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国内混合动力汽车技术发展现状

导读: 随着石油资源的枯竭、人们环保意识的提高,混合动力汽车及电动汽车将成为新世纪前几十年汽车发展的主流,并成为我国汽车界所有业内人士的共识。

  随着石油资源的枯竭、人们环保意识的提高,混合动力汽车及电动汽车将成为新世纪前几十年汽车发展的主流,并成为我国汽车界所有业内人士的共识。我国政府也已经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,我国在新能源汽车的自主创新过程中,坚持了政府支持,以核心技术、关键部件和系统集成为重点的原则,确立了以混合电动汽车、纯电动汽车燃料电池汽车为“三纵”,以整车控制系统、电机驱动系统、动力蓄电池/燃料电池为“三横”的研发布局,通过产学研紧密合作,我国混合动力汽车的自主创新取得了重大进展。

  形成了具有完全自主知识产权的动力系统技术平台,建立了混合动力汽车技术开发体系。混合动力汽车的核心是电池(包括电池管理系统)技术。除此之外,还包括发动机技术、电机控制技术、整车控制技术等,发动机和电机之间动力的转换和衔接也是重点。从目前情况来看,我国已经建立起了混合动力汽车动力系统技术平台和产学研合作研发体系,取得了一系列突破性成果,为整车开发奠定了坚实的基础。截止到2009年1月31日,在混合动力车辆技术领域,我国知识产权局受理并公开的中国专利申请为1116件。 在1116件专利申请中,发明为782件(授权为107件)、实用新型为334件。

  掌握了关键零部件核心技术,自主开发出系列化产品,关键零部件产业化全面跟进。在混合动力汽车的核心——电池技术研发方面,我国已自主研制出容量为6Ah-100Ah的镍氢和锂离子动力电池系列产品,能量密度和功率密度接近国际水平,同时突破了安全技术瓶颈,在世界上首次规模应用于城市公交大客车;自主开发的200kW以下永磁无刷电机、交流异步电机和开关磁阻电机,电机重量比功率超过1300w/kg,电机系统最高效率达到93%;自主开发的燃料电池发动机技术先进,效率超过50%,成为世界上少数几个掌握车用百千瓦级燃料电池发动机研发、制造以及测试技术的国家之一。与此同时,混合动力汽车关键零部件的产业化全面跟进,生产配套能力显著增强。近来,力神、比亚迪、比克、万向等动力电池企业投入数十亿资金加快产业化建设,上海电驱动、大郡、湘潭电机、南车时代等电机企业加强与上下游企业合作,积极完善产业链建设。在未来2-3年内,预计将形成20亿Ah以上的动力电池和全系列驱动电机生产能力,能够满足100万辆混合动力及电动汽车的配套要求。

  掌握了电动汽车整车开发关键技术,形成了各类电动汽车的开发能力。我国混合动力汽车在系统集成、可靠性、节油性能等方面进步显著,不同技术方案可实现节油10%-40%。同时,各汽车企业对混合动力汽车的研发和产业化投入显著增强,产业化步伐不断加快。目前,国内汽车企业已将混合动力汽车作为未来主流竞争型产品在战略上高度重视,一汽、东风、上汽、长安、奇瑞、比亚迪等都已投入了大量的人力、物力,混合动力车型已完成样车开发,并有部分车型已经实现小批量上市。

  一汽集团

  发展目标:到2012年,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。

  一汽集团从1999年开始进行新能源汽车的理论研究和研制工作,并开发了红旗混合动力轿车性能样本。“十五”期间,一汽集团承担了国家“863”计划重大专项中“红旗牌串联方式混合动力轿车研究开发”任务,正式开始了新能源汽车的研发工作。从2006年开始,一汽在奔腾B70的基础上,进行混合动力化的技术研究,将原来的纵置发动机总成改成横置发动机总成,采用了横置发动机及双电机混联技术。同时,一汽还抓紧了对发动机、机电一体化变速器、整车控制网络、整车控制系统的研发,目前一汽混合动力轿车已经取得了42%的节油效果,达到了国际先进水平。

  继2008年为北京奥运会提供了12台混合动力客车和6台混合动力轿车进行示范运行后,一汽集团积极参与2009年科技部新能源汽车试验运行项目,建立了“大连新能源汽车示范基地”,并中标大连和长春的示范运行,2009年分别为大连、长春提供了150辆和100辆混合动力客车。目前,奔腾混合动力轿车的中试生产线已获一汽集团批准,正在建设中;混合动力轿车已初步形成批量生产能力。

  解放牌CA6100HEV混合动力城市客车

  一汽“解放牌CA6100HEV混合动力城市客车”项目是国家“863”计划电动汽车重大专项资助项目,具有纯电动驱动、发动机单独驱动(同时充电)、联合驱动、电机启动发动机,以及滑行再生制动5种基本工作模式。该混合动力客车动力性和经济性达到国内领先水平,比传统客车节油38%,排放降低30%。

