国内外混合动力汽车发展概况.doc

一、 混合动力汽车概述 1.1混合动力汽车并联式（PHEV）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，只需要在汽车上增加电动马达和电瓶。 通常所说的混合动力一般指油电混合动力，即燃料（汽油，柴油）和电能的混合。混合动力汽车（Hybrid Electrical Vehicle, 简称HEV) 是指同时装备两种动力来源热动力源（由传统的汽油机或者柴油机产生）与电动力源（电池与电动机）的汽车。 混联式（PSHEV）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，结构复杂. 1.2混合动力汽车分类 串联式（SHEV）只用电动马达驱动行驶的电动汽车“串联方式”。燃料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。1.2.1按混合动力总成以动力传输路线分类1.2.2按照车辆对电能的依赖程度分类混合动力形式工作原理弱混合动力MILD HYBRID也称轻度混合动力，软混合动力，微混合动力等这种混合动力系统在传统内燃机上的启动电机（一般为12V）上加装了皮带驱动启动电机（也就是常说的Belt-alternator Starter Generator, 简称BSG系统）。该电机为发电启动(Stop-Start)一体式电动机，用来控制发动机的启动和停止，从而取消了发动机的怠速，降低了油耗和排放，但是它的电机并没有为汽车行驶提供持续的动力。中度混合动力该混合动力系统同样采用了ISG系统。与轻度混合动力系统不同，中混合动力系统采用的是高压电机。另外，中混合动力系统还增加了一个功能：在汽车处于加速或者大负荷工况时，电动机能够辅助驱动车轮，从而补充发动机本身动力输出的不足，从而更好的提高整车的性能。这种系统的混合程度较高，目前技术已经成熟，应用广泛重度混合动力FULL HYBRID（也称全混合动力，强混合动力等）该系统采用了272-650v的高压启动电机，通过车载电池供电，电动机可以在启动或巡航过程中，单独驱动车辆行驶，在加速或者电池能量不足的情况下，再由内燃机单独或者联合电动机驱动车辆。与中混合动力系统相比，完全混合动力系统的混合度更高。技术的发展将使得完全混合动力系统逐渐成为混合动力技术的主要发展方向。插电混合动力PLUG IN HYBRID插电式混合动力系统，是一种将纯电动系统和现有混合动力系统相结合的产物。由于车辆带有外接插入式充电系统，车辆可以单独利用电动机行驶较长的距离，将内燃机的工作比例进一步缩小，提供更好的节油比例，但会消耗一定的电能。同时，又解决了目前纯电动汽车巡航里程短的问题。但随着电池技术的发展，插电式混合动力仅仅是一种过渡方案。二、 国外混合动力汽车发展现状2.1日本混合动力汽车市场发展现状2.1.1日本混合动力汽车市场销量丰田汽车在1997年推出了混合动力车型，到2012年4月份在日本累计销售170万辆，其中丰田普锐斯系列混动车型销量达137万辆。本田从1999年开始销售混动车型，到2009年1月累计销售25239辆，而本田Insight车型在2010年3月推出之后的一年内销量就突破10万辆2.1.2日本混合动力政策丰田公司第一代普锐斯上市日本开展“低公害车开发普及行动”，将EV/HEV列为重点开发对象1 实行“绿色税制”，对混合动力、纯电动车型给予税赋减免优惠，是通常减税额的10倍；2 推出旧车换购新车及购买环保车补助金政策。3 提出了“谁控制电池，谁就控制了电动汽车”，组织实施国家专项计划日本混合动力汽车年度市场占有率将超过20%1.普及包括混合动力汽车在内的“下一代汽车”达到1350万辆2.开发出至少38款混合动力车、17款纯电动汽车。 199720012009201220202.1.3日本混合动力代表车型介绍日本混合动力汽车代表车型参数车型Toyota Prius -2012Toyota Prius c-2011Honda Insight-2012Honda Civic-2011尺寸（长×宽×高）4615×1775×1574mm4000×1690×1450mm4376×1695×1425mm4504×1754×1430mm混合动力模式全混+行星齿轮全混中混中混-第四代IMA混合动力系统发动机1.8 L 2ZR-FXE I4 Dual VVT-i73Kw/5200rpm1.5L 1NZ-FXE VVT-i I454KW1.3 L LDA series I4 i-VTEC73kw/5800rpm1.5-liter i-VTEC 发动机 69kw/6000rpm电动机60kw45kw直流无刷电机，10kw-电池类型201V镍氢电池-镍氢蓄电池锂离子电池百公里油耗5.6L2.86L5.6L5.3L2.2美国混合动力汽车市场发展现状2.2.1美国市场混合动力车型销量美国作为全世界最大的混合动力市场，到2011年5月累计市场销量已突破200万辆。