【正文】 ，而且行駛性能優(yōu)越，混合動力汽車的發(fā)動機要使用燃油，而且在起步、加速時，由于有電動馬達的輔助，所以可以降低油耗。 （ Parallel Hybrid Electric Vehicle， PHEV） 。 （ 1） 串聯(lián)式混合動力系統(tǒng) 裝 訂 線 3 串聯(lián)式動力由發(fā)動機、發(fā)電機和電動機三部分動力總成組成，他們之間用串聯(lián)方式組成 SHEV 動力單元系統(tǒng)， 發(fā)動機驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電，電能通過 控制器 輸送到電池或電動機，由電動機通過變速機構(gòu)驅(qū)動汽車。使發(fā)動機避免了怠速和低速運轉(zhuǎn)的工況，從而提高了發(fā)動機的效率，減少了廢氣排放。電池對在發(fā)電機產(chǎn)生的能量和電動機需要的能量之間進行調(diào)節(jié)，從而保證車輛正常工作。 （ 2） 并聯(lián)式混合動力系統(tǒng) 并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)有兩套驅(qū)動系統(tǒng)：傳統(tǒng)的內(nèi)燃機系統(tǒng)和電機驅(qū)動系統(tǒng)。本田的 Accord 和 Civic 采用的是并聯(lián)式聯(lián)結(jié)方式。 圖 12 并聯(lián)型 Plugin HEV動力系統(tǒng)簡圖 裝 訂 線 5 （ 3） 混聯(lián)式混合動力系統(tǒng) 混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)的特點在于內(nèi)燃機系統(tǒng)和電機驅(qū)動系統(tǒng)各有一套機械變速機構(gòu)，兩套機構(gòu)或通過齒輪系，或采用行星輪式結(jié)構(gòu)結(jié)合在一起，從而綜合調(diào)節(jié)內(nèi)燃 機與電動機之間的轉(zhuǎn)速關(guān)系。 豐田 Prius 所采用的混合驅(qū)動方式，是將發(fā)動機、發(fā)電機和電動機通過一個行星齒輪裝置連接起來。另外，汽車在小負荷工作時，電動機 /發(fā)電機（作為發(fā)電機）給蓄電池充電，使蓄電池得以補充電能；在汽車減速或制動時，汽車驅(qū)動電動機 /發(fā)電機（作為電動機）為蓄電池充電（回收汽車減速或制動時的部分能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔軆Υ妫? 混聯(lián)型 Plugin HEV 驅(qū)動系統(tǒng)是串聯(lián)式與并聯(lián)式的綜合，圖 13為一種典型的混聯(lián)型Plugin HEV 動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖。 裝 訂 線 6 圖 13 混聯(lián)型 Plugin HEV動力系統(tǒng)簡圖 （二） 根據(jù)在混合動力系統(tǒng)中，電機的輸出功率在整個系統(tǒng)輸出功率中占的比重，也就是常說的混合度的不同，混合動力系統(tǒng)還可以分為以下四類： （ 1） 微混合動力系統(tǒng) 這種混合動力系統(tǒng)在傳統(tǒng)內(nèi)燃機上的啟動電機（一般為 12V）上加裝了皮帶驅(qū)動啟動電機（也就是常說的 Beltalternator Starter Generator, 簡稱 BSG 系統(tǒng)）。其中 42v 主要用于柴油混合動力系統(tǒng)。輕混合動力系統(tǒng)的混合度一般在 20％以下。這種系統(tǒng)的混合程度較高，可以達到 30％左右，目前技術(shù)已經(jīng)成熟，應(yīng)用廣泛。 二 混合動力車的結(jié)構(gòu)和原理 串聯(lián)式混合動力汽車（ SHEV） 串聯(lián)式混合動力（ SHEV）模式由發(fā) 動機、發(fā)電機和驅(qū)動電動機三大動力組成，發(fā)動機、發(fā)電機和驅(qū)動電動機采用“串聯(lián)”的方式組成 SHEV 的驅(qū)動系統(tǒng) 。蓄電池組電量低于 60%時，輔助動力系統(tǒng)起動，為驅(qū)動系統(tǒng)提供能量的同時，還給蓄電池組進行充電。