汽车替代燃料毕业论文

电动客车前围与后围设计

一、我国面临的挑战和机遇1、交通能源与环境问题是21世纪全球面临的重大挑战，对我国尤为严峻目前世界汽车保有量约8亿辆，预计到2020年全球汽车保有量将达到12亿辆，主要增量来自发展中国家。国际能源机构（IEA）的统计数据表明，2001年全球57%的石油消费在交通领域（其中美国达到67%）。预计到2020年交通用油占全球石油总消耗的62%以上。美国能源部预测，2020年以后，全球石油需求与常规石油供给之间将出现净缺口，2050年的供需缺口几乎相当于2000年世界石油总产量的两倍。与此同时，交通能源消耗也是造成局部环境污染和全球温室气体排放的主要来源之一。为此，全球已达成共识：交通能源转型势在必行。近年来，我国汽车业迅猛发展。2005年，我国汽车产、销量均超过570万辆，分别居世界第三位和第二位，自主品牌轿车和汽车出口均出现大幅增长。预计2020年前我国将成为世界上最大的汽车制造国和主要的汽车出口国之一。我国目前的汽车人均保有量还很低，2003年每千人汽车保有量仅为美国的（19辆），大约相当于美国90年前的水平，是世界上汽车市场潜力最大的国家，预计2020年汽车保有量将达到～亿辆。但是，当我国刚刚到达汽车社会门槛，车用石油消费在石油总消费中的比例（1/3以下）还大大低于世界平均水平时（1/2以上），我们已经感受到了石油供应的日益紧张。同时，车用石油消耗所产生的空气污染和CO2排放也正在变成愈来愈严重的问题，我国已经成为世界上第二大CO2排放国，由此产生的国际政治和经济争端将会愈演愈烈。这充分表明，我国所面临的石油安全与交通能源问题将来势更猛、影响更大、挑战更加严峻。按传统交通能源动力系统发展下去，不可持续，实现我国交通能源动力系统转型是大势所趋。2、未来20年是我国交通能源动力系统转型的战略机遇期历史上，交通能源动力系统变革一直处于技术革命和经济转型的核心位置。十九世纪，煤和蒸汽机火车引发了欧洲的工业革命，开创了人类的工业经济和工业文明；二十世纪，石油和内燃机汽车促成了美国的经济腾飞，把人类带入了基于石油的经济体系与物质繁荣，也带来了能源环境的巨大挑战。进入二十一世纪，以替代燃料和混合动力为代表的各种新型汽车能源动力技术迅猛发展，相互竞争，引发了一场新的技术变革，预示着人类将要进入后石油时代过渡期和能源动力技术创新突破的机遇期。这场能源动力系统变革的主要趋势是汽车能源多元化、汽车动力电气化和汽车排放洁净化：基于可再生能源的生物燃料对于各种车辆具有良好的适用性，成为各国共同推广的新型燃料；混合动力作为新型汽车能源动力技术共性平台，继承了先进内燃机技术，结合高效洁净的电力驱动方式，既充分利用现有燃料基础设施，又能包容各种新型燃料，现已成为新型动力汽车产业化的里程碑；燃料电池作为一种新兴能量转换装置，尽管目前还存在很多需要克服的技术障碍，但其作为新一代汽车能源动力系统的远期解决方案仍然被全球所看好。汽车能源动力技术的变革是一个比较漫长的过程。混合动力有望在近中期逐步普及；燃料电池汽车的规模商业化大约在2020年以后。面向中长期的汽车技术发展，我国汽车所处的这一技术变革时期为我国交通能源动力系统变革提供了历史机遇。机遇之一：中国的资源和能源状况适合发展新能源交通动力系统。中国缺油、少气、多煤，这一结构特点给交通能源可持续发展带来了严峻的挑战。基于各种资源特点的多种替代燃料可以充分发挥我国地域辽阔和资源多样性的优势，因地制宜发展基于煤炭的燃料工业、基于生物质的农业能源和基于天然气的各种气体燃料技术，从而实现交通能源来源的多样化。同时，从我国城乡布局看，城市模式以大城市群为主要特点，汽车燃料基础设施比较集中，有利于燃料清洁化管理和监督。我国广大农村，随地区不同，其一次能源资源特点也不同，这比较适合发展一次能源来源多元化、燃料制取和消费当地化的燃料供应体系。机遇之二：我国具有实现交通能源动力系统变革的后发优势。从我国汽车发展阶段看，具有后发优势。尽管发达国家政府均大力推动各种代用燃料汽车的应用和向氢能燃料电池汽车动力系统的转型，但是其传统汽车产业庞大，石油基础设施完善，消费习惯难以转变，实施转型社会成本高昂，转型难度很大。而我国汽车工业刚刚发展起来，汽车普及率低，因而在汽车动力系统发展战略选择上，有更大的自由度。相对常规汽车而言，我国在新能源汽车研发和产业化方面具有比较优势。如果政策得当，可以在世界上率先实现转型。机遇之三：实施汽车动力系统变革，是多年来我国发展清洁汽车和电动汽车成功实践的战略总结和发展的必然要求。基于对我国能源安全、环境保护和实现我国汽车工业跨越发展的战略考虑，“九五”期间，科技部会同有关部委组织实施了“清洁汽车行动”，取得了重大阶段性成果。目前，全国已有燃气汽车22万辆，加气站700余座，年替代石油150万吨。而且天然气汽车呈现快速增长势头，预计今后几年将进入大规模推广应用阶段。“十五”期间，科技部组织实施了“电动汽车重大科技专项”，国家投入亿元，是最大的科技专项之一。全国200余家单位、2000多名骨干科技人员直接参与实施，初步形成了官、产、学、研合作机制。目前，小型纯电动车辆已经开始小规模产业化，混合动力汽车已有多个车型通过国家认证成为产品，燃料电池汽车已进入示范考核运行阶段。自主开发的燃料电池、动力蓄电池、驱动电机和电子控制系统具备批量化生产能力。这为我国汽车动力转型战略的实施，奠定了坚实的技术、人才和实践基础。