混合动力汽车的发展现状及其关键技术分析.doc

混合动力汽车的发展现状及其关键技术分析摘要：混合动力汽车作为过渡期的重要产品有助于将内燃机汽车转变为纯电动汽车具有环保、节油的特点。该文主要阐述了混合动力汽车的发展现状结合混合动力汽车应用特点分析了影响混合动力汽车性能的关键性技术。关键词：混合动力汽车基本型式发展状况关键技术中图分类号：U469文献标识码：A文章编号：1672-3791（2015）04（c）-0099-011混合动力汽车的结构特点混合动力电动汽车（HEV）主要是通过结合传统内燃机驱动和纯电动驱动的优点采用电池系统与电机系统相互配合的形式在确保结构符合汽车动力性能要求的基础上实现对内燃机效率的优化能有效提升汽车的整体排放性能与经济适用性。其中以混合动力系统双动力源的不同配置与组合模式可将其划分为动力传动的三种方式即：串联式、并联式、混联式。以混合度由高至低可将其划分为：重度混合型、中度混合型、轻度混合型、微混合型等四类。2混合动力汽车的发展现状在当今全球性环境污染问题突出、石油资源紧缺的情况下节能环保型混合动力汽车的研发顺应时代需求受到各国的一致认可与高度支持。一些科技较为发达的国家已成功研制出性能较好的混合动力汽车。如丰田所推出的Prius为混联式混合动力车型的典型代表在2010年销售量高达200多万。而美国的通用、福特、克莱斯勒等则分别推出的Precept、Prodigy、DodgeESX2皆为混合动力汽车。紧随其后本田再度研发出新的混合动力技术主要代表为第二代CivicHybrid其采用了15kW的永磁电动机驱动与67kW发动机将动力成功混合为80kW输出转矩为166N?m其经济环保性能再次得到提升。而有法兰克福所推出的奥迪Q7混合动力汽车通过将200N?m扭矩电动机与4.2LFSI八缸发动机的有效结合极大提升了混合动力汽车的动力性能其油耗不仅低于标准的13%从静止加速到100km/h所需时间仅为6.8s。在国内由奇瑞所推出的奇瑞A5BSG采用双轴并联式混合动力系统为起动、发电一体式BSG发电机能有效减少发动机怠速时产生的大量尾气与燃油消耗。有长安推出的长安杰勋为并联式中度混合动力汽车其动力系统采用起动、发动一体化技术整体结构较为紧凑动力性能较好。在2010年有奔驰推出的奔驰S400为串联式轻度混合动力汽车从静止加速到100km/h所需时间仅为7.2s并能轻松达到限速250km/h。而国内其他大型汽车制造商也相应推出了相关的混合动力汽车混合动力汽车技术得到了进一步的发展相信在不久的将来将会有更多环保节能且性能极佳的混合动力产品问世。3混合动力汽车的关键技术分析（1）电池及电池管理系统。与普通的电动汽车相比混合动力汽车在电池使用方面存在较大差异其电池放电速率与效率较高为确保汽车在加速与爬坡时能有效提供较大峰值功率对电池的能量密度与功率密度有着非常高的要求。电池的充放电次数、工作温度等都不同程度地影响着电池的使用寿命与性能状态。对电池的过度充放电会严重影响电池的性能甚至可能损坏电池缩短电池的使用寿命。因此必须对电池的工作过程与所处环境、状态进行监控而电池管理系统而主要用于对电池工作环境与过程的监测通过其对电池状态的预测提示能有效延长电池的使用寿命确保电池能效得到充分利用。（2）电机及电机控制系统。电机为混合动力汽车中的一项驱动单元以性能高、质量轻、效率高、成本低为选用原则。并且在电机峰值功率上须具备起动发动、电驱动、整车加速、制动回收等各方面能力。现阶段混合动力汽车主要使用永磁无刷同步、直流永磁、开关磁阻以及交流异步等四种类型的电机。由电机工作原理与选用原则可知对电机的研发主要集中在质量的改进、性能的提升以及体积的缩小上。ISG结构的提出是对现有发动机动力系统的有效改进能以较低成本实现对汽车节油减排性能的改造。其中在车辆进行制动减速或下坡行驶时应确保电机处于发电机工作状态让机械能转化为电能存储于电池内。因此为了满足汽车形式的动力性能需求电机控制系统需确保对电机工作模式的有效控制。（3）驱动系统控制。汽车在行驶时动力系统会进行工作模式的相互切换形成许多对单个动力源而言的非连续瞬态过程为协调控制这一过程中两个动力源的动力输出需解决以下问题。第一确保发动机能在较短时间内平稳起动。第二能有效控制驱动前的转速与离合器结合过程。第三能协调控制动机与电机转矩因状态切换而形成的发动机需求转矩变化。第四确保在汽车总需求转矩造成较大波动时能有效协调控制电机与发动机的转矩。在进行驱动系统控制策略分析时需结合汽车相关的行驶状况、发动机与电机工作性能、电池SOC等方面数据实现对驱动系统的有效控制包括对起步、模式切换、换挡等动态过程的控制。目前国内外对混合动力系