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