第五章新型汽车技术

第五章新型汽车技术概述燃料电池汽车混合动力汽车143纯电动汽车2概述1.1新型汽车技术“理解”

新能源汽车与汽车新能源

汽车实际应用技术

专题一：电动汽车发展为什么要发展电动汽车国外电动汽车发展情况国内电动汽车发展情况示范运营情况为什么要发展电动汽车化石能源资源有限，根据预测，未来石油可用年限仅40年、天然气67年、煤炭190年，而且化石能源会排放大量空气污染物与温室气体，成为环境污染与温室效应元凶；核能则使用环境限制苛刻，必须提升能源使用效率并开发新能源，促进能源永续利用；大气污染，被称为社会一大公害，越是交通发达的国家，由汽车尾气排放的污染物越严重，根据检测分析，汽车尾气排放量已占大气污染源的85%，治理大气污染，减少汽车尾气排放是重中之重。由于以上原因，电动汽车就应运而生

电动汽车发展历史一百多年来，电动汽车在汽车发展史中经历了三次重大机遇：第一次发生在一百余年前。由于当时电池和电机的发展较内燃机成熟，而且石油的运用还没有普及，使电动汽车在早期的汽车领域中占有举足轻重的位置。但由于石油的大量开采和内燃机的种种优越性，直到上世纪70年代石油危机的爆发，又给了电动汽车第二次机遇，又一次被人瞩目。第三次机遇开始于若干年前，世界上除了已存在的能源问题之外，环境保护问题也逐渐成为了各个方面所关心重大课题，

电动汽车发展历史国外电动汽车的发展概况从20世纪70年代起，世界发达国家均投入巨资进行电动汽车商业化开发和应用。到20世纪90年代，欧美发达国家纷纷制定了汽车尾气排放标准并严格执行。国外电动汽车发展情况公司车型投放时间现运行情况丰田公司混合动力轿车ＰＲＩＵＳ（普锐斯）1997年批量投放2000．7出口北美2000．9出口欧洲二十多个国家至目前其全球销量达到了50万辆2012年该公司要将其所有的车型全部装上混合动力发动机继ＰＲＩＵＳ混合动力轿车之后，丰田还推出了ＥＳＴＩＭＡ（大霸王）混合动力汽车和搭载软混合动力系统的ＣＲＯＷＮ（皇冠）轿车，其在普及混合动力系统的低燃耗、低排放和改进行驶性能方面走在了世界前列。本田公司混合动力电动汽车Ｉｎｓｉｇｈｔ（因赛特）混合动力汽车Ｃｉｖｉｃ（思域）2002年混合动力汽车Ａｌｔｉｍａ（阿蒂玛）2006年向美国市场销售2010年日本国内普及５万辆美国纽约运营的混合动力城市客车英国国伦伦敦敦运运营营的的混混合合动动力力城城市市客客车车斯图图加加特特燃燃料料电电池池汽汽车车戴克克燃燃料料电电池池运运行行突突破破200万公公里里国内内电电动动汽汽车车发发展展情情况况我国国电电动动汽汽车车发发展展概概况况我国国电电动动汽汽车车的的研研发发与与国国外外基基本本处处于于同同一一起起跑跑线线上上，，技技术术水水平平与与产产业业化化差差距距相相差差较较小小。。“十五五”期间间，，国国家家从从维维护护能能源源安安全全、、改改善善大大气气环环境境、、提提高高汽汽车车工工业业竞竞争争力力、、实实现现跨跨越越式式发发展展的的战战略略高高度度考考虑虑，，设设立立“电动动汽汽车车重重大大科科技技专专项项”，通通过过组组织织企企业业、、高高等等院院校校和和科科研研院院所所等等方方面面的的力力量量进进行行联联合合攻攻关关。。从从２２００００１１年年起起，，国国家家在在电电动动车车领领域域的的投投资资达达到到１１００００亿亿元元人人民民币币，，“８６６３３”计划划中中涉涉及及这这一一领领域域的的投投资资达达到到８８.８亿亿元元人人民民币币。。国家家对对电电动动汽汽车车政政策策支支持持我国国““十十五五””国国家家高高新新技技术术研研究究发发展展计计划划（（863计划）将将电动汽车车以重大专专项列入入。国家发展展改革委委员会2004年6月1日出台了了《汽车产业业发展政政策》：重点发发展混合动力力汽车技技术和轿车柴柴油发动动机技术术。《节能中长长期专项项规划》（国家发发展改革革委员会会2004年11月25日）中指指出：实实施清洁洁汽车行行动计划划，发展混合合动力汽汽车，在城市市公交客客车、出出租车等等推广燃燃气汽车车.建设部2004年3月6日颁布《关于优先先发展城城市公共共交通的的意见》，提出““争取用用5年左右的的时间基基本确立公共共交通在在城市交交通中的的主体地地位”。国内电动动汽车发发展情况况东风电动动车辆股股份有限限公司——武汉示范范运营的的混合动动力客车车（单车车运营里里程近13万公里））已实现批批量生产产能力——武汉示范范运行的的混合动动力轿车车东风电动动EQ6110HEV混合动力力公交车车简介EQ6110HEV混合动力力城市公公交大客客车以成成熟的11米的低地地板客车车为基础础车，最最高车速速达到72km/h。已实现现批量生生产能力力该车具有有以下特特点：采用康明明斯公司司最新研研制成功功的ISBe150四缸共轨轨电喷柴柴油机。。该发动动机采用用了国际际上最先先进的发发动机技技术—共轨电喷喷技术，，排放达达到欧州州3号标准要要求；采用开关关磁阻电电机，满满足了混混合动力力城市客客车电机机低速大大扭矩补补充动力力的要求求；设计电机机减速器器，保证证电动机机与发动动机之间间的耦合合；选用用更大容容量的变变速箱，，保证整整车的可可靠性；；采用Ni-MH电池，满满足混合合动力城城市客车车电池高高功率输输入、输输出的要要求；创新型并并联机电电耦合方方案，为为了减少少电动专专用件带带来成本本大幅增增加，不不设纯电电动工作作模式，，但是由由于采用用了高度度洁净的的CUMMINS欧III柴油机，，这样在在保证排排放性能能提高的的情况下下，仍然然有较高高的经济济性和动动力性。。