(Plug-in hybrids)，即通过接入家用电源为系统中配备的充电电池充电，充电后可仅凭充电电池作为电动汽车行驶，这种混合动力汽车比全混合动力汽车有较长纯电动行驶里程，内燃机功率比例与全混合系统基本相同，电池容量一般比全混合系统的大，比纯电动车辆的小，这是最新的一代混合动力汽车类型。
3 混合动力汽车的发展前景和政策趋势
无需置疑环保和节能汽车已经成为未来混合动力汽车市场发展的主流方向，一方面世界原油价格持续攀升，2012年3月中国的成品油价格再创历史新高，宣告油价全面进入“8元时代”，汽车需求结构发生着巨大的变化。另一方面，世界主要汽车市场进一步强化汽车燃气排放的标准，如2012年欧盟范围内销售的所有汽车平均排放量必须低于每公里130克。因此国内外汽车制造业企业普遍认为混合动力电动汽车是当前最具开发和推广前景的环保型交通工具之一，放眼世界，世界各国都在混合动力汽车的研发领域内加大投入，以期在未来的市场竞争中占得先机，如在美国，20世纪90年代美国能源部就与三大汽车公司签订了混合动力电动汽车的开发合同，2005年通用汽车、戴姆勒·克莱斯勒与宝马集团签署了构建全球合作联盟，以共同开发混合动力推进系统的合作协议。2009年美国混合动力汽车销量达到了30余万辆，逐年上升趋势非常迅速，预计到了2013年将达到87.2万辆，市场占有率将达6%以上。由于我国汽车工业才刚刚起步，因此在混合动力汽车的产业化发展战略上，有更大的自由选择度和比较优势，相对常规汽车而言，我国混合动力汽车研发战略计划包括近期、中期和长期3个阶段的研究发展规划，力争在2030年之前混合动力汽车呈大幅度増长的发展势态，占到所有汽车总产量的50%以上，而传统的燃油汽车数量则会下降到汽车总产量的25%左右。当前我国的混合动力汽车的研发已取得了实质性的进展，相关技术已趋于成熟，以BSG和ISG为代表的轻度混合动力汽车目前已经具备产业化的条件。2007年10辆奇瑞BSG混合动力轿车率先在奇瑞出租车公司投入使用，单车运行计划达到10万公里以上。同年由长安汽车集团自主研发的第一款量产混合动力轿车杰勋HEV正式下线，2010年产量达到了5000辆，奇瑞也推出了混合动力A5，华晨则推出了混合动力版尊驰。在北京车展上亮相的9款自主品牌的混合动力汽车中已有4款确定将在国内的汽车市场上投入生产，这也标志着中国混合动力汽车的研发方面迈出了重要一步。在政策方面，“十一五”期间混合动力汽车被列入国家科技部“863”计划的12个重大专项之一，国家投入30亿元的研发经费，支持混合动力汽车关键技术、平台集成技术以及整车和关键零部件的开发。正如著名新能源汽车开发专家万钢指出的那样：“混合动力汽车的发展，一事关国家能源安全，二事关减轻大气污染，维护社会可持续发展战略。”2010年6月，《节能与新能源汽车示范推广财政补助资金管理暂行办法》开始实行，确定每辆混合动力汽车补贴3000元，国家支持混合动力汽车发展的意图非常凸显。广阔的市场前景促使企业投入更多的精力去进行技术升级和市场推广，因此未来中国混合动力车的政策支持力度进一步提高是大势所趋。根据2009年国家出台的《汽车产业调整和振兴规划》内容所示，在2020年之前我国新能源汽车销售规模将要达全球第一，未来10年政府财政计划投入超过1000亿元来打造新能源汽车产业链似乎也印证了这一点。
4 结语
混合动力汽车目前已实现了产品的市场化和技术的稳定化，仅丰田混合动力普锐斯目前在全球的保有量就已超过300万辆。可以预见，在世界各国环境立法日趋严厉以及石油的日益短缺背景之下，随着混合动力汽车性能的日益提高以及使用成本的持续降低，其市场份额将逐年增大，甚至能够逐渐成为汽车市场的主导产品。混合动力汽车兼具纯电动汽车和传统汽车的优势，未来在汽车技术工作者的共同努力之下，进一步的提升完善和应用推广混合动力技术，混合动力汽车必将具有极其光明发展前景。
