混合动力的技术适合我国的发展吗

2011年工程机械行业发展挑战调查分析

2011/5/12/14:59来源：中国行业研究网

在分析“十二五”形势时，中国工程机械工业协会会长祁俊认为，明后两年，国家的财政政策预计继续以积极为主，货币政策以稳定为主，因此全社会固定资产投资规模预计年增长率在20%左右，其中城镇投资仍将占到85%左右，包括铁路、公路、交通、能源、城镇化建设及房地产业的项目仍然是主要投资方向之一。“战略性新兴产业的快速发展，西部大开发、振兴东北、中部崛起和建设新疆等国家战略的进一步实施，将为工程机械行业创造良好市场环境。”祁俊预计，到2015年，我国工程机械行业的销售收入将达到9000亿元左右，年均递增两位数以上。在出口方面，祁俊分析，到2015年我国工程机械产品出口将达到200亿美元左右，成为世界出口大国。

工业水平是衡量一个国家发达程度的关键指标，而机械工程被称为“工业的心脏”。工程机械业是固定资产投资驱动型产业，其发展与国民经济的景气循环密切相关。近年来，我国的工程机械行业的生产及加工水平蒸蒸日上，2010年上半年更是出现井喷，众多龙头企业的营业收入、利润增长率纷纷出现100%的增幅。我国工程机械市场的迅速膨胀，其根本原因是我国经济的快速增长、内需的扩大和基础设施建设的持续升温。虽然下半年受房地产政策调控等因素影响，固定资产投资减速，机械行业增速明显回落。但是总体来说，我国工业化和城市化在不断提高，未来建设任务仍然巨大，对工程机械产品需求的增加也将直接推动工程机械行业的快速发展。

第一，人民币升值危机。今年，在种种压力之下，人民币不得不升值。综观整个国内工程机械市场，人民币一旦升值，国外产品会更多的进军国内市场，抢占市场占有率，而国内产品的出口反而会减少，贸易顺差缩小，势必会使国内市场的竞争更加激烈。一方面是出口的减少，一方面是国内市场许多企业的价格优势减小，我国的工程机械行业企业要在夹缝中生存、发展，前行道路上还有克服诸多困难。

第二，原材料成本和人力成本危机。工程机械的主要原材料是由铁矿石制成的钢材，钢材的价格直接影响着工程机械企业的生产成本。2010年开始，澳大利亚大幅度提升矿业税征收比例，因矿业税提高而带来的成本上涨，只能转嫁给购买商。我国是全球最大的进口商，处境可想而知。几十年来，我国的工业发展很大一部分得益于劳动力的廉价。我国在逐步走出08年经济危机阴影的同时，很多地区出现了民工荒。当人力成本面临危机，劳动密集型产业，要么企业向人力成本低的地区转移，要么选择向技术密集型转型，要么就会被社会所淘汰。工程机械行业虽然不能完全属于劳动密集型，但很多企业仍是以廉价劳动力在市场中占据优势，因此面临着转型挑战。

第三，核心技术危机。核心技术决定了工程机械行业在国际市场的地位。尽管主要工业品产量居世界第一位，然而，我国的制造业在全球产业链中总体上处于下游和低端位置。什么原因呢？关键问题在于我们的核心零部件受到外国限制，产品附加值低，具有自主知识产权的产品比重小，缺乏国际竞争力。

只有在核心零部件的技术创新研发方面加大马力，才能在国际市场占有率上有大突破。

第四，节能减排危机。环境问题是全球瞩目的话题，发展绿色经济已经成为国际趋势。机械行业是排碳大户，节能减排势在必行。有能源和环保专家提出中国从“十二五”要开始征收排碳税，今后大量生产低水平的工程机械如果不实行低碳的标准，只能交排碳税。近年来，一些企业也开始关注混合动力、再制造等，这都是行业向节能环保方向发展的探索和尝试。我们期待在新一轮的节能竞赛中，中国民族品牌的企业和产品能够改写历史，创造全球行业市场新局面。