發(fā)動機、電動 /發(fā)電機或驅(qū)動電動機采用“并聯(lián)”的方式組成 PHEV 的驅(qū)動系統(tǒng)。 圖 22 并聯(lián)式簡圖 (并聯(lián)式混合動力汽車的組成 :發(fā)動機、電動機 /發(fā)動機、機械傳動系統(tǒng)、驅(qū)動電動機、逆變器、蓄電池組 ) (二） 并聯(lián)式混合動力（ PHEV）的工作原理 圖 22所示， 是一種電動機的動力在驅(qū)動輪處進行組合的驅(qū)動輪動力組合式 PHEV，其驅(qū)動模式為： （ 1） 以發(fā)動機驅(qū)動為基本驅(qū)動模式，獨立驅(qū)動后驅(qū)動輪； （ 2） 驅(qū)動電動機為輔助驅(qū)動模式，能獨立驅(qū)動前驅(qū)動輪； 在混合驅(qū)動時，發(fā)動機驅(qū)動的后輪動力與驅(qū)動電機驅(qū)動的前輪動力進行組合，成為混合四驅(qū)動模式。 如圖 23所示。 三 混合動力 汽車的 策略 混合動力系統(tǒng)控制策略 因混合動力汽車各個組成部件、布置方式及控制策略的不同，形成了各式各樣的結(jié)構(gòu)形式。其中后三個策略也適用于混聯(lián)式的控制策略，另外混聯(lián)式還有兩種特有的控制策略：發(fā)動機恒定工作點策略和發(fā)動機最優(yōu)工作曲線策略。美國密西根大學(xué) Peng Huei 等人將混合動力汽車控制分成三種模式，即正常行駛模式、充電模式及制動能量回饋模式。 （ 2）充電模式。充電模式中存在一個特例：當(dāng)發(fā)動機的目標(biāo)功率小于發(fā)動機工 作最小功率時，為避免發(fā)動機在效率極低的區(qū)域內(nèi)工作，仍然依靠電動機提供驅(qū)動力。靜態(tài)邏輯門限值策略主要依靠工程經(jīng)驗和實驗，限定發(fā)動機的工作區(qū)域和工作方式，達到降低燃油消耗和排放的目的，方法比較簡單直觀，具有實用價值。其中“等效燃油消耗最少”法將電機的等效油耗與發(fā)動機的實際油耗之和定義為名義油耗，將電機的能量消耗轉(zhuǎn)換為等效的發(fā)動機油耗，得到一張類似于發(fā)動機萬有特性圖 的電機等效油耗圖。瞬時控制策略應(yīng)考慮以下四個方面問題： （ 1） 汽車整車性能優(yōu)化應(yīng)考慮發(fā)動機、電機和蓄電池組的瞬態(tài)效率； （ 2） 汽車實時最優(yōu)控制應(yīng)結(jié)合實際運行狀態(tài)，如發(fā)動機等關(guān)鍵總成溫度以及制動時能量回收 量； （ 3） 用戶可自定義燃油經(jīng)濟性和排放目標(biāo)； （ 4） 任意一個給定速度下發(fā)動機的工作點，由控制器根據(jù)控制目標(biāo)尋求發(fā)動機 電機最佳能量組合來決定發(fā)動機的最優(yōu)工作點。 + + 錯誤 !未找到引用源。全局優(yōu)化模式才能實現(xiàn)真正意義上的最優(yōu)化。當(dāng)這個原理應(yīng)用于混合動力汽車時，可假設(shè)系統(tǒng)發(fā)展用狀態(tài)方程來描述，狀態(tài)變量是 SOC，每一節(jié)點代表每一時刻（橫軸） 對應(yīng)的 SOC 值（縱軸），如圖 31 所示。然后計算各 SOC 節(jié)點之間連線的權(quán)重，這個權(quán)重對應(yīng)于實現(xiàn) SOC 變化而需要的發(fā)動機油耗。全局優(yōu)化模式實現(xiàn)了真正意義上的最優(yōu)化，但實現(xiàn)這種策略的算法往往都比較復(fù)雜，計算量也很大，在車輛的實時控制中很難得到應(yīng)用。模糊邏輯控制策略用于電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)的控制原理，如圖 32 所示?；谀：壿嫷牟呗钥梢员磉_難以精確定量表達的規(guī)則，方便地實現(xiàn)不同影響因素（功率需求、 SOC 和電機效率等）的折中，魯棒性好。 通常來說，混合動力汽車動力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)從某種程度上決定了可以采用哪種控制策略，但仍然有一些可以廣泛應(yīng)用于各種結(jié)構(gòu)的控制策略。