二、我国交通能源动力系统发展的战略选择基于我国汽车能源动力系统面临的挑战与机遇，我国汽车能源动力系统发展目标应当是立足转型、尽快转型。但是，新型汽车能源动力系统与现有汽车能源动力系统存在着千丝万缕的联系。同时，我国当前汽车产业发展和节能环保问题还要靠现有汽车能源动力技术解决。为此，应当选择一种“过渡”和“转型”并行互动、协调发展的战略。一方面，发展节能汽车解决紧迫的能源安全问题，另一方面，开展新能源汽车研究，瞄准未来汽车竞争制高点和实现汽车能源动力系统的可持续发展。1、节能汽车优化现有以石油和内燃机为基础的车用能源动力系统，发展节能汽车，重点发展直喷式内燃机及其混合动力系统。利用现有液体燃料基础设施，实施汽柴油清洁化战略，逐步与国际燃油规范接轨；大力发展各种合成燃料，尤其是符合中国国情的煤基合成燃料，并与汽柴油混合，形成新型清洁燃料。2000年以来，我国汽车（包括农用汽车）汽柴油年消费约占全国汽柴油消费总量的一半，石油消费的1/3左右。这一数据说明三个问题：1）车用汽柴油消费总量与石油消费总量同步快速增长。考虑到汽车市场的持续升温，石油安全风险很大。2）与国际平均水平相比，我国汽柴油消费占石油总消费的比例较低。通过石油消费结构调整优化，可实施汽车燃料的间接替代。主要是通过置换方式将替代难度较小的工业燃料等用非石油产品先行替代，将其原先使用的石油燃料用于汽车。则在相同石油消费总量下，车用燃料消费总量大约具有20％以上的上升空间。3）我国目前车用燃油消费总量与汽车保有量之比偏高，也即汽车油耗量偏大，节能的潜力巨大。2002年，我国计入农用车和摩托车后的等效平均单车年耗油量约为吨，接近美国2000年的平均单车年耗油量，而大大高于2000年的法国(吨)和日本（1吨）。平均单车年耗油量取决于车辆技术、车型结构和行驶里程以及运行工况等因素,中长期均有较大的改善潜力。根据国家中长期科技规划能源领域战略研究结果，建议2020年我国汽车节能目标为：在汽车保有量调节在亿辆以内的前提下，平均单车年油耗量控制在1吨左右。与目前相比，节约1/3左右，节油潜力7000万吨左右。汽车燃油消耗总量控制在～2亿吨。为了达到这一目标，关键的节能汽车能源动力技术如下：（1）高效柴油发动机技术轿车柴油机节能效果与汽油混合动力不相上下。据国务院发展研究中心分析预测，如果2020年我国柴油轿车发展到乘用车的20％，则当年可节约燃料1880万吨。为此应当在我国发展先进的柴油轿车，但是必须解决好排放控制关键技术问题。主要包括：柴油机电控技术，排气后处理技术和清洁柴油与代用柴油技术；柴油机电控高压燃油喷射系统和智能化发动机电子管理系统，是绿色高效柴油机核心关键技术，应当大力发展；柴油机排放控制可采取如下应对策略：EGR（废气再循环）技术成熟，效果显著，应尽快推广使用；DPF（微粒捕捉器）技术2010年前将会在欧洲柴油轿车普及，我国需加快应用速度；NOx（氮氧化物）催化转换器技术路线需要慎重选择，SCR在商用车中的应用应当引起重视；发展合成柴油和生物柴油对解决柴油的数量和质量都具有重大意义，要大力发展代用柴油技术，力争在2020年，将生产能力提高到1000万吨以上。根据2002年统计，我国农用车所消耗的柴油总量与常规柴油车的柴油消耗总量不相上下。开发节能、经济的新型农用车并逐步采用农业能源作为燃料对于汽车节能和发展农村经济具有重大战略意义。（2）节能汽油发动机技术当前，我国的轿车基本上是汽油轿车，目前采用的轿车汽油发动机还有20％以上的节能潜力。汽油发动机节能技术的发展呈如下趋势：缸内直喷技术、电辅助增压、电动气门、可变压缩比、停缸控制技术等将在今后五年规模产业化。世界各国正在对直喷汽油发动机技术开展深入研究。以日本为代表的非均质直喷技术面临燃烧稳定性和后处理等问题，以欧洲为代表的均质直喷技术正在兴起。电动气门与无凸轮发动机技术也在突破之中。电动气门具有与电控喷射同等重要的意义，它将给发动机空气系统控制和循环过程管理带来一系列节能技术变革，如取消节气门，可变压缩比、部分停缸等。目前我国轿车主要集中在大城市。在中小城市和农村，摩托车和三轮摩托车是主要个人交通工具，保有量已达亿辆以上，其节能环保水平急待提高，其升级换代趋势值得关注。有针对性的开发具有中国特色的超微型节能汽油车具有重要的节能意义和市场前景。（3）先进的混合内燃机技术先进内燃机的发展呈现多重混合化趋势。燃料供应的混合：常规汽柴油与代用燃料混合。以常规汽柴油为主，将各种代用燃料，包括醇醚燃料与汽柴油掺混并进行适当设计将会成为主流燃料技术。燃烧方式的混合：汽油机均质充气与柴油机压燃点燃混合。以燃料混合技术和控制技术为基础，综合汽油机和柴油机两种燃烧方式优点的均质压燃HCCI内燃机技术正在兴起。输出功率的混合：内燃机与电机功率的混合。新型集成化大功率启动电机/发电机一体化装置ISG与新型电源系统技术既是内燃机电控技术的扩展和深化，也是复杂混合动力传动系统的基础模块技术。内燃机的混合化是联结现有汽车节能环保技术与新能源汽车技术之间的桥梁。2、新能源汽车开发新一代车用能源动力系统，发展新能源汽车。重点发展各种液体代用燃料发动机及其混合动力汽车，逐步过渡到采用生物燃料的混合动力和可充电的混合动力；进一步发展以天然气为主体的气体燃料基础设施，分步建设长期可持续利用的气体燃料供应网络；以天然气发动机为基础，发展各种燃气动力，尤其是天然气/氢气内燃机及其混合动力；发展新一代燃料电池发动机及其混合动力，到2020年，达到规模商业化水平；大力推进动力电池的技术进步，发展适合中国国情的纯电动车尤其是微型纯电动车。