KM3000-B 發(fā)電機是永磁的嗎

【專家解說】：論混合動力汽車的發(fā)展趨勢 摘要:本文簡述了混合動力汽車相此于傳統(tǒng)內(nèi)燃機的主要優(yōu)點，介紹了其在國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀及發(fā)展情況，并對混合動力汽車發(fā)展前景進行了展望。 關(guān)鍵詞:混合動力汽車;清潔能源;排放控制;環(huán)保技術(shù) 概述 隨著傳統(tǒng)燃油汽車排放所造成的空氣質(zhì)量日益惡化和石油資源的漸趨匱乏，開發(fā)低排放、低油耗的新能源汽車成為當今汽車工業(yè)界的緊迫任務。由此人們越來越關(guān)注其他燃料的汽車和電動汽車的開發(fā)，例如燃料電池汽車(FuelCell Vehicle簡稱FCV)、純電動汽車(Electric Vehicle 簡稱EV)和混合動力汽車(Hybrid Electric Vehicle簡稱HEV)。FCV是利用氫、氧在常溫下通過電化學反應產(chǎn)生電能來驅(qū)動汽車，可以實現(xiàn)零排放。但是FCV目前存在著成本、技術(shù)和氫能源基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等問題，離產(chǎn)業(yè)化至少需要十至十五年的時間。EV雖然也是實現(xiàn)汽車零排放的一大途徑，但是由于目前動力電池技術(shù)上并未取得突破性的進展，而且電動汽車依然存在在續(xù)駛里程短和充電時間長等問題。H E V雖然不能實現(xiàn)零排放，但針對以上FCV、EV所存在的問題，HEV在目前環(huán)境更具有更強大的優(yōu)勢，在世界范圍內(nèi)將成為新型汽車開發(fā)的熱點。 1.混合動力汽車特點及關(guān)鍵技術(shù) 根據(jù)國際電工委員會電動汽車技術(shù)委員會建議，對混合電動汽車的定義如下:在這種混合型車輛卜， 少有一種儲能器、能源或能量轉(zhuǎn)換器提供電能?；旌想妱悠囉蔂恳姍C、載荷均衡裝置、輔助動力單元以及傳動系統(tǒng)組成。 混合動力車輛上裝有內(nèi)燃機和電動機兩種動力源，它將傳統(tǒng)的內(nèi)燃機、電力驅(qū)動和儲能裝置結(jié)合在一起， 與常規(guī)的內(nèi)燃機動力相比，混合動力的主要優(yōu)點是，采用了高功率的能量儲存裝置(飛輪、超級電容或蓄電池)提供能量緩沖功能， 這樣可以減小發(fā)動機尺寸、提高效率、降低排放。混合動力車輛基本上不改變現(xiàn)有的汽車產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，不改變現(xiàn)有能源的體系，不改變用戶對汽車的使用習慣，這也是它能夠迅速實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的重要因素。 2.國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 2.1 日本混合動力汽車的發(fā)展 在l997年日本就率先進入混合動力汽車商業(yè)生產(chǎn)，現(xiàn)在技術(shù)已經(jīng)完全成熟，進入大批量生產(chǎn)，產(chǎn)銷量逐年增加，現(xiàn)在混合動力汽車已經(jīng)開始成為發(fā)展的主流。 豐田公司的Pruise l997年開始投產(chǎn)，l99 8年成為世界第一個小規(guī)模成批生產(chǎn)的汽油電動混合動力車。如表l所示，例如豐田Prius1.5L汽油機采用Atkinson高效率、高膨脹比工作循環(huán)，行星齒輪功率分配器、電子控制變速器、鎳氫電池、逆變器、電動/發(fā)電機集成為一體。Pruise混合動力電動轎車是單軸驅(qū)動并聯(lián)式混合電動車輛，以行星齒輪作為動力連接裝置。發(fā)動機通過單向離合器將動力輸出到行星架，行星架按固定比例將扭矩分配到中心輪連接的發(fā)電機，電動機通過齒輪減速機構(gòu)進行動力輸出。電動機采用小型永磁同步交流電動機，發(fā)電機采用永磁同步交流發(fā)電機，可以工作于電動機狀態(tài)。