混合動力電動汽車關(guān)鍵技術(shù)研究

鄭月俊

【摘要】汽車作為現(xiàn)代社會中的重要交通工具，隨著國家的發(fā)展，國民生活水平明顯提高，汽車也進入每個人家，隨著汽車的普及，也造成了更高的環(huán)境污染和能源消耗。為了能夠降低環(huán)境污染和降低不可再生資源的消耗，使用新型能源代替汽車的傳統(tǒng)燃料。混合動力電動汽車是一種使用電力和燃油作為發(fā)動機動力來源的新型汽車，其能使用電能代替熱能，可以有效的減少汽油的消耗和空氣的污染。

【關(guān)鍵詞】混合動力；電動汽車；關(guān)鍵技術(shù)

隨著我國對環(huán)境問題和能源問題重視程度的加深，在各領(lǐng)域都提倡低污染和綠色能源的發(fā)展理念，在國家對新能源的推廣和扶持下，汽車制造行業(yè)中新能源汽車技術(shù)得到了顯著提高，混合動力電動汽車作為新能源汽車中的代表之一，可以有效的改進傳統(tǒng)燃油型汽車造成的環(huán)境污染問題以及不可再生資源的消耗。

一、混合動力電動汽車的運行模式

混合動力電動汽車的運行模式主要分為兩種，分別為串聯(lián)運行模式和并聯(lián)運行模式。其中，串聯(lián)運行模式多應(yīng)用于客車和實驗車中。串聯(lián)運行模式通過處理器控制整個動力系統(tǒng)，根據(jù)行駛狀態(tài)在電能和熱能之間進行合理轉(zhuǎn)換，對于行駛狀態(tài)為短距離，發(fā)動機為低轉(zhuǎn)速時使用電動機對車輛進行驅(qū)動，通過電能代替熱能，降低車輛的尾氣排放，減少污染。

并聯(lián)運行模式是將發(fā)動機與電動機進行并聯(lián)，通過傳動系統(tǒng)的控制發(fā)動機和電動機共同為汽車提供動力。燃油發(fā)動機在運行時產(chǎn)生的電能儲存到蓄電池中，再通過電池中的電能為電動機提供能源，同時通過再生之中策略對汽車制動時產(chǎn)生的能量以電能的形式進行回收，有效的減少燃油的使用量，提高汽車的能量利用率。通常采用并聯(lián)運行模式的混合動力汽車，其前后輪的動力來源由發(fā)動機和電動機分別負責(zé)，前輪通過發(fā)動機提供動力，后輪通過電動機提供動力，這樣能夠有效提高整車性能。

二、混合動力汽車的能量傳遞和控制策略

（一）串聯(lián)運行模式的能量控制

串聯(lián)運行模式中動力來源由發(fā)動機和電動機組成，其中電動機通過汽車蓄電池中的電能作為能量源，通過逆變器將直流電轉(zhuǎn)化為交流電，再通過控制器等裝置進行電能的配送。通常串聯(lián)式運行模式的能量傳遞流程為：發(fā)動機產(chǎn)生的機械能傳遞給發(fā)電機，發(fā)電機的電能供給蓄電池組或驅(qū)動電機，制動能量回收裝置將制動時產(chǎn)生的能量以電能的形式回收到蓄電池組儲存，電能經(jīng)過驅(qū)動電機和傳動總成帶動車輪。目前制動能量回收率還有待提高，其回收的能量只占制動能量總數(shù)的35%。

（二）并聯(lián)運行模式的能量控制

在并聯(lián)運行模式的混合動力電動汽車中，發(fā)動機于發(fā)電機同時為汽車提供動力，發(fā)動機作為主要的動力來源，而以電能提供的動力僅作為輔助作用，通常作用于汽車的啟動和加速中。其能量傳遞流程為：發(fā)動機提供的機械能通過動力總成直接帶動車輪，發(fā)動機運轉(zhuǎn)中產(chǎn)生的多余電能儲存到蓄電池組中，蓄電池組為發(fā)電機提供能量，制動能量回收裝置將制動時產(chǎn)生的能量回收到蓄電池組儲存，發(fā)電機通過動力總成帶動車輪。并聯(lián)運行模式相對于串聯(lián)運行模式，其整車重量會更輕，通過電能動力和熱能動力的合理搭配可以提高汽車的動力，并且減少汽車啟停、加速時燃油的消耗。

三、混合動力電動汽車的電力存儲系統(tǒng)

混合動力電動汽車的主要核心技術(shù)就是對電能的管理和應(yīng)用，因此電池和管理系統(tǒng)的性能決定了混合動力電動汽車的性能。對于電能的應(yīng)用方面，需要汽車蓄電池組有著較好的充放電能力，而制動能量回收系統(tǒng)也是關(guān)鍵技術(shù)之一，其決定了混合動力電動汽車對能量的利用率。而將發(fā)動機產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)換為電能儲存到蓄電池組的過程中，其轉(zhuǎn)換效率也決定了整車的性能。

因此，目前混合動力電動汽車主要需要解決的問題就是蓄電池組穩(wěn)定性和快速充放電能力，只有蓄電池組具有良好的充放電性能，并且不會因為頻繁的充放電而迅速降低蓄電池的使用壽命，這樣才能保證混合動力電動汽車被市場認可。而目前汽車蓄電池組的技術(shù)已經(jīng)進入瓶頸，汽車制造領(lǐng)域所使用的蓄電池組通常只在氫鎳電池和鋰電池之間選擇。因此在不能提高電池技術(shù)的前提下，只能通過能完善的電池管理系統(tǒng)來控制電池充電和放電，通過對電池電量的監(jiān)控，避免電池的過度充電和虧電，進而延長汽車蓄電池組的使用壽命，保證汽車蓄電池組的良好運行狀態(tài)。

在汽車蓄電池組的選擇上，鋰電池是目前綜合性能較高，也是比較常用的電池，其具有較大的輸出功率，并且電池的體積也相對較小，快速充放電的效果較好。但是鋰電池的問題在于鋰電池的造價較高，需要重點監(jiān)控對鋰電池的充放電工作，過度充電和放電對鋰電池的使用壽命損害較大。而氫鎳電池是一種堿性電池，在反復(fù)充放電的使用中，其與鋰電池相比，有著更高的使用壽命，并且過度充電和放電對氫鎳電池的影響不大。但是，氫鎳電池的制造成本更高，并且其電壓較低，而且在放電過程中能量損失較高。

四、結(jié)語

綜上所述，通過對混合動力電動汽車中電池、能量管理等方面技術(shù)的提升，混合動力電動汽車技術(shù)將更加完善?；旌蟿恿﹄妱悠噷⑹俏覈囍圃煨袠I(yè)的發(fā)展方向，同時汽車制造行業(yè)不僅需要注重混合動力電動汽車的技術(shù)研發(fā)，還應(yīng)該注重配套設(shè)施的普及，比如相應(yīng)的充電設(shè)施，這樣才能促進混合動力電動汽車的普及。