国内电动动汽车发发展情况况中通客车车公司混混合动力力客车——聊城运营营的电动动汽车国内电动动汽车发发展情况况上海沪翔翔电动车车辆制造造有限公公司——上海运营营的混合合动力客客车国内电动动汽车发发展情况况北京科凌凌电动车车辆股份份有限公公司--北京示范范运营纯纯电动客客车拥有“复合励磁磁加增磁磁电动车车直流电电机及控控制器”、“电动车锂锂动力电电池均衡衡充电器器”、“电动车用用变频空空调装置置”等一批电动车车关键技术专专利成果15辆采用铅酸电电池的11米电动汽车5辆采用锂离子子电池的12米低地板电动动汽车国内电动汽车车发展情况株洲时代集团团公司——株洲示范运营营的纯电动公公交客车单车运行里程超过过3万公里国内电动汽车车发展情况天津清源电动动车辆有限公公司——天津示范运营营的纯电动中中巴车独立开发研制制的具有自主主知识产权的的新型环保车车型“幸福使者””电动汽车，达达到了美国相相关的汽车技技术标准，成成功打入国际际市场，目前前已出口美国国100余辆。国内电动汽车车发展情况山东黑豹集团团有限公司——威海示范运营营的电动出租租车——威海示范运营营的纯电动客客车国内电动汽车车发展情况万向电动汽车车有限公司——杭州运营的纯纯电动轿车和和纯电动大巴巴按照“电池—电机—电控—电动汽车”的发展战略，，在大功率、、高能量聚合合物锂离子动动力电池、一一体化电机及及其驱动控制制系统、整车车电子控制系系统、汽车工工程集成技术术以及试验试试制平台等方方面取得了显显著的成果。。国内电动汽车车发展情况深圳五洲龙燃燃料电池客车车该车目前已出出口菲律宾，，近期还将向向澳门出口第第三批型号为为FDG6920BG的环保巴士客客车，数量为为42辆国内电动汽车车发展情况上汽股份研发发的氢动三号号，代表国内内氢燃料电池池汽车领先水水平金龙海格氢燃燃料电池汽车车我国电动汽车车取得的成果果整车方面，燃燃料电池汽车车研发取得重重要进展，进进入国际先进进行列；混合合动力汽车已已实现载客运运行，具备小小批量生产能能力；纯电动动汽车开始批批量生产，进进入道路运营营并开始出口口零部件方面：：车用燃料电池池发动机取得重大突破破，进入世界界前列；大功率车用动动力蓄电池性能显著提高高，形成产业业基础；驱动电机技术性能先进进，与整车集集成化程度逐逐步加强；车辆电控技术术异军突起，电电动化汽车底底盘发展迅速速，带动了传传统汽车的技技术进步开展示范运营营城市各地电动汽车车示范运营成成果一览天津：清源电动车公公司幸福使者者电动轿车出出口美国出口口100余辆杭州：截至06年2月，5辆纯电动旅游游公交车、6辆纯电动轿车车，在环西湖湖旅游线路上上进行示范运运营，累计行行驶超过15万公里。汕头：1998年5月，丰田汽车车提供了5部纯电动汽车车进行运行试试验，4年多运行超过过70万公里株洲：自04年10月到05年12月，3辆纯电动和1辆混合动力公公交车累计运运行16.13万公里，载客客31.89万人次，出勤勤率达88.14%。武汉：03年11月至07年5月，20台混合动力客客车累计运营营超过140万公里，运送送乘客超过300万人次北京：清能一号车代代表中国燃料料电池城市大大巴的最高水水平；电动汽汽车运行示范范项目完成15辆车规模的密密云区域运行行试验和20辆车规模的公公交专线运行行试验，总运运行里程超过过30万公里。电动汽车特点点及分类电动汽车的特特点◆无污染，噪声声低◆能源效率率高，多样化化◆结构简单单，使用维修修方便◆动力电源源使用成本高高，续驶里程程短混合动力电动动汽车电动汽车分类类纯电动汽车燃料电池电动动汽车串联式混合动动力电动汽车车★并联式混合动动力电动汽车车★混联式混合动动力电动汽车车铅酸电池型镍镉电池型镍氢电池型锂离子电池型型维护型（现小巴车辆辆使用）免维护型碱性燃料电池池（AFC）质子交换膜燃燃料电（PEMFC）磷酸燃料电池池（PAFC）熔融碳酸燃料料电池（MCFC）固志氧燃料电电池（SOFC）电动汽车分类类电动汽车基本本概念混合动力电动动汽车是指能够至少少从下述两类类车载储存的的能量中获得得动力的汽车车：——可消耗的燃料料；——可再充电能/能量储存装置置。纯电动汽车是由电动机驱驱动的汽车,电动机的驱动动电能来源于于车载可充电电蓄电池或其其他能量存储储装置。燃料电池汽车车是以燃料电池池作为动力源源的汽车。2、纯电动汽车2.1定义纯电动汽车是指指利用动力电电池作为储能能动力源，通通过电池向电电机提供电能能，驱动电机机运转，从而而推动汽车前前进的一种新新能源汽车。2.2特点优点：1）无污染、噪噪声小2）结构简单，，维修方便3）能量转换换效率高缺点：动力蓄电池池单位1）储存量少2）价格昂贵3）寿命短2.3结构组成（1）电池及电池池管理系统——储能单元，为为整车提供持续稳定的能量（2）电机驱动单单元——将电能转化成成机械能，驱驱动车辆行驶驶（3）整车控制单单元——控制所有部件件，使车辆各各个组成部分分协调工作（4）车身和底盘(5)安全保护系统2.4主要车型纯电动汽车厂家纯电动汽车车型比亚迪比亚迪E6比亚迪K9公交车江淮江淮和悦北汽北汽E150EV荣威荣威E50众泰众泰5008EV特斯拉特斯拉S福田福田欧辉公交车金龙海格金龙海格公交车宇通宇通E7公交车力帆320首款纯电动车车海马纯电动轿轿车Mpe吉利EK-2丰田FT-EV韩国现代公司司推出的蓄电电池电动跑车车美国洛杉矶车车展法国文图图瑞（Venturi））公司推出，，集各种高端端性能于一身身，当今世界界上最昂贵的的一款电动车车。