【正文】 動機驅(qū)動的后輪動力與驅(qū)動電動機驅(qū)動的前輪動力進行組合，成為混合四輪驅(qū)動模式。并聯(lián)控制策略主要包括：靜態(tài)邏輯門限值策略、瞬時優(yōu)化控制策略、全局優(yōu)化控制策略和模糊邏輯控制策略。這種策略的主要依據(jù)是工程經(jīng)驗，根據(jù)部件的穩(wěn)態(tài)效率 MAP 圖來確定如何進行發(fā)動機和電動機之間的動力分配。 在正常行駛模式下，發(fā)動機總是工作在“發(fā)動機工作最小功率”和“電動機助力最小功率”之間效率最高的區(qū)域。發(fā)動機的目標(biāo)功率為需求的驅(qū)動功率與充電功率之和。然而，當(dāng)制動能量超過可回饋的制動能量時，液壓制動系統(tǒng)將提供剩余的制動能量。瞬時優(yōu)化策略一般是采用“等效燃油消耗最少”法或“功率損失最小”法，二者原理類似。等效燃油消耗最小方法在每一步長內(nèi)是最 裝 訂 線 13 優(yōu)的，但無法保證在整個運行區(qū)間內(nèi)最優(yōu)，而且需要大量的浮點運算和比較精確的車輛模型，計算量大，實現(xiàn) 困難。 +錯誤 !未找到引用源。由優(yōu)化理論可知，瞬時最小值之和并不等于和的最小值，因此瞬時優(yōu)化模式并不能導(dǎo)致全局最優(yōu)的控制策略。對于一般的控制對象，該方法通常按照時間順序把一個過程分為若干段，把一個復(fù)雜的決策問題（包括連續(xù)變量和離散變量的取值序列）轉(zhuǎn)化為一系列單段（某一時間段內(nèi)）決策問題，然后從最后一段狀態(tài)開始逆向遞推到初始段狀態(tài)為止，最后就可以求解出完整的最優(yōu)策略（即輸入控制量的最優(yōu)值序列）。 圖 31 貝爾曼（ Bellman）動態(tài)規(guī)劃全局優(yōu)化原理 在實際混合動力系統(tǒng)的仿真優(yōu)化中， Bellman 過程這樣來實現(xiàn)：首先通過離散 SOC 來建立 Bellman 過程的節(jié)點， SOC 離散精度可以選擇為 1%，時間步長可以確定為 1s。仿真結(jié)果顯示，在某種工況循環(huán)下，通常全局優(yōu)化比瞬時優(yōu)化降低油耗 5%～ 20%。模糊邏輯控制策略目標(biāo)與瞬時優(yōu)化控制策略類似，但與瞬時控制策略相比，模糊邏輯控制策略具有魯棒性好的優(yōu)點。得到了精確的數(shù)字控制量后，經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換變?yōu)榫_的模擬量送給執(zhí)行機構(gòu)，即電動機控制器，對驅(qū) 動電機進行第一步控制，然后等待第二次采樣，進行第二步控制，這樣循環(huán)下去，就實現(xiàn)了對被控制對象的模糊控制，完成驅(qū)動控制的要求。管理模式應(yīng)該遵循選定的能量管理策略并對其進行優(yōu)化，以實現(xiàn)混合動力汽車要達到的目標(biāo)，一般來說，應(yīng)該達到的幾個主要設(shè)定目標(biāo)是： 裝 訂 線 16 （ 1） 使燃油經(jīng)濟性；（ 2）使排放最低；（ 3）為了保持整車價格能夠被市場接受，使啟動系統(tǒng)成本最小化；（ 4）在實現(xiàn)上述三點同時，維持或者提高整車的性能。這種控制策略容易對發(fā)動機運行工況進行優(yōu)化。優(yōu)化 ICE 曲線控制策略從靜態(tài)條件下的發(fā)動機萬有特性出發(fā)，將一定發(fā)動機轉(zhuǎn)速和一定負荷下發(fā)動機的最低燃油消耗點連成一條 線，也就是靜態(tài)條件下發(fā)動機的最佳工作曲線。 四 混合動力汽車優(yōu)缺點分析 混合動力汽車的 優(yōu)點分析 在所有的節(jié)能環(huán)保型汽車技術(shù)當(dāng)中，混合動力技術(shù)被公認為是目前最可行、最現(xiàn)實的節(jié)能技術(shù)，而混合動力汽車也是目前世界上唯一能實現(xiàn)量產(chǎn)的節(jié)能環(huán)保型汽車，這是混合動力汽車的最大優(yōu)勢所在。 （ 2） 動力性能佳。根據(jù)豐田公司的測試，普銳斯在城市路況下行駛比同等排量的花冠轎車節(jié)油 44． 4％，在市郊行駛節(jié)油 29． 7％。 和許多新技術(shù)一樣，混合動力系統(tǒng)的生產(chǎn)成本比內(nèi)燃發(fā)動機系統(tǒng)的成本更高。 在高速公路上表現(xiàn)不佳。另一方面，混合動力汽車成本過高絕對是目前混合動力電動汽車推廣應(yīng)用的主要難點 , 這是因為混合動力汽車除了以往的動力裝置外 , 至少還必須安裝電池 , 其成本不可能降至普通汽車的水準(zhǔn)。目前，世界上能夠批量產(chǎn)銷混合動 力汽車的企業(yè)，只有日本的豐田和本田兩家汽車公司。為保持領(lǐng)先地位，豐田公司加大了對混合動力車的投入， 20xx 年，豐田投資 1000 萬美元在美國肯塔基州工廠改造設(shè)備和訓(xùn)練員工。豐田公司預(yù)測，在未來的 10 年內(nèi)，其在美國的全部轎車銷量中， 混 合動力車型將占有 25％的市場份額。通用汽車公司在 20xx 年底特律北美國際汽車展上發(fā)布了兩款全新混合動力 SUV： 20xx 年土星 Vue Green Line 混合動力車和 20xx 雪佛蘭 Tahoe 雙模式混合動力車。目前，混合動力汽車技術(shù)及市場均看好。 目前，日本豐田汽車公司是走在混合動力汽車研發(fā)最前沿的汽車公司，開發(fā)的混合動力汽車已達到實用化水平。豐田 Prius 混合動力系統(tǒng) (THS)電子控制裝置的特點是，可分別利用電能、汽油或兩者組合同時工作。該裝置利用一套行星齒輪組將發(fā)動機功率直接傳遞到車的 前輪和發(fā)電機上。豐田汽車公司計劃 20l2 年在其全部汽車產(chǎn)品上采用汽油電力混合動力發(fā)動機，以提高燃油經(jīng)濟性和降低排放污染。在美國47 個州的 21 個聯(lián)邦實驗室， 51所大學(xué)中，有 1200 多個 PNGV 的研究專案正在進行中， PNGV計劃已使美國全國形成了一個汽車技術(shù)創(chuàng)新的國家行動。這是一輛四門、五人座轎車，其驅(qū)動系統(tǒng)系由一臺 3缸 升直噴柴油引擎與兩臺電動機 (包括驅(qū) 動前輪的電動機和驅(qū)動后輪的柴油 電動機組 )及一臺手動自動變速箱組成，而電動機可吸收剎車過程中的制動能量，并給以上的電池組充電。薩拉型混合動力汽車以雪鐵龍的 Estate 加長型轎車為原型，配備一個 55kWDE 的汽油內(nèi)燃機發(fā)動機和一個 25kW的電動機，排放量較同類普通汽車降低 35%，一次行程可高達 1000km。上汽集團與通用簽署協(xié)議，將聯(lián)手開發(fā)混合動力轎車和公交客車。 據(jù)悉，長安集團也已加快了混合動力汽車的下線準(zhǔn)備，日前，長安杰勛混合動力汽車經(jīng)過六年的艱苦攻關(guān)研發(fā)成功，目前已進入量產(chǎn)階段。 20 世紀 80 年代以來 , 許多發(fā)達國家紛紛投入巨資研發(fā)電動汽車，我國的“ 863 計劃”也已明確將電動汽車作為重點攻關(guān)項目。一汽和東風(fēng)汽車集團聯(lián)合所在地高校和研究所，在各自客車底盤上，研發(fā)混合驅(qū)動公共汽車和大型客車。其中， EQ7200HEV 型混合動力轎車以風(fēng)神藍鳥轎車為平臺，以滿足未來城市公務(wù)、出租用車需求為目標(biāo)，最大限度利用東風(fēng)公司現(xiàn)有產(chǎn)品平臺及社會資源開發(fā)而成，實現(xiàn)產(chǎn)品系列化、通用化、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計。 北京嘉捷博大電動車有限公司和常州客車廠合作開發(fā)了我國第一輛以燃氣渦輪機作為動力機的混合動力大客車。