新型混合动力车概述

河北工业职业技术学院专业技术报告 报告题目： 新型混合动力车概述 系 别 机电工程系 专业年级 10汽车检测与维修技术2班学生姓名 学号 23 指导教师 职称 讲师日 期 2013年 5 月 河北工业职业技术学院学生顶岗实习专项任务书（专业技术报告任务书）专项任务名称 新型混合动力车概述 姓名 专业 10级汽车检测与维修技术 班级 2班 学号 23 一、 任务情况描述： 新能源车随着石油资源的日趋紧张，在我们日常生活中出现的频率越来越高。奥迪旗下的新能源车我们平时接触得并不多，之前看到的一些概念电动跑车离我们身边还是远了点。不过眼下奥迪对中国市场推出了一款非常接近实用的混动车型，Q5 Hybrid Quattro。这款车虽然在欧洲已经上市多时，不过在国内还是一台新鲜货色，也是奥迪在国内第一台四驱全混动SUV车型。这次我说讲的就是奥迪这款新型混合动力车全新奥迪Q5。2、 任务完成计划： 通过对进口奥迪Q5混合动力版车的介绍，来深入的了解混合动力的发展及特点，主要是学习在处理过程中需要注意的安全事项。13年2月查阅了学习的相关资料；13年3月在工院图书馆查阅了一汽大众几种类型车的相关资料；13年4月在公司内部查阅了相关资料，与中旬写完初稿，下旬完成终稿。3、 计划答辩时间：2013年5月4日实习指导教师（签字）： 系学生顶岗实习领导小组组长（签字）： 年 月 日 年 月 日 目录一、引言1二、混合动力车的特点1 （一）节能性1 （二）多种车载动力源 2 （三）动力性好 2（四）成本高 2（五）复杂性 2（六）续航能力强 2（七）保养费用低 2（八）可选择车型少 2（九）车价高补贴少 2 （十）维修费用高3三、 奥迪Q5混合动力的车的特点3（一）混合动力车的基本组成3（二）混合动力的工作原理3 （三）奥迪Q5混合动力车的特点及变化 4四、 混合动力的分类、规模及发展前景6（一）混合动力的分类6（二）混合动力的规模7（三）合动力的发展前景7五、 结论8参考文献9 新型混合动力车概述 汽车检测与维修汽修2班 李庆 23号摘要：本文对奥迪新型混合动力车奥迪Q5Hybrid进行大概的介绍。混合动力汽车，英文为Hybrid Power Automobile，是指车上装有两个以上动力源：蓄电池、燃料电池、太阳能电池、内燃机车的发电机组，当前复合动力汽车一般是指内燃机车发电机，再加上蓄电池的汽车。这款新型奥迪Q5Hybrid就是奥迪推出的一款混合动力车，它使用的就是汽油跟电力的混合燃料使用，通过介绍这款混合动力车，使大家对混合动力车有一个基本的了解。关键词：混合动力，汽车，燃料，前景，发展，规模 一、引言 混合动力就是指汽车使用汽油驱动和电力驱动两种驱动方式。优点在于车辆启动停止时，只靠电机带动，不达到一定速度，发动机就不工作，因此，便能使发动机一直保持在最佳工况状态，动力性好，排放量很低。而且电能的来源都是发动机，只需加油即可。随着世界各国环境保护的措施越来越严格，替代燃油发动机汽车的方案也越来越多，例如氢能源汽车、燃料电池汽车、混合动力汽车等。但目前最有实用性价值并巳有商业化运转的模式，只有混合动力汽车。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。二、 混合动力车的特点 （一）节能性 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。