3、燃料电池汽车（FCEV）3.1定义燃料电池汽车是电动动汽车的一一种，其核核心部件燃燃料电池的的电能是通通过氢气和和氧气的化化学作用，直接变成成电能，而而不是经过燃烧。3.2特点优点：1）零排放或近似零排放；2）减少了机油泄露露带来的水污染；3）降低了温室气体体的排放；5)提高了发动机燃烧效率；6)运行平稳、无噪声。3.3结构组成燃料电池汽汽车主要由由贮氢罐、、燃料电池池组、电机机控制系统统、驱动电电机、超级级电容或辅辅助蓄电池池及热交换换器等部件件组成。3.4主要车型燃料电池汽车厂家燃料电池汽车车型荣威荣威上海Plug-In燃料电池车奔腾奔腾B70FCV三菱燃料电电池车“MITSUBISHIFCV”日产奇骏燃燃料电池车车通用Hy-wire氢动三号由200块块相互串联联在一起的的燃料电池池块组成的的电池组产产生电力，，通过68升的氢气气储存罐向向燃料电池池组提供氢氢气。电池池组所产生生的电能输输入电动机机后，通过过功率为60千瓦/82马力力三相异步步电机驱动动车辆行驶驶，并几乎乎不产生任任何噪音。。氢储存罐罐分为两种种，一种罐罐内储存的的是温度为为-253°C的液液态氢，另另一种罐内内储存的是是承受最高高压力可达达700Pa的高压压氢气。一一次充气行行驶里程分分别可达400公里里和270公里。通用用Hy-wire氢氢动动三三号号的的电电池池组组30千瓦瓦质质子子交交换换膜膜燃燃料料电电池池电电动动汽汽车车（（湖湖北北））欧宝宝“氢动动三三号号”（Hydrogen3）燃燃料料电电池池车车起亚亚汽汽车车公公司司在在燃燃料料电电池池电电动动车车4、混混合合动动力力汽汽车车4.1定义义混合合动力力汽汽车车（（HybridElectricVehicle,HEV）是是指指车车辆辆驱驱动动系系统统由由两两个个或或多多个个能能同同时时运运转转的的单单个个驱驱动动系系统统联联合合组组成成的的车车辆辆，，车车辆辆的的行行驶驶功功率率依依据据实实际际的的车车辆辆行行驶驶状状态态由由单单个个驱驱动动系系统统单单独独或或共共同同提提供供。按按驱驱动动行行驶驶的的不不同同可可分分为为串串联联式式混混合合动动力力汽汽车车、、并并联联式式混混合合动动力力汽汽车车、、混混联联式式混混合合动动力力汽汽车车。。4.2特点点优点点：1）因因为为有了了电电池池，，可可以以十十分分方方便便地地回回收收制制动动时时、、下下坡坡时时、、怠怠速速时时的的能量量2）可可以以利用用现现有有的的加加油油站站加加油油，，不不必必再再投资资3）可可让电电池池保保持持在在良良好好的的工工作作状状态态，，不不发发生生过过充充、过过放放，延延长长其其使使用用寿寿命命，降低低成成本本缺点点：长长距距离离高高速速行行驶驶基基本本不不能能省省油油。。4.3结构构组成成混合合动动力力汽汽车车主主要要部部件件有有发发动动机机、、电电动动机机、、发发电电机机、、电电池池组组和和混混合合动动力力控控制制总总成成等等组组成成。。4.4主要要车车型型混合动力汽车厂家混合动力汽车车型保时捷保时捷PanameraSHybrid凯迪拉克凯迪拉克ELR标致标致Onyx宝马宝马7系混合动力740Li2013款宝马(BMW)i8Concept2010款进口宝马X6混动雷克萨斯雷克萨斯ES300h精英版2013款雷克萨斯RX450h混动奥迪特斯拉奥迪A3插电式混合动力奥迪A1e-tron双模式混合动力比亚迪比亚迪“秦”配备备柴柴油油混混合合动动力力系系统统的的展展示示车车,左左为为“标致致307混混合合动动力力HDi，，右右为为“雪铁铁龙龙C4混混合合动动力力HDi。。雪铁铁龙龙C4柴柴油油混混合合动动力力系系统统的的构构成成示示意意图图柴油油混混合合动动力力系系统统1-1.6升升Hdi柴柴油油发发动动机机(最最大大输输出出功功率率为为66kW)2-柴柴油油机机微微粒粒过过滤滤器器(DPF)3-”停车车-启启动动”系统统4-电电动动机机(额额定定功功率率为为16kW)5-6速速手手自自一一体体变变速速箱箱6-逆逆变变器器7-低低压压电电池池8-动动力力传传输输管管理理单单元元9-高高压压电电缆缆10-高高压压镍镍氢氢充充电电电电池池(288V)“雪雪铁铁龙龙C4混混合合动动力力HDi””发发动动机机室室补充充专专题题二二：：混混合合动动力力汽汽车车一、、混混合合动动力力电电动动汽汽车车的的结结构构混合合动动力力电电动动汽汽车车将将电电力力驱驱动动与与传传统统的的内内燃燃机机驱驱动动相相结结合合，，充充分分发发挥挥了了二二者者的的优优势势。。同同时时，，它它可可以以从从根根本本上上解解决决现现在在纯纯电电动动汽汽车车动动力力性性能能差差和和续续驶驶里里程程短短的的问问题题。。根据混混合动动力驱驱动的的联结结方式式，混混合动动力系系统主主要分分为以以下三三类：：串联式式混合合动力力电动动汽车车并联式式混合合动力力电动动汽车车混联式式混合合动力力电动动汽车车1.1串联式式混合合动力力电动动汽车车工作过过程串联式式混合合动力力汽车车的发发动机机输出出的机机械能能通过过发电电机转转化为为电能能，转转化后后的电电能一一部分分经由由电动动机和和传动动装置置驱动动车轮轮，另另一部部分则则可存存储到到蓄电电池中中去，，供汽汽车加加速时时或在在其他他工况况下使使用，，与传传统的的燃油油车比比较，，它是是一种种发动动机辅辅助型型的电电动汽汽车，，主要要是为为了增增加汽汽车的的行驶驶里程程。