【摘 要】本文分析了我國(guó)混合動(dòng)力汽車(chē)的發(fā)展現(xiàn)狀，介紹了混合動(dòng)力汽車(chē)的主要結(jié)構(gòu)形式與工作特點(diǎn)，指出混合動(dòng)力汽車(chē)目前需要解決的主要問(wèn)題和采用的關(guān)鍵技術(shù)，并對(duì)其發(fā)展前景進(jìn)行了預(yù)測(cè)。

【關(guān)鍵詞】汽車(chē) 混合動(dòng)力 研究

【中圖分類(lèi)號(hào)】U461 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-4810（2012）24-0181-01

一 我國(guó)混合動(dòng)力系統(tǒng)的發(fā)展概況

目前，中國(guó)發(fā)展混合動(dòng)力汽車(chē)是發(fā)展純動(dòng)力汽車(chē)乃至燃料電池汽車(chē)的必由之路。雖然各國(guó)發(fā)展新能源汽車(chē)的戰(zhàn)略各異，但短期內(nèi)，混合動(dòng)力汽車(chē)市場(chǎng)仍是各路車(chē)企競(jìng)爭(zhēng)的高地。要真正發(fā)展好新能源汽車(chē)，需要國(guó)家政策的支持，需要技術(shù)研發(fā)的投入，還需要基礎(chǔ)設(shè)施的完善及概念的推廣，它對(duì)整個(gè)汽車(chē)行業(yè)增強(qiáng)國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力有著戰(zhàn)略性的意義。

二 混合動(dòng)力汽車(chē)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

混合動(dòng)力汽車(chē)是指車(chē)上裝有兩個(gè)以上動(dòng)力源（設(shè)有電機(jī)驅(qū)動(dòng)），符合汽車(chē)道路交通、安全法規(guī)的汽車(chē)。車(chē)載動(dòng)力源有多種：蓄電池、燃料電池、太陽(yáng)能電池、內(nèi)燃機(jī)車(chē)的發(fā)電機(jī)組。當(dāng)前混合動(dòng)力汽車(chē)一般是指內(nèi)燃機(jī)車(chē)發(fā)電機(jī)再加上蓄電池的電動(dòng)汽車(chē)?；旌蟿?dòng)力汽車(chē)按發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)的耦合方式不同，可分為串聯(lián)式混合動(dòng)力汽車(chē)（SHFV）、并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車(chē)（PHEV）、混聯(lián)式（串、并聯(lián)式）混合動(dòng)力汽車(chē)（PSHEV）三種形式。

三 混合動(dòng)力汽車(chē)的關(guān)鍵技術(shù)及仍需攻關(guān)的難題

1.混合動(dòng)力汽車(chē)的關(guān)鍵技術(shù)

當(dāng)前，混合動(dòng)力汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)的高新技術(shù)已經(jīng)逐步得到了應(yīng)用。這些主要技術(shù)包括：燃油動(dòng)力與電動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)集成優(yōu)化技術(shù)不斷取得進(jìn)展，節(jié)能效果不斷提高；高性能鋰離子電池、鎳氫電池取代傳統(tǒng)的鉛酸電池；高效的一體化電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的直流電機(jī)；電動(dòng)輔助系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用提高了整車(chē)能量利用效率和性能；網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的應(yīng)用促進(jìn)了混合動(dòng)力汽車(chē)的模塊化和智能化；輕量化技術(shù)和電器結(jié)構(gòu)安全性技術(shù)得到了系統(tǒng)應(yīng)用。在混合動(dòng)力技術(shù)的發(fā)展上，表現(xiàn)出明顯的模塊化和平臺(tái)化趨勢(shì)。

轎車(chē)混合動(dòng)力系統(tǒng)的模塊化愈加明顯，這逐步推進(jìn)了汽車(chē)動(dòng)力的電氣化。從只具備自動(dòng)啟停、怠速關(guān)機(jī)功能的“微混合”到以并聯(lián)式混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)為主體的“輕混合”再到以混聯(lián)式為特征的“強(qiáng)混合”，隨著電功率的比例逐步提高，混合程度不斷提高，最終過(guò)渡到可充電式的串聯(lián)式“全混合”方式。

城市客車(chē)混合動(dòng)力系統(tