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混合动力汽车文献综述 指导老师：宋春跃 控制系 0703班 姓名：吴克伟 学号：3071102350 背景介绍 能源供给和环境保护现已成为人类社会可持续发展面临的两大难题。尤其是进入21世纪以来，汽车依赖的主要燃料—化石燃料的供需矛盾进一步加剧。以我国为例，2006年我国石油消耗量达到3.4655亿吨，同比增长9.3%，其中净进口石油1.6287亿吨，同比增长37.9%，石油对外依赖度达到47.0%，并呈现逐年增长趋势。同时，石油价格也呈现快速增长的现象，石油价格不断出现历史新高。石油需求量和价格的不断增长，使人类面临的能源问题更加严峻[1]。而另一方面，汽车排放的污染物已成为影响城市空气质量的重要因素。目前世界上空气污染最严重的20个城市里有10个在中国。据统计，汽车氮氧化物造成的污染占城市空气中氮氧化物污染的比例已上升到40.1％，一氧化碳的污染比重则高达94.1％[2]。 随着社会环境、能源危机日益严重，混合动力汽车受到越来越广泛的关注。汽车采用混合动力驱动已成为国际公认的解决环境、能源等可持续发展战略问题的有效途径。世界各国都投入了巨额的人力、物力和财力开发混合动力汽车[3]。 所谓混合动力，即燃料（汽油，柴油等）和电能的混合。混合动力汽车是指同时装备两种动力来源热动力源（由传统的汽油机或者柴油机产生）与电动力源（电池与）的汽车。主要以发动机驱动行驶，利用电动马达所具有的再启动时产生强大动力的特征，在汽车起步、加速等发动机燃油消耗较大时，用电动马达辅助驱动的方式来降低发动机的油耗。发动机只作为动力源，汽车只靠电动马达驱动行驶，驱动系统只是电动马达启动和低速时是只靠电动马达驱动行驶，当速度提高时，由发动机和电动马达共同高效地分担动力(或喷油量)控制、点火控制和怠速控制、以及变速器的档位变换和换档感觉控制等。混合动力汽车的控制还需要根据转速、负荷及车速等信息和相关设备的状态确定发动机与电动机的功率分配策略，即当汽车的负荷给定后，首先要确定发动机与电动机输出功率的比例，以保证满足汽车动力性、经济性、排放性等性能指标的要求。为了满足混合动力汽车的包括驾驶性等的要求，需要设计与混合动力系统相适应的控制系统和控制策略。由于各种混合动力电动汽车结构上的差异，因而需要不同的控制策略来调节和控制功率流在不同元件间的流动，其目的是为了达到以下四个主要目标[7]： ——最佳的燃油经济性 ——最低的排放 ——最低的系统成本 ——最好的驱动性能 1.3混合动力汽车的参数选型 混合动力汽车特性参数设计（也称为硬件参数设计、动力系统/总成参数匹配）指的是在系统构型与能源控制策略选择的基础上，对总成参数进行合理匹配设计与优化的一系列过程，其主要任务是合理确定各动力总成如发动机、电机、电池的功率和容量等特性参数。与传统汽车不同，混合动力汽车结构和内部能量流动复杂，因此，建立一整套切实可行的特性参数设计理论，成了混合动力汽车特性参数设计问题的关键。如何合理设计混合动力汽车特性参数一直是国内外研究的重要内容，并且是混合动力汽车研究首先要解决的关键技术之一[8]。 ⒉国内外研究现状 国外对于混合动力汽车的研究已有百年历史，世界上第一辆由汽油机和发电机组合的混合动力汽车于1902年由费迪南德·保时捷研制成功。但由于受其他技术（如电机、电池和控制等）发展的制约，加上环境和能源问题尚未出现，使混合动力汽车技术在其后几十年内未受重视[1]。直至近20年，随着能源和环境污染问题的日益严重，混合动力汽车的研究成为世界各大汽车工业的热点。从目前世界范围内的整个形势来看，日本是电动汽车技术发展速度最快的少数几个国家之一，特别是在发展混合动力汽车方面，日本居世界领先地位。目前，世界上能够批量产销混合动力汽车的企业，只有日本的丰田和本田两家汽车公司。330台混合动力客车上路，根据收集到的数据显示，与普通的客车相比，混合动力汽车燃油经济性提高了40％一60％，同时减少各类排放污染物50％-90％。车辆保养成本、噪音及驾乘人员的舒适性也得到极大改善[9]。欧洲方面，法国、德国、英国、意大利、瑞士等国家均已跨入电动汽车产业化、商品化行列[10]。 我国在过去十多年中有计划地开展了混合动力汽车的关键技术攻关和整车研制。到目前为止国内已有几个单位尝试过混合动力汽车样车的研制，如广州市电车公司，华南理工大学与广东云山汽车厂。但是他们所研制的混合动力汽车大部分都是串联式的，只是在原有汽车基础上简单地加载发动机和发电机机组，技术含量很低，同时也缺乏高度自动化的控制系统和能量管理系统，只是两种动力系统的简单捏合，这与真正意义上的混合动力汽车及国外的先进技术水平相比还有很大差距。2002年初，科技部将混合动力汽车确定为“十五国家“863”计划能源技术领域重大专项，要求在整车开发上必须体现官、产、学