驱动部部件有发动动机、、发电电机和和电动动机1.2并联式式混合合动力力电动动汽车车工作过过程发动机机和电电动机机通常常采用用不同同的离离合器器驱动动车轮轮，可可以采采用发发动机机单独独驱动动，电电力单单独驱驱动以以及发发动机机和电电力混混合驱驱动三三种不不同的的工作作模式式。并并联式式是一一种电电力辅辅助型型的燃燃油车车，目目的是是为了了降低低排放放和燃燃油消消耗。。当发发动机机提供供的功功率大大于驱驱动汽汽车所所需的的功率率或者者再生生制动动时，，电动动机工工作在在发电电机状状态，，将多多余的的能量量冲入入蓄电电池。。驱动部部件有发动动机和和电动动机本田思思域本田思思域Hybrid可以说说是在在思域域的底底盘基基础上上加装装一套套本田田开发发的混混合动动力系系统。。i-VTEC发动机机根据据智能能化控控制的的VTEC（可变变气门门正时时及升升程电电子控控制系系统）），通通过低低转速速、高高转速速、气气缸停停止的的三个个阶段段对阀阀门进进行控控制。。不过过它装装备的的电动动马达达动力力较弱弱。思域混混合动动力车车的行行驶工工况图图1.3混联式式混合合动力力电动动汽车车工作过过程混联式式混合合动力力系统统的特特点在在于内内燃机机系统统和电电机驱驱动系系统各各有一一套机机械变变速机机构，，两套套机构构或通通过齿齿轮系系，或或采用用行星星轮式式结构构结合合在一一起，，从而而综合合调节节内燃燃机与与电动动机之之间的的转速速关系系。丰田普锐斯斯丰田普普锐斯斯推出出了HybridSynergyDrive（HSD）这套系系统是是由两两台电电动马马达和和一台台发动动机组组成。。其中中的一一台电电动马马达与与发动动机直直接相相连，，另外外一台台则没没有直直接连连接发发动机机。丰田这这套系系统最最为关关键的的设计计就是是复合式式行星星齿轮轮变速速箱。两套驱驱动单单元：：发动机机和与与其相相连的的电动动马达达组合合在一一起形形成一一套驱驱动单单元另外一一台电电动马马达形形成第第二个个驱动动单元元加速时时，第第一套套动力力单元元通过过变速速箱向向车轮轮传递递动力力车辆减减速时时，HSD混合动动力系系统的的电动动马达达会转转变为为向电电池组组充电电的发发电机机丰田普普锐斯斯的四四大特特性二、混混合动动力电电动汽汽车的的节油油机理理节油途途径：：选择较较小功功率发发动机机取消发发动机机怠速速控制发发动机机工作作在高高效区区发动机机断油油控制制适当增增大电电池SOC（StateofCharge）窗口口回收再再生制制动能能量2.1选择较较小功功率发发动机机并联混混合动动力汽汽车的的基本本控制制策略略为：：通过过限制制发动动机的的工作作区间间，将将发动动机控控制在在高效效率区区运行行，提提供所所要求求的扭扭矩；；将将电机机作为为载荷荷调节节装置置，当当需要要大扭扭矩输输出时时参与与驱动动，当当需要要小扭扭矩输输出时时吸收收发动动机能能量进进行发发电，，并将将电池池组的的电量量状态态维持持在高高效率率区间间内。。发动动机的的选择择只需需满足足整车车要求求的平平均功功率即即可，，因此此降低低了发发动机机需求求功率率。2.2取消发发动机机怠速速混合动动力汽汽车通通过控控制策策略，，可以以实现现发动动机的的起动动与停停止。。当车车速为为零、、加速速踏板板松开开时，，程序序控制制自动动关闭闭发动动机；；当加加速踏踏板踩踩下时时，程程序控控制电电动机机在0.5s内起动动发动动机，，实实现发发动机机无怠怠速控控制。。北京循循环工工况下下取消消发动动机怠怠速时时，发发动机机燃油油消耗耗随时时间的的关系系2.3控制发发动机机工作作在高高效区区发动机机在较较高的的负荷荷率及及中高高转速速下工工作时时，发发动机机的平平均效效率明明显提提高。。混合合动力力汽车车通过过控制制策略略并选选用了了较小小功率率的发发动机机，可可使绝绝大多多数的的工作作点落落在发发动机机的高高效区区间。。低速低低负荷荷——纯电动动模式式加速爬爬坡——电机助助力联联合驱驱动模模式2.4发动机机断油油控制制当松开开加速速踏板板使汽汽车减减速时时，可可以控控制发发动机机高速速反拖拖断油油，直直到怠怠速恢恢复供供油止止，实实现节节油的的目的的，研研究表表明，，控制制发动动机断断油，，可节节油5%左右。2.5适当增大大电池SOC窗口对于能量量平衡型型的混合合动力汽汽车，电电池的荷荷电状态态SOC窗口适当当增大有有利于节节油。适当增大大电池的的荷电状状态SOC窗口，电电池所能能提供的的能量越越多，电电机参与与的工作作越多，，而电机机和电池池的效率率要高于于发动机机，因此此可以实实现节油油适当增大大电池的的荷电状状态SOC窗口，电电池的充充放电频频率减少少，这样样能量间间的转化化损失减减少电池的SOC窗口对燃燃油经济济性的影影响2.6回收再生生制动能能量混合动力力汽车由由于加装装了电机机系统，，在车辆辆滑行或或制动时时，可利利用电机机吸收能能量，回回馈到电电池组中中储存起起来。