摘要：混合动力电动汽车以其节能减排的优势兼具纯电动汽车和传统汽车的特点, 随着各种高新技术的应用, 其动力系统得到了全面的改进, 节能效果不断获得提高, 已实现了技术的稳定化和产品的市场化。可以预见, 在世界各国环境立法日趋严厉以及石油日益短缺背景之下, 混合动力汽车的市场份额将逐渐增大, 拥有极其光明发展前景。
混合动力 篇10
就控制来说, 需要明确的就是控制谁和如何控制的问题。针对PHEV汽车控制目标有[1]:更加理想的油耗、排放、成本以及操控性能。同时还需要考虑:如何使发动机工作在更理想的工作区域来保证很高的工作效率;如何减少发动机的动态波动使得发动机工作转速稳定;如何加入发动机的相关保护措施如开启关闭的控制、最低转速的控制等;如何加入电池的监控保护措施如使得电池工作在合理安全的电压、容量总保持在合理的状态灯;如何让模式选择更加合理例如城市拥堵区域的零排放模式等。
2 电辅助控制策略分析
电辅助控制策略利用电子系统控制精确快速的特点, 控制电动机, 在PHEV汽车行驶过程中, 辅助发动机保证汽车的动力性, 同时使电池的SOC在合理范围, 从而对车辆来说体现出理想的动力性、经济性和排放性。
图1为工作情况示意图。当SOC小于cs_lo_soc (最低SOC限值) , 工作扭矩小于发动机的最小输出扭矩, 此时发动机以最小输出扭矩工作, 超出部分用于对电池的充电扭矩。
图2指出了某镍氢电池的工作区和需主动充电区[2]。电池在PHEV工作室存在主动充电和被动充电, 主动充电就是发动机带动电动机进行充电, 而被动充电就是在制动过程中由于车辆惯性带动电动机对电池充电。
其中:Maximum Torque Envelope为最大扭矩曲线;Minimum Torque Envelope为最小扭矩曲线;Off Torque Envelope为发动机关闭曲线;Electric Launch Speed为发动机转速门限;SOC为电池的荷电状态 (State of Charge) 。
汽车启动和低速运行时, 开启纯电动模式, 降低排放和油耗;当工作扭矩小于发动机的最小输出扭矩, 此时发动机以最小输出扭矩工作, 超出部分用于对电池的充电扭矩;当所需扭矩大于发动机峰值扭矩的时候, 开启联合工作模式, 电动机提供峰值扭矩。工作过程中制动优先, 也就是优先判断是否有制动信号, 如果有制动信号即进入制动模式。
图4为在Matlab/Simulink中的仿真模型, 图中红色区域消耗电能、绿色区域为补充电能区域, 纯电动起步阶段和峰值功率阶段以及发动机关闭纯电动模式下电池放电, 在发动机工作扭矩富余以及制动模式下给电池充电[3]。
如图5是最小扭矩子模型图, 为保证发动机不在低效率区工作, 通过计算得到某速度下的最小扭矩, 同时判断SOC是否小于目标的SOC, 如果小于, 发动机输出扭矩用于充电, 如果不小于, 发动机不输出扭矩。
之前所计算出来需要的发动机扭矩必须在发动机的状态下才有意义, 发动机只在以下情况同时满足时启动: (1) 钥匙门接通时; (2) 当处于怠速工况时, 转矩过高、转速过快; (3) 车辆速度超过启动速度限值; (4) 需要转矩达到发动机启动转矩下限或电池SOC值低于规定值。
如果发动机迁移时刻运转变速器换挡时发动机也要继续运转, 防止换挡过程中发动机瞬间关闭。
3 总结
本文配合在Matlab/Simulink中的仿真模型, 对并联混合动力汽车动力系统的一种典型控制策略———电辅助控制策略进行了分析, 为并联混合动力汽车的控制策略优化研究提供了一定理论基础。
参考文献
[1]张欣, 郝小健, 李从心, 岑艳.并联式HEV电动汽车动力系统控制方式的仿真研究[J].汽车工程, 2005, 27 (2) :141-145.