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。

不是所有的混合动力车辆都要依靠电动发动机、电池和电线。有些车辆是靠液压发动机、铃线和蓄能器的联合作用来驱动的。

最近的汽油价格达到了创纪录的历史新高，让站在加油泵面前的消费者胆颤心惊。但是，与重型卡车运输车队的经营者相比，这些消费者的痛苦只能算是小痛小痒了。

从燃料经济性的角度来看，为我们配送包裹和运送垃圾的卡车需要承受几方面的不利冲击。重量就是其中一个重大因素。满载重型运输车辆一般在14000到33000磅的重量范围之间。除重量因素外，很多这类的运输工具还具有燃料燃烧的工作负载循环，它们需要不断地启动和停车。

在过去的一年中，UPS公司一直在密歇根州测试运行一辆使用液压混合动力

系统的6类配送卡车。该公司还投入使用了50辆电动混合动力卡车。

所以，几个最大的卡车车队运营商已经开始追逐混合动力运输工具的潮流，这对任何人来说都不会感到奇怪。联邦快递（Federal Express） 公司和 UPS 公司的运输车队在过去两年增加了几十辆混合动力卡车，两个公司采用的都是Eaton Corp公司提供的混合动力传动系。据美国最大的垃圾运送公司Waste Management的发言

人Lynn Brown说，该公司也在评估一系列的渣土运输车的混合动力解决方案。

但是，可能让人感到意外的是，FedEx公司、UPS公司和Waste Management公司正在考虑选用在一些最重型车辆上的混合动力系统的种类。这些混合动力系统不像丰田公司的Prius车型一样，使用的是电动发动机、电池和电线，而是利用液压泵发动机、高压铃线和蓄能器的联合作用来驱动车辆。

这类液压混合动力中最激进的型号完全摆脱了传统的机械动力传动系统。在这些车辆上，柴油引擎驱动液压泵发动机，而液压泵发动机再为高压蓄能器蓄能。蓄能器驱动后轮上的斜轴式液压马达从而驱动车辆。一个低压储备器用于收集液体，然后把液体再送回到第一个液压泵发动机中，这样就形成了一个完整的液压循环系统。

与电动混合动力发动机一样，液压混合动力发动机也有提供再生制动的能力。货物运送车辆和渣土运输车经常要制动刹车，当车辆制动时，液压泵发动机会为高压蓄能器蓄能。当卡车再次启动前行时，储存在蓄能器中的能量可以用来减少柴油引擎的负载。这些能量也可以限制引擎关闭时推进力的迸发，比如说，在室内操作车辆时。

对一般消费者或某些工程师来说，在这样一个电气化程度不断提高的世界里，液压发动机技术看上去有些落伍。但是，液压泵发动机和蓄能器可以提供一种应用扭矩和存储能量可靠的、低成本途径，这也正是混合动力车辆所需要的。并且液压发动机与电动系统相比具有明显的功率密度优势，至少现在是这样。“液压发动机好像非常有效，至少对大多数重型卡车系列来说是这样的，”环境保护基金会（Environmental Defense）高级汽车策略会成员、机械工程师John DeCicco博士这样评价。

液压驱动方式

当今的液压混合动力系统主要有三种方式，并且都处在发展之中。美国环境保护署（U.S. Environmental Protection Agency，英文缩写EPA）交通与空气质量办公室(Office of Transportation and Air Quality，英文缩写OTAQ)的研究者们与Eaton Corp公司、美国西南研究院（Southwest Research Institute，英文缩写SwRI）和其他合作伙伴联合开发了一种混合动力系统。从2006年6月开始，这套系统开始由UPS公司的配送卡车在底特律市进行测试运行。美国环境保护署也与Parker Hannifin公司签订了一个单独合作研发协议，着手液压混合动力方面的设计。

在某些方面，液压混合动力系统与其同伴电动混合动力系统相似。但是，液压系

统是使用液压泵发动机、铃线和蓄能器产生扭矩并存储能量，而不是使用电动发

动机、电线和电池。

Eaton Corp和Parker Hannifin两家公司也都各自进行了自主知识产权的液压混合动力系统的开发。Eaton公司开发的是一个液压启动辅助的并行系统，但是其主要的推进力仍然是来自于机械动力传动系。Parker Hannifin公司在过去的一年半的时间里研发出一种新型的液压混合动力设计，其中一些负载循环数据来自于Waste Management公司。Parker Hannifin公司负责液压动力事业部创新设计的副总裁、机械工程师Joe Kovach博士报告说，他们公司将在今年晚些时候结合新型液压混合动力系统建造一个渣土运送卡车模型。