为为了最大大限度地地回收再再生制动动能量，，控制策策略应是是优先由由电机再再生制动动，当电电机满足足不了整整车制动动强度或或电池的的SOC达到最大大限值时时，机械械制动参参与工作作以实现现制动的的可靠性性。电机再生生制动能能量与机机械制动动能量分分配关系系采取以上上措施，，降低油油耗可达达30%——50%三、混合合动力汽汽车的关关键技术术混合动力力汽车所所面临的的关键性性技术和和需要解解决的问问题包括括以下几几个方面面：内燃机与与电机耦耦合功率率分配比比的最优优控制能量存储储装置(电池)要具有较较高的比比功率,以满足汽汽车加速速和爬坡坡时对大大功率的的需要需要开发发高性能能的电子子控制元元件加快电力力驱动系系统研究究3.1内燃机与与电机耦耦合功率率分配比比的最优优控制混合动力力汽车发发动机和和电动机机要相互互配合工工作,而根据运运行工况况控制它它们适时时启动和和关闭,并使发动动机始终终工作在在低油耗耗区的整整个控制制过程十十分复杂杂,因此需要要用成熟熟可靠的的动力复复合装置置以及先先进的检检测系统统和控制制策略实实现功率率的合理理分配,以达到低低油耗和和良好的的动力性性目标。。3.2能量存储储装置(电池)要具有较较高的比比功率,以满足汽汽车加速速和爬坡坡时对大大功率的的需要能量存储储装置(电池)要具有较较高的比比功率,以满足汽汽车加速速和爬坡坡时对大大功率的的需要。。电池还还要具有有快速充充电能力力,以保证制制动时能能量能及及时回收收,而目前高高功率电电池往往往存在快快速充电电接受能能力差的的问题,还需做进进一步的的研究。。电池还还要提高高充放电电效率,这对提高高整车工工作效率率至关重重要。3.3需要开发发高性能能的电子子控制元元件为了满足足汽车高高速开关关控制的的要求，，混合动动力汽车车还需要要装备高高功率密密度、低低损耗耗的开关关、电电容和电电感等。。混合动动力汽车车对智能能化的要要求导致致其控制制的复杂杂性，因因此要求求控制装装置采用用高速运运行的半半导体芯芯片,其功率密密度高,散热性能能较好。。3.4加快电力力驱动系系统研究究用于混合合动力汽汽车的电电机必须须要具有有良好的的可控性性和容错错能力以以及具有有低噪声声、高效效率的特特点，同同时具有有对电压压波动不不敏感等等性能。。用于混混合动力力汽车的的电机类类型有交交流感应应电机、、永磁电电机和开开关磁阻阻电机。。四、混合合动力汽汽车的发发展前景景与传统型型汽车相相比混合合动力汽汽车在节节能和排排放上胜胜出一筹筹。就目目前来说说,虽然HEV的价格比比传统汽汽车高出出20%左右，但但相信随随着各国国环境立立法的日日趋严厉厉,混合动力力汽车性性能的日日益提高高以及其其成本的的不断降降低,混合动力力汽车的的市场份份额将逐逐渐增大大。尽管管从长远远来看HEV只是一种种过渡车车型,但是在近近二三十十年内会会有较好好的发展展前景。。专题三：：了解汽车车新新技技术术一、、了了解解目目前前广广泛泛使使用用的的汽汽车车新新技技术术二、、了了解解汽汽车车新新技技术术的的发发展展方方向向1、电电子子控控制制燃燃油油喷喷射射系系统统（（EFI）电子子控控制制燃燃油油喷喷射射系系统统构构成成电子子燃燃油油喷喷射射控控制制系系统统（（简简称称EFI或EGI系统统）），，以以电电控控单单元元（（又又称称电电脑脑或或ECU)为控控制制中中心心，，利利用用安安装装在在发发动动机机不不同同部部位位上上的的各各种种传传感感器器，，测测得得发发动动机机的的各各种种工工作作参参数数，，按按照照在在电电脑脑中中设设定定的的控控制制程程序序，，通通过过控控制制喷喷油油器器，，精精确确地地控控制制喷喷油油量量，，使使发发动动机机在在各各种种工工况况下下都都能能获获得得最最佳佳浓浓度度的的混混合合气气。。使使用用EFI，汽汽车车发发动动机机燃燃烧烧更更加加充充分分，，从从而而提提高高功功率率，，降降低低油油耗耗，，实实现现低低公公害害排排放放的的目目的的。。EFI由燃油油供供给给系系统统、、进进气气系系统统和和电电子子控控制制系系统统三三部部分分组组成成。。任务务一认识识已已广广泛泛应应用用的的汽汽车车新新技技术术（1）燃燃油油供供给给系系统统燃油油供供给给系系统统主主要要由由燃燃油油箱箱、、燃燃油油泵泵、、燃燃油油滤滤清清器器、、燃燃油油压压力力调调节节器器及及喷喷油油器器等等组组成成。。工作作时时，，电电动动燃燃油油泵泵将将燃燃油油箱箱的的汽汽油油源源源源不不断断地地泵泵出出，，经经燃燃油油滤滤清清器器滤滤除除杂杂质质和和水水份份，，在在燃燃油油压压力力调调节节器器的的调调节节作作用用下下,使喷油器内的的燃油压力始始终保持为一一定值。喷油油器在电子控控制器的控制制脉冲作用下下间歇喷油，，将适量的燃燃油喷入进气气管。与空气气混合形成空空燃比适当(标准：14.7）的可燃混合合气。（2）进气系统进气系统主要要包括空气滤滤清器、空气气流量计、怠怠速执行器、、节气门等。。在气缸进气行行程真空吸力力作用下，适适量的空气经经空气滤清器器滤清后，经经节气门和(或)怠速通道到进进气歧管，与与喷油器喷出出的汽油混合合后从进气门门进入气缸。。在汽车运行时时，空气的流流量由节气门门开度控制。。发动机处于于怠速工况时时，节气门关关闭，空气由由怠速旁通道道和怠速辅助助通道进入气气缸。通过怠怠速调节螺钉钉改变怠速旁旁通道的通气气量，可调整整发动机的怠怠速；电子控控制器通过控控制怠速调节节电磁阀，可可调节怠速辅辅助空气通道道的空气流量量，以实现发发动机怠速的的自动控制。。