【正文】 并聯(lián)式混合動力汽車的發(fā)動機的運行工況要受汽車行駛工況的影響，因此，在汽車行駛工況變化較多，較復雜時，發(fā)動機就會較多的在不良工況下運行，因此排放污染較嚴重； (2) 發(fā)動機和驅(qū)動系統(tǒng)的機械連接使得機械裝置較為復雜，增加了整車布置的難度。通常 “ 動力組合器 ”就是一個行星齒輪機構，這種裝置可以使發(fā)動機或電動機之間的轉(zhuǎn)速可以靈活的分配，但它們組合在特定的 “ 動力組合器 ” 中，因為 “ 動力組合器 ” 使它們的轉(zhuǎn)矩固定在電動汽車行駛時的轉(zhuǎn)矩上，要用調(diào)節(jié)發(fā)動機節(jié)氣門的開度 來與電動機的轉(zhuǎn)速相互配合，才能獲得最佳傳動效果，從而使得控制裝備變得十分復雜。 (c) 轉(zhuǎn)速結(jié)合式 轉(zhuǎn)速結(jié)合式并聯(lián)式混合動力電動汽車（見圖 ， D）的發(fā)動機通過離合器和一個 “動力組合器 ”來驅(qū)動汽車，電動機也是通過 “動力組合器 ”來驅(qū)動汽車。 (b) 轉(zhuǎn)矩結(jié)合式 (雙軸式和單軸式 ) 轉(zhuǎn)矩結(jié)合式并聯(lián)式混合動力電動汽車（見圖 ， B、 C）的發(fā)動機通過傳動系統(tǒng)直接驅(qū)動混合動力電動汽車，并直接（單軸式）或間接（雙軸式）帶動電動 /發(fā)電機轉(zhuǎn)動向蓄電池充電。兩套驅(qū)動系統(tǒng)可以獨立地驅(qū)動汽車，也可以聯(lián)合驅(qū)動汽車，使電動汽車變成四輪驅(qū)動的電動汽車。 并聯(lián)式混合動力汽車通常有以下四種組合驅(qū)動方式： (a) 驅(qū)動力結(jié)合式 驅(qū)動力結(jié)合式（見圖 ）電動汽車采用一個小功率的發(fā)動機，單獨地驅(qū)動汽車的前輪。 并聯(lián)式驅(qū)動系統(tǒng)有兩條能量傳輸路線，可以同時使用電動機和發(fā)動機作為動力源來驅(qū)動汽車，如果其中的一條驅(qū)動線路出了問題，另一個仍然可以驅(qū)動汽車。當車輛在較小的路面載荷下工作時，傳統(tǒng)車輛的發(fā)動機的燃油經(jīng)濟性比較差，而并聯(lián)式混合動力汽車的發(fā)動機此時可以被關閉掉而只用電動機來驅(qū)動汽車，或者增加發(fā)動機的負荷使電動機作為發(fā)電機，給蓄電池充電以備后用（即一邊驅(qū)動汽車，一邊充電）。 并聯(lián)混合動力系統(tǒng) 并聯(lián)式混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的發(fā)動機和電動機通過某種變速裝置同時與驅(qū)動橋直接相連接。 所以，串聯(lián)式混合動力驅(qū)動系統(tǒng)較適合在大型客車上使用，該布置形式更適合于道路復雜的城市工況和山區(qū)公路運行。 串聯(lián)式混合動力電動汽車的缺點： (1) 各部件總成各自的功率較大，外形較大，質(zhì)量也較大，在中小型電動汽 哈爾濱工業(yè)大學 畢業(yè)設計（論文） 9 車上布置有一定的困難； (2) 在發(fā)動機－發(fā)電機－電動機驅(qū)動系統(tǒng)中的熱能－電能－機械能的能量轉(zhuǎn)換過程中，能量損失較大。 串聯(lián)式混合動力電動汽車的優(yōu)點： (1) 發(fā)動機能夠經(jīng)常保持在穩(wěn)定、高效、低污染的運轉(zhuǎn)狀態(tài)，使有害排放氣體控制在最低范圍內(nèi)，并可采用燃氣輪機、轉(zhuǎn)子發(fā)動機等其他形式的發(fā)動機； (2) 串聯(lián)式混合動力電動汽車從整體結(jié)構上看，只有發(fā)電機－ 電動機的電力系統(tǒng)，其特點更加趨近于電動汽車。發(fā)動機和發(fā)電機集成組成一個系統(tǒng)，即輔助動力單元，當發(fā)動機發(fā)出的功率超過汽車行駛所需要的功率時，發(fā)電機發(fā)出的部分電能向電池充電，來延長混合動力電動汽車的行駛里程。