油電混合動(dòng)力汽車及其關(guān)鍵技術(shù)探討

肖京養(yǎng)

（廣東技術(shù)師范學(xué)院 天河學(xué)院，廣東 廣州 510540）

前言

汽車作為人們出行十分重要的交通工具，為人們提供了極大地方便。但隨著汽車行業(yè)的不斷發(fā)展，隨之而來的各種環(huán)境問題和能源問題也引起了人們的重視。而油電混合動(dòng)力汽車的出現(xiàn)，不僅有效的解決了環(huán)境和能源問題，同時(shí)比電動(dòng)汽車行駛的時(shí)間更長(zhǎng)，成為當(dāng)下十分熱門的研究話題。因此，對(duì)于油電混合動(dòng)力汽車不斷地進(jìn)行實(shí)踐分析，對(duì)于推動(dòng)汽車行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，具有十分重要的意義。

1 油電混合動(dòng)力汽車的特點(diǎn)

油電混合動(dòng)力汽車是基于傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車與電動(dòng)汽車兩者之間的產(chǎn)物，因此既具有傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車連續(xù)行駛時(shí)間長(zhǎng)的特點(diǎn)，又具有電動(dòng)汽車能量消耗低的特點(diǎn)。雖然油電混合動(dòng)力汽車目前的發(fā)展還具有一定的局限性，但隨著科技的不斷進(jìn)步，相信汽車行業(yè)將會(huì)帶給人們更大的方便。

1.1 連續(xù)行駛時(shí)間長(zhǎng)

與電動(dòng)汽車相比，油電混合動(dòng)力汽車具有連續(xù)行駛時(shí)間長(zhǎng)的特點(diǎn)。電動(dòng)汽車不僅價(jià)格較高，而且行駛的時(shí)間較短，使得其發(fā)展受到嚴(yán)重的制約。而油電混合動(dòng)力汽車的出現(xiàn)，很好的解決了這一弊端，具有連續(xù)行駛時(shí)間長(zhǎng)的特點(diǎn)[1]。

油電混合動(dòng)力汽車的行駛能力與動(dòng)力性比電動(dòng)汽車更好，對(duì)于人們的出行就更加方便。人們的出行不再需要考慮電量的需求，充電的次數(shù)也較少，從而有效的節(jié)省人們的出行時(shí)間，給人們帶來方便的同時(shí)，還能夠有效的延長(zhǎng)電池使用的壽命，減少電池的更換。

1.2 能量消耗低

與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車相比，油電混合動(dòng)力汽車又具有能量消耗低的特點(diǎn)。傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車對(duì)于能源的消耗較大，而且對(duì)環(huán)境的污染十分嚴(yán)重，還需進(jìn)一步的發(fā)展。而油電混合動(dòng)力汽車能夠充分發(fā)揮其自身的優(yōu)勢(shì)，使得發(fā)動(dòng)機(jī)的油耗和排放大大降低，既保護(hù)了環(huán)境，又降低的能源消耗。

油電混合動(dòng)力汽車的能量消耗低，不僅有效的保護(hù)環(huán)境，減少對(duì)環(huán)境的污染，同時(shí)還能夠?yàn)槿藗児?jié)省更多的成本支出，使人們的資金得到有效的保障。另外。這種新型汽車能夠充分利用傳統(tǒng)汽車的生產(chǎn)技術(shù)，制造商只需要添加工裝設(shè)備，從而也能有效的提高制造商的經(jīng)濟(jì)效益。

2 油電混合動(dòng)力汽車的結(jié)構(gòu)形式

油電混合動(dòng)力汽車以其自身明顯的優(yōu)勢(shì)，受到世界各國(guó)的開發(fā)研究，并且研發(fā)的結(jié)構(gòu)形式也存在不同。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)以及傳動(dòng)系統(tǒng)的連接形式的不同，一般可以分為串聯(lián)式、并聯(lián)式以及混聯(lián)式三種油電混合動(dòng)力汽車。