空气（3）控制系统控制系统由电电控单元、各各种传感器、、执行器，以以及连接它们们的控制电路路所组成。电控单元传感器执行器2、汽油机稀薄薄燃烧技术与与缸内直喷技技术FSI是FuelStratifiedInjection的词头缩写，，意指燃油分层喷射射技术。燃油分层喷喷射技术是发发动机稀薄燃燃烧技术的一一种。采用此此技术的发动动机能增大输输出功率同时时降低燃油消消耗。所谓稀薄燃烧烧即空燃比远远远大于14.7的稀薄混合气气仍能顺利点点燃。它的特点是在在进气道中已已经产生可变变涡流，使进进气流形成最最佳的涡流形形态进入燃烧烧室内，以分分层填充的方方式推动，使使混合气体集集中在位于燃燃烧室中央的的火花塞周围围。如果稀燃燃技术的混合合比达到25：1以上，按照常常规是无法点点燃的，因此此必须采用由由浓至稀的分分层燃烧方式式。通过缸内内空气的运动动在火花塞周周围形成易于于点火的浓混混合气，混合合比达到12：1左右，外层逐逐渐稀薄。浓浓混合气点燃燃后，燃烧迅迅速波及外层层。汽油机稀薄燃燃烧技术的前前提是发动机机采用缸内直喷技术术（GDI)缸内直喷是高高压喷油嘴直直接向气缸内内喷射燃油。。同EFI相比其喷油器器直接安装在在燃烧室上方方，而且喷油油压力更高，，喷射控制更更加精准。汽油缸内直喷喷技术（GDI）简介：缸内直喷汽油油机(GasolineDirectInjection）简称GDI。汽油发动机的的燃油供给从从化油器、单单点电喷、多多点电喷，直直到今天的汽汽油缸内直喷喷技术，每一一次进化，都都使得今天的的汽车变得更更加清洁和更更加高效。缸内直喷技术术的革命性在在于，燃油以以极高压力直直接注入于燃燃烧室中，在在油气雾化和和混合效率上上几乎达到完完美程度，再再加上各项电电子控制技术术大幅进步，，计算机对于于进气量与喷喷油量时机的的判读与控制制也更加精准准，因此，缸缸内直喷技术术使得发动机机的燃烧效率率大幅提升，，除了产生更更大动力之外外，环保和节节能效果也得得以空前提高高。汽油缸内直喷喷技术可以说说是世界汽车车发展史上的的一个里程碑碑，其无以伦伦比的燃油经经济性、具有有可持续发展展潜力的低排排放，使它正正在逐渐取代代其他汽油发发动机的“模模拟”技术，，成为汽车发发动机未来的的“数字”技技术发展方向向。原理特点：直喷式汽油发发动机采用类类似于柴油发发动机的供油油技术，通过过一个高压油油泵提供所需需的100bar以上的压力，，将汽油提供供给位于汽缸缸内的电磁燃燃油喷嘴，然然后通过电脑脑控制喷射器器将燃料在最最恰当的时间间直接注入燃燃烧室，通过过对燃烧室内内部形状的设设计，让混合合气能产生较较强的涡流使使空气和汽油油充分混合。。然后使火花花塞周围区域域能有较浓的的混合气，其其他周边区域域有较稀的混混合气，保证证了在顺利点点火的情况下下尽可能的实实现稀薄燃烧烧。简介：VVA是VariableValveActuation的缩写，它代代表的含义就就是可变气门门操作系统。。这一装置提提高了进气效效率，实现了了低、中、高高转速范围内内扭矩的充分分输出，保证证了各个工况况下都能得到到足够的动力力表现。可变气门配气气技术，从大大类上分，包包括可变气门门正时和可变变气门行程两两大类。有些些发动机只匹匹配可变气门门正时，如丰丰田的VVT-i发动机；有些些发动机只匹匹配了可变气气门行程，如如本田的VTEC；有些发动机机既匹配了可可变气门正时时又匹配了可可变气门行程程，如丰田的的VVTL-i、本田的i-VTEC、宝马的Valvetronic等。原理特点：可变配气控制制机构的主要要目的是，根根据发动机不不同工况的需需求，可随时时调整气门升升程和正时来来改进油耗、、排放及扭矩矩。3、可变气门控控制系统（简简称VVA系统）简介：发动机增压技技术基本上从从航空工业沿沿袭而来，20世纪60年代见于车用用发动机，经经过数十年发发展，发动机机增压技术中中增压器结构构和安装方式式各有不同，，但工作机理理已经基本趋趋于一致，不不过从市场占占有率来说，，涡轮增压和和机械增压是是最主流的结结构。涡轮增压器(Turbocharger)涡轮增压器的的全称应该是是废气涡轮增增压器，顾名名思义，它是是利用发动机机排出的废气气能量来驱动动涡轮，并带带动同轴上的的压气机叶轮轮旋转，将空空气压缩并送送入发动机汽汽缸。由于废废气涡轮增压压器与发动机机之间没有任任何机械传动动连接，机械械损耗更小。。理论上只要要汽缸壁足够够坚固，只需需通过增加涡涡轮的尺寸和和激量，就能能将动力提升升到十分惊人人的程度机械增压器(Supercharger)所谓机械式增增压只是一种种称谓，有人人也将其直译译为超级增压压。增压器的的压气机转子子通过发动机机曲轴获取工工作动力，驱驱动其旋转，，压缩4、发动机增压压技术并送入发动机机汽缸。当然然，压气机转转子和曲轴无无法直接连在在一起，而是是通过各种齿齿轮、皮带或或链条等传动动装置。由于于结构相对复复杂，汽车厂厂家通常不太太愿意使用该该项技术，而而后期自行加加装机械增压压器的难度很很大，极少有有人尝试。此外还有复合合式增压器、、惯性增压器器气、波式增增压器、冲压压式增压器等等。原理特点：发动机的燃料料是靠活塞向向下止点运行行所产生的真真空将燃料吸吸入汽缸内的的，由于输入入的燃料量受受到吸入汽缸缸内空气量的的限制，因此此发动机所产产生的功率也也会受到限制制，如果通过过压缩更多的的空气进入汽汽缸来增加燃燃料量，就会会提高燃烧作作功能力。