主要技術(shù)指標(biāo)： 尺寸參數(shù) 7210 2110 2670(mm)； 總重量 7t ；座位數(shù) 22＋ 10 ；發(fā)動機類型 CY4105Q 型柴油機 ；發(fā)動機最大功率 72kW； 變速器 5 檔機械變速 ；電機類型 交流異步 (矢量控 制 )； 電機功率 10 kW ；電池類型 免維護鉛酸電池 ；電池容量 100Ah ；最高車速 時速 110km 以上；最大爬坡度 20%以上；制動距離 小于 10m(時速 30 公里 )。該款串聯(lián)式的混合動力轎車屬中高檔， 13kW汽油機， 15kW 直流電機， 144v(105Ah)鉛酸電池， 4 2前驅(qū)動形式，最高車速可達 135km/h。 混合動力汽車 的 技術(shù) 混合動力汽車的動力系統(tǒng)的全面改進，各種高新技術(shù)開始在混合動力汽車上應(yīng)用，主要技術(shù)包括：燃油動力與電動動力系統(tǒng)集成優(yōu)化技術(shù)不斷取得進展，節(jié)能效果不斷提高；高性能鋰離子電池、鎳氫電池取代傳統(tǒng)的鉛酸電池；高效的一體化電力驅(qū)動系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的直流電機；電動輔助系統(tǒng) 的廣泛應(yīng)用提高了整車能量利用效率和性能；網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的應(yīng)用促進了混合動力汽車的模塊化和智能化；輕量化技術(shù)和電器結(jié)構(gòu)安全性技術(shù)得到了系統(tǒng)應(yīng)用。通過換用不同的發(fā)電機組即 APU，從汽、柴油內(nèi)燃機到氣體燃 裝 訂 線 24 料發(fā)動機各種不同的能源動力轉(zhuǎn)化裝置，形成油 — 電、氣 — 電等各種不同混合動力系統(tǒng)，促進了動力系統(tǒng)的平穩(wěn)過渡與轉(zhuǎn)型。面對全球氣候變化，急需世界各國協(xié)同減低或控制 二氧化碳排放，“低碳經(jīng)濟”在這種形勢下應(yīng)運而生。 (3)雖然原動機會有排放產(chǎn)生，但是由于原動機主要工作在最佳工況點附近，因而大大減少了汽車上內(nèi)燃機變工況 (特別是低速、怠速 )時的排放，由于可回收制動能量，使得混合動力電動汽車成為較低排放的節(jié)能汽車。能源危機問題已經(jīng)是世界范圍內(nèi)的共性問題。 電能的取得比石油更為簡單，成本更低，利用各種方式獲得電源來供給電力汽車的使用，讓汽車的使用成本更低，同時由于電動汽車的環(huán)保性，將令它成為新時代的交通工具 裝 訂 線 25 的代表，廣受世界各國人民的喜歡，這也就注定 它擁有龐大的市場。 （ 1） 混合動力車 輛價格偏高制約消費者的購買力。雖然能降低油耗，但節(jié)省下的錢并不能抵消消費者的購車款。石油資源的日漸短缺，人們越來越多地將目光投入到新興能源的開發(fā)上。 混合動力汽車要進入實用化，需要具備高比能量和高比功率的能量儲 存裝置，低成本、高效率的功率電子設(shè)備和燃料經(jīng)濟性 高排放低的發(fā)動機。 。 。 目前從全球范圍來看，混合動力汽車已處于大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的前夕，國際、國內(nèi)的汽車企業(yè)在競相研發(fā)混合動力汽車。因而被業(yè)界認為是目前最現(xiàn)實可行且長遠有效的節(jié)能環(huán)保方案。 1997 年 12 月，日本豐田汽車公司首先在日本市場上推出了世界上第一款批量生產(chǎn)的混合動力汽車“普銳斯 裝 訂 線 27 （ PRIUS）”，該轎車于 20xx 年 7 月開始出口北美，同年 9月開始出口歐洲。在美國市場， 20xx 年混合動力汽車的銷售量僅為5 萬輛，而 20xx 年的銷售量快速增長到 萬輛，占全部新車銷量的 %。豐田公司預(yù)測，在未來的 10 年內(nèi)，其在美國的全部轎車銷量中，混合動力車型將占有 25%的市場份額。 政策的鼓勵對混合動力車的市場推進有著推波助瀾的作用。 