2.1 串聯(lián)式油電混合動(dòng)力汽車

串聯(lián)式油電混合動(dòng)力汽車相對(duì)來說較為簡(jiǎn)單，其系統(tǒng)一般會(huì)應(yīng)用于城市公交車等大型客車。串聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)中，電能通過轉(zhuǎn)化后提供給電動(dòng)機(jī)工作，多余的則存在蓄電池中。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作出現(xiàn)異常時(shí)，蓄電池就可以為電動(dòng)機(jī)進(jìn)行供電。這種結(jié)構(gòu)系統(tǒng)存在電能的損耗，使得整體的效率不高[2]。

串聯(lián)式結(jié)構(gòu)一般適用于城市起步比較頻繁和低速運(yùn)行的工況，發(fā)動(dòng)機(jī)由原動(dòng)機(jī)直接帶動(dòng)發(fā)電，通過控制器將電能送到電動(dòng)機(jī)。這種結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)與電機(jī)控制相對(duì)獨(dú)立，燃油發(fā)動(dòng)機(jī)可以在最優(yōu)的狀態(tài)下進(jìn)行工作。

2.2 并聯(lián)式油電混合動(dòng)力汽車

并聯(lián)式油電混合動(dòng)力汽車不需要將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力轉(zhuǎn)化為電力，而直接向汽車提供動(dòng)力。因此這種結(jié)構(gòu)系統(tǒng)對(duì)于能量的消耗較少，整體的效率較高，因此應(yīng)用于大部分的油電混合動(dòng)力車輛。但這種系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀況將會(huì)受到汽車行駛工況的影響。

并聯(lián)式結(jié)構(gòu)的發(fā)動(dòng)機(jī)與車輛驅(qū)動(dòng)輪之間有直接的聯(lián)系，而不需要將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力轉(zhuǎn)化為電力。這種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對(duì)來說也較為簡(jiǎn)單，并且對(duì)于能源的消耗也較低，因此較多的混合動(dòng)力車輛采用這種結(jié)構(gòu)。

2.3 混聯(lián)式油電混合動(dòng)力汽車

混合式油電混合動(dòng)力汽車相對(duì)來說較為復(fù)雜，充分融合了串聯(lián)式和并聯(lián)式兩種結(jié)構(gòu)，汽車在進(jìn)行低速行駛時(shí)。系統(tǒng)以串聯(lián)式工作，當(dāng)汽車進(jìn)行高速行駛時(shí)，汽車則進(jìn)行并聯(lián)式工作。它具有兩種結(jié)構(gòu)共同的特點(diǎn)，保證了汽車在復(fù)雜的情況下都能夠達(dá)到最優(yōu)的工作狀態(tài)[3]。

混合式結(jié)構(gòu)充分融合了以上兩種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，盡可能的合理利用發(fā)動(dòng)機(jī)的功率，不斷地提高發(fā)動(dòng)機(jī)的工作效率。同時(shí)又能夠兼顧輸入輸出分流模式的優(yōu)點(diǎn)，具有多種能量流路線。因此在一定的范圍內(nèi)，這種結(jié)構(gòu)都具有較高的工作效率。

3 油電混合動(dòng)力汽車的關(guān)鍵技術(shù)

油電混合動(dòng)力汽車雖然得到了一定的重視，研究開發(fā)工作也取得了一定的進(jìn)展，但要真正的廣泛應(yīng)用到人們的工作生活中，還需要不斷地解決關(guān)鍵技術(shù)所存在的各種問題，不斷地進(jìn)行實(shí)踐創(chuàng)新，使得油電混合動(dòng)力汽車在各方面更加具有優(yōu)勢(shì)，方便人們的出行。

3.1 電池的比功率

雖然油電混合動(dòng)力汽車與電動(dòng)汽車相比較，行駛的時(shí)間已經(jīng)較長(zhǎng)，但為了滿足汽車的加速以及面對(duì)各種復(fù)雜環(huán)境的需求，還需要不斷的提高電池的比功率。同時(shí)，對(duì)于電池的充電效率以及電池的使用壽命也需要進(jìn)一步的提高，以滿足如今社會(huì)的需求。