[2]梁龙, 张欣, 李国岫, 王浩.并联式HEV电动汽车动力系统系统的仿真研究[J].北方交通大学学报, 2012, 26 (4) :57-62.
目前的混合动力客车 篇11
为了分析节油技术水平差异的原因，要从混合动力客车能够节油的原理说起。混合动力客车节油的主要技术途径是：1.制动减速过程将制动器摩擦副白白消耗掉的能量合理回收，在汽车驱动需要助力时再释放出来；2.怠速停车时关闭发动机，节省下不必要的燃油消耗；3.由于可以得到电力系统的助力，可以减小发动机的排量，提高发动机的负荷率，提高其工作效率；4.根据混合动力系统的要求重新优化发动机特性或采用专用发动机，以获得更高的效率；5.起步与低速行驶时采用纯电驱动，甩开内燃机效率较低的低速小负荷区段。
目前我国开发的混合动力客车多数不具备上述第五项的纯电行驶功能，属于中度混合类型，如要实现此功能需要配备较大功率的电机与电池组。第二项怠速停机功能理论上可以有约5%的节能效果，但由于我国多数地区需要空调的时间多而打了折扣。第四项发动机优化或新设计只有少数具备发动机设计权限的动力系统或整车厂有条件去做。因此第一、三项便成为多数混合动力客车采用的主要技术措施，其中尤以制动能量回收为重要。据一些企业提供的数据，制动能量回收对于节油效果的贡献要占到60%以上。
制动能量回收对混合动力客车如此重要是与公交车的运行特点有关。公交车典型的运行模式是频繁地“起步一加速一短距离等速行驶一减速一进站停车”，可以说谁能够利用好它，谁就能取得基本的节油效果，如果这点做不好，即使采取了其他多种措施，节油效果也不会好到哪里去。
混合动力的时与势 篇12
记者:今天请到的3位嘉宾所在的公司都推出了混合动力挖掘机,请问3位:贵公司开发混合动力工程机械是基于怎样的初衷?
易迪生:三一重机是以节能减排为出发点,目的是减轻工程机械施工对环境产生的日益严重的压力。
苏鸿钧:混合动力工程机械的推出主要还是基于以下2个原因。第一,世界各国尤其是发达国家日益严格的环保要求,特别是降低碳排放的要求;第二,原油价格飞涨导致生产和施工成本上升,市场迫切需要工程机械生产企业提供一种节省能源的新型工程机械产品。小松PC200-8 HYBRID挖掘机设计的出发点就是最大限度地收集在传统工程机械使用中浪费的能量,再把这些能量用于回转加速和作业时发动机加速的能量辅助中。
舒永亮:液压挖掘机正常工作时,其液压系统的效率仅为40%左右,这是液压挖掘机效率低下的主要原因。液压挖掘机的转台、动臂、斗杆、铲斗的质量较大,在减速或制动时会释放出大量的惯性能量,这部分能量最终都要消耗在阀口上,造成系统发热和能量损耗。解决这一问题的有效方法就是进行能量回收,詹阳动力经过3年时间成功研发了JYL621H型混合动力挖掘机,实现了混合动力技术的优化、商业化和模块化。
记者:尽管现在诸多制造商都推出了混合动力产品,但整体而言混合动力技术还处在起步阶段,与传统工程机械相比,混合动力工程机械的性能到底有哪些不同?
易迪生:混合动力工程机械与传统工程机械对油品的要求基本一样,没有过多的要求。混合动力主要是进行能源回收再利用,回收的动能和势能再转化为电能,更好地平衡能量的应用。用户所担心的挖掘力降低的问题,我认为应该影响不大。但是,现在大部分混合动力工程机械还没有完全推向市场,在操作性能等方面确实仍有尚待改进的地方。
苏鸿钧:与传统工程机械相比,PC200-8HYBRID的性能基本相当,而油耗却可以平均降低大约20%。
舒永亮:詹阳动力开发的JYL621H型混合动力挖掘机是为高原作业客户量身订做的,该产品以高动力、高效率、高回报、高功能,低噪音、低震动、低油耗、低排放这四高四低作为卖点。通过长时间测试对比,JYL621H比JYL210E效能(效能为效率和油耗的综合数据)提高了20%。
记者:较传统工程机械来讲,混合动力产品的工作系统更加复杂,这是否意味着用户的购买以及维修使用成本将会随之提升?用户会接受吗?