因因此利用增压压的方式将外外界空气压入入气缸，能够够使发动机在在工作效率不不变的情况下下增加输出功功率。ADC（有时也称为为连续性阻尼尼控制系统CDC）由电子控制制单元、CAN、4个车轮垂直加加速度传感器器、4个车身垂直加加速度传感器器和4个阻尼器比例例阀组成。根根据汽车的运运动状况及传传感器信号，，电子控制单单元计算出每每个车轮悬架架阻尼器的最最优阻尼系数数，然后对阻阻尼器比例阀阀进行相应的的调节，自动动调整车高，，抑制车辆的的变化等，使使汽车的悬架架系统能提供供更好的汽车车舒适性、安安全性和稳定定性。为此，，让汽车车轮轮的动载振幅幅和车身垂直直加速度尽可可能小。汽车底底盘新新技术术不胜胜枚举举，特特别是是越来来越多多的电电子控控制技技术的的应用用，使使汽车车底盘盘技术术不断断向更更高层层次发发展。。5、主动动悬架架控制制系统统（ADC）ESP的英文文全称称是ElectronicStabilityProgram,中文意意思是是“电电子稳稳定控控制系系统””。也也可称称作ESC或VSC。ESP主要是是在紧紧急情情况下下对车车辆的的行驶驶状态态进行行主动动干预预，它它整合合了ABS和TCS的功能能，并并且增增加横横摆扭扭矩控控制——防侧滑滑功能能，可可以防防止车车辆在在高速速行驶驶转弯弯或制制动过过程中中失控控。ESP系统主主要在在大侧侧向加加速度度、大大侧偏偏角的的极限限工况况下工工作。。它利利用控控制左左右两两侧车车轮制制动力力或驱驱动力力之差差产生生的横横摆力力矩来来防止止出现现难以以控制制的侧侧滑现现象，，保证证车辆辆的路路径跟跟踪能能力，，提高高了车车辆在在高速速行使使时的的安全全性。。研究估估计ESP降低了了30%-50%的轿车车单车车致命命事故故和50%-70%的SUV单车致致命事事故。。6、ESP（ESC、VSC）电子子稳定定控制制系统统如图1左侧所所视，，车辆辆前轮轮侧滑滑，车车辆出出现转转向不不足。。此时时，VSC系统通通过制制动器器对内内后轮轮施加加一定定的制制动力力，由由此产产生一一个逆逆时针针的力力矩，，改进进车辆辆转向向能力力。如图1右侧所所视，，车辆辆后轮轮侧滑滑，出出现车车辆甩甩尾和和过度度现象象。此此时，，VSC系统通通过制制动器器对外外前轮轮施加加一定定的制制动力力，由由此产产生一一个顺顺时针针的力力矩，，保证证车辆辆的稳稳定性性。代号说说明？？EFIECUFSIGDIVVAADCESPVSCABSTCS的英文文全称称是TractionControlSystem，中文文意思思是““牵引引力控控制系系统””。TCS是根据据驱动动轮的的转速速及传传动轮轮的转转速来来判定定驱动动轮是是否发发生打打滑现现象，，当前前者大大于后后者时时，进进而抑抑制驱驱动轮轮转速速的一一种防防滑控控制系系统。。而TCS是使用用现有有ABS系统的的电脑脑、传传感器器和控控制引引擎与与变速速箱电电脑，，通过过使用用引擎擎点火火的时时间、、变速速箱挡挡位和和供油油系统统来控控制驱驱动轮轮打滑滑。当当TCS感应到车轮轮打滑的时时候，首先先会经过引引擎控制电电脑改变引引擎点火的的时间，减减低引擎扭扭力输出或或是在该轮轮上施加刹刹车以防该该轮打滑，，如果在打打滑很严重重的情况下下，就再控控制引擎供供油系统。。TCS系统能够够控制驱驱动轮的的滑转率率在最佳佳范围内内，防止止车辆在在光滑路路面上加加速时车车轮打滑滑，造成成后轮驱驱动车辆辆出现甩甩尾，前前轮驱动动车辆转转向失去去控制制，使车车辆产生生最佳驱驱动力。。7、TCS牵引力控控制系统统双离合变变速器是是目前业业界技术术最领先先的变速速器，两两个离合合器交替替工作，，实现了了快速顺顺畅、加加速不间间断的出出色驾驶驶乐趣和和燃油经经济性。。这种变变速器的的效率非非常的高高，已经经超过自自动变速速器和手手动变速速器（即即使是最最优秀的的驾驶员员）的效效率，换换挡平滑滑，加速速性能优优秀，操操作方便便舒适。。工作原理理如图：：离合器1负责1档、3档、5档和倒档档，离合合器2负责2档、4档、6档。挂上上奇数档档时，离离合器1结合，输输入轴1工作，离离合器2分离，输输入轴2不工作，，即在DSG变速器的的工作过过程中总总是有2个档位是是结合的的，一个个正在工工作，另另一个则则为下一一步做好好准备。。手动模模式下可可以进行行跳跃降降档：如如果起始始档位和和最终档档位属于于同一个个离合器器控制的的，则会会通过另另一离合合器控制制的档位位转换一一下；如如果起始始档位和和最终档档位不属属于同一一个离合合器控制制的，则则可以直直接跳跃跃降至所所定档位位。8、双离合合自动器器变速器器DSG大众DSG双离合器器自动变变速箱9、防抱死死制动系系统（ABS）ABS的主要作作用是改改善整车车的制动动性能，，提高行行车安全全性，防防止在制制动过程程中车轮轮抱死（（即停止止滚动）），从而而保证驾驾驶员在在制动时时还能控控制方向向，并防防止后轴轴侧滑。。工作原理理为：紧紧急制动动时，依依靠装在在各车轮轮上高灵灵敏度的的车轮转转速传感感器，一一旦发现现某个车车轮抱死死，计算算机立即即控制压压力调节节器使该该轮的制制动分泵泵泄压，，使车轮轮恢复转转动，达达到防止止车轮抱抱死的目目的。