谈到节能环保的汽车新能源的发展，在中国还往往停留在电动汽车的探索上。的确，全球汽车界在电动车上没有少下功夫，但是到头来都是走进死胡同。在新世纪，汽车发展的技术路线趋于理智而统一：近期从油电混合动力下手大幅度降低油耗和排放；长远靠资源极为丰富，且完全没有污染的氢动力燃料电池重新定义汽车。

现在大家越来越注重环保问题，所以在选择汽车的时候，人们更倾向于买入混合动力车。在我国汽车市场中，新能源汽车的渗透率早已经突破了20%，可见这类车型还是非常受欢迎的，中国混合动力车崛起，中国混合动力车崛起，DM-i/雷神/柠檬/蓝鲸/鲲鹏，谁是最强王者？我认为比亚迪MD-i算是其中的最强王者，因为这款车搭载着1.5L与1.5T发动机，该车型的发动机效率能够保持在43.04%，属于单挡直驱变速箱，所以稳定性得到了保障。

比亚迪DM-i搭载高品质变速箱，是最强王者

现在我国的自主品牌推出了很多不同款式的混合动力车，其中就包括DM-i/雷神/柠檬/蓝鲸/鲲鹏等等，在这些车型中，比亚迪DM-i的优势就显得更加出众，它可以说是其中的最强王者，各大厂商的混动技术差异最主要的还是体现在对于变速箱方面。其中比亚迪DM-i的变速箱属于最简单的类型，品质出众，围绕着三电系统打造而成，在保持低成本的同时还能够保障最高效率，算是一款性价比很高的车型。

雷神、柠檬、蓝鲸动力欠缺，不如比亚迪DM-i

雷神与柠檬均采用了多档位DHT设计，它们虽然在结构方面有所差异，但动力形式却极为相似，在出行成本方面没有特别大的优势。长安蓝鲸的混动系统还算可以，这款车型采用的变速箱和其他车型不太一样，需要单独说一下，因为它采用的动力形式是按照传统OEM方案打造的，看似成熟但却太落伍，和其它的国产自主品牌相比会显得欠缺一丝诚意。

总体来说，在混合动力车领域，比亚迪DM-i的表现是具有明显优势的。

其他混合动力汽车生产厂商：克莱斯勒、宝马公司、韩国现代、保时捷、雷诺-日产

中国混合动力汽车重点生产企业

中国第一汽车集团公司

上海汽车集团股份有限公司

东风汽车集团股份有限公司

长安集团

奇瑞汽车股份有限公司

北汽福田

广汽

华晨

比亚迪

吉利

混合动力汽车的种类目前主要有3种：

一种是以发动机为主动力，电动马达作为辅串联混合动力电动汽车原理助动力的“并联方式”。这种方式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。这种方式的结构比较简单，只需要在汽车上增加电动马达和电瓶。

另外一种是，在低速时只靠电动马达驱动行驶，速度提高时发动机和电动马达相配合驱动的“串联、并联方式”。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，这种方式需要动力分担装置和发电机等，因此结构复杂。

还有一种是只用电动马达驱动行驶的电动汽车“串联方式”，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，但因为同样需要安装燃料发动机，所以也是混合动力汽车的一种。

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1.插电充电，可以给车牌上色。我国《道路交通法》油电纯混合动力是这样规定的。所有机动车辆，包括各种类型的汽车、摩托车和工程机械车辆，在行驶前都必须进行登记。而且注册的()车型必须在环保目录里，也就是说必须是证书认可的车才有合法身份。

2.注意：该模式由发动机驱动，利用了电机重启时产生强大动力的特性。当发动机油耗较高时，如自动启动和加速时，使用电动机进行辅助驱动，以降低发动机的油耗。这种方法的结构比较简单，只需要在车辆上安装一个电机和一个电池。

希望能通过这篇文章帮到你，文章到此结束。

随着石油供应的日趋紧缺和环境污染的日益加剧，电动车这种以电能为动力的交通工具凭借其节能、环保的优点日渐成为业界关注的焦点[1]。20世纪80年代以来, 许多发达国家纷纷投入巨资研发电动汽车，我国的“863 计划”也已明确将电动汽车作为重点攻关项目。目前，我国电动汽车的研发水平与发达国家基本上处在同一起跑线上，在某些方面甚至超过国外[2]。2005年，我国第一代混合动力商品车通过论证和验收[3]。