易迪生:目前,混合动力挖掘机在技术上肯定还没有传统挖掘机那么成熟,在价格方面没有优势,而用户对价格又最为敏感,所以对于混合动力工程机械接受起来还需要时间。目前,一台混合动力挖掘机的成本是普通挖掘机的1.5倍,价格也比较高。但是随着技术的成熟,混合动力大量的成规模的推向市场后,使用成本就会慢慢降低。
苏鸿钧:混合动力的工程机械无论是在欧、美、日等发达国家和地区,还是在中国这样的发展中国家,都有着良好和广阔的市场前景。道理很简单,气候和能源问题涉及到全球各国的利益和安全,像混合动力工程机械这种既有利于节能环保,又有利于广大用户降低使用成本的产品,应该受到市场的欢迎和接受。
舒永亮:最能体现混合动力科技优势的莫过于在高原工作。发动机在稀薄的空气中工作,往往不能充分燃烧柴油而需要提高油门来维持一定的功率,这样不仅耗油而且废气的污染更严重。混合动力技术以电力来辅助进而降低发动机的转速,减缓了发动机对空气中的氧气需求也能维持工作上所需要的功率。发动机燃烧效率提高就能减少排放,减少污染和油耗。低油耗也对供油车需求减少进而提高供油车的“回报率”。2009年詹阳动力成功完成了混合动力高原对比测试试验,在海拔4 000 m的地方经过40天的测试,充分证明了产品在高原作业的可行性。
记者:目前,在混合动力工程机械的推广中存在哪些实际问题是什么?最大的难点在哪里?该如何应对?
易迪生:混合动力产品在技术上还有待提高,国家在这方面还缺少相关政策扶持和推动,我们需要国家的大力关注和支持。这主要包括3方面内容:对行业发展进行政策保护;对用户进行财政补贴;对主机制造企业减税。而企业在降低生产成本的同时,主要是在售后方面提供更加人性化的服务。但是目前在这方面要得到国家的支持和政策上的立法保护还是比较困难的。
苏鸿钧:由于混合动力工程机械是一个新生事物,不可避免地带来生产制造成本较高的问题。而中国目前对工程机械产品缺乏类似支持新技术、新能源的汽车产品的优惠政策,这毫无疑问地给混合动力工程机械产品推广带来很大的困难。因此我们在这里呼吁政府为混合动力工程机械提供在研发、生产和使用方面的政策支持。
舒永亮:工程机械产品都是非常耗油的,能耗和效率方面的技术进步都成为产品推向市场的卖点。混合动力工程机械的研发与应用需要技术的不断完善,相对传统产品,混合动力工程机械售价将会较高,由于混合动力技术在工程机械上的应用还不是很成熟,在售后和产品的维护保养上也是一个很大的挑战。
记者:目前,数家工程机械制造企业都有混合动力产品面世,如何看待这种现象?混合动力工程机械会成为将来的主流产品吗?
易迪生:部分混合动力产品已经在市场上应用,但还没有批量进入市场,混合动力工程机械会不会成为未来的主流产品还不好说。我觉得如果蓄能器等技术问题能够得到很好地解决,纯电能的工程机械的应用也会非常流行。
苏鸿钧:目前无论是国际知名品牌还是国内著名企业,几乎都已经或将要有混合动力产品面市,说明大家还是非常看好这个产品的未来市场。我们认为混合动力工程机械会在未来的工程机械市场中占有重要的地位。
舒永亮:根据一项调查显示,全球环保车将来会按照每年20%的比率增长,增长期会延续到2010年,其间以混合动力技术为领头羊。混合动力车受垂青主要是其油耗显著降低,能有效抗衡油价上涨,解决各国对车辆排放的控制并有效地抵消技术上的额外投入。目前,全球需求围绕着欧美和日本,但再过不久中国也会成为需求大国之一。混合动力技术在汽车行业已经成熟,工程机械行业中也紧随其后开始发展。由于混合动力技术的出现对节能、减排有了重大的意义,我相信在工程机械行业中的混合动力技术的发展空间是巨大的。