以城市公交车辆为重点，以点带面，稳步推进新能源汽车的示范与商业化。（1）车用能源转型的方向和重点车用能源转型的方向将从石油、天然气/煤层气、煤基燃料向生物质燃料和化石能、核能及可再生能源制氢和发电过渡。从资源来源看，中长期车用石油替代燃料的主体将来自三方面：煤基燃料、生物燃料、天然气燃料。到2020年，总量将可达到3000万吨以上，占车用燃料总消费的15％～20％，与欧盟的预期目标基本相同。从车辆应用角度看，车用代用燃料主要有三类：含氧燃料（醇/醚/酯）、合成油（BTL/CTL/GTL）、气体燃料（甲烷气/合成气/氢气）。含氧燃料技术成熟，是近期推广应用的重点，一般以掺混使用为宜。合成油与现有车辆技术体系和基础设施完全兼容，而且是一种优质的环保燃料。其技术也还有较大的改进余地。从中长期看，将成为一种主体代用燃料。气体燃料中，甲烷气是近中期的重点，以天然气为例， 2020年，我国天然气供应量可达到1200亿m3以上，如拿出10％左右用于汽车就可替代1000万吨左右汽柴油；合成气是各种一次能源通过气化工艺制成的富氢气体，是各种汽车新型燃料的原料气，也可直接用作车用燃料，在车用能源转型中发挥着关键作用；氢气是一种原料来源广泛、尾气排放为零的环保燃料，是车用能源转型的战略目标之一。根据国家中长期科技发展规划纲要，我国将从基础科学研究、前沿技术创新、工程应用开发等多个层面实施对氢能技术的重点突破。（2）汽车动力转型与混合动力汽车动力系统是一个完整的体系，包括燃料、发动机、动力传动系统三个主要层次。根据生命周期循环分析，从油井到车轮的效率来看，源于石油的最佳组合是：汽油/柴油—内燃机—混合动力；源于天然气、煤的氢燃料电池及其混合动力可与合成燃料内燃机及其混合动力竞争。近年来，汽车动力系统最大的突破是混合动力技术，它为汽车动力系统的转型奠定了基础平台。当前，内燃机混合动力轿车产业化是动力转型的里程碑。采用混联式汽油混合动力系统的轿车城市工况可节油40%左右。混合动力还为汽车排放控制尤其是城市工况条件下的排放控制提供了有效的新途径。鉴于我国私人轿车主要集中在大中城市，混合动力轿车非常适合在我国推广使用。同时,我国是一个公交车大国,在公交车中推广使用混合动力车辆也具有重要的节能环保意义。要借鉴我国汽车产业在发动机电控喷射等技术变革中所积累的开发经验和商业模式，并通过税收优惠等激励政策，大力开发和推广混合动力。今后，发展我国混合动力有两条技术路线值得重视：一是轿车混合动力的模块化。通过功能模块的发展与组合逐步推进汽车动力的电气化。从只具备自动启停、怠速关机功能的“微混合（micro-hybrid）”、以并联式混合动力发动机为主体的“轻混合(mild-hybrid)”和以混联式为特征的“全混合(full-hybrid)”，随着电功率的比例逐步提高，最终过渡到串联式“可充电混合(plug-in-hybrid)”。二是城市客车混合动力系统的平台化。发电机组+驱动电机+储能装置构成了混合动力系统的基本技术平台。通过换用不同的辅助动力总成(APU)适应从汽、柴油内燃机到氢能燃料电池各种不同的能源动力转化装置，形成油—电、气—电、电—电各种不同混合动力，促进动力系统的平稳过渡与转型。（3）汽车能源动力转型的关键与瓶颈：动力蓄电池和氢能燃料电池目前，新型动力电池尚不能很好满足汽车使用要求，即使对于已经产业化的国外混合动力轿车用动力电池也还存在初始成本高，使用寿命短等问题。动力蓄电池同时涉及混合动力、纯电动和燃料电池三种电动汽车，因此动力系统的转型将强烈依赖电池技术的突破。尽管混合动力的产业化会大大促进动力电池尤其是高功率型动力电池的技术进步，但是近三十年来车用动力电池研发的经验表明其技术进步过程将呈现出长期、稳步和渐变的特征。氢燃料电池系统是最具效率潜力的车用发动机，并能带来全新的汽车设计概念。据IEA2004年统计，全球能源科技研发公共资金投入中约12％投向了氢能燃料电池。近年来，燃料电池汽车技术得到了快速的发展，例如电堆大规模生产成本已降低到接近100美元/千瓦。但是，车用燃料电池商业化还面临一系列重大挑战：寿命仍需提高两倍以上，还有储氢、氢源基础设施等重大问题有待解决。以低温膜和碳极板为标志的车用质子交换膜燃料电池技术研发和投资的第一高潮已经过去。以复合增强高温膜、低铂催化剂和金属双极板为标志的新一代技术正在兴起。美国能源部2005年8月发布最新技术路线图，美国国会批准继续加大氢能燃料电池投入，全球正在为燃料电池产业化而继续努力，我国在氢能燃料电池技术竞争中处于除日本、加拿大、美国之后的第二行列。总体上讲，燃料电池是车用动力系统的一个长远解决方案。其中，燃料电池城市大客车可望率先实现商业化。美国正在实施国家计划，目标是到2015年使燃料电池城市客车占到新增城市公交车的10％。相比而言，城市公交在我国更具战略地位，我国大客车产业更具国际竞争力。应当把燃料电池大客车作为燃料电池汽车商业化的突破口。（4）我国新型能源动力汽车发展趋势与进程展望综合国外各种研究预测和各大国际汽车公司与能源公司的技术发展路线图，结合我国具体国情和发展现状，可初步展望我国汽车能源动力系统的转型趋势：1）2010年左右，随着石油价格的上涨和燃油税的征收以及排放法规与国际接轨，我国汽车能源动力系统技术转型的转折点将会出现。以混合动力和混合燃料为主体的新能源动力系统车辆产业化高潮将会到来。