其結(jié)構特點是 圖 串聯(lián)式 HEV驅(qū)動系統(tǒng)結(jié)構圖 串聯(lián)式混合動力電動汽車由發(fā)動機、發(fā)電機、電池組、驅(qū)動電機和控制器主要部件組成。下面著重介紹這三種形式的混合動力系統(tǒng)。 (4) 可外接電源充電混合動力系統(tǒng) 該系統(tǒng)電機功率比例與純電動情況相同，但內(nèi)燃機的功率比例與全混合系統(tǒng)的基本相同。 (3) 全混合系統(tǒng) 與輕混合系統(tǒng)相比，驅(qū)動車輛的 兩種動力源中依靠電池 電機功率的比例更大，內(nèi)燃機功率的比例更小，電機和內(nèi)燃機都可以單獨驅(qū)動車輛，因此在低速、緩加速行駛、車輛起步行駛和倒車等情況下，車輛可以純電動行駛；急加速時電機和內(nèi)燃機一起驅(qū)動車輛，并有制動能量回收的能力。在車輛加速、爬坡等工況下，電機可向內(nèi)燃機提供輔助的啟動力矩，但不能單獨驅(qū)動車輛行駛。電機僅作為內(nèi)燃機的啟動機 /發(fā)電機使用，微混合可實現(xiàn)5%~10%的皆有效果。 混合電動車的分類 混合動力系統(tǒng)可以按以下幾個方面分類： 從使用電池 電機與內(nèi)燃機的搭配比例來看，混合動力車輛有微混合、輕混合、全混合、可外接電源充電混合動力四 種類型。 (2) 降低發(fā)發(fā)動機排放 混合動力車可采用電動起步，當車速達到預定值或車輛 負荷 達到預定水平時才啟動發(fā)動機，盡量使發(fā)動機工作在遠離排放差的區(qū)域；采用功率小的發(fā)動機 意味著混合動力車輛比起傳統(tǒng)車輛來，在常見負荷下，可在較高的額定功率下工作，效率更高、污染最小；動力電池的功率緩沖能力可使發(fā)動機縮短冷啟動時間，從而減少整車冷啟動是的排放。這種混合電動車在進入車輛和人口密集的城市中心時，可以關閉其發(fā)動機以純電動方式工作，達到零排放，到了郊區(qū)時可重新啟動發(fā)動機。 哈爾濱工業(yè)大學 畢業(yè)設計（論文） 7 混合動力汽 車的排放問題 在控制排放方面，混合動力車有若干優(yōu)點，降低排排放的主要途徑如下。 (3) 在汽車制動時，控制電機以發(fā)電機模式工作進行回饋制動，將汽車的動能或勢能部分回收。 混合動力 汽車相比傳統(tǒng) ICE 汽車之所以節(jié)油，主要結(jié)合上述在以下方面有所改進： (1) 作為動力裝置的發(fā)動機尺寸有所減小。簡而言之，混合動力汽車就是將傳統(tǒng)的內(nèi)燃機、電力驅(qū)動裝置和儲能裝置結(jié)合在一起，它們之間的良好匹配和優(yōu)化控制，可充分發(fā)揮內(nèi)燃機汽車和電動汽車的優(yōu)點，避免各自的不足，是當今最具實際開發(fā)意義的低排放和低油耗汽車。 所謂混合電動汽車，是在一輛汽車上同時配備電力驅(qū)動系統(tǒng)和輔助動力單元 (APU),其中 APU是燃燒某種燃料的原動機或由原動機驅(qū)動的發(fā)電機組，目前所采用的原動機一般為柴油機、汽油機或燃氣輪機。然而，眾多的燃油汽車排放所造成空氣質(zhì)量的日益惡化和石油資源的漸趨匱乏，使開發(fā)低排放，低油耗的新型汽車成為當今汽車工業(yè)界的緊迫任務。歸納起來，主要有以下幾方面內(nèi)容： （ 1）詳細地論述了混合動力系統(tǒng)的基本 結(jié)構和工作原理，并分析了各自的優(yōu)缺點；對混合動力電動汽車的動力系統(tǒng)的設計進行了詳細的研究和分析，最終確定混合動力電動汽車模型以及工作模式； （ 2）確定出混聯(lián)式混合動力汽車動力系統(tǒng)的布置方案，并對該動力系統(tǒng)的特點及功能進行分析； （ 3）設計混聯(lián)混合動力系統(tǒng)參數(shù)，合理選擇發(fā)動機和電機的功率、最高轉(zhuǎn)速、電池的功率及需要的儲存能量、傳動系統(tǒng)的傳動方式和傳動比； （ 4）制定混合動力系統(tǒng)能量分配的控制策略，使發(fā)動機工作在經(jīng)濟區(qū)域，同時保證電池在一個完整的汽車行使循環(huán)工況內(nèi)保持能量平衡，實現(xiàn)節(jié)能的效果。