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汽车运用技术论文 汽车运用毕业论文 汽车运用与维修技术 汽车运用技术专业课 汽车运用技术是什么 汽车运用技术课程 新能源汽车运用技术 汽车运用技术工资【专家解说】：混合动力汽车技术现状与发展前景分析摘要：社会对环境和节能的重视有力地促进了混合动力车辆的发展。本
文分析了国内外混合动力汽车的研究现状，介绍了混合动力汽车的主要结
构形式与工作特点，指出了混合动汽车目前需要解决的主要问题和采用的
关键技术，并对其发展前景进行了预测。
关键词：混合动力汽车内燃机电动机控制
0引言
随着全球汽车工业的迅猛发展，石油资源供应的日趋紧张，世
界各国积极寻求代用燃料或者减少燃油的消耗量，大力开发新型节
能环保汽车。在太阳能、电能等替代能源真正进入实用阶段之前，混
合动力汽车因其低油耗、低排放的优势越来越受到人们的关注。
1国内外HEV技术发展现状
1.1国外HEV的发展概况21世纪后，各国加快了HEV的概
念产品化的进程，相继推出了不同形式的HEV产品。丰田的Prius,
本田的Insight,通用的Precept，福特的Prodigy,戴姆勒克莱斯勒的
ESx3,日产的Tino等都是具有代表性的车型，其中Prius和Insight
己是成熟的产品，截止2008年12月，丰田Prius全球销量已经超过
了100万辆。
1.2我国HEV的研发现状我国也非常重视混合动力电动汽车
的研究与开发，有关工作开始于上个世纪90年代。在“十五”期间，
科技部组织北京理工大学、清华大学、东风汽车公司等国内多家企
业、高校和科研机构进行联合攻关，确定了以燃料电池汽车(FCEV)、
混合动力电动汽车(HEV)纯电动汽车(BEV)车型为“三纵”，多能源动
力总成控制系统、驱动电机及其控制系统、动力蓄电池及其管理系
统三种共性技术为“三横”的“三纵三横”的研发布局；之后，节能与
新能源汽车的研发又被列入“十一五”863计划重大项目。
2混合动力系统的构成及工作特点
混合动力驱动系统联合使用两种动力装置，一种是传统的内燃
发动机，另一种是电动机。整个系统由发动机、电动机、动力分配装
置、发电机、蓄电池和电流逆变器等部分构成。
通常，混合动力系统的动力传递方式有三种:串联式、并联式和
混联式。各自的结构形式和特点如下。
2.1串联式混合动力系统如图1所示，在串联混合动力驱动
（SHEV）系统中，所有发动机机械能都转换为电能以驱动电动机。这
种系统使发动机在效率最高的转速范围内工作，因此能最大限度地
改善燃油经济性和减少排放。2.2并联式混合动力系统并联式(PHEV)结构有内燃机和电动
机两套驱动系统（见图2）。发动机与电动机并联，两者都可以驱动车
轮，电动机还可以作为发电机给电池充电，不再需要额外的发电机
在车辆行驶时，系统以发动机为主要动力源，在车辆起步或加速时则
使电动机工作，作为辅助驱动力。当发动机效率低的低负荷工况时
则电动机功能转变为发电机功能，向蓄电池充电。其次，在车辆制动
或下坡减速行驶时，则通过制动能量回收系统进行制动能量回收。
2.3混联式混合动力系统混联式混合动力驱动系统（PSHEV）
是串联式与并联式的综合，其结构如图3所示。混联式驱动系统的
控制策略是：在汽车低速行驶时，驱动系统主要以串联方式工作；当
汽车高速稳定行驶时，则以并联工作方式为主。3混合动力汽车需要解决的问题和关键技术
目前，混合动力汽车所需要解决的问题包括以下几个方面:其
一，进行动力分配装置和能量管理系统的研究。其二，开发具备高比
能量和高比功率经济实用的电池。其三，混合动力系统结构复杂，制
造成本高，维修比较困难，售价相对较高。其四，建立更先进的驱动
系统数学模型(包括静态和动态的)，进行计算机仿真分析。
具体来讲要进行下面几项关键技术的研究:
3.1混合动力单元技术在混合动力汽车上，热力发动机又被称
为混合动力单元。为提高燃料经济性，对混合动力单元必然提出更
多的要求，例如要求混合动力单元能够快速起动和关闭等。目前对
混合动力单元的研究主要集中于:一是燃烧系统的优化；二是尾气处
理技术，主要研究高效的尾气催化系统；三是代用燃料的研究。
3.2控制策略技术HEV产品开发中最关键的环节是根据不同
的混合动力驱动系统制定和优化其控制策略，国外通过系统建模仿
真对此进行了大量的匹配理论研究。控制系统的开发首先是根据采
集到的速度和负荷等数据，计算出对应的要求输出功率:计算出以最
高效率为基点的分配到内燃机与电动机上的功率值，即实现内燃机
与电动机的最优功率分配比；然后，根据功率分配比，求出驱动电动
机的功率值和其它有关数据，给出内燃机的控制参数和电动机的控
制参数。同时，驱动执行器完成这两个层次的工作控制。在执行器设
计中，功率分配装置的设计及其与变速器的一体化设计是关键的部
件设计工作。因为它要根据控制器的指令，正确地进行内燃机功率
向驱动车辆功率和驱动发电机功率的分解。
3.3能量存储技术在电动汽车上，蓄电池的开发和充放电特性
的研究是关键。现在，镍氢电池和锂离子电池己可达到混合动力汽
车的使用要求，但仍有价格高或寿命不长等缺陷。从发展看，能量储
存装置的研究应该包括以下几个方面:一是研究电池内部的连接、检
测、监控。二是电池设计和制造方面的改进，降低制造成本，改善电
池的性能和提高寿命。适用于混合动力汽车的电池需要有较高的比
功率，要达到的目标是，功率与能量比值大于20W/wh；使用寿命达
到10年；至少循环使用12万次。三是电池的热能管理及剩余电量管理。此外，电池的剩余电量直接影响混合动力汽车的经济性和排
放，因此需要有效的测试方法和控制装置。
4发展前景分析
从目前的发展来看，以计算机技术和自动控制技术，各种智能控
制系统包括自适应控制技术、模糊控制技术（Fuzzy）、专家控制系统
（Expert System）、神经网络控制系统（Neural Networks）等在混合
动力汽车上的逐渐应用，将进一步促进混合动力汽车的发展。与传统
型汽车相比，混合动力汽车充分吸取了电力/热力系统中最大的优
势，在节能和排放上胜出一筹；与纯电动汽车相比，HEV的电压和功
率等级与电动车类似，但蓄电池容量大大减小，因而其造价成本低于
电动汽车。
当前HEV所面临的主要技术问题还很多。尽管从长远来看只是
一种过渡车型，但HEV在近20-30年内会很有发展前景，这一点是
毫无疑问的。汽车行业专家预言，不久的将来，新生产的汽车中HEV
将占40%以上。我国的汽车工业应顺应科技发展趋势，抓住HEV这
块市场，在国外产品涌入之前，集中科研力量攻关，迅速开发出自己
的产品。
参考文献：
[1]张金柱.混合动力汽车结构、原理与维修[M].北京：化学工业出版社.
2008.
[2]过学迅，张杰山，胡朝峰.日美混合动力汽车发展的比较研究[J].上海
汽车2006.3：7-10.