【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 種過渡，不可能是一種永久的狀態(tài)。一旦充電設(shè)施網(wǎng)絡(luò)像加油站一樣便捷，又有誰會(huì)去使用插電式混合動(dòng)力汽車的燃油系統(tǒng)呢？不過這一切都得成立在純電動(dòng)車的電池性能、安全以及充電網(wǎng)絡(luò)完全普及的基礎(chǔ)之上，可以說在這期間將會(huì)有一個(gè)非常漫長的過渡期。所以總的來說插電式混合動(dòng)力汽車雖然只能是一種過渡，而不是終極的新能源汽車的目標(biāo)，但是在這一過渡期尤為重要。PHEV相關(guān)技術(shù)純電動(dòng)駕駛可最大限度地利用電網(wǎng)充入的能量，使車輛的經(jīng)濟(jì)性和排放性都達(dá)到最佳理論上來講，純電動(dòng)續(xù)駛里程（All Electric Range，AER）越長，發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行時(shí)間越短，起停次數(shù)也越少，汽車使用經(jīng)濟(jì)性愈好。但是AER 越長，附加的置買成本就越大，從而綜合經(jīng)濟(jì)性變差。因此AER 不能太長，也不能太短，必須在AER和綜合經(jīng)濟(jì)性之間找到平衡，并且在行駛距離大于AER 時(shí)，應(yīng)考慮對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的起?？刂撇呗赃M(jìn)行優(yōu)化為了充分利用從電網(wǎng)得到的低價(jià)能量，要求行車過程中盡可能減少發(fā)動(dòng)機(jī)起停次數(shù)和行車充電時(shí)間發(fā)動(dòng)機(jī)累計(jì)運(yùn)行的時(shí)間減少，燃油消耗量和因發(fā)電而損失的能量也會(huì)大幅度減少發(fā)動(dòng)機(jī)的起?？刂撇呗砸莱跏茧姵睾呻姞顟B(tài)而有所改變基本指導(dǎo)思想是：為盡可能利用外接充電電能，減少發(fā)動(dòng)機(jī)起停次數(shù)和行車充電時(shí)間，先讓電池耗盡，再在行車充電過程中確定發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉時(shí)刻發(fā)動(dòng)機(jī)的起停控制技術(shù)主要用來優(yōu)化系統(tǒng)工作模式，減少發(fā)動(dòng)機(jī)起停次數(shù)和運(yùn)行時(shí)間，使發(fā)動(dòng)機(jī)給電池充入的電能剛好在下一次外接充電前用完，這樣有利于節(jié)省燃油消耗，降低成本不同行駛工況對(duì)電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的需求功率不同，電池SOC 變化快慢就不同，AER也不一樣，導(dǎo)致行車過程中發(fā)動(dòng)機(jī)的起停次數(shù)和行車充電時(shí)間迥異因此需要結(jié)合不同行駛工況下SOC的變化量來分析確定發(fā)動(dòng)機(jī)的起停時(shí)刻在原有控制策略的基礎(chǔ)上，可以根據(jù)行駛里程的長短來優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)起停時(shí)的SOC值。目前研究較多的電動(dòng)汽車用動(dòng)力電池有以下幾類： 鉛酸電池、鋰離子電池、鎳氫電池等。鉛酸電池因其比能量低，質(zhì)量和體積太大，一次充電行駛里程較短，而且其充電速度慢，使用壽命短，使用成本過高。鉛酸電池主要由鉛硫酸以及部分其他金屬及塑料組成，廢電池酸液中含有大量的鉛，隨意排放會(huì)造成嚴(yán)重污染，因此PHEV不適宜采用。鎳氫電池雖然具有許多優(yōu)點(diǎn)，如：循環(huán)使用壽命在實(shí)際電動(dòng)汽車用電池中最高；其快速充電和深度放電性能好，充電效率高；無重金屬污染，全密封，免維護(hù)但其成本高，有記憶效應(yīng)，自放電損耗大； 對(duì)環(huán)境溫度敏感，電池組熱管理要求高；能量密度功率密度雖高于鉛酸電池，但相對(duì)于鋰離子電池仍較低，導(dǎo)致體積大質(zhì)量重，在PHEV上安裝困難所以現(xiàn)有PHEV車上暫不采用鎳氫電池。鋰離子電池是所有可充電電池中綜合性能最優(yōu)的一種電池與其他電池相比，鋰離子電池應(yīng)用于電動(dòng)汽車和PHEV，在容量功率方面均具有較大的優(yōu)勢(shì)。綜上所述，PHEV要求電池既具有純電動(dòng)模式的高能量密度，又具有混合動(dòng)力模式的高功率密度，同時(shí)壽命還需滿足汽車要求，要求安全性好成本低鉛酸電池由于重量重，能量密度低而無法滿足要求；鎳氫電池如果能降低重量減少體積，能夠滿足混和動(dòng)力電動(dòng)汽車對(duì)電池的需求，但是依然無法滿足PHEV的要求；鋰離子電池，特別是磷酸鐵鋰電池的出現(xiàn)，在降低價(jià)格的同時(shí)大大提高了電池的安全性，可以說鋰離子電池是將PHEV 用電池的主要發(fā)展方向當(dāng)前，鋰離子電池存在的主要問題是：快充放電性能差，價(jià)格高和過充放電保護(hù)等。在過充或過放的狀態(tài)下，鋰電池可能會(huì)發(fā)生火災(zāi)或爆炸，在安全方面存在一定隱患，必須匹配完善的電池管理系統(tǒng)，從而增大了電池的成本和體積。對(duì)PHEV 動(dòng)力系統(tǒng)的研究必須借助仿真手段對(duì)其進(jìn)行初步的仿真和計(jì)算以達(dá)到基本的標(biāo)準(zhǔn)，這為后期的實(shí)車試驗(yàn)提供可靠的數(shù)據(jù)，并在一定程度上縮短了整車研發(fā)的時(shí)間，節(jié)省了人力和物力，ADVISOR 軟件被廣泛的用于混合動(dòng)力系統(tǒng)的仿真和分析中，實(shí)現(xiàn)混合動(dòng)力汽車整車動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性的快速分析，對(duì)零部件參數(shù)進(jìn)行初步優(yōu)化，同時(shí)對(duì)控制策略的開發(fā)也能起到很好的指導(dǎo)作用但是由于ADVISOR 軟件中混合動(dòng)力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)型式是固定有限的，不能很好地對(duì)PHEV進(jìn)行仿真分析，故需利用MATLAB SIMULINK 工具對(duì)其進(jìn)行二次開發(fā)，建立初期的仿真模塊，然后嵌入到ADVISOR 中進(jìn)行仿真分析。在現(xiàn)階段，利用電網(wǎng)充電的插電式混合動(dòng)力汽車（PHEV）技術(shù)可能成為一種成本低、容易實(shí)現(xiàn)，可以長期使用的過渡性電動(dòng)汽車的解決方案。PHEV的發(fā)展既可能改變世界新能源汽車的發(fā)展步驟，也可能推動(dòng)電動(dòng)汽車動(dòng)力電池智能電網(wǎng)仿真開發(fā)等技術(shù)新一輪的高速發(fā)展。個(gè)人對(duì)于新能源汽車的認(rèn)識(shí) 其實(shí)在最開始了解到新能源汽車，特別是HEV和PHEV時(shí)，一直有個(gè)疑惑，在HEV，PHEV（PHEV的混合工作態(tài)）中，電池的能量是由內(nèi)燃機(jī)的燃燒汽油或者柴油轉(zhuǎn)化而來（所有的能量都來自于燃料），然后這部分能量再輸出驅(qū)動(dòng)汽車，經(jīng)歷了內(nèi)燃機(jī)－發(fā)電機(jī)－電池－電動(dòng)機(jī)－驅(qū)動(dòng)汽車這樣一個(gè)過程后，中間每一步都有損耗，那豈不是比直接內(nèi)燃機(jī)－驅(qū)動(dòng)汽車這樣的普通汽車更加費(fèi)油？豈不是說HEV，PHEV根本不省油？ 不過通過對(duì)其的多方面了解，發(fā)現(xiàn)了混動(dòng)汽車的省油原理。目前所用的所有內(nèi)燃機(jī)，燃效都難以超過40％，也就是說：至少有百分之60％的能量是在汽車行駛過程中被浪費(fèi)了的。并且，內(nèi)燃機(jī)的燃效在汽車行駛過程中并不是一成不變的，而是隨著汽缸內(nèi)的溫度，壓力等參數(shù)變化而變化的，一般而言，內(nèi)燃機(jī)在低速運(yùn)轉(zhuǎn)（低溫，低壓）的時(shí)候燃效會(huì)比較低，而當(dāng)汽車高速行駛時(shí)，燃效高。在HEV中內(nèi)燃機(jī)對(duì)于電池充電的過程發(fā)生在內(nèi)燃機(jī)以較高燃效運(yùn)行的時(shí)段，這部分能量經(jīng)過內(nèi)燃機(jī)－發(fā)電機(jī)－電池儲(chǔ)存在電池中，在內(nèi)燃機(jī)燃效較低的時(shí)候（比如城市中的時(shí)開時(shí)停階段，汽車的加速階段），從電池中將這部分能量取出。在燃料燃效高的時(shí)候?qū)⑵洳糠帜芰績(jī)?chǔ)存至電池內(nèi)并在燃料燃效極低的情況下將這部分能量高效輸出從而節(jié)省燃料，節(jié)省下來的燃料所能產(chǎn)生的自由能多于能量由內(nèi)燃機(jī)傳送至電池的過程中所發(fā)生的損耗，這就是HEV省油的原理。