从1999年至2012年5月混合动力轿车及SUV车型总销量达到2,303,825辆，其中丰田普锐斯系列车型销量为1,175,034辆，占51%的市场份额。2.2.2美国政府发展规划200420152009美国能源部成立“自由车“项目，目标研究清洁、高效燃料电池技术美国政府投入24亿美元用PHEV研发及产业化。实行减税政策。混合动力汽车市场占有率2.8%普及100万辆插电式混 合动力汽（PHEV）美国三大汽车集团联合成立电池开发公司-USABC，旨在开发新一代环保高性能锂聚合物电池2.2.3美国混合动力车型介绍美国混合动力代表车型参数车型Ford Fusion-2013escape Hybrid -2011雪佛兰VOLT2012款尺寸（长×宽×高）4869×1852×1476mm4437×1806×1719mm4498×1787×1439mm混合动力模式轻混全混强混合-插电式发动机2.0iter Atkinson-cycle138w2.3升直列4缸阿特金森循环发动机；99Kw/6000 rpm1.4L，采用汽油或E85乙醇燃料；63Kw/4000 rpm电动机-磁式交流同步电动机；70Kw/5000转/分111kW/370N·m电动机电池类型锂离子电池300V镍氢电池组锂离子电池百公里油耗5.0-5.3L6.9L-7.6L2.5L美国混合动力汽车特点1.以中、高级轿车或SUV等大排量汽车为主；2.绝大多数为汽油混合动力，并且混合动力模式以强混为主。2.3欧洲混合动力市场发展现状2.3.1欧洲混合动力市场销量在欧洲，混合动力汽车销量从2004年的9000辆左右升至2006年的4万辆。2011年，丰田混动销量约为8.5万辆，到2012年1月丰田汽车在欧洲累计销售了40万辆混和动力车型。欧洲主要国家混合动力车销量 2007年2008年2009年2010年2011年英国1597115385146452212723370法国726891379399944313340德国75916464837410661126222.3.2欧洲混合动力市场规划德国政府提出未来10年普及100万辆插电式混合动力汽车和纯电动汽车 2008 2009 2010欧盟发放70欧元贷款，支持汽车制造商发展新能源汽车德国启动了一项4.2亿欧元的车用锂电池开发计划；法国对购买低排放汽车的消费者给予最高5000欧元的奖励欧洲混合动力汽车市场份额将从0.5%骤增到5%20122.3.3欧洲混合动力代表车型介绍欧洲混合动力市场代表车型参数品牌奥迪Q5 hybrid Quattro雪铁龙C4ybride HDiThe Peugeot 3008 HYbrid4-2012宝马Activybrid 7系尺寸（长×宽×高）4629×1898×1625mm4288×1769×1458 mm4365×1837×1639mm5212×1902×1484 mm混合动力模式全混合，并联结构轻混，柴电混合柴电混合轻混发动机2.0 TFSI发动机；155Kw/0 rpm/350N·m1.6升HDi发动机；最大功率是66kW2.0 L DW10 HDi diesel I4 with electric engine4.4升双涡轮增压V8发动机342KW电动机永磁式交流同步电动机；40Kw/210 N·m-三相交流同步电动机15Kw/210 N·m电池类型轻质锂离子电池组-200V NI-MH电池锂离子蓄电池百公里油耗6.9 L3.4L-12.4L排量1984ml-欧洲混合动力汽车特点1.混合动力车型柴油车占半数以上；2.绝大多数发动机排量在2.0L一下。3、我国混合动力汽车发展现状3.1我国混合动力汽车发展现状 我国政府在国家高技术研究发展计划（863计划）中专门开列了包括混合动力汽车在内的电动汽车重大专项。目前，我国基本建立了常规混合动力汽车技术及产业化体系，研发了200款左右常规混合动力汽车产品。