一旦汽車尾氣排放的研究取得突破，必將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟和環(huán)保效益。 綜上所 述，從國內(nèi)外的研究情況可以看出新型汽車尾氣排放標準的推出，可以推動汽車產(chǎn)業(yè)的再次升級。例如，目前風靡歐洲的 SUV幾乎 100％使用柴油燃料，為加強環(huán)保，歐盟特地限定這一車型將于 2021年提前兩年實行歐洲 6號排放標準。歐洲 6號標準則更進一步，規(guī)定柴油小客車氮氧化物的排放量每公里不得超過 80毫克，載重卡車不超過 125毫克。但是，歐洲 5號排放標準對汽車尾氣排放的限制更加嚴格表現(xiàn)在多方面。德國汽車工業(yè)也已實施新的排放標準和節(jié)能要求，將不允許百公里的油耗超過 5升的轎車上路，這也將促使人們更多地把希望寄托在混合動力電動汽車上。另外，瑞典沃爾沃公司也開發(fā)出了混合動力電動 汽車，時速可達 90km。第二名是豐田公司的 Prius混合動力汽車。福特公司開發(fā)的 “ 優(yōu)異 2021” 概念車試驗平臺的性能已達到 PNCV計劃的部分目標：每加侖汽油行駛 80英里。 國外混合動力電動汽車研究概況 上世紀九十年代以來，日本、美國、歐洲各大汽車公司紛紛開始研制混合 動力電動汽車。綜上，生產(chǎn)廠商對發(fā)動機進行改進勢必要增加生產(chǎn)的成本，而廠家會把這些成本加到車價上去，車價的提升必定會帶來價格的提 升，所以對發(fā)動機的升級不是滿足國 III標準的最終出路。加上國 III標準的 出臺，目前可以知道的是 10萬元以內(nèi)的車型里有 11個車型未達到國 III標準，并且退市車型以 6萬元以下的車型為主； 10萬元以上車型里共有 5個車型未達到國 III標準； MPV 哈爾濱工業(yè)大學 畢業(yè)設計（論文） 4 多功能旅行車、 SUV車型里共有 48個車型未達到國 III標準，并且退市車型以 10萬元以下的經(jīng)濟型 SUV為主。 但是由于我國混合動力汽車的研究工作起步比較晚，所以和國外的先進技術水平相比還有很大差距。長安汽車 (集團 )有限責任公司在科技部、重慶市科委、中國兵器裝備集團公司的大力支持下，聯(lián)合重慶大學承擔了 ISG(Integrated Starter／ Generator)型混合動力長安轎車整車匹配項目，并己通過國家級 驗收 。我國在 “ 八五 ”和 “ 九五 ” 期間都有計劃地開展了電動汽車的關鍵技術攻關和整車研制。 我 國 混合動 力電動汽車研究概況 我國是石油資源十分緊缺的國家，我國的石油僅占世界石油資源的 2％，從1993年開始就己成為石油進口國。 我國也在近期出臺國 III標準，未達到國 III標準的新車均不能在市場上銷售，也就是說有部分車型 正 面臨著退出汽車市場。此前出廠的載重、工程和農(nóng)用柴油車，如在歐盟成員國境內(nèi)使用，也需加裝特殊的尾氣過濾裝置，以符合歐洲 5號排放標準，不過實施日期可延緩 一年。發(fā)達國家混合動力汽車技術比較成熟，同時它們還是加快尾氣排放標準的制定與頒布。而混合動力汽車既可以發(fā)揮內(nèi)燃機持續(xù)工作時間長，動力性能好的優(yōu)點，又可以發(fā)揮電動機無污染、低噪聲、能夠回收動力的優(yōu)點，取長補短，使汽車的熱效率可提高 40％以上，尾氣排放可減少 30％以上 ?；旌蟿恿ζ嚥捎昧税l(fā)動機驅(qū)動系統(tǒng)和電機系統(tǒng)通過機械傳動裝置耦合在一起來驅(qū)動車輛 行駛，使得車輛降低燃料消耗量，同時通過整車控制策略控制發(fā)動機、電池和電機在不同工況條件下，處于不同的工作模式，從而盡可能多的工作在各自的高效率區(qū)域，甚至還可以控制發(fā)動機的起停來取消發(fā)動機怠速運轉(zhuǎn)，達到明顯節(jié)能的目的。 