再看PHEV，其電池包儲(chǔ)能大于HEV，一般在10kWh以上，電池可以單獨(dú)驅(qū)動(dòng)汽車，電池單獨(dú)驅(qū)動(dòng)汽車的所需的能量不能完全來自于內(nèi)燃機(jī)，而是來源于外界電網(wǎng)，得到外界電網(wǎng)里的電能的效率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于內(nèi)燃機(jī)的能量轉(zhuǎn)換效率。比如：為了得到10kWh的能量，內(nèi)燃機(jī)可能要燒掉1升的汽油，而如果從火力發(fā)電廠得到10kWh的能量，可能只需要花費(fèi)燃燒熱量低于一升汽油的煤或其他燃料，更不用說如果是用水力發(fā)電或者風(fēng)力發(fā)電或者核能發(fā)電了。綜上，新能源車相比內(nèi)燃機(jī)車來說還是非常節(jié)能的。其中PHEV又能完美實(shí)現(xiàn)內(nèi)燃機(jī)車到純電動(dòng)車的過渡，雖然只能是一種過渡，而不是終極的新能源汽車的目標(biāo)，但是在這一過渡期尤為重要，可以說在未來幾十年里，插電式混合動(dòng)力將是新能源汽車的主力軍。參考文獻(xiàn)：[1]機(jī)電工程技術(shù)2011年第40卷第12期[2].[3]2015年新能源車產(chǎn)銷報(bào)告 [4][5]第三篇：新能源材料論文新能源材料氫能與質(zhì)子交換膜燃料電池0908010127陳振南前言石油是不可再生的能源，其儲(chǔ)藏量和可開采量資源正面臨枯竭。如今人類社會(huì)高度依賴于石油工業(yè)，包括汽車在內(nèi)的各個(gè)行業(yè)的發(fā)展都離不開石油工業(yè)。地球上的石油到底還能供人類用多久？據(jù)美國石油業(yè)協(xié)會(huì)估計(jì)，地球上尚未開采的原油儲(chǔ)藏量已不足兩萬億桶，可供人類開采不超過95年的時(shí)間。在2050年到來之前，世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展將越來越多地依賴煤炭。其后在2250到2500年之間，煤炭也將消耗殆盡，礦物燃料供應(yīng)枯竭。中國石油資源不及世界人均水平的1/6，從1993年開始，中國成為石油凈進(jìn)口國，供需矛盾日益突出。其中，車用燃油消耗已經(jīng)達(dá)到了中國石油消費(fèi)量的1/3左右。此后石油進(jìn)口仍呈上升趨勢(shì)，進(jìn)口量約占使用量的20%左右，預(yù)計(jì)到2010年前后將達(dá)到40%，車用汽油年消耗量為6400萬噸。面對(duì)人類即將消耗完需幾百萬年才形成的石油資源所引發(fā)的即將到來的能源危機(jī)，中國及全世界必須認(rèn)識(shí)到要采取開源節(jié)流的戰(zhàn)略，即一方面節(jié)約能源，另一方面開發(fā)新能源。為解決能源短缺、環(huán)境污染等問題，開發(fā)清潔、高效的新能源和可再生能源已十分緊迫。氫能因燃燒熱值高、污染小、資源豐富成為新能源的對(duì)象，氫燃料電池作為氫能利用的有效手段。PEMFC 發(fā)電機(jī)由本體及其附屬系統(tǒng)構(gòu)成。本體結(jié)構(gòu)除上述核心單元外，還包括單體電池層疊時(shí)為防止汽、水泄漏而設(shè)置的密封件，以及壓緊各單體電池所需的緊固件等。附屬系統(tǒng)包括：燃料及氧化劑貯存及其循環(huán)單元，電池濕度、溫度調(diào)節(jié)單元，功率變換單元及系統(tǒng)控制單元。PEMFC 發(fā)電機(jī)的諸多優(yōu)越性能，使其在航空航天及超級(jí)移動(dòng)設(shè)備、水下潛艇、軍事工程、通訊工程、車輛動(dòng)力電源。原理為解決能源短缺、環(huán)境污染等問題，開發(fā)清潔、高效的新能源和可再生能源已十分緊迫。氫能因燃燒熱值高、污染小、資源豐富成為新能源的對(duì)象，氫燃料電池作為氫能利用的有效手段，已被美國《時(shí)代》周刊評(píng)為 21 世紀(jì)有重要影響的十大技術(shù)之一燃料電池本質(zhì)是水電解的“逆”裝置，主要由3 部分組成，即陽極、陰極、電解質(zhì)，如圖 1。其陽極為氫電極，陰極為氧電極。通常，陽極和陰極上都含有一定量的催化劑，用來加速電極上發(fā)生的電化學(xué)反應(yīng)。兩極之間是電解質(zhì)。以質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）為例，其工作原理如下：(1)氫氣通過管道或?qū)獍宓竭_(dá)陽極；(2)在陽極催化劑的作用下，1 個(gè)氫分子解離為 2 個(gè)氫質(zhì)子，并釋放出 2 個(gè)電子，陽極反應(yīng)為：H2→2H++2e。(3)在電池的另一