(二）多种车载动力源 由于混合动力的发展时间比较短，所以车载动力源比较少，基本都有蓄电池、燃料电池、太阳能电池、内燃机车的发电机等几种形式，而奥迪Q5这款混合动力车就是用的高压电跟汽油混合的动力。（三）动力性好 动力性优于同排量的单纯内燃机汽车，特别是在起步加速时，电动机可以有效地弥补内燃机低转速扭矩力不足的弱点。（四）成本高 电动机和内燃机两套动力系统的造价远比一套动力系统的成本高。在美国，同一车型的混合动力车比装配传统发动机的车贵3000多美元，丰田汽车总裁渡边捷昭也认为，在这种汽车的使用寿命内，其节约的燃料费用，目前还不足以抵消为购买混合动力车而额外支付的车款。（五）复杂性 因为混合动力车燃油消耗上的优势主要依靠势能积蓄电力节能，换句话说，混合动力车在行驶中越是频繁制动减速、或频繁地起步停车就会相对更为节能。而如果处于长时间匀速行驶，其节能效果就会相应降低。（六）续航能力强相比插电式混合动力车型，在目前充电桩等基础设施配套不完善的前提下，油电混合动力车的购买与使用更加方便和易操作，同时，油电混合动力车型的续航能力远远高于插电式混合动力车。（七）保养费用低混合动力车型的维修保养并非想象的昂贵。就凯美瑞来说，混合动力版车型的保养情况与普通汽油版车型基本相同，不同之处就在于电池的维修费用昂贵，但厂家往往对电池给出更长的质保期，如5年20万公里或者6年15万公里的质保期，在此期间，如果电池出现问题，厂家将为该车保修或更换全新的电池。（八）可选择车型少目前汽车企业当中，丰田是最先大力发展混合动力技术的企业，在售的混动车型有凯美瑞、普锐斯以及雷克萨斯CT200h。自主品牌方面，包括长安、奇瑞、上汽荣威在内的自主品牌都曾推出混合动力车型，遗憾的是，这些车型不是只在市场上“昙花一现”，就是止步于出租、公务用车领域。市场上可供消费者选择的车型少之又少。（九）车价高补贴少车价偏高也是影响混动普及的重要因素。尽管差价在逐渐缩小，但相近的配置下，混动车型要比汽油车贵很多。以凯美瑞为例，汽油版售价区间为17.98万32.98万元，而混动版的售价则从25.98万元起。 （十）维修费用高虽然保养费用与汽油版车型相同，但维修费用就要比普通车更高了，尤其是电池，一旦过质保期后损坏，价格昂贵。同样以凯美瑞为例，全系凯美瑞车型享受三年或10万公里的整车质保，其中尊瑞混合动力车型的电池可以享受5年或20万公里的保修，如果电池在上述期限内出现问题，厂家将为该车保修或更换全新的电池，超出这个期限更换电池则需要收取2万元左右的费用。三、奥迪Q5混合动力的车的组成及工作原理（一）混合动力车的基本组成 永磁同步电机和锂离子电池组是奥迪Q5 hybrid quattro混合动力系统的重要组成部分。其中，永磁同步电机的输出功率可达40千瓦/54马力，最大扭矩为210牛米。需要在座的各位网友朋友们注意的是，在车辆行驶过程中，这台电机既能起到电动机、启动机的作用，同时又能在制动减速的过程中充当发电机。（二）混合动力的工作原理 混合动力电动汽车的动力系统主要由控制系统、驱动系统、辅助动力系统和电池组等部分构成。以串联混合动力电动汽车为例，介绍一下混合动力电动汽车的工作原理。在车辆行驶之初，蓄电池处于电量饱满状态，其能量输出可以满足车辆要求，辅助动力系统不需要工作。电池电量低于60时，辅助动力系统起动：当车辆能量需求较大时，辅助动力系统与蓄电池组同时为驱动系统提供能量； 当车辆能量需求较小时，辅助动力系统为驱动系统提供能量的同时，还给蓄电池组进行充电。由于蓄电池组的存在，使发动机工作在一个相对稳定的工况，使其排放得到改善。