  红旗CA7180AE混合动力轿车

  红旗牌混合动力轿车CA7180AE是按国家“863”计划在国内率先完成的具有产业化前景的轿车,它建立在红旗轿车的基础上,具有良好的性能和操作平顺性。该款串联式的混合动力轿车属中、高档轿车,0-100km的加速时间为14s,比传统轿车节油约50%,排放达欧Ⅲ标准。

  奔腾B70混合动力轿车

  奔腾B70混合动力版轿车采用油-电混合方式。动力系统采用双电机方案,混合度为40/103,属于全混合(Full-Hybrid,亦称重混合)构型。奔腾B70混合动力版轿车的成本是汽油版奔腾车型的两到三倍,实现量产后成本会逐渐降低,即使如此混合动力版奔腾上市后,售价肯定比现有奔腾车型高,但高出的价格不会超过汽油版奔腾车型的30%。

  上汽集团

  发展目标:2010年推出中混混合动力轿车,2012年上汽插电式强混轿车和纯电动轿车将推向市场。

  在新能源汽车的研发上,上汽明确了以混合动力为重点,燃料电池为方向,同时加快替代产品的研发。混合动力汽车、燃料电池汽车、代用燃料汽车成为上汽集团新能源战略的三大重点。

  2010年上汽荣威750中混混合动力轿车将投放市场,在上海世博会期间上汽将投放150辆混合动力汽车在世博越江专线上运行。2012年,荣威550插电式强混轿车将上市,目前该车的动力系统前期开发已经启动,并且进展顺利。

  申新动1号混合动力客车

  申新动1号混合动力客车由上汽工程院与上海交通大学等单位联合开发,具有自主知识产权。在申沃客车现有城市客车动力平台上,“申新动1号”采用一种并联式混合动力电动汽车驱动方案,使混合动力电动汽车在纯电动工况下空调、转向、制动等附件仍然能够正常工作而无需另加电动系统,同时利用超级电容,提高启动功率、制动能量回收效率,从而提高整车动力性能、降低燃油消耗。车长10m,宽2.5m,高3.2m,能容纳76人。

  荣威750混合动力轿车

  荣威750中混混合动力轿车采用BSG系统(皮带传动的起动发电一体机),具备“智能停机零排放”和“环保与动力性兼备”两大突出特点,最高时速为205公里/小时,最大续驶里程达500公里。作为上汽首款面向产业化的自主品牌混合动力轿车,荣威750中混混合动力轿车可实现综合节油率20%左右。

  东风集团

  发展目标:计划动投入330亿,用10年时间来发展一系列包括混合动力汽车在内的环保汽车。

  从“十五”计划开始,东风公司每年投资上亿元研发电动汽车,再加上国家以及省市政府投资,共达6个多亿,目前东风在纯电动、混合动力、燃料电池等各种电动汽车的研发方面都独立掌握了核心技术,不依赖于任何外力,实现自主知识产权。目前,东风汽车公司已完成新车型外观设计、关键零部件的设计生产、轿车总成等各方面工作,将在年内正式上市混合动力轿车。

  EQ7200HEV混合动力轿车

  EQ7200HEV混合动力轿车是“863”项目的重大专项和东风汽车公司重大战略项目。该轿车是以EQ7200-Ⅱ车型(风神蓝鸟轿车)为基础,采用电控自动变速箱与创新型并联机电耦合的方案,配置直流永磁无刷电动机和镍氢电池,计划在“十五”期间实现产业化。产业化后,整车成本比EQ7200轿车成本增加幅度≤30%。

  EQ61100HEV混合动力客车

  EQ61100HEV混合动力客车由东风电动车辆股份有限公司联合北京交通大学、北京中纺锐力机电有限公司和湖南神州科技股份有限公司共同开发。EQ61100HEV混合动力客车采用开关磁阻电机、康明斯ISBe1504缸共轨电喷柴油机、全新设计的车身底盘系统、电控自动变速箱和创新型并联机电耦合方案。在年产量达到200辆时,整车成本比装备6CT发动机汽车的增幅≤30%。

  中国长安

  发展目标:未来3年内,形成不同档次、不同用途、搭载不同的系统的中混平台化、弱混规模化、强混产业化研发能力,覆盖商用车、A级、B级、C级产品。2014年将实现产销新能源汽车15万,2020年达到新能源汽车产销50万辆以上。

  “十一五”期间,长安加大了对清洁能源汽车的投入,开展了多元化能源技术的探索性研究。通过在节能环保车型上不断推陈出新、引领行业的技术升级,充分利用和调动全球资源,长安在中度油电混合动力汽车、强度油电混合动力轿车等技术领域均有探索。长安首款混合动力轿车长安杰勋HEV已于2009年6月成功上市;首批20辆长安志翔混合动力出租车今年1月正式在重庆投入投入运行。