ABS的工作过过程实际际上是““抱死—松开—抱死—松开”的的循环工工作过程程，使车车辆始终终处于临临界抱死死的间隙隙滚动状状态，有有效克服服紧急制制动时由由车轮抱抱死产生生的车辆辆跑偏现现象，防防止车身身失控等等情况的的发生。。汽车经过过120多年的发发展，已已经成为为人们不不可或缺缺的最重重要交通通工具，，汽车促促进了社社会经济济进步、、方便了了人们生生活，也也给人们们带来极极大的乐乐趣，但但在同时时，汽车车也给人人们带来来很多安安全问题题。随着着汽车保保有量的的日益增增加，汽汽车安全全造成的的经济损损失和人人员伤亡亡数量也也在不断断上升，，这已经经成为不不容忽视视的社会会问题，，因此人人们对汽汽车安全全性能的的要求越越来越高高，为了了满足人人们对汽汽车安全全性能需需求的日日益增加加，越来来越多的的先进技技术被应应用到汽汽车安全全装置上上。主动安全全系统：：能够在交交通事故故发生前前，通过过汽车的的“高新新技术““对驾驶驶员和车车辆进行行实时监监控并主主动采取取措施，，帮助驾驾驶员对对四周环环境的辨辨别、确确保驾驶驶员对汽汽车基本本操纵的的稳定性性和确保保汽车本本身的基基本行驶驶性能而而设计的的汽车系系统。。被动安全全系统：：当汽车发发生碰撞撞事故时时，能最最大限度度地减轻轻驾乘人人员伤亡亡程度和和汽车损损坏程度度的安全全防护装装置。汽车轮胎胎内充气气压力的的高低不不仅影影响到轮轮胎的寿寿命和发发动机油油耗而而且还关关系到汽汽车行驶驶的稳定定性和安安全性。。由传感感器、、信号发发生器和和接受器器组成的的胎压智智能监测测系统在在汽车行行驶过程程中能能连续不不断地监监测轮胎胎的压力力和温度度。当检检测到轮轮胎的压压力或温温度超过过或低于于正常值值的一定定范围时时便在在仪表板板上显示示警告信信息同同时告知知驾驶员员应控制制相宜的的行驶车车速甚甚至建议议停车。。10、智能巡巡航（测测距防碰碰撞）系系统该系统可可以按照照自身车车速确定定前方车车辆的安安全距离离，当车车辆进入入危险区区域时，，自动巡巡航系统统会自动动启动，，避免发发生事故故。其主主要原理理是：通通过安置置在汽车车前部激激光传感感器，自自动探测测该车和和前车的的距离，，如果安安全距离离不够，，它会发发出信号号给行车车电脑，，通过电电脑指令令相应装装置降低低车速或或让汽车车制动，，来保持持和前车车的安全全距离。。胎压智能监测测系统ASADB主动防撞安全全气囊，属于于交通工具汽汽车、船舶等等在行驶中的的一种防撞、、救生保护装装置；当汽车车行驶后，车车速达到50km/h以上时，控制制电路系统导导通，同时安安装在车前方方的雷达探测测器导通。当当车前方出现现障碍物或碰碰撞前，经司司机采取刹车车后，车速仍仍在50km/h以上，并雷达达探测器探测测障碍物距车车前3米时，主动气气囊电路控制制系统自动导导通，瞬间在在保险杠内自自动弹出充气气橡胶气囊，，所碰撞的物物体首先接触触到的是充气气橡胶气囊，，不但保护了了自己车内的的乘员，同时时保护了对方方车内的乘员员、道路行人人、以及对车车辆和物体起起到强大的吸吸能缓冲保护护作用，以最最大程度减少少人员伤亡、、物体及车辆辆因碰撞带来来的损失。车车速越高，撞撞击越大，气气囊卸压越快快。11、ASADB主动防撞安全全气囊全气囊系统由由碰撞传感器器、缓冲气囊囊、气体发生器及及控制块（电电脑）等组成成。它的作用用是在驾驶员员与转向盘和和侧门之间，，乘客与仪表表板、挡风玻玻璃和侧门等等之间形成一一个缓冲软垫垫避免驾驶驶员或乘客的的头部与身体体上部产生硬硬性撞击而受受伤。汽车安安全气囊装置置由传感器、、电子控制制器、气囊囊和气体发生生器组成。当当汽车发生碰碰撞时由传传感器判断撞撞车程度并将将感应信号传传递给电子控控制器;由电子控制器器对碰撞信号号进行识别，，决定气囊弹弹出的等级。。如果撞击并并不十分严重重，或者乘客客体重较小，，那么气囊就就不会按照最最大压力和最最大尺寸完全全充气。当人人体一接触气气囊，气囊囊的泄气孔就就逐渐泄气从从而达到最最大限度减小小成员受伤害害程度。碰撞预警系统统碰撞预警系统统是为了减少少碰撞、伤害害行人和后车车追撞对乘车车人伤害的安安全装置，对对于碰撞事故故防范具有重重要的意义。。在车前，装装在前脸格栅栅上的激光雷雷达装置监测测车前物体或或行人的动态态，如测到车车前物体或行行人进入汽车车的行驶路线线，有可能发发生危险时，，便点亮仪表表板上的警示示灯，使前扬扬声器发出声声讯、鸣响喇喇叭，甚至将自动通过增增加刹车力度度等方式降低低车速，防止止发生碰撞。在车后，后后保险杠中的的传感器随时时监测后面的的车流情况，，由计算机程程序确定有无无撞车的可能能，在马上要要发生后端碰碰撞时，后端端警示系统启启动安全带电电动预紧器，，自动拉紧安安全带，最大大限度减少系系安全带乘员员受伤害的危危险。双级燃爆智能能安全气囊安全气囊（SRS）做为车身被动安全性的辅助配置置，日渐受到到人们的重视视。当汽车与与障碍物碰撞撞后，称为一一次碰撞，乘乘员与车内构构件发生碰撞撞，称为二次次碰撞，气囊囊在一次碰撞撞后、二次碰碰撞前迅速打打开一个充满满气体的气垫垫，使乘员因因惯性而移动动时“扑在气气垫上”从而而缓和乘员受受到的冲击并并吸收碰撞能能量，减轻乘乘员的伤害程程度。11、安全气囊的的保护原理是：当汽车遭遭受一定碰撞撞力量以后，，气囊系统就就会引发某种种类似小剂量量炸药爆炸的的化学反应，，隐藏在车内内的安全气囊囊