另外車輛功率分配裝置，借助于控制發(fā)電機的發(fā)電量來調(diào)節(jié)發(fā)電機轉(zhuǎn)速，用來調(diào)節(jié)動力分配比例。THS傳動系統(tǒng)起到類似無級變速器的作用。采用電動機助力驅(qū)動的運行狀態(tài)，利用永磁同步電動機低速恒轉(zhuǎn)矩的特性。在車輛啟動或加速運行時，使得電動機的優(yōu)異轉(zhuǎn)矩特性發(fā)揮得淋漓盡致。 Pruise自l997年上市至2000年9月底已經(jīng)累計生產(chǎn)了7萬輛。2000年8月根據(jù)美國市場需求，對Pruise做了重新設(shè)計。其改進后的2001年型車，被美國“汽車工程))雜志評選為世界最佳設(shè)計車。2 0 0 3年重新設(shè)計了第二代Pruise并在SAE2004年年會上被選為2004年的最佳設(shè)計車。2004年P(guān)ruise已經(jīng)由緊湊型發(fā)展成為中等尺寸型。它比以前的車型具有更強的動力性、更好的燃料經(jīng)濟性以及更低的排放。新型車的加速性從0-97km/h達到10s;它的燃料經(jīng)濟性，按美國環(huán)保署EPA公路/城市里程為23.21KIn/L(55mpg)，前一代為20.26Km/L(48mpg)。Pruise被認證為超低排放車(S U L E V)，以及先進技術(shù)部分零排放車(ATPZEV)。該車的排放與傳統(tǒng)的汽油車輛相比C O，下降5 0% ，H C、CO和NO 排放可以降低90%左右，燃油節(jié)省一半。 本田公司的混合動力汽車采用內(nèi)燃機帶電動機助力(I M A)系統(tǒng)。由 1.0LVETC汽油機、60ram厚的環(huán)狀D C無刷汝鐵硼永磁電機、鎳氫電池、動力控制單元集成，裝于本田Insight兩座轎車上， 采用手動或自動變速器，每升汽油行駛里程分別為35km或32km。已經(jīng)在美國、日本銷售，2001年銷量4726輛。在美國售價2-2.2萬美元，由于成本很高，不能盈利，實際銷量小于預計。最近本田宣布將在美國銷售中等尺寸的Accord混合動力轎車，采用的是V 6汽油機電動混合動力技術(shù)。變氣缸管理(VCM，variable cylinder management)技術(shù)是住某些條件下，例如公路行駛以提高燃料經(jīng)濟性，將使6個氣缸中的3個氣缸休眠，混合動力Accord將比只用汽油機提高性能。本田Insight混合動力汽車采用了轉(zhuǎn)矩復合的方式，其手動變速車創(chuàng)造了3L汽油行駛l05kin的好成績(日本法規(guī)l0l 5工況)，而裝備了CVT的車型也創(chuàng)下了3L汽油行駛了96km的好成績。在這種混合動力系統(tǒng)中，以汽油發(fā)動機為主要動力，電動機為輔助動力，動力分配比為9:l。根據(jù)阿貢國家實驗室的試驗結(jié)果，本田Insight的燃油消耗比相當?shù)膫鹘y(tǒng)轎車減少55% ，CO的排放量是傳統(tǒng)汽油機轎車的0-20%，HC的排放量是傳統(tǒng)汽油機轎車的5 0% 。 2.2美國在混合動力車開發(fā)生產(chǎn)中的表現(xiàn) 早在l997年，美國PNGV就根據(jù)當時的進展情況， 篩選出壓燃直噴(CIDI)發(fā)動機，混合動力電驅(qū)動系統(tǒng)，燃料電池(含儲能電池)in輕質(zhì)材料4項新技術(shù)，組織和號召大家重點突破，混合動力技術(shù)是重點之一，鑒于直噴柴油機也是一項重點， 為了容易達到PNGV80MPG(33.78Km/L)的目標，美國三大汽車公司都發(fā)展了柴油機電動機混合動力，而且都按計劃于l999年制造出柴油機混合動力轎車。如戴一克公司Dodge ESX3，適度混合動力系統(tǒng)(mild hybrid)，福特公司Prodigy，低儲能需求(LSR)混合電驅(qū)動系統(tǒng)，通用汽車公司Precept，雙軸混合電驅(qū)動系統(tǒng)等。雖然三家公司都完成了與政府的合作計劃，并獲得了PNGV的資金補助.但是都沒有考慮商業(yè)化問題?，F(xiàn)在為了實現(xiàn)商業(yè)化不得不重新開發(fā)市場需要的產(chǎn)品，并安排制造計劃，這就比日本公司落后了大約5 年。 