  杰勋混合动力轿车

  杰勋混合动力轿车的动力系统由长安自主研发的1.5L高效发动机和13KW永磁同步无刷电机组成,续驶里程大于500公里,整车动力水平和2.0L汽油发动机相当,整车油耗可以节约大概20%以上。目前该车已于2009年6月正式上市销售。

  轻度混合动力版志翔

  轻度混合动力版志翔其百公里节油率将比同排量车型高5%-8%,使新车最终实际油耗可以控制在7.2L以内。目前这一系列发动机还可以满足汽油和天然气两种燃料。动力方面志翔搭载和现款相同的发动机,另外为了实现START/STOP功能还将会增加一款电动启动机和AGM深度放电电池。

  中度混合动力版长安志翔

  中度混合动力志翔搭载一款最大功率为130马力的1.5L汽油发动机,这款发动机的最大扭矩为131N·m。同时还将搭载一款最大功率为13kW(18马力)最大功率为42N·m的ISG电机,并且还有6Ah的镍氢电池。中度混合动力志翔轿车百公里综合油耗将会控制在6.6L左右,并在任何工况下排放都符合国Ⅳ标准。

  奇瑞汽车

  发展目标:2010年以后,奇瑞汽车旗下产品一半以上搭载不同程度的混合动力系统。

  从2003年开始到2008年,奇瑞主要进行混合与中度混合动力轿车以及节能环保系统的开发,并实现产业化;奇瑞已经在芜湖的出租车上进行了试用,油耗将降低10%到30%,达到欧Ⅳ排放标准。从2004年开始,奇瑞主要进行强混合动力轿车的开发,并实现产业化。奇瑞混合动力轿车油耗目标达到100公里3升,排放达到欧美法规。

  奇瑞A5BSG

  奇瑞A5BSG是一款并联式弱混合动力轿车,采用燃油发动机、电力发动机互补工作模式,这两种动力源在汽车不同的行驶状态下分别或者一起工作,通过这种组合达到最少的燃油消耗和尾气排放,从而实现省油和环保的目的。与传统轿车相比,该车在城市工况可节省燃油10%-15%,减少二氧化碳排放约12%,而成本只增加25%-30%左右。

  奇瑞A5ISG

  奇瑞A5 ISG混合动力系统由“1.3L汽油机+5速手动变速器+10kW电机+144V镍氢电池”组成,电池系统采用由江森自控公司研发的“即插式”镍氢(Ni-MH),电机采用永磁同步电机并带有电机控制系统、逆变器以及DC/DC转换器。该系统使整车动力达到1.6L排量水平,同时燃油节省率达到30%,并显著降低排放,达到欧V标准。

  奇瑞A3ISG

  奇瑞A3 ISG搭载有1.3L 473F汽油发动机和10KW的电动机。通过汽油发动机与电动发动机以扭矩叠加的方式进行动力混合,以提供整车最佳的动力运转效率与环保节能目标。奇瑞A3 ISG还具备Stop_Restart的怠速停等熄火起步启动的机能(BSG功能),以降低在车辆停等红灯或暂停时的油耗支出与废气排放。

  风云2BSG

  风云2 BSG搭载1.5L SQR477F直列四缸发动机,配置BSG起步/停等一体式电动马达,在车辆停等红灯驾驶人排入空档时,会自动让引擎熄火进入待机状态,之后入挡起步瞬间会自动启动引擎。风云2 BSG车型耗油量平均可以比汽油1.5L车款降低约5-10%,最多可降低平均油耗达15%。

  比亚迪汽车

  发展目标:以双模电动车作为过渡、电动车作为终极目标,发展比亚迪新能源汽车。

  比亚迪遵循“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、电动车作为终极目标,发展比亚迪新能源汽车。

  F6DM双模电动汽车

  比亚迪F6DM双模电动汽车使用的动力电池是名为“ET-POWER”的铁动力电池,价格低廉,安全性能稳定。该车充电一次行驶430公里,最大功率200KW,最高时速160公里,百公里耗电15度。该车在比亚迪电动汽车充电站快速充电10分钟可达50%的电量,在家使用普通插座慢速充电,充满电也只需9个小时。

  F3DM双模电动车

  比亚迪F3DM双模电动车搭载BYD371QA全铝发动机,升功率达到50千瓦,加上75千瓦的电机,比亚迪F3DM双模电动车输出总功率达125千瓦,达到排量为3.0升发动机的动力输出水平。在纯电动的模式下,F3DM双模电动车实现目前世界上最长的续航里程100公里,最高时速可达150公里/小时,一次充满油和电,总续航里程可达500公里以上。

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