20xx年 11月底， 10輛奇瑞 BSG 混合動力轎車率先銷售到奇瑞出租車公司，計劃單車運行 10萬公里以上。 裝 訂 線 29 結(jié) 語 本文 主要介紹了 混合動力汽車 的結(jié)構(gòu)特點、工作 原理 、控制策略 、 其優(yōu) 缺 點 、 技術(shù)難題 及市場前景等。 可以看出，混合動力汽車與傳統(tǒng)的燃油汽車相比，在正常行駛時油耗低、排放少、對能量的利用率高，有著良好的使用性能；但目前與同類汽車產(chǎn)品相比售價偏高。 [3]張金柱 .《 混。 參考文獻： [1]關(guān)文達 .《 汽車構(gòu)造 》 [M]，清華大學(xué)出版社， 20xx 年 1 月第二版。但要真正實現(xiàn)自主混合動 力車型的普及，還有諸多障礙需要克服，包括技術(shù)上的一些關(guān)鍵難題。 清華大學(xué)與清能華通共同研發(fā)的“ Micro 哈里”采用了自主研發(fā)的新型四輪智能驅(qū)動技術(shù)和高能鋰離子動力蓄電池，最高車速 65km/h， 0km/h～ 30km/h 加速時間 ，百公里能耗 5kWh，續(xù)航里程大于 120km。 在混合動力汽車方面，首先在乘用車上推廣使用具有怠速停車功能和啟動電機，發(fā)電機一體化的輕度混合動力轎車技術(shù)，將其應(yīng)用到使用率較高的領(lǐng)域，如城市出租車；其次是在城市公交車輛上推廣應(yīng)用具有制動能量回收功能的混合動力，逐步擴大其應(yīng) 用范圍。國家發(fā)展和改革委員會于 20xx年 11月 1日頒布實施的《新能源汽車生產(chǎn)準(zhǔn)入管理規(guī)則》為各種電動汽車的推廣應(yīng)用掃清了政策障礙。 20xx 年，豐田汽車公司在美國市場上推出了 4款從現(xiàn)有車型改造成的混合動力汽車，這些混合動力汽車的外形、操控以及車內(nèi)的設(shè)備和普通車完全一樣。隨著油價的持續(xù)上漲，更多的消費者開始購買節(jié)油和環(huán)保的混合動力汽車，這使得美國和日本混 合動力汽車市場率先經(jīng)歷了“井噴式”增長。 在歐美一些國家以及日本等國，個人購買節(jié)能環(huán)保型車輛，政府都有一定程度的資金補貼，使得混合動力汽車的購車價與普 通的燃油車車價接近。面對交通能源與環(huán)境問題的巨大挑戰(zhàn)，以能源多元化、排放潔凈化、燃料節(jié)約化為主要特征的節(jié)能與新能源汽車迅速發(fā)展，相互競爭，并引發(fā)了汽車動力的電控化和電氣化兩大技術(shù)變革，促進了汽車能源及動力的快速轉(zhuǎn)型。 混合動力汽車的市場推廣 混合動力汽車節(jié)能和環(huán)保效果明顯，得到快速發(fā)展，并在 各國的 優(yōu)惠政策鼓勵下，逐步進入商業(yè)化推廣應(yīng)用階段。 、減輕質(zhì)量和降低制造成本。 、功率分配裝置及其與變速器一體化的設(shè)計。尤其電動汽車作為一種零排放、高效率、結(jié)構(gòu)簡單及維修、使用方便的汽車，無疑是交通運輸工具的最佳選擇。據(jù)調(diào)查，中國的汽車消費主要還是傾向于經(jīng)濟型車輛，偏高的售價讓普通消費者對混合動力車望而卻步。目前由于技術(shù)限制，普銳斯售價一直偏高，在國外和國內(nèi)的售價上相差也較大。推出更加節(jié)能減排的汽車產(chǎn)品是所有汽車生產(chǎn)廠商的愿望。并且已經(jīng)確確實實在節(jié)能技術(shù)上有所作為。在某些對汽車排放嚴格限制的地區(qū) (如商業(yè)區(qū)、旅游區(qū)、居民小區(qū)等 )，混合動力電動汽車可以關(guān)閉 APU，由純電力方式驅(qū)動，成為零排放的電動汽車。低碳經(jīng)濟是以低能耗、低污染、低排放為基礎(chǔ)的經(jīng)濟模式。輔助動力單元 (APU)的選用使汽車的續(xù)駛里程與動力性能可以達到內(nèi)燃機汽車的水平。從只具備自動啟停、怠速關(guān)機功能的“微混合”、以并聯(lián)式混合動力發(fā)動機為主體的“輕混合”和以混聯(lián)式為特征的“強混合”，隨著電功率