混合动力汽车采用能够满足汽车巡航需要的较小发动机，依靠电动机或其它辅助装置提供加速与爬坡所需的附加动力。其结果是提高了总体效率，同时并未牺牲性能。混合动力车设计成可回收制动能量。在传统汽车中，当司机踩制动时，这种本可用来给汽车加速的能量作为热量被白白扔掉了。而混合动力车却能大部分回收这些能量，并将其暂时贮存起来供加速时再用。当司机想要有最大的加速度时，汽油发动机和电动机并联工作，提供可与强大的汽油发动机相当的起步性能。在对加速性要求不太高的场合，混合动力车可以单靠电机行驶，或者单靠汽油发动机行驶，或者二者结合以取得最大的效率。比如在公路上巡航时使用汽油发动机。而在低速行驶时，可以单靠电机拖动，不用汽油发动机辅助。即使在发动机关闭时电动转向助力系统仍可保持操纵功能，提供比传统液压系统更大的效率。（三）奥迪Q5混合动力车的特点及变化 1. 能量回收 当驾驶者松开油门踏板时，电动机则承担起发电机的工作，为系统回收电量。在滑行状态下，发动机与传动系统分离开来，以规避掉趋于显著的车辆降速状态。在这个过程中，通过电动机回收的电能和车辆制动过程中回收的电能会被存储到锂离子电池组中。 而说到发电时的工作效率，通过测试发现，在发动机维持工作并中高速行驶时的充电速度是最快的，如果赶上长距离连续下坡带挡滑行的充电一点速度并不快，需要带上刹车才能加大动能回收的速率。换句话说，这台Q5 Hybrid不需要刻意的方式去驾驶，就能收获不错的能量使用效能。2. 独立工作奥迪Q5 hybrid quattro的混合动力系统具备发动机/电动机独立运行、发动机/电动机协同工作以及电动机能量回收和“大推力”共五种不同的工作状态。在试驾过程中我们发现，Q5 hybrid车型的发动机/电动机协同工作的前提并不属于“宏观”层次上的相互协作，而是建立在“大推力”油门全开的“微观”路线之上才会得以实现，因此我们曾一度担心起了Q5 hybrid车型的最终综合油耗成绩表现。3. 混合节能 经过了100多公里的测试，奥迪Q5 hybrid的综合油耗成绩稳定在了7.8升/100公里，然而在测试的全过程里，油耗数据显示曾一度降至7.3升/100公里。虽然这个最低值并未我们刻意所为，但就是这样一个成绩着实能够反映出这台混动车型的节能潜力所在。说起来其实很容易就会实现，就是充分利用该车型的“理想滑行”状态特性（滑行时，发动机可与传动系统断开）进行驾驶操作，在这种状态下，车辆的降速不会过于显著，从而可以做到尽可能地减少再次补油提速的动作频次以节省燃油。此外，可以充分结合EV纯电力驱动模式进行车辆的提速过程，提速完成之后，可以利用发动机高挡位低转速的原理来维持这个经济节能的状态过程，并同时为电池组充电。4. 动力优越 在动力表现能力方面，其实在此之前曾经针对Q5 2.0T车型和hybrid混合动力版本一同进行了0-100公里/小时加速测试，其结果是混合动力版本要比2.0T型号快出1秒钟，后者最快为7.12秒，看来官方声称的“大推力”真的是水分很小，而功臣自然是可以维持10秒钟的那480牛米的瞬时最大扭矩。然而即便是这样，单就发动机的“吞油”表现来看，混动版本也要比前者能节省一小部分。5. 操控性优越在操控性表现方面，Q5 hybrid在某些特定条件下能够为你带来意想不到的乐趣，当然了，乐趣有时是要建立在优异的动力性能表现之上，就比如此次的冬季测试。