2）2020年左右，随着常规石油供需缺口的出现和CO2政策法规的实施以及燃料电池、动力电池等新型能源动力技术的进步，我国汽车能源动力系统技术转型将取得进一步突破，燃料电池轿车产业化可望兴起。3）21世纪上半叶，基于各种液体燃料及其基础设施的先进内燃机与混合动力车、基于各种气体燃料及其基础设施的燃气与燃料电池车、基于电燃料及其基础设施的纯电动车在将会长期并存。其中先进内燃机与混合动力车将占主导地位。燃气与燃料电池车以及纯电动车之和在21世纪中叶前后可望达到汽车销量的1/3～1/2。我国新型汽车能源动力系统的发展进程路线将是沿着中国特色之路逐步走向世界前沿。◎内燃机及其混合动力车将会出现适合我国城市工况的轻度混合动力小型车、适合地区特点的超微型汽油车等特色车型，其所用燃料近中期将以汽柴油为主，掺混少量替代燃料。中远期，各种替代燃料的比例将会逐步加大逐步发展出基于生物燃料的充电式（plug-in）内燃混合动力车；◎燃气与燃料电池车将从目前世界上最大的天然气公交车队、燃料电池混合动力公交车队，逐步发展出规模产业化的氢能燃料电池轿车；◎纯电动车将从目前世界上最大的电动自行车生产国（年产1000万辆），发展出装备先进动力电池的微型电动车并广泛推广使用。考虑到新技术研发与应用推广中的各种风险和不确定性，上述预测是一种比较初步和粗略的估计，需要根据新的进展加以修正。但这一展望可以作为我们努力争取的目标。三、我国应采取的科技对策基于节能与新能源汽车“过渡”与“转型”的双重发展战略，我国汽车能源动力系统的科技对策可遵循三条基本技术路线。三管齐下，并行互动：（1）开发和推广先进内燃机与混合动力汽车，解决紧迫的节能与环保问题并促进自主品牌汽车发展，推进动力系统技术转型。（2）研发和应用气体燃料、煤基燃料和生物燃料等汽车代用燃料，促进交通能源来源多元化，同时有步骤的推动基础设施的扩展和转型。（3）开展燃料电池汽车和纯电动车的研发、示范和产业化，促进新能源电动汽车技术创新与重点跨越。近年来，国家攻关计划、清洁汽车行动、电动汽车重大科技专项的实施，极大地推动了我国节能和新能源汽车的技术变革。根据国家中长期科技发展规划，今后将进一步加大力度，推进我国汽车能源动力科技创新与产业化。为此建议：1）以2020年节约和替代车用燃料总量达到1亿吨（节约7000万吨，替代3000万吨）为目标，推进节能与新能源汽车并行互动与协调发展战略。在市场方面，要以节能汽车为主体,大力发展小型化和微型化的节能环保国民车，尽快实施燃油税，加大油耗法规推进力度。在研发方面，要以新能源汽车为战略重点，紧紧抓住未来二十年汽车能源动力系统技术变革的战略机遇期，官产学研联合攻关，实现中国汽车产业由产量大国到技术强国的跨越发展。2）采用“置换”（间接替代）、“掺混”（部分替代）、“代替”（全部替代）三管齐下，先易后难、稳步发展汽车替代能源；大力发展煤基、生物质基、天然气基石油替代燃料，促进交通能源多元化；继续发展燃油、燃气、电三种燃料/能源的基础设施，实现交通能源载体尽可能的兼容性和一体化；3）开发醇/醚/酯含氧燃料、BTL/CTL/GTL合成油、天然气/合成气/氢气气体燃料三大类代用燃料技术及其车辆应用技术，推进汽车燃料因时、因地、有序、有限的多元化；液体代用燃料宜以掺混应用为主，通过合理的燃料设计、优化的整车匹配和规范的油品管理，逐步替代石油基汽柴油；全力推进车用燃料技术创新尤其是合成气技术、氢储运技术等，建立代用燃料的基础技术平台，以适应交通能源转型过程中代用燃料品种的变化与过渡；4）以先进内燃机及其混合动力系统、燃料电池发动机及其混合动力系统和动力电池/超级电容及其电力驱动系统为核心，深入开展新型动力系统关键技术攻关，掌握成套知识产权，建立相关产业体系；以轻度混合动力轿车产业化为先导，带动各种混合动力轿车的研发与规模商业化，实现自主品牌轿车的跨越式发展；以我国在世界上独一无二的年产销量超过1000万辆的电动自行车产业为基础，改变传统的汽车文化习惯并修订相关的标准法规，以微型车为主体，发展适合我国国情、具有我国特色的纯电动车辆；5）以城市车辆为重点，加大各种新能源电动汽车市场开发力度。以混合动力为统一平台，通过平台化、系列化实现规模化，通过规模化推动高端技术——燃料电池汽车商业化；以政策标准法规为导向，促进轿车小型化、公交优先化，推动交通理念和消费观念的全面进步,为符合中国国情的自主创新技术创造市场环境。（作者为清华大学教授、博士生导师、清华大学汽车工程系主任、汽车安全与节能国家重点实验室主任）（转自《清华人》）

混合动力汽车技术现状与发展前景分析 摘要：社会对环境和节能的重视有力地促进了混合动力车辆的发展。本 文分析了国内外混合动力汽车的研究现状，介绍了混合动力汽车的主要结 构形式与工作特点，指出了混合动汽车目前需要解决的主要问题和采用的 关键技术，并对其发展前景进行了预测。 关键词：混合动力汽车内燃机电动机控制 0引言 随着全球汽车工业的迅猛发展，石油资源供应的日趋紧张，世 界各国积极寻求代用燃料或者减少燃油的消耗量，大力开发新型节 能环保汽车。在太阳能、电能等替代能源真正进入实用阶段之前，混 合动力汽车因其低油耗、低排放的优势越来越受到人们的关注。 1国内外HEV技术发展现状 国外HEV的发展概况21世纪后，各国加快了HEV的概 念产品化的进程，相继推出了不同形式的HEV产品。丰田的Prius, 本田的Insight,通用的Precept，福特的Prodigy,戴姆勒克莱斯勒的 ESx3,日产的Tino等都是具有代表性的车型，其中Prius和Insight 己是成熟的产品，截止2008年12月，丰田Prius全球销量已经超过 了100万辆。 