與發(fā)動機相比，電動機響應(yīng)快、控制靈敏，容易實現(xiàn)不同的控制方法。在這種模式下，發(fā)動機在需求功率或轉(zhuǎn)矩高于某個限值時才會工作。具體體現(xiàn)在： （ 1） 排放性能良好。混合動力汽車可根據(jù)不同車況來選擇發(fā)動機、發(fā)電機和蓄電池之間的任意組合，能形成適合車況的動力輸出。該車平均油耗為 41／ 100km，比平均油耗在7 1／ 100kin 左右的花冠每年節(jié)省大約 2556 元 (按每年行駛 20xx0km、 93 號汽油 4． 26 形l 計 )。混合動力車需要配置普通汽車并不需要的昂貴配件，例如龐大笨重的電池組、電力發(fā)動機以及精密的電子控制模板。據(jù)美國 20xx 年進行的一項對比測試顯示，在同一高速混合路況中行駛 5000kin，柴油車和混合動力車在燃油經(jīng)濟性方面幾乎是完全相同的。因此 , 混合動力汽車技術(shù)發(fā)展的首要難題是降低成本 , 這也是今后有待解決的最大課題 , 特別是必須降低動力電池、電機驅(qū)動系統(tǒng)、電子控制系統(tǒng)等的成本。 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(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。以生產(chǎn)混合 動力車。本本田公司推 出“ Insight”、“ CIVIC”等混合動力汽車 。 自 1995 年起，世界各大汽車生產(chǎn)廠商已將研究的重點轉(zhuǎn)向了混合動力汽車的研究開發(fā)。日本國內(nèi)擁有的混合動力電動汽車己超過 7萬輛，預(yù)計在 20xx 年將達到 210 萬輛。 1997 年，豐田推出了世界上第一款批量生產(chǎn)的混合動力汽車Prius，其后又在 20xx 年相繼推出了 ESTIMA混合動力面包車和 皇冠 (CROWN)轎車。根據(jù)車速和負荷情況， THS 可以控制每種能源所提供的功率比例，以保證汽車按最有效的模式運行。電控式變速器將汽油機、發(fā)電機和電動機的功率輸出加以混合， 從而達到汽車加速和減速的需要。 美國 1993 年 9月啟動新 一代汽車伙伴計劃，其時間表為： 1997 年完成技術(shù)選擇， 20xx年推出概念車， 20xx 年推出能用于投產(chǎn)的式樣車。經(jīng)過多年努力，三大公司于 1998年北美國際汽車展上分別展出了樣車。據(jù)統(tǒng)計，美國市場上售出混合動力汽車接近 7萬輛， 20xx 年美國的混合動力汽車市場規(guī)模達到 35000 輛。 （二） 國內(nèi)混合動力汽車 發(fā)展 情況 裝 訂 線 21 目前我國各大汽車集團都在進行混合動力電動汽車研發(fā)，多數(shù)以混合動力電動客車為主，這種研發(fā)方向符合我國國情，有利于我國電動汽車的研究發(fā)展。來自中興汽車的消息，中興汽車與美國在“汽車混合動力技術(shù)、轉(zhuǎn)子發(fā)動機技術(shù)及飛行汽車技術(shù)”等方面有著雄厚的技術(shù)實力的梅爾萊普頓集團簽訂了合作 意向書，正式介入“油汽混合動力技術(shù)”領(lǐng)域。其整車油耗比傳統(tǒng)汽車低 20％以上，排放限值滿足國Ⅳ標(biāo)準(zhǔn)。目前，我國電動汽車的研發(fā)水平與發(fā)達國家基本上處在同一起跑線上，在某些方面甚至超過國外。此外，東風(fēng)電動汽車公司還承擔(dān)了混合動力轎車的研究開發(fā)。主要技術(shù)參數(shù)：最高車速 160km/h；鋰離子電 池。該車長 m，寬 m，高 m， 46 座，排放指標(biāo) 低于 08 年將在歐洲開始執(zhí)行的歐Ⅴ標(biāo)準(zhǔn)，是當(dāng)前理想的城市環(huán)保型公交車和旅游 汽車。 深圳明華環(huán)保汽車有限公司開發(fā)出混合動力電動輕型客車。 混合動力汽車的 前景 混合動力汽車融合了純電動汽車和燃油汽車優(yōu)點，較好地滿足了汽車低排放、低油耗、高性價比的綜合要求，并較好地解決了汽車節(jié)能與環(huán)保問題，因而逐漸成為世界各大汽車生產(chǎn)企業(yè)開發(fā)的熱點。 