油電混合動(dòng)力汽車中電池的比功率對(duì)汽車的正常行駛具有十分重要的作用，只有保證電池的比功率滿足汽車在加速或者爬坡過程中的實(shí)際需要，才能有效的保證汽車的正常行駛。另外，還要加強(qiáng)對(duì)熱能的管控，在電池進(jìn)行充電的過程中，保持電池的均衡充電，從而避免出現(xiàn)電池的過充電現(xiàn)象，延長(zhǎng)電池的使用壽命。

3.2 高性能電機(jī)

如今隨著科技的不斷進(jìn)步，電機(jī)不僅只作為一項(xiàng)驅(qū)動(dòng)單元，同時(shí)還在能量轉(zhuǎn)化中具有重要的作用。在進(jìn)行電機(jī)的選用時(shí)，要綜合考慮各方面的因素。在對(duì)電機(jī)的研發(fā)工作中，也要不斷地提高電機(jī)的性能，從而保證其工作的高效性。

電機(jī)的性能對(duì)于能量的轉(zhuǎn)化同樣重要，其工作的高校進(jìn)行與驅(qū)動(dòng)技術(shù)具有十分密切的聯(lián)系，系統(tǒng)中電機(jī)的功率不斷增大，驅(qū)動(dòng)電路中的功率也應(yīng)該具有更為嚴(yán)格的要求。在電機(jī)接下來的研發(fā)過程中，不僅要對(duì)電機(jī)的質(zhì)量加以改進(jìn)，讓其體積不斷縮小，同時(shí)對(duì)于電機(jī)的性能，也要得到顯著的提升。

3.2.1 控制策略

油電混合動(dòng)力汽車的控制策略對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行具有十分重要的作用，要讓油電混合動(dòng)力系統(tǒng)的綜合性能取得有效的發(fā)展，還需要加大對(duì)控制策略的研究，突破如今的應(yīng)用瓶頸，從而設(shè)計(jì)出更實(shí)用、更好的控制策略，來提升汽車的綜合性能[4]。

3.2.2 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型

油電混合動(dòng)力汽車要取得進(jìn)一步的發(fā)展，還需要與先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)相結(jié)合，建立更為先進(jìn)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型。結(jié)合如今先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，在技術(shù)方面找到突破口，才能有效的制定更好的研究方案，提高研發(fā)工作的效率，促進(jìn)整個(gè)汽車行業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

4 結(jié)語

綜上所述，傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)汽車和新型的電動(dòng)汽車，其有效的發(fā)展都受到自身缺陷的影響。而油電混合動(dòng)力汽車的出現(xiàn)，有效的解決了兩種汽車的弊端，不僅能夠有效的保護(hù)環(huán)境，減少汽車尾氣對(duì)環(huán)境的污染，同時(shí)還能夠有效的節(jié)約能源，符合可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略。雖然得到了各國(guó)的重視與研究，但要廣泛融入人們生活，還需要進(jìn)一步的發(fā)展與提升，不斷的提高油電混合動(dòng)力汽車的綜合性能。

[1] 趙升噸,楊雪松,王澤陽等.油電混合動(dòng)力汽車及其關(guān)鍵技術(shù)探討[J].汽車實(shí)用技術(shù),2016,(7)：20-22.

[2] 張衛(wèi)青.混合動(dòng)力汽車的發(fā)展現(xiàn)狀及其關(guān)鍵技術(shù)[J].重慶工學(xué)院學(xué)報(bào),2006,20(5)：19-22.

[3] 車威,楊勇.混合動(dòng)力汽車關(guān)鍵技術(shù)探討[J].公路與汽運(yùn),2011, (4)：8-11.

[4] 區(qū)燦輝.混合動(dòng)力汽車的發(fā)展現(xiàn)狀及其關(guān)鍵技術(shù)分析[J].科技資訊,2015,13(12)：99.