测试的几天基本都在下雪，湿滑的路面状况可以勾起“撒欢儿”的强烈欲望，为此特别寻找了一块面积很大的空场地来兑现我们的这种欲望，而这辆Q5 hybrid也没有辜负期待，借助480牛米的强大扭矩可以让你做出流畅的四轮漂移，10秒钟的持续输出时间已然为你帮了大忙了。6. 能源回收充分当然，在制动和滑行时的能量回收也存在不小的意义，或许相对轻微的能量回收不足以为电池快速充电，但是满足车辆舒适性配置的常规用电是绰绰有余的。还有一大优势值得说明，就是拥有72个电池单元的锂电池组，相当于一个巨大的电瓶，在长时间停车中，可以随心所欲的使用电器设备，比如调节座椅，维持大功率音乐播放，或是座椅加热等，而无需过分担心会因为电量不足导致不能着车。7. 采用第四代MMI系统 动力系统升级2013款奥迪Q5前大灯的内部灯组进行了重新的设计与布局，LED这个大趋势自然不用多说，肯定是新款奥迪Q5必备的元素，但是日间行车灯已经从单独的个体升级至多线条的LED日行灯组，弧形带环绕大灯的LED日间行车灯看上去比老款的更加拉风与炫酷。同时，自适应动态弯道和静态转向灯在2013款奥迪Q5上也可以选装。8. 功率指示表代替转速表Q5 hybrid quattro取消了传统的转速表，代之以功率指示表。指针指向READY下方表示在回收能量充电，滑行和踩刹车的时候发动机就自行关闭，你可以通过仪表观察回收能量的多少；READY至30刻度值那段绿色，表示此时处于经济驾驶状况，实际驾驶中发现这段也可以代表纯电动行驶的范围，指针超过30的话基本可以确定发动机启动工作；30至100刻度是发动机工作的范围，踩油门越深刻度指示越高，这时表现类似于转速表，但它不和转速联动，所以不会根据换挡动作来回跳动；刻度超过100的BOOST是“大推力”模式，意味着电动机和发动机同时驱动，此时动力会强过发动机单独工作。9. 混合动力完善Q5这套混合动力的完善性已经足以和丰田叫板，在各种速度范围内发动机启动都察觉不到任何震动。因为是并联的工作方式，起步阶段由电动机驱动，功率指针超过30刻度值发动机就接替工作，在此前后不会感觉动力有明显落差，很像是驾驶一部普通的Q5正常起步。而且在怠速启动的时候发动机的动静不大，车厢内仍然保持了豪华车应有的静谧性。10. 电动的实用性和普锐斯相近 至于100km/h的纯电动行驶速度，得先开启EV模式，在平坦直路上细微控制油门，确实能做到90km/h左右的纯电力驱动，这个数字并非虚标。但是电池容量有限，只能维持1km左右的高速电力行驶，而且稍有坡度或者油门踩深一些，发动机就立马介入工作，想稳妥用电动行驶一段的话，最好是电量在一半以上、速度保持在60km/h以下。论纯电动行驶能力，Q5 hybrid quattro的极限确实很高，但要同时满足多种条件并不容易，总体感觉电动的实用性和普锐斯相近。其实通过比较电池容量也可以得出相近结论，Q5是1.3千瓦时，普锐斯是1.4千瓦时，并没有太大差别，后者甚至更高，可见奥迪只是把电池的潜能压榨得更极限。四 、混合动力的分类、规模及发展前景（一） 混合动力的分类 油电混合动力车（Hybrid electric vehicle 简称HEV）。这是最普及的混合动力车。油电混合动力车使用内燃机（汽油引擎或柴油引擎）及电动机（摩打）作为动力来源，视设计而定，内燃机有用作直接推动车辆，也可发电为电池充电。 世上第一辆油电混合动力车是汽油电力混合动力，在1899年由Pieper研发。利用刹车时进行能量再生制动的设计要到1978年才由电机工程师david Arthurs发明。 燃料电池车（Fuel cell electric vehicle 简称FCEV）。