法国、日本、美国、德国等都经过试验和示范运行，开发出具有商品化水平的纯电动汽车，如法国PSA 公司的标志P106 和雪铁龙AX 电动轿车，日本丰田汽车公司的RAV-4EV 电动轿车，美国通用汽车公司的EV1 电动轿车等。我国也将电动汽车的研究开发列入“八五”、“九五”国家科技攻关项目，并于1996年6月建成广东汕头国家电动汽车试验示范基地。“十五”期间，国家科技部将电动汽车项目列入国家“863”重大专项。成了资助电池、电机及其控制系统、整车控制系统以外，重点资助北京市（北京理工大学牵头）进行纯电动大客车的研发和示范运行。2005 年6 月21日由国家发改委正式批准，14辆铅酸电池纯电动公交大客车在北京公交121 路线投入商业化运行。另一个课题资助天津清源动力公司（中国汽车技术研究中心）进行纯电动轿车的研究开发和示范运行。其中有5辆纯电动轿车于2005年初首次出口到美国[4]。

虽然电动汽车具有很多优点，但是它不能取代传统的燃气动力模式，而混合动力汽车是目前新型清洁动力汽车中最具有产业化和市场化前景的车型，其发展方向是真正零排放、无污染，不消耗燃油的燃料电池车辆。现在混合动力汽车在欧美国家及日本已形成产业化[3]，而国内还处于起步阶段，没有形成产业化。

2.混合动力技术的分类及原理

混合动力电动汽车（HybridElectric Vehicle，简称HEV）是将电力驱动与辅助动力（APU）结合起来，充分发挥二者各自的优势及二者相结合产生优势的车辆。辅助动力可以采用燃烧某种燃料的原动机，如内燃机、燃气轮机等或其他动力发电机组。根据混合动力系统连接方式的不同，混合动力汽车主要可以分为三种结构形式，即串联、并联和混联，它们各有优势。

2.1串联

串联式混合动力系统示意图如图1所示。串联结构的特征是以电力形式进行复合，发动机直接驱动发电机对储能装置和牵引电机供电，电动机用来驱动车轮，储能装置起着发动机输出和电动机需求之间的调节作用。其优点是发动机的运行独立于车速和道路条件，适用于车辆频繁起步、加速和低速运行。发动机在最佳工况点附近运转，避免了怠速和低速工况，从而提高了效率，提高了排放性能。但在机械能与电能的转化过程中有效率损失，很难达到明显降低油耗的目的，目前主要用于城市大客车，在轿车中很少见。

2.2并联

并联式混合动力系统示意图如图2所示。并联结构的特征是以机械形式进行复合，发动机通过变速并联混合动力系统示意图装置和驱动桥直接相连，电机可同时用作电动机或发电机以平衡发动机所受的载荷，使其能在高效率区域工作。但是由于发动机和驱动桥机械连接，在城市工况时，发动机并不能运行在最佳工况点，车辆的燃油经济性比串联时要差。　

　 其中转速复合装置类似于差速器，这种结构形式在实际中很难被采用，因为这种结构需要发动机和电动机的输出转矩时刻保持相等；单轴转矩复合式车辆驱动系中机械功率的联合是在发动机曲轴输出端处实现的，变速器为单轴输入，本田Insight属于这种形式；双轴转矩复合式的机械功率的联合是在变速器的输出轴处实现的，发动机和电机采用不同的变速系统，变速器为双端输入；华沙工业大学设计的混合动力系统属于这种形，这种结构也可以实现无级变速，但是不能实现发动机输出转矩和电机输出转矩的直接叠加。

在牵引力复合式系统中，机械功率的联合是在驱动轮处通过路面实现的，具有两套独立的驱动系，可以实现全轮驱动，主要适用于SUV，丰田的THS—C系统就属于这种形式。

1、一本或本科及以上学历，车辆工程或机械设计相关专业。

2、5年以上汽车、工程机械工作经验，熟悉动力传动系统零部件匹配及设计研发。

3、3年以上混动系统设计开发经验。