我国HEV的研发现状我国也非常重视混合动力电动汽车 的研究与开发，有关工作开始于上个世纪90年代。在“十五”期间， 科技部组织北京理工大学、清华大学、东风汽车公司等国内多家企 业、高校和科研机构进行联合攻关，确定了以燃料电池汽车(FCEV)、 混合动力电动汽车(HEV)纯电动汽车(BEV)车型为“三纵”，多能源动 力总成控制系统、驱动电机及其控制系统、动力蓄电池及其管理系 统三种共性技术为“三横”的“三纵三横”的研发布局；之后，节能与 新能源汽车的研发又被列入“十一五”863计划重大项目。 2混合动力系统的构成及工作特点 混合动力驱动系统联合使用两种动力装置，一种是传统的内燃 发动机，另一种是电动机。整个系统由发动机、电动机、动力分配装 置、发电机、蓄电池和电流逆变器等部分构成。 通常，混合动力系统的动力传递方式有三种:串联式、并联式和 混联式。各自的结构形式和特点如下。 串联式混合动力系统如图1所示，在串联混合动力驱动 （SHEV）系统中，所有发动机机械能都转换为电能以驱动电动机。这 种系统使发动机在效率最高的转速范围内工作，因此能最大限度地 改善燃油经济性和减少排放。 并联式混合动力系统并联式(PHEV)结构有内燃机和电动 机两套驱动系统（见图2）。发动机与电动机并联，两者都可以驱动车 轮，电动机还可以作为发电机给电池充电，不再需要额外的发电机 在车辆行驶时，系统以发动机为主要动力源，在车辆起步或加速时则 使电动机工作，作为辅助驱动力。当发动机效率低的低负荷工况时 则电动机功能转变为发电机功能，向蓄电池充电。其次，在车辆制动 或下坡减速行驶时，则通过制动能量回收系统进行制动能量回收。 混联式混合动力系统混联式混合动力驱动系统（PSHEV） 是串联式与并联式的综合，其结构如图3所示。混联式驱动系统的 控制策略是：在汽车低速行驶时，驱动系统主要以串联方式工作；当 汽车高速稳定行驶时，则以并联工作方式为主。 3混合动力汽车需要解决的问题和关键技术 目前，混合动力汽车所需要解决的问题包括以下几个方面:其 一，进行动力分配装置和能量管理系统的研究。其二，开发具备高比 能量和高比功率经济实用的电池。其三，混合动力系统结构复杂，制 造成本高，维修比较困难，售价相对较高。其四，建立更先进的驱动 系统数学模型(包括静态和动态的)，进行计算机仿真分析。 具体来讲要进行下面几项关键技术的研究: 混合动力单元技术在混合动力汽车上，热力发动机又被称 为混合动力单元。为提高燃料经济性，对混合动力单元必然提出更 多的要求，例如要求混合动力单元能够快速起动和关闭等。目前对 混合动力单元的研究主要集中于:一是燃烧系统的优化；二是尾气处 理技术，主要研究高效的尾气催化系统；三是代用燃料的研究。 控制策略技术HEV产品开发中最关键的环节是根据不同 的混合动力驱动系统制定和优化其控制策略，国外通过系统建模仿 真对此进行了大量的匹配理论研究。控制系统的开发首先是根据采 集到的速度和负荷等数据，计算出对应的要求输出功率:计算出以最 高效率为基点的分配到内燃机与电动机上的功率值，即实现内燃机 与电动机的最优功率分配比；然后，根据功率分配比，求出驱动电动 机的功率值和其它有关数据，给出内燃机的控制参数和电动机的控 制参数。同时，驱动执行器完成这两个层次的工作控制。在执行器设 计中，功率分配装置的设计及其与变速器的一体化设计是关键的部 件设计工作。因为它要根据控制器的指令，正确地进行内燃机功率 向驱动车辆功率和驱动发电机功率的分解。 能量存储技术在电动汽车上，蓄电池的开发和充放电特性 的研究是关键。现在，镍氢电池和锂离子电池己可达到混合动力汽 车的使用要求，但仍有价格高或寿命不长等缺陷。从发展看，能量储 存装置的研究应该包括以下几个方面:一是研究电池内部的连接、检 测、监控。二是电池设计和制造方面的改进，降低制造成本，改善电 池的性能和提高寿命。适用于混合动力汽车的电池需要有较高的比 功率，要达到的目标是，功率与能量比值大于20W/wh；使用寿命达 到10年；至少循环使用12万次。三是电池的热能管理及剩余电量管理。此外，电池的剩余电量直接影响混合动力汽车的经济性和排 放，因此需要有效的测试方法和控制装置。 4发展前景分析 从目前的发展来看，以计算机技术和自动控制技术，各种智能控 制系统包括自适应控制技术、模糊控制技术（Fuzzy）、专家控制系统 （Expert System）、神经网络控制系统（Neural Networks）等在混合 动力汽车上的逐渐应用，将进一步促进混合动力汽车的发展。与传统 型汽车相比，混合动力汽车充分吸取了电力/热力系统中最大的优 势，在节能和排放上胜出一筹；与纯电动汽车相比，HEV的电压和功 率等级与电动车类似，但蓄电池容量大大减小，因而其造价成本低于 电动汽车。 当前HEV所面临的主要技术问题还很多。尽管从长远来看只是 一种过渡车型，但HEV在近20-30年内会很有发展前景，这一点是 毫无疑问的。汽车行业专家预言，不久的将来，新生产的汽车中HEV 将占40%以上。我国的汽车工业应顺应科技发展趋势，抓住HEV这 块市场，在国外产品涌入之前，集中科研力量攻关，迅速开发出自己 的产品。 参考文献： [1]张金柱.混合动力汽车结构、原理与维修[M].北京：化学工业出版社. 2008. [2]过学迅，张杰山，胡朝峰.日美混合动力汽车发展的比较研究[J].上海 汽车：7-10.