使用燃料电池作为动力来源的车辆，多会另加设可充电电池，以减低对燃料电池输出功率的要求，及使燃料电池输出功率保持稳定以保护燃料电池，这正正就等于串联混合动力系统，只是把由内燃机充作的发电机改为燃料电池，因此也属于混合动力车的类别。 混合燃料车。有些引擎设计容许使用多种燃料，称为复合燃料引擎或弹性燃料引擎，这类车只有一个油箱内可混合多种燃料使用，如汽油、生物燃油、甲醇、乙醇等。再进一步，加设有储存气体燃料如天然气或石油气的装置，同一车可以使用液体燃料及气体燃料，但由于多了一个燃料容器，占去了多些空间，在一些用途上做成不便。 流体混合动力车。是指液压动力或压缩空气引擎，原理是以加压液体或气体推动车辆，以电力或内燃机把工作流体再增压。液力储蓄器（蓄压器）的价格较低，而耐用性比电池高很多。VOLVO公司曾在1980年代曾亦这原理发明在巴士、货车等重型车辆上使用，现在是一种仍在研究的项目。2002年10月，巴黎国际汽车展览会上展出了一款Compressed air car，使用压缩空气作动力，由于作为温度低，省去了冷却装置等设备，引擎也因此可以使用较轻的物料制造，进一步增加效率。同样原理的传动模式被广泛应用在铁路的液传动柴油机车上。（二）混合动力的规模目前，国际上混合动力汽车已经实现商业化。2007年全球混合动力汽车销量达到50万辆左右。美国作为全球最大的混合动力汽车市场，2007年在轻型车销量下滑2.5个百分点的情况下，混合动力汽车销量增长38%，达到35万辆。另外，自混合动力汽车上市以来，单一品牌混合动力轿车的最大累计销量已经超过120万辆。（三）混合动力的发展前景 进入21世纪以来，能源安全与气候变化成为国际社会关注的焦点，为实现交通领域的健康可持续发展，世界主要汽车生产国进一步加快推动节能与新能源汽车的发展，预计未来3-5年内，全球节能与新能源汽车将进入一个快速产业化发展的阶段。融合了纯电动汽车和燃油汽车优点的混合动力汽车，由于较好地满足了汽车低排放、低油耗、高性价比的综合要求，较好地解决了汽车节能与环保问题，因而逐渐成为世界各大汽车生产企业开发的热点，其市场前景也越来越被看好。 混合动力只是一个过渡的产物，未来肯定是以环保可循环的新能源汽车的天下，比如纯电力、太阳能汽车等等，但是目前因为整个产业还没有成行，新能源汽车的成本过高，而且在使用上多有不便，所以还需要时间。 混合动力车比较代表的就是丰田的普锐斯，是世界上最早的混合动力汽车，但是从市场认可程度和销量上也可以看出来，这种车只能说是一个很好的概念，但是并不能真正的改变时代。五、 结论混合动力车特别适合中国大城市交通普遍拥堵，汽车频繁制动的国情，节能治污的效果可以发挥到极致。其实，如果中国的油价继续攀升或实行燃油税，道路拥堵又难以根本改善，市场的混合动力车的需求就会非常迫切。合资生产或者进口混合动力车，估计很快就会被精明的生产商或经销商提到议事日程。混合动力车将是中国车市的新商机。 总之，混合动力车型会在接下的的历史发展中在城市中占领足够的空间，特别是像中国这样的国家，相信混合动力车会给中国的环境以及能源回收利用带来很大的帮助的。9 参考文献书籍：（1）ISG 型混合动力系统轴系动力学性能分析、哈尔滨工程大学学报 （2)混合动力轿车振动噪声控制技术、吉林大学学报(工学版) (3）并联式混合动力装载机的参数匹配吉林大学学报(工学版) （4)基于CR UI SE的混联式混合动力汽车电动优先混合控制策略仿真、武汉科技大学学报