2000年以來，三大汽車公司總結(jié)了低批量生產(chǎn)電動汽 的經(jīng)驗教訓，決定實施戰(zhàn)略轉(zhuǎn)變，將其混合動力系統(tǒng)裝于高耗能和高價格的SUV和輕載貨車上.輕型載貨車和SUV這類汽車在美國銷售數(shù)量極大，所以改善這些車輛的燃}料經(jīng)濟性，將對降低總體燃料消耗和CO2的產(chǎn)生更有意義。 已知的一些車型有:戴一克公司Power Box hybrid SUV(用一臺CNG2. ;7L V6發(fā)動機)，Combat C2 Hybrid }(5.9L 6缸增壓柴油機);福特(Escapehybrid SUV)，通用Paradi GM SUV(采用V6或I4發(fā)動機)。 2.3歐洲對于混合動力汽車的觀點 歐洲的汽車公司認為，雖然汽油機混合動力技術(shù)節(jié)省汽油，也能降低排放，但相比之下柴油機轎車更好， 因為f柴油機已經(jīng)發(fā)展成為清潔，平順，安靜的動力。增壓器，高壓燃料噴射系統(tǒng)已經(jīng)將柴油機改進得和汽油機一樣好，加上清潔低硫的柴油燃料，柴油機轎車已經(jīng)具有更高的燃料經(jīng)濟性，同時柴油機比汽油電動混合動力更加簡單、高效、制造費用較低，也能使制造者獲得合理的利潤。1.8LTDI柴油機轎車燃油經(jīng)濟性大約是21.1Km/L，價格則低于本田的Civic。所以歐洲汽車公司的主要精力放在發(fā)展現(xiàn)代增壓直噴柴油機轎車 2.4中國在混合動力汽車研發(fā)中的成果 我國863電動汽車計劃中，混合動力汽車是一項重點。一汽集團、東風汽車公司研制的混合動力轎車，天津清源公司開發(fā)的混合動力轎車和混合動力大客車，北京理工大學研制的混和動力大客車，還有深圳五洲龍汽車有限公司研制的混合動力大客車都有進展。一汽已經(jīng)與豐田達成協(xié)議，2005年在中國生產(chǎn)銷售混合動力Pruise，上海汽車集團也與通用汽車公司研究了發(fā)展混合動力汽車生產(chǎn)問題。 3、混合動力汽車前景展望及發(fā)展趨勢 在能源和環(huán)保的壓力下， 世界各大汽車公司無不涉足電動汽車領(lǐng)域，但是由于技術(shù)和經(jīng)濟上存在的各種困難， 電動汽車還有相當長的路要走才有可能實現(xiàn)商品化，而混合動力汽車技術(shù)相對更為成熟， 由于采用了精湛的機電耦合技術(shù)和智能化的整車控制策略，從而實現(xiàn)整車的高性能，低能耗和低排放，因此日本、美國等多家汽車公司已經(jīng)和正向市場推出各種混合動力汽車產(chǎn)品，預測表明到20l0年全球混合動力汽車年產(chǎn)可達294萬輛。 從國內(nèi)市場來看，由于經(jīng)濟的持續(xù)快速增長，城市規(guī)模不斷擴大，各大城市政府已紛紛將推廣使用清潔燃料汽車作為凈化空氣、改善環(huán)境的一一項重要措施，特別是北京申辦2008年奧運會成功，更為潔凈型城市汽車提供了極佳的市場機遇。 答案補充 隨著石油資源的枯竭、人們環(huán)保意識的提高，電動汽車及混合動力汽車將成為新世紀前幾十年汽車發(fā)展的主流，這一點也是我國汽車界所有業(yè)內(nèi)人士的共識。我國政府已經(jīng)在國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃(863計劃)中專門有電動汽車重大專項(包括燃料電池整車、混合動力整車和純電動車)，北京申報成功2O08年奧運會后，我國政府對汽車排放的要求將會越來越嚴。在我國大中城市都普遍存在著十分嚴重的汽車尾氣排放污染問題，其中轎車排放為城市汽車尾氣排放污染的主要污染源之一，因此混合動力汽車有著廣闊的市場空間，特別是開發(fā)用于城市交通(如出租車)和城市之間的混合動力汽車在我國有著得天獨厚的發(fā)展條件和廣闊的應用前景。 參考文獻: [1]、張興業(yè).國際汽車工業(yè)的技術(shù)革命.汽車工程.2005年(第27卷)第一期。 [2]、麻友良， 陳全世.公路交通科技.混合動力電動汽車的發(fā)展.2 0 01(2)。 [5]、何洪文，祝嘉，光李劍.車輛與動力技術(shù).混合動力電動汽車技術(shù)發(fā)展與現(xiàn)狀.2004(2) [4]、王冬等.混合動力電動汽車動力系統(tǒng)選型策略分析.汽車工業(yè)研究.2001年第二期