我有，先给你下部分。。。绝对原创。。。。 以植物油为燃料的汽车 植物油也成为可代替石油的汽车新能源之一，如大豆油、玉米油及向日葵油等都可研制成作为原料的内燃机油。生物柴油也是一种以植物油为原料的燃料，它不含硫，不会对环境造成酸雨威胁，可作为柴油的替代品大量用于卡车和轮船。目前化学家们正在对植物油进行酯化加工，使之变成甲基酯化合物，燃烧起来更干净，发动机内残留物也较少。 太阳能汽车 太阳能汽车没有发动机、底盘、驱动、变速箱等构件，由电池板、储电器和电机组成，以控制流入电机的电流来操纵行驶。全车主要有3个技术环节，一是将太阳光转化为电能；二是将电能储存起来，三是将电能最大程度地发挥到动力上。因此，太阳能汽车实质上是一种电动汽车，使用太阳能电池直接将光能转化成电能来驱动汽车。由于太阳能汽车完全依赖可再生能源，零污染且无噪音，世界上许多国家在这一领域开展研究与竞赛活动。美国通用汽车公司生产的“日光”太阳能汽车，速度1OOkm/h以上，太阳能电池发电能力；日本本田公司开发了“梦想”号太阳能汽车最大车速可达120km/h，太阳能电池发电能力1KW。目前较新型的电池板太阳能转化率可以达到29%；美“波燕格”公司设计的一种用镓的砷化物制成的太阳能电池，在使用光线聚焦器的情况下转换效率可达37%。 纯电动汽车 电动汽车顾名思义就是主要采用电力驱动的汽车，大部分车辆直接采用电机驱动，有一部分车辆把电动机装在发动机舱内，也有一部分直接以车轮作为四台电动机的转子，其难点在于电力储存技术。本身不排放污染大气的有害气体，即使按所耗电量换算为发电厂的排放，除硫和微粒外，其它污染物也显著减少，由于电厂大多建于远离人口密集的城市，对人类伤害较少，而且电厂是固定不动的，集中的排放，清除各种有害排放物较容易，也已有了相关技术。由于电力可以从多种一次能源获得，如煤、核能、水力、风力、光、热等，解除人们对石油资源日见枯竭的担心。电动汽车还可以充分利用晚间用电低谷时富余的电力充电，使发电设备日夜都能充分利用，大大提高其经济效益。有关研究表明，同样的原油经过粗炼，送至电厂发电，经充入电池，再由电池驱动汽车，其能量利用效率比经过精炼变为汽油，再经汽油机驱动汽车高，因此有利于节约能源和减少二氧化碳的排量，正是这些优点，使电动汽车的研究和应用成为汽车工业的一个“热点”。有专家认为，对于电动车而言，目前最大的障碍就是基础设施建设以及价格影响了产业化的进程，与混合动力相比，电动车更需要基础设施的配套，而这不是一家企业能解决的，需要各企业联合起来与当地政府部门一起建设，才会有大规模推广的机会。 优点:技术相对简单成熟，只要有电力供应的地方都能够充电。 缺点: 目前蓄电池单位重量储存的能量太少，还因电动车的电池较贵，又没形成经济规模，故购买价格较贵，至于使用成本，有些试用结果比汽车贵，有些结果仅为汽车的1/3，这主要取决于电池的寿命及当地的油、电价格。 电动汽车 燃料电池汽车 燃料电池作为国家节能项目，综合效率为34%，是汽油驱动效率的3倍。氢燃料电池电动车是利用可再生的新能源载体--氢气为燃料的交通工具，氢气可以是从各种可再生能源，如：太阳能、水、电、风能、地热能等发电进行电解水制氢；也可以通过生物能制氢；还可以通过煤、天然气重整制氢。氢气是一种取之不尽、用之不竭的可再生能源载体，大力发展氢燃料电动车对发展我汽车工业有重大意义。与传统汽车相比，燃料电池汽车具有以下优点：1零排放或近似零排放。 2减少了机油泄露带来的水污染。 3降低了温室气体的排放。 4提高了燃油经济性。 5提高了发动机燃烧效率。 6运行平稳、无噪声。 混合动力汽车 近年来，全球混合动力汽车研发热潮日益高涨，各国汽车制造商们正在展开新一轮新型能源汽车研发的技术竞赛。 柴油混合动力和氢燃料混合动力，成为欧洲厂商的追捧对象。欧洲厂商的这一举动打破了日本企业独举混合动力大旗的局面，跨国公司全面掀起了新型能源汽车研发热潮。 燃气汽车是指用压缩天然气(CNG)、液化石油气(LPG)和液化天然气(LNG)作为燃料的汽车。近年来，世界上各国政府都积极寻求解决这一难题，开始纷纷调整汽车燃料结构。燃气汽车由于其排放性能好，可调正汽车燃料结构，运行成本低、技术成熟、安全可靠，所以被世界各国公认为当前最理想的替代燃料汽车。 目前，燃气仍然是世界汽车代用燃料的主流，在我国代用燃料汽车中占到90%左右。美国的目标是，到2010年，公共汽车领域有7%的汽车使用天然气，50%的出租车和班车改为专用天然气的汽车;到2010年，德国天然气汽车数量将达到10万至40万辆，加气站将由目前的180座增加到至少300座。 业内专家指出，替代燃料的作用是减轻并最终消除由于石油供应紧张带来的各种压力以及对经济发展产生的负面影响。近期，中国仍将主要用压缩天然气、液化气、乙醇汽油作汽车的替代燃料。汽车代用燃料能否扩大应用，取决于中国替代燃料的资源、分布、可利用情况，替代燃料生产与应用技术的成熟程度以及减少对环境污染等;替代燃料的生产规模、投资、生产成本、价格决定着其与石油燃料的竞争力;汽车生产结构与设计改进必须与燃料相适应。 以燃气替代燃油将是中国乃至世界汽车发展的必然趋势。我国应尽快组织力量，制定出国家级燃气汽车政策。考虑到我国能源安全主要是石油的状况，发展包括燃气汽车在内的各种代用燃料汽车，已是刻不容缓的事，根据国情应该做到： 一是要限制燃气价格，使油、气价格之间保持合理的差价，如四川省、重庆市的油、气差价，即可保证燃气汽车适度发展; 二是鉴于加气站投资大，回收期长，政府适当给予一定补贴，在加气站售出的气价和汽车用户因用气节省的燃料费用之间，调节好利益分配; 三是对加气站的所得税，应参照高新技术产业开发区政策，采取免二减三的税收政策; 四是将加气站用电按照特殊工业用电对待，电价从优;另外，对加气站用地，能按重大项目和环保产业对待，特事特办，不要互相推诿、扯皮，积极采用国外先进建站标准，科学确定消防安全距离，节省土地资源。5.中国的能源生产能力有多少，能源制品到底有多少随着中国经济在下个世纪初继续持续、快速、健康地发展，能源工业要实现新的突破。