混合动力汽车初步研究
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【摘 要】本文分析了我国混合动力汽车的发展现状，介绍了混合动力汽车的主要结构形式与工作特点，指出混合动力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】汽车 混合动力 研究
【中图分类号】U461 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810（2012）24-0181-01
一 我国混合动力系统的发展概况
目前，中国发展混合动力汽车是发展纯动力汽车乃至燃料电池汽车的必由之路。虽然各国发展新能源汽车的战略各异，但短期内，混合动力汽车市场仍是各路车企竞争的高地。要真正发展好新能源汽车，需要国家政策的支持，需要技术研发的投入，还需要基础设施的完善及概念的推广，它对整个汽车行业增强国际市场竞争力有着战略性的意义。
二 混合动力汽车的结构特点
混合动力汽车是指车上装有两个以上动力源（设有电机驱动），符合汽车道路交通、安全法规的汽车。车载动力源有多种：蓄电池、燃料电池、太阳能电池、内燃机车的发电机组。当前混合动力汽车一般是指内燃机车发电机再加上蓄电池的电动汽车。混合动力汽车按发动机和电动机的耦合方式不同，可分为串联式混合动力汽车（SHFV）、并联式混合动力汽车（PHEV）、混联式（串、并联式）混合动力汽车（PSHEV）三种形式。
三 混合动力汽车的关键技术及仍需攻关的难题
1.混合动力汽车的关键技术
当前，混合动力汽车动力系统的高新技术已经逐步得到了应用。这些主要技术包括：燃油动力与电动动力系统集成优化技术不断取得进展，节能效果不断提高；高性能锂离子电池、镍氢电池取代传统的铅酸电池；高效的一体化电力驱动系统取代传统的直流电机；电动辅助系统的广泛应用提高了整车能量利用效率和性能；网络系统的应用促进了混合动力汽车的模块化和智能化；轻量化技术和电器结构安全性技术得到了系统应用。在混合动力技术的发展上，表现出明显的模块化和平台化趋势。
轿车混合动力系统的模块化愈加明显，这逐步推进了汽车动力的电气化。从只具备自动启停、怠速关机功能的“微混合”到以并联式混合动力发动机为主体的“轻混合”再到以混联式为特征的“强混合”，随着电功率的比例逐步提高，混合程度不断提高，最终过渡到可充电式的串联式“全混合”方式。
城市客车混合动力系统出现平台化趋势。发电机组+驱动电机+储能装置，构成了混合动力系统的基本技术平台。通过换用不同的发电机组，即APU，从汽油、柴油内燃机到气体燃料发动机各种不同的能源动力转化装置形成油—电、气—电等各种不同混合动力系统，促进了动力系统的平稳过渡与转型。
2.混合动力汽车还需攻关的难题
第一，控制系统。这里的控制系统是指汽车动力总成集中控制系统，它是整车正常行驶的核心单元。混合动力汽车的控制需要根据转速、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（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。
第二，混合动力汽车控制策略。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，其目的是为了达到四个主要目标：即最佳的燃油经济性；最低的排放；最低的系统成本；最好的驱动性能。
第三，内燃机。经过一百多年的发展，车用内燃机在动力性、经济性及排放控制方面获得了极大改善。近年来，电控燃油喷射、排气再循环、增压中冷、可变进气涡轮、高压共轨和催化后处理等技术的应用，更使汽车的性能飞速提高，因此，作为一种成熟的动力设备，内燃机在混合动力电动汽车上的应用难度不大。由于可移动性能好、比功率大、热效率也较高，因此，内燃机仍然是影响整车效率和性能的关键设备。
第四，混合动力汽车用电池的开发研制及充电特性和电池管理系统的研究。蓄电池是混合动力电动汽车发展的关键技术，也是提高整车性能和降低成本的重要发展方向。蓄电池技术存在以下问题：一是比能量相对不足，因而成本较高，比能量值越高，汽车经济性越好；二是蓄电池的寿命相对较短。当前蓄电池寿命一般为充放电1000次左右，比整车寿命低得多。另外，蓄电池的应用还涉及充电时间较长、电池荷电状态（SOC）判别等问题，这些都不同程度地影响整车性能。
第五，高效低成本辅助动力单元（APU）的研制。适用于混合动力系统的原动机，高速直喷式汽油机，高速燃气轮机，斯特林发动机等优化设计和发电机、燃料电池的性能改进等，都是今后混合动力汽车辅助动力单元实用化的重要组成部分。
四 我国混合动力汽车的前景展望及发展趋势
目前，我国研发和生产混合动力汽车的厂家数量有30多家，在现有的生产格局中，主要包括上汽集团、一汽集团、东风集团、北汽集团、广汽集团、奇瑞汽车、吉利汽车、比亚迪汽车、长城汽车等。通过对国内新能源汽车生产厂商的认真梳理，不难看出国内混合动力汽车链存在明显的过于分散、集中度低和纵向整合不足的重大问题。因此对于混合动力汽车发展，我国可以先在整车生产企业中鼓励横向的并购与重组，形成优势企业和核心企业；后在横向一体化的基础上，以核心企业为中心，实现整条产业链的纵向整合。因此，混合动力汽车技术还有相当长的路要走，但由于采用了精湛的机电耦合技术和智能化的整车控制策略，从而实现整车的高性能、低能耗和低排放，因此电动汽车及混合动力汽车将成为未来几十年汽车发展的主流。
参考文献
[1]张兴业.国际汽车工业的技术革命[J].汽车工程，2005（1）