在常规混合动力客车方面，我国自主研发的常规混合动力客车逐步被城市公交用户认可，产品技术创新水平和产业竞争力位居世界前列，“十二五”规划中混合动力客车将在2012下半年，由现在的25个示范推广城市扩大到全国所有的大中型城市；过去的“十一五”期间，聚焦常规混合动力轿车动力系统技术平台，同步开展常规混合动力轿车产业化技术攻关，我国成功研制出多款工程化常规混合动力轿车产品，在我国节能与新能源汽车相关激励政策推动下，在越来越严格的汽车尾气排放法规推动下，将逐渐形成轻度混合动力轿车先行、中度并联混合动力轿车跟进、深度混合动力轿车押后的尊重技术的我国自主研发常规混合动力轿车市场推进三步曲。 3.2我国对混合动力汽车支持政策 节能与新能源汽车产业发展规划（2012-2020年）出台，重点推进纯电动汽车和插电式混合动力汽车产业化，推广普及非插电式混合动力汽车、节能内燃机汽车，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2001200620072009201020112012 启动了“863”计划电动汽车重大专项，设计的电动汽车包括三类：混合动力、纯电动和燃料电池汽车 科技部、工信部等部委确定节能与新能源汽车专题，发展新能源汽车是我国节能减排方向性之一； 财政部对混合动力汽车实行一定的税收优惠政策。新能源汽车生产准入管理规则开始实施； 国家发改委发布产业结构调整指导目录（2007年本），新能源汽车正式进入发改委鼓励产业目录财政部、科技部关于开展节能与新能源汽车示范推广试点工作的通知确定13个新能源汽车示范试点城市；同时发布节能与新能源汽车示范推广财政补助资金管理暂行办法，对混合动力公共服务领域汽车最高补贴5万推行“十城千辆”计划，要求在三年内，每年发展十个城市，每个城市推出1000辆新能源汽车运营国务院出台汽车产业调整及振兴规划大纲提出实施新能源战略出台关于开展私人购买新能源汽车补贴试点的通知，在上海、长春、深圳、杭州、合肥设立试点对私人购买新能源汽车给予补贴关于扩大公共服务领域节能与新能源汽车示范推广有关工作的通知，示范推广扩大到25个城市关于印发“节能产品惠民工程”节能汽车推广实施细则的通知，将柴油乘用车（含混合动力和双燃料汽车）纳入“节能产品惠民工程” 新车船税法，对节约能源、使用新能源的车程可以减征或者免征车船税 中华人民共和国国民和社会发展第十二个五年规划纲要把新能源汽车列为战略性新兴产业，重点发展插电式混合动力、纯电动汽车、燃料电池技术3.3我国汽车集团混合动力发展及产品 3.3.1一汽集团 发展目标：到2012年底，该集团计划建成一个年生产能力为混合动力轿车1.1万辆、混合动力客车1000辆的生产基地。一汽集团以技术为导向、以体系为支撑，追求汽车低碳、节能、环保发展的“蓝途”战略。在新能源汽车开发上将着重打造乘用车纯电动平台、混合动力平台、插电式混合动力平台，以及商用车纯电动平台、混合动力平台等产品平台，逐步实现新能源汽车的商品化、规模化发展，计划在“十二五”期间总投资98亿元用于新能源汽车研发和生产准备，并推出13款乘用车和3款商用车共计16款新能源车型。在乘用车领域，纯电动主要应用到一汽森雅和夏利品牌，涵盖A000级，A00级以及A0级三个车型平台。混合动力主要用于奔腾B70以及红旗品牌车型。而插电式混合动力，则将主要应用于奔腾B50车型。商用车领域则主要运用混合动力以及纯电动技术。 代表车型：一汽混合动力市场代表车型参数车型一汽奔腾B50PHEV一汽奔腾B70-HEV一汽解放牌CA6120URH1尺寸（长×宽×高）4600×1785×1435mm4705×1782×1465mm11990×2500×3250mm混合动力模式全混，插电式全混柴电混合发动机1.5L，最大功率67kW，最大扭矩135Nm1.5L，最大功率为74kW，最大扭矩为135NmBF6M2012-22E3,功率171KW电动机永磁同步电机，40KW双电机：TM电机功率为20kW/40kW，BSG电机功率为7.5kW/10kW伊诺华公司：M17000AB型三相异步电机,额定功率为25kW,峰值功率为90kW,或上海电驱动有限公司：TYC-168-260-8-C型交流驱动电机,额定功率为30kW,峰值功率为90kW电池类型锂离子充电电池，容量为35Ah镍氢电池，容量为6Ah，额定电压为288V氢化物镍动力蓄电池，40Ah百公里油耗3.2L5.8L节省燃油15%30%排量-1497ml6060ml3.3.2上汽集团 发展目标：“十二五”期间，上汽集团在推动燃料电池汽车研发升级和示范运行的同时，重点加快推进混合动力和电动汽车产业化。