西部能源基地将形成庞大的生产规模和完整的体系，海上石油开采也将有新的进展，用以弥补东部地区陆上石油的不足。但受到油气资源量的制约，石油和天然气产量的增长速度有限，国内一次能源供应量的增加仍将主要依靠发展煤炭、水电和核电。具测算，到2050年，中国能源生产总量可达到亿吨标准煤，其中，原煤亿吨，占；原油亿吨，占；天然气1500亿立方米，占，水电11540亿千瓦小时，占。在整个21世纪上半期，我国一次能源生产结构仍将以煤炭为主，有明显变化的是水电在能源生产总量中的比例将超过原油，水能资源的开发程度将接近60%，电力能源结构仍将以火电为主。 由于能源生产的增长不能满足能源需求的增长，我国国内能源供应的缺口量，在21世纪初期将超过1亿吨标准煤，2030年约为亿吨标准煤，到2050年约为亿吨标准煤，规模约占年能源需求量的十分之一。6.中国石油紧缺到什么程度，解决石油问题的出路何在在中国能源供需结构中，石油供应短缺问题最为突出。“八五”期间，全国石油消费量的年均增长率为，而石油生产量的年均增长率仅为。基于石油生产量的增加远低于石油消费量的增长，我国不得不减少石油出口，增加石油进口，1993年起从石油净出口国变成了石油净进口国。 在未来的几十年中，根据国民经济发展的需要，以及改善能源消费结构，减少环境污染的迫切要求，我国石油天然气的需求量将继续出现较快增长，石油需求年增加量将超过500万吨。而预计同期石油产量的年增加量只能达到100-200万吨，石油供需缺口量将从2000年的5000万吨增加到2030年的16000万吨。 解决石油问题的出路，简单地说有两条：一是通过贸易途径直接从国际市场购买石油；二是挖掘资源开发和节约潜力，采取替代石油进口的战略。近年来，国际石油市场发展的态势，为我们增加石油进口和储备提供了有利时机。但从战略角度考虑，应当采取替代石油进口的战略。它有利于国内主要产业和一系列相关产业的发展，有利于石油供应的安全可靠。这是解决中国石油供应短缺的最佳途径。替代石油进口战略的主要内容包括：增加国内石油和天然气产量；到国外投资开发石油；用煤炭、水电和新能源代替石油；节约用油。7.能源节约的作用到底有多大经过科学的预算分析，能源节约对我国实现跨世纪的经济和能源发展目标，将起到举足轻重的作用。我国每万元国内生产总值能耗，将由1995年吨标准煤，降低到2010年的吨标准煤，2030年的吨标准煤和2050年的吨标准煤。由于节约使用能源可以大幅度降低能源消耗，所以大力节能、提高能源利用的经济效益，是我国解决能源问题的突破口。节约能源可被视为在我国与煤炭、石油、天然气和电力同等重要的“第五能源”，而且可以大大节省能源开发投资。在未来的中国，以煤为主的能源结构基本格局不可能从根本上改变。能源利用效率提高、能源消耗量减少的直接效果就是煤炭运输量的减少和污物排放量的降低。因此，节能是今后相当长的一段时期内我国各行各业都必须重视的工作，它是我国经济持续、快速、健康发展的重要保证。8.中国重视新型能源清洁汽车的研制中国政府对汽车排放对环境造成的巨大压力非常关注，出于对能源安全、环保的考虑，积极支持发展洁净交通工具，控制汽车污染，实现中国能源结构的多样化，扭转目前以石油为主的能源利用格局。 中国清洁燃料汽车行动计划正围绕降低汽车排放，以高新技术的开发、应用、推广为基础，通过试点示范，综合治理，尽快从根本上遏制汽车污染日益加剧的势头，力争在3至5年内使主要城市的空气质量有明显的改善，实现"空气净化工程"的总体目标。 从长远观点看，电动汽车可以取代传统式内燃机汽车，为中国汽车业的发展创造了一次很好的机会，有利于中国汽车企业丢掉历史包袱，在官、产、学、民四位一体的全新研发体系下，有可能在世界汽车工业新一轮竞争中占领制高点，取得有利地位，提高中国汽车产品的国际竞争力，实现中国汽车工业的跨越式进步。 低碳减排、可替代能源、振兴民族汽车工业需要。新能源项目的实施是符合国家能源战略安全和环境保护需要的，在石油能源日益缺乏的今天，作为经济发展血脉的能源已经直接关系到国民经济的战略安全。目前，新能源产业已成为当今发达国家和发展中国家竞相争取的战略产业，是新世纪综合国力的重要标志产业之一。 低碳排放已成为全球的焦点，而汽车对社会环境造成的污染日益严重，成为减排温室效应气体的重要减排目标。目前，世界上汽车工业发达的国家，都已对单车二氧化碳的排放量作出明确的逐年降低排放的标准。由此可见，电动汽车替代现有的内燃机汽车对环境保护和降低传统能源消耗具有重大的作用，发展电动车生产已经是社会发展和经济安全的重大战略问题。要满足电动汽车的要求，作为动力车的核心，电池是关键。聚合物锂离子动力电池代表了目前高水平的电池技术，所以它的出现将是中国的动力汽车行业不可或缺的技术及产品。中国新能源汽车产业始于21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，并规划了以汽油车为起点，向氢动力车目标挺进的战略。“十一五”以来，我国提出“节能和新能源汽车”战略，政府高度关注新能源汽车的研发和产业化。9.中国新能源产业前景乐观 作为全球两大碳排放国的中国和美国，在哥本哈根会议召开前夕，除了需要就限制温室气体排放问题达成某种一致外，从长远看,双方都需要寻求引领长期经济增长的新引擎，而新能源无疑是顺理成章的选择。考虑到新能源汽车是美国新能源企业准备进入中国市场的主要方向，未来双方在环保新能源方面的可合作领域十分广泛，中国的新能源产业发展前景乐观。10.新型能源轿车环保技术大盘点混合动力车 混合动力车技术对未来的汽车市场发展是一种很好的思维方式，它的真正意义在于：无论任何一种能源，都可以通过“混合的方式”使汽车的环保和节能效果得以实现——混合动力车的原始能源可能就是汽油或柴油，也可能是氢能或其他形式的能源；而混合方式则包括并联、混联、轻度混合、串联等多种形式。双燃料车 节能环保技术只有在普遍应用的前提下，才能真正对环境的改善产生积极影响。在传统汽油车的替代车型中，消费者还是比较偏爱双燃料车，主要是因为其技术成熟、而且车型相比混合动力车和柴油车多得多。