【正文】 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。 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。 （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)。 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)。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。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。目前已經(jīng)獲得認(rèn)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。以普銳斯為例。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?。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)。 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。 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。主要技術(shù)參數(shù)：最高車速 160km/h；鋰離子電 池。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。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。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。 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。根據(jù)車速和負(fù)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。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。本本田公司推 出“ Insight”、“ CIVIC”等混合動力汽車 。 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。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。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 )。具體體現(xiàn)在： （ 1） 排放性能良好。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?；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。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。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。 + + 錯誤 !未找到引用源。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。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。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。 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。 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。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。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。其中 42v 主要用于柴油混合動力系統(tǒng)。 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。 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。本田的 Accord 和 Civic 采用的是并聯(lián)式聯(lián)結(jié)方式。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。 （ 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。 混合動力汽車的燃油經(jīng)濟性能高，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。在繁華市區(qū)，可以關(guān)停內(nèi)燃機，由多次單獨驅(qū)動，實現(xiàn)“零”排放。 混合動力汽車的問世給人類生活帶來了諸多好處，不僅石油耗減少了，環(huán)境也得以改善。為此，各國政府和汽車公司紛紛開展新型高效節(jié)能汽車的研究與開發(fā)，對此設(shè)計有很多方案，例如氫能源汽車、燃料電池汽車、太陽能汽車、混合動力汽車等。采用混合動力后可以按平均需用的功率來確定內(nèi)燃機的最大功率，此時處于油耗低、污染少的最優(yōu)工況下工作。 裝 訂 線 2 一 題 混合動力汽車的定義與分類 混合動力汽車的定義 混合動力汽車（ Hybrid Electrical Vehicle，簡稱 HEV）是指同時裝備兩種動力來源—— 熱動力源（由傳統(tǒng)的汽油機或者柴油機 產(chǎn)生）與電動力源（電池與電動機）的汽車。 （ Parallel Series Hybrid Electric Vehicle， PSHEV）。但是它的缺點是能量幾經(jīng)轉(zhuǎn)換，機械效率較低。兩個系統(tǒng)既可以同時協(xié)調(diào)工作，也可以各自單獨工作驅(qū)動汽車。與并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)相比，混聯(lián)式動力系統(tǒng)可以更加靈活地根據(jù)工況來調(diào)節(jié)內(nèi)燃機的功率輸出和電機的運轉(zhuǎn)。與并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)相比，混聯(lián)式混合 動力系統(tǒng)可以更加靈活地根據(jù)工況來調(diào)節(jié)內(nèi)燃機的功率輸出和電機的運轉(zhuǎn)。該電機為發(fā)電啟動 (StopStart)一體式電動機，用來控制發(fā)動機的啟動和停止，從而取消了發(fā)動機的怠速，降低了油耗和排放。 （ 3） 中混合動力系統(tǒng) 該混合動力系統(tǒng)同樣采用了 ISG 系統(tǒng)。 （一） 串聯(lián)式混合動力 （ SHEV） 的結(jié) 構(gòu) 串聯(lián)式混合動力 （ SHEV） 的結(jié)構(gòu)如 下 圖所示。 （一） 并聯(lián)式混合動力（ PHEV）的結(jié)構(gòu) 并聯(lián)式混合動力（ PHEV）是由發(fā)動機與電動機、發(fā)動機或驅(qū)動電機兩大動力總成組成。 圖 23 混聯(lián)式簡圖 混聯(lián)式混合動力汽車 的 機構(gòu)組成： 發(fā)動機 電動機 /發(fā)動機 變速器或減速器 驅(qū)動橋 逆變器 驅(qū)動電動機 蓄電池組 PSHEV 是綜合 SHEV 和 PHEV 結(jié)構(gòu)特點組成的，由發(fā)動機、電動機或發(fā)動機和驅(qū)動電機三大動力總成組成。下面主要對并聯(lián)式和混聯(lián)式混合動力汽車典型的控制策略進行分析。對電池能量的管理采用了充電維持策略，即始終保持電池的 SOC 值位于最高效率區(qū)的上下限值之間（設(shè)定為 55% ～ 60%）。但由于主要依靠工程經(jīng)驗設(shè)置門限參數(shù)，無法保證車輛燃油經(jīng)濟性最優(yōu)，而且這些靜態(tài)參數(shù)不能適應(yīng)工況的 動態(tài)變化，因此無法使整車系統(tǒng)達到最大效率。根據(jù)對并聯(lián)混合動力汽車動力性、經(jīng)濟性和排放性能的折中，建立實時控制的目標(biāo)函數(shù)。 （三） 全局優(yōu)化控制策略 全局最優(yōu)能量管理策略是應(yīng)用最優(yōu)化方法和最優(yōu)控制理論開發(fā)出來的混合動力系統(tǒng)能量分配策略，目前主要有基于多目標(biāo)數(shù)學(xué)規(guī)劃方法的能量管理策略，基于古典變分法的能量管理策略和基于 Bellman 動態(tài)規(guī)劃理論的能量管理策略三種。只要那些從初始 SOC 節(jié)點可以到達或可以由此出發(fā)達到終點 SOC 的節(jié)點都要被考慮。在控制過程中， 微機經(jīng)中斷采樣獲取電動汽車行駛工況值，然后將其量與給定值比較得到誤差信號 E（在此取單位反饋），再取 E作為模糊控制器的一個輸入量，把 E的精確量轉(zhuǎn)化為模糊量， E 量可用相應(yīng)的模糊語言表示。 （一）電動機輔助控制策略 電動機輔助控制策略（ Electric Assisted Control Strategy）。同時，只有在極限情況下（如當(dāng)需求功率超過了蓄電池的最大功率調(diào)節(jié)能力時），才會調(diào)整發(fā)動機的工作點。當(dāng)混合動力車達到一定速度時，車輛內(nèi)的發(fā)動機、電動機同時工作，這個時候排量為 1． 5的混合動力車發(fā)揮出的動力 相當(dāng)于 2． 0排量的普通轎車，尤其是在爬坡、轉(zhuǎn)彎、加速時，更是體現(xiàn)出良好的動力性能。因此加載了混合動力系統(tǒng)的車型要比同級別車型貴 20％ 30％ (如豐田混合動力車的價格比同級別汽油車貴 4500 美元左右 )。還有，要提高汽車行駛過程中的能量再生利用效率， .就得從汽車制造階段著手 , 設(shè)計改進汽車動力系統(tǒng) , 滿足汽車再生制動回收要求，加強混合動力電動汽車的可靠性 , 解決動力電池的使用壽命和可靠性問題 , 是混合動力電動汽車推廣應(yīng)用的前提。 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。日本豐田汽車公司開發(fā)了 Prius 牌混合動力轎車，本田公司 開發(fā)了 Insight 牌混合動力轎車。到20xx 年底，豐田汽車公司生產(chǎn)的混合動力汽車在日本國內(nèi)和海外的累計銷量均突破了 10萬輛，現(xiàn)在已經(jīng)在全世界 20 多個國家上市銷售。 20xx年，豐田 ESTIMA 混合動力面包車投產(chǎn)，其混合動力系統(tǒng)采用了世界首次批量生產(chǎn)的電動 4輪驅(qū)動及 4 輪驅(qū)動力 /制動力綜合控制系統(tǒng)，它給混合動力汽車的行駛性能帶來了革命性的改進。在此基礎(chǔ)上，現(xiàn)已按期推出三款混合動力轎車 通用 Precept、福特 Prodigy、克萊斯勒 Dodge ESX3，三款車均接近或?qū)崿F(xiàn)了 3升 /百公里的目標(biāo)。 一汽研發(fā)的紅旗 HQ3于 20xx 年投產(chǎn)；東風(fēng)集團的混合動力公交車已于 20xx 年 7 月完成最終產(chǎn)品定型樣車試驗并通過驗收；長安集團具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的羚羊混合電動車已產(chǎn)出樣車，其裝備混合動力技術(shù)的長安 CV9 已經(jīng)下線；奇瑞集團成立了國家節(jié)能環(huán)保汽車工程技術(shù)研究中心，將在 20xx 年下半年重點推出第一自主品牌真正意義 上的混合動力車，代號為“ BSG”的混合動力車；吉利集團旗下的上海華普汽車已與同濟大學(xué)汽車學(xué)院簽署合作協(xié)議，預(yù)計 3年內(nèi)完成混合動力轎車商業(yè)化生產(chǎn)；深圳五洲龍汽車有限公司也表示，中國規(guī)模最大、投放車輛最多的混合動力示范運營線路即將在深圳市龍崗區(qū)開通。據(jù)長安集團有關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，長安杰勛 HEV 轎車創(chuàng)造了多項中國第一：第一款自主研發(fā)量產(chǎn)的混合動力轎車；第一個將 中度混合技術(shù)方案實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的車型；第一款在整車、動力總成和混動系統(tǒng)三個方面全新自主的一體化設(shè)計量產(chǎn)車型；國家863 計劃重大汽車專項中第一款實現(xiàn)量產(chǎn)下線的自主品牌轎車；第一款在整車和系統(tǒng)技術(shù)上擁有完整自主知識產(chǎn)權(quán)的車型，共擁有各類專利 300 余項，其中發(fā)明專利 27 項；建成了國內(nèi)自主研發(fā)的第一條用于制造混合動力的生產(chǎn)線等。 十五 目標(biāo)是攻克關(guān)鍵技術(shù)，推出 新產(chǎn)品，主要研究內(nèi)容包括：發(fā)動機、電動機、蓄電池等各種單元技術(shù)；各系統(tǒng)的電子控制技術(shù)和整車的動力系統(tǒng)優(yōu)化與控制技術(shù)，應(yīng)節(jié)省燃料 50%，排放下降 80%；制動能