自從 1973年爆發(fā)了全球性石油危機之后，各國都開始重視節(jié)約能源的重要意義，制定汽車燃油經(jīng)濟性法規(guī)和加強替代燃料發(fā)動機的研究。其中，較早地提出采用大速比變化范圍的 混合動力汽車 傳動系統(tǒng)設計的研究論文始見于 1994年在英國召開的International Gearing Conference。 但是，世界 范圍內(nèi)更加嚴格的尾氣排放標準的出臺使得現(xiàn)有的混合動力電動汽車不能適應新形勢的需要，其中大部分都存在著退市的危險，目前我國大部分汽車廠商對這種情況的處理方法基本上都停留在改進現(xiàn)有發(fā)動機的基礎上，很少把發(fā)動機、排氣系統(tǒng)和控制策略等因素進行綜合考慮，已達到符合國III標準的目的，所以系統(tǒng)的研究新型混合動力電動汽車就顯得尤為重要?；旌蟿恿ζ噷煞N或更多能量轉(zhuǎn)換技術和一種或更多的能量存儲技術集合為一體，使得混合動力汽車能夠明顯減少汽車排放和降低油耗，難能可貴的是可以達到與傳統(tǒng)汽車同樣的行駛里程，另外混合動力汽車燃料補充便利，節(jié)能、環(huán)保也是混合動力汽車的主要特點，表 1． 1是四種車型的比較。但是其缺點主要是成本高昂，可靠性和運行壽命較低，以及氫燃料基礎設施缺乏等 因素，所以無法在短期內(nèi)取代傳統(tǒng)動力汽車。氫燃料電池動力系統(tǒng)不僅高效、低噪音，而且無污染、無二氧化碳排放，是一種新型的環(huán)保動力源，另外，由于氫在地球中的蘊藏十分豐富，氫氣來源 極 其廣泛，可以說是取之不盡，用之不竭的能源。純電動汽車從上世紀 70年代開始發(fā)展，是發(fā)展時間最長的汽車；但是其缺點也非常明顯，由于一次充電后的行駛里程較短，而且充電時間長，能源補充不方便，另外在技術上很難解決廢舊電池的二次污染以及回收的問題和純電動汽車的蓄電池技術還未能獲得關鍵性突破，因此，其商業(yè)化進展和市場推廣緩慢。 目前，世界各國都在開發(fā)新型節(jié)能無污染汽車，包括純電動汽車 EV(electric vehicle)、混合動力電動汽車 HEV(hybrid electric vehicle)和燃料電池汽車 FCV(fuel cell vehicle)。但是，盡管目前內(nèi)燃機電控技術和三元催化等排氣凈化技術廣泛應用，能夠大幅度的降低汽車的排放以及耗油量，可是能源緊張和排放帶來的環(huán)境污染問題還是沒有從根本上得到解決。PSHEV。 refer to the parallel hybrid electric vehicle: a typical example of Toyota pruis drive system, carried out for elantra hybrid electric system design。 determining the need to determine on the basis of a mixture containing electric vehicle powertrain of match, at the same time meet the emission standards for determining glutamateis power performance and fuel economy, and preliminary validation of parameters match parameters reasonability。 在完成混合動力系統(tǒng)的基礎上，通過對行車工作模式的分析和參考串聯(lián)混合動力系統(tǒng)與并聯(lián)混合動力系統(tǒng)的控制策略，設計其控制系統(tǒng)； 關鍵詞： 混合動力；汽車；混聯(lián)；參數(shù)匹配