以东风雪铁龙05款爱丽舍CNG双燃料为例，这款车不仅能有效降低80%污染物排放，比普通车更能实现60%的节油效果。更难能可贵的是，爱丽舍CNG双燃料车是“实用主义”的完美演绎者，国内CNG双燃料技术已经趋于成熟。 氢燃料电池车 从技术分析来看，柴油车、混合动力车、CNG双燃料车以及燃料电池车四大主流方向都具有节约能源和改善排放的优点。但是哪一种在环保性能上更突出呢？毫无疑问，氢燃料电池车是最理想化的环保汽车技术：真正实现了汽车“零排放”，唯一的排放物是水。正是这点的吸引，几乎所有的汽车企业巨头不惜花费巨额的资金来研制这种新型能源汽车。近几年，由于各大公司的共同努力，燃料电池汽车在技术上虽然取得了很多进展，但燃料电池的成本仍然很高，要实现真正的商业化，路途还很遥远。11.新能源汽车目前发展现状 从目前的发展趋势看，油电混合动力、纯电动和燃料电池是未来三大发展趋势。巴西采用了生物燃料汽车，不过这种技术可复制性很低，对于粮食稀缺的国家来说，可能因此而致使粮食价格抬高和居民粮食供应不足。油电混合技术指由传统的汽油机或者柴油机与电动力源结合做工的技术。通过在混合动力汽车上使用电机，使得动力系统可以按照整车的实际运行工况灵活调控，而发动机保持在综合性能最佳的区域内工作，从而降低油耗与排放。相较于纯电动和燃料电池，混合动力技术和成本相对容易控制，如本田思域、丰田普锐斯能达到40%以上的节油程度，因而被认为是纯电动车和燃料电池车时代来临前的过渡阶段。通常所说的纯电动汽车是指以蓄电池或燃料电池为动力行驶的用电动机驱动的汽车。这种技术的优点是彻底摆脱了对石油的依赖，零排放，目前的技术缺陷是电池容量不够，难以支撑长时间行驶。此外，电池的寿命、适应性、成本、污染性都是要克服的难题。燃料电池汽车被认为是清洁能源汽车的终极发展方面。燃料电池也分很多种，目前公认最佳的办法是质子交换膜燃料电池。这种技术的特点是以氢为燃料，通过电子的运动产生电能，储存并使用。氢是大自然中取之不竭的成分之一，每一滴水都是由氧气和氢气构成，与此同时，氢燃料电池汽车的排放仅仅为水，是真正的清洁能源。燃料电池目前最大的技术问题是成本居高不下。目前，全球混合动力车销量最大的国家为美国。2008年美国混合动力汽车销量万辆，同比下降，2007年为35万辆。虽然美国是混合动力车全球销量最大的国家，但混合动力车在美国的汽车销量占有比例相当低，2008年约占整体汽车销量的。12.新能源汽车离百姓多远 一辆新能源汽车使用，既可缓解油价涨跌带来的经济压力，又能增强公众使用洁净能源的意识，减少污染物排放。如何有效扶植、切实完善配套的市场措施，让新能源汽车开进寻常百姓家。从全国各地新能源汽车“试水”情况看，效果并不理想，这其中的原因有:新能源汽车高身价，国家正在实施新能源战略，作为高新领域的新能源汽车在研制、开发和生产过程中耗费巨额的研发成本，导致其销售价格过高。与传统动力汽车相比，新能源汽车虽然环保，但无论是性价比还是速度、动力、承负值等方面都相形见绌。新能源的市场配套服务环境不成熟，基础设施不健全，如没有类似于加油站的充电站，小区、商场等公众场所没有备置充电柱，同时也没有配套的维修网络跟进措施。再者，当前市场上流行的主流新能源技术分为3种:混合动力、纯电动、燃料电池。但究竟确立哪种标准，至今尚未有定论。破冰之举在于摸索出一条契合本地发展的道路。如政府的政策补贴。日本政府对购买混合动力汽车的消费者实行差价补贴，最高补贴额可达与传统车购置差价的50％。政府除通过财政补贴帮扶新能源汽车发展外，还应在政策层面提供系列扶植，如尽快出台新能源汽车的国家标准，规范市场，整合各方财力、物力、人力，成立国家新能源汽车公司，加强核心技术的攻关和突破；拟定全国性的新能源汽车推广规划，完善配套设施建设，确保新能源汽车有便捷的使用环境。新能源汽车的使用要突围仅赖消费者的环保责任是远远不够的，还需要政府给予财政补贴和一系列市场培育政策，如果市场环境不成熟，配套措施不及时跟进，新能源汽车就难进寻常百姓家。 总结：能源发展战略的总方针应是“坚持开发与节约并重，把节约放在首位”。在能源开发与能源节约的关系中，节能应放在第一位。这是经济增长方式由粗放型向集约型转变的重要途径。把节能放在首位，并不意味着忽视能源开发的重要性。中国能源发展应该走以提高能源利用经济效率为核心的发展道路，既要大力发展能源生产，又要在不断增加能源供应量的基础上厉行节约。这是一个长期的战略方针。能源开发应继续遵循“以电力为中心，以煤炭为基础，积极开发油气，重视开发新能源和可再生资源”的战略方针。这是根据中国国情和能源工业自身发展规律确定的。在21世纪，电力的战略地位将变得越来越重要。发展的主要措施是充分水能资源。发展核电，增加煤炭用于发电的比例。根据资源条件，我国电力工业发展要遵循“以火电为主，水火电并举，适度发展核电，同步发展电网，提高电力经济效益”的方针，而我国煤炭开发的指导思想是“在不断提高煤炭经济效率的前提下，加强煤炭工业的基础地位，增加产量、提高质量，多种经营，积极出口”。煤炭资源的开发要逐步实现从东部地区向中西部地区转移，应当充分发挥国有重点煤矿，地方国有煤矿和乡镇煤矿各自的优势，发展煤炭深加工，优化煤炭产品结构，积极勘探，开发和利用煤层气资源。新能源和可再生能源的开发将是下世纪大有可为的能源领域。其“因地制宜，多能互补，综合利用，讲究效益”的方针，在指导中国农村地区新能源和可再生能源的应用推广方面已经起了较大的作用。这一能源领域的突破口可选在风力发电和生物质能发电的研究和开发上。 、 参考文献：［1］康龙云.新能源汽车与电力电子技术. 北京：机械工业出版社 ［2］边耀璋. 汽车新能源技术. 北京：人民交通出版社 ［3］邵毅明. 压缩天然气汽车改装与维修. 北京：人民交通出版社 ［4］蔡凤田. 汽车节能与环保实用技术. 北京：人民交通出版社 ［5］崔胜民. 新能源汽车技术. 北京：北京大学出版社 ［6］绍毅明. 汽车新能源与节能技术. 北京：人民交通出版社 ［7］黄家诚. 汽车新能源技术. 北京：人民交通出版社