在混合動力技術(shù)的發(fā)展上，表現(xiàn)出明顯的模塊化和平臺化趨勢，轎車混合動力系統(tǒng)的模塊化愈加明顯，逐步推進汽車動力的電氣化。 混合動力電動汽車比較純電動汽車和原動機具有以下優(yōu)點： (1)電池的數(shù)量減少，因此混合動力電動汽車自身質(zhì)量可減輕。所謂“低碳經(jīng)濟”是指在可持續(xù)發(fā)展理念指導(dǎo)下，通過技術(shù)創(chuàng)新、制度創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型、新能源開發(fā)等多種手段，盡可能地減少煤炭、石油等高碳能源消耗，減少溫室氣體排放，達到經(jīng)濟社會發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護雙贏的一種經(jīng)濟發(fā)展形態(tài)。 (4)借助原動機輸出的動力直接帶動車內(nèi)空調(diào)、暖風(fēng)、真空助力器、動力轉(zhuǎn)向等汽車電器附件，無需再消耗電池組內(nèi)有限的電能。盡管混合動力并不是汽車替代能源措施的最終解決方案，但在最終解決方案未定論前，它的出現(xiàn)讓人們?yōu)橹老病? 混合動力汽車面臨的問題 環(huán)境污染問題全世界都很關(guān)注，如何保持良好的生態(tài)環(huán)境，維護人類自身和子孫后代的健康，是全人類共同的責(zé)任。以普銳斯為例。故有“普銳斯 PRIUS所節(jié)省的汽油的價值遠低于普銳斯 PRIUS比同級別全汽油車高出的價值”之說。目前已經(jīng)獲得認可的石油替代能源有：電能、氫氣、醇類、天然氣、液化石油氣、生物質(zhì)能和二甲醚等，其中有些已經(jīng)獲得了一定的應(yīng)用。所面臨的關(guān)鍵性技術(shù)和需要解決的問題包括一下幾個方面。能量儲存裝置 —— 要具有較高的比功率，以滿足汽車加速和爬坡時對大功率的需要 ；同時，要有較高的比能量、較長的使用壽命和低廉的制造成本。電機必須要具有良好的可控性和容錯能力，以及具有低噪聲、高效率的特點。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)鍵難題和成本增加太多、零部件配套資源體系不成熟等。 （一） 混合動力汽車 在國外的 市場推廣政策 混合動力汽車融合了純電動汽車和燃油汽車優(yōu)點，較好地滿足了汽車低排放、低油耗、高性價比的綜合要求，并較好地解決了汽車節(jié)能與環(huán)保問題，因而逐漸成為世界各大汽車生產(chǎn)企業(yè)開發(fā)的熱點，其市場前景也越來越被看好。 隨后 本田公司推出了“ Insight”、“ CIVIC”等混合動力汽車，福特公司 也 緊隨其后，推出了“ ESCAPE”混合動力汽車，戴克、通用、雪鐵龍、日產(chǎn)等公司也紛紛加快了混合動力技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化開發(fā)。從 1997 年到 20xx 年，豐田已在全球銷售 75 萬輛普銳斯、雷克薩斯等品牌的混合動力車，占有混合動力汽車市場近 70%的份額。 （二） 混合動力汽車 在國內(nèi) 市場推廣政策 我國在“ 863”計劃重大專項中共投入 20億元的研發(fā)經(jīng)費，支持混合動力汽車關(guān)鍵技術(shù)、平臺集成技術(shù)以及整車和關(guān)鍵零部件的開發(fā)。在我國，對節(jié)能環(huán)保車輛也有一定的政策鼓勵，如 20xx年 2月 7日下發(fā)的《節(jié)能與新能源汽車示范推廣財政補助資金管理暫行辦法》，在公共服務(wù)用乘用車和輕型商用車方面，節(jié)油率在 40%以上的混合動力汽車，每輛可獲 5萬元補貼。 12月 13日，由長安汽車集團自主研發(fā)的首款量產(chǎn)混合動力轎車杰勛 HEV， 裝 訂 線 28 在長安汽車第五工廠正式下線，長安集團計劃于 20xx年生產(chǎn)該款混合動力車 3000輛， 20xx年將達 5000輛。 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。隨著人們環(huán)保意識的不斷增強，混合動力技術(shù)的不斷成熟和完善，生產(chǎn)成本的不斷降低，混合動力汽車在市場的占有量會不 斷地增加，具備較大的市場潛力