同时，公司还将继续抓好传统内燃机的优化升级。2012年上汽投产荣威550插电式强混轿车；2013年争取实现燃料电池车的小范围试运行，2015年实现量产使用。为了突破“电机、电控、电池”三大新能源汽车技术瓶颈，上汽集团2009年初投资20亿元成立上海捷能技术汽车技术有限公司，攻坚电池、电控集成、电机、电驱动集成等新能源汽车关键零部件技术，上汽集团计划新能源车市场占有率达到20%。代表车型：上汽混合动力市场代表车型参数车型荣威混合动力750荣威混合动力550（未上市）尺寸（长×宽×高）4865×1765×1422mm4624×1827×1480mm混合动力模式弱混合动力插电式混合动力发动机1.8T涡轮增压发动机 Kavachi；118kw/5500 rpm1.5VCT发动机电动机三相异步电机最大功率20kw,最大扭矩60牛米ISG电机和TM电机电池类型磷酸铁铝电池，容量 An4.0磷酸铁锂电池百公里油耗7.5L2.7L排量-3.3.3比亚迪 发展目标:遵循“自主研发、自主生产、自主品牌”的发展路线和“掌握核心技术，产业垂直整合”的发展战略，以双模电动车作为过渡，以纯电动车作为最终目标，发展比亚迪新能源汽车。BYD混合动力代表车型参数车型比亚迪F3DM双模混合动力比亚迪F6DM双模尺寸（长×宽×高）4533×1705×1520mm4846×1822×1465mm混合动力模式插电式混合动力插电式，混联发动机BYD371QA全铝1.0发动机，功率为50KWBYD371QA全铝1.0发动机，功率为50KW电动机75KW:两台永磁同步电机(M1 25KW 和 M2 50KW，M2应该是主电动机，M1在需要时候变成发电机)永磁同步电机电池类型锂铁电池“ET-POWER”锂铁电池，容量20kWh百公里油耗2.7L16Kwh排量1000ml-3.3.4东风集团 发展目标：未来5年，东风将投入30亿元用于节能与新能源汽车研发和产业化，预计2012年、2013年有产品面世，包括混合动力汽车及纯电动汽车。到2015年，东风混合动力汽车保有量将达到10万辆，具备纯电动汽车的产业化条件并形成5万辆的产销规模。代表车型：东风混合动力代表车型参数车型东风风神S30 BSG混合动力车尺寸（长×宽×高）4502×1740×1465mm混合动力模式轻混发动机直列四缸，双顶置凸轮轴，16气门，多点顺序燃油喷射，电子节气门最大功率/转速：78kw/5750rpm电动机BAS-44M-02电池类型-百公里油耗6.8L排量1587ml3.3.5长安汽车集团发展目标：长安集团新能源汽车的发展路径是“十年三步走”： 2012年将在新能源汽车上重点投资10亿元，全力推动纯电驱动汽车研发和产业化能力提升，节能与新能源汽车销售占有率达到20%；到2015年，实现综合实力基本达到国内一流、国际先进；到2020年将形成节能与新能源汽车销售占有率达到30%，超过100万辆。长安的混合动力汽车产业化将分两个步骤进行：先从轻度混合动力汽车入手，待市场成熟后，再发展中度混合和重度混合动力汽车。代表车型：长安混合动力代表车型参数车型长安志翔长安杰勋HEV尺寸（长×宽×高）4600×1800×1475mm4600×1800×1475mm4445×1750×1640mm混合动力模式轻度，油气（CNG）混合中度混合中混-并联发动机1.6汽油发动机，JL4750QG最大功率71kw1.5升汽油发动机最大功率69kw1.5 L L475Q3最大功率69kw电动机永磁减速式支流启动电机额定功率1.7kw永磁无刷同步交流电机(ISG)额定功率13kw永磁无刷同步交流电机(ISG)额定功率13kw电池类型AGM深度放电电池电压：12V容量：55Ah镍氢蓄电池电压：144V容量：6Ah镍氢动力电池额定工作电压144V/容量6Ah百公里油耗7.2L6.6L6.8L排量1590ml1497ml1497ml3.3.6宇通客车发展规划：宇通新能源项目将采用六纵五横的技术路线，以PHEB系统平台等六方面形成六纵，以研发流程和产业化体系为核心的匹配与集成技术等内容形成五横，从而形成纵横交叉的棋盘式布局，全面开展新能源客车的关键技术研发代表车型：宇通混合动力客车代表车型参数车型ZK6126HGZ混合动力客车宇通ZK6110HGZ混合动力客车尺寸（长×宽×高）11900×2550×3300/2970mm10795×2500×3075/3265mm混合动力模式油电混合-并联-不允许外接充电油电混合-并联-允许外接充电发动机东风康明斯ISDE160-30，功率：118kw沈阳航天4G63S4M，功率：85KW电动机南车集团株州JD174A ,功率：100kw大连天元电机250B5R功率:75kW电池类型镍氢电池额定电压/电池容量: 1.2V/60Ah镍氢电池额定电压/电池容量: 1.2V/40Ah百公里油耗-排量4500ml1997ml3.3.7北汽福田截至2011年底，福田混合动力客车共销售1407辆，产品涵盖并联和串联系统油电混合、气电混合10.5-12m车型。代表车型福田混合动力客车代表车型参数车型福田欧VBJ6123混合动力客车尺寸（长×宽×高）11980×2540×3150mm混合动力模式并联/串联发动机东风康明斯ISBE185-32，功率：136kw电动机-电池类型锂离子动力电池百公里油耗-排量5883ml： 4.混合动力汽车优缺点分析 4.1混合动力汽车与其他新能源车型对比设备投入成本续驶里程经济效益排放技术成熟度纯电动高高短差零低燃料电池巨大高长差零低混合动力较低低长较好超低高汽车类型纯电动汽车混合动力汽车燃料电池车驱动方式电动机驱动电动机驱动/内燃机电动机驱动能量系统蓄电池/超级电容蓄电池/超级电容/内燃机发电单元燃料电池能源和基础设施电网充电设施加油站/电网充电设施（可选）氢气；甲醇或汽油；乙醇主要特点零排放；不依赖原油；行驶里程短；初期成本高低排放；行驶里程长；依赖原油；结构复杂很低排放；行驶里程长；依赖原油；结构复杂主要问题蓄电池及其管理；高的驱动性能；充电设施多能源管理、优化控制；依赖行驶周期；蓄电池评估和管理燃料电池；燃料处理器；燃料系统4.2混合动力汽车优缺点混合动力优点缺点1、目前最可行、最现实的节能技术；世界上唯一能实现量产的节能环保型汽车-最大优势2、排放性能良好 ，燃油效率高3、动力性能佳，混合动力汽车可更具不同车况来选择发动机、发电机和蓄电池之间的任意组合，能形成适合车况的动力输出4、耗油量低5、带动电池等其他产业发展1、不能彻底解决环保问题2、混合动力系统的生产成本比内燃发动机系统的成本要高，造成了市场价格往往大于普通传统汽车3、在高速公路上表现不佳，由于混合动力在城市路况中具体有优势，如果在高速路上，仍需全凭汽油发动机驱动，并且由于加载了几百公斤的电池与发动机，更多耗费了汽油.5.混合动力汽车的发展前景5.1各国混合动力发展趋势地区发展趋势代表车型混合动力结构发动机类型发动机功率电机功率美国1、 汽油混合动力为主2、 大排量汽车为主君越EcoHybridBSG-弱度混合动力系统汽油2.4L1233福特Escape SUV双ISG+行星轮系汽油2.3L9770凯迪拉克Escalade双模汽油6.0L248-通用VoltPHEV（串联式）-插电式混合动力系统柔性燃料1.0L-欧洲1、 柴油混合动力车型居多2、 小排量混合动力车型为主雪铁龙C2、C3BSG-弱度混合动力系统汽油1.4L-BMW X5ISG+AT柴油2.0L15015S400 BlueHybridISG+AT汽油20515雪铁龙C4BSG+ISG+AMT+单离合器柴油1.6L6623日本以THS和IMA汽油混合动力系统为主，避免柴油机开发丰田Prius双ISG+行星轮系-重度混合系统汽油1.5L5750本田CivicISG+CVT-中度混合动力系统汽油1.3L7015中国1、 汽油混合动力为主2、 BSG、中混、强混比例相等，趋势不明显比亚迪F6DM双模-插电式混合动力系统汽油1.0L5050奇瑞A3ISG+MT+双离合器柴油1.3L6010长安杰勋ISG+MT+单离合器汽油1.5L7515上汽荣威750ISG+AT柴油1.8L11828一汽奔腾B70BSG+ISG+AMT+单离合器汽油1.5L67205.2我国混合动力汽车发展前景预测混合动力汽车在现有技术的基础上达到了提高燃料经济性和减少排放的目的，因而极具发展前景。就目前我国的发展来看，我国混合动力汽车保有量较低，纯电动汽车技术不成熟，未来混合动力汽车市场增长量预期较强。尽管从长远来看只是一种过渡车型，但HEV在近20-30年内会有相当巨大的发展前景。可以期望的是，我国政府最新出台的节能与新能源汽车发展规划（2012-2020年）给混合动力市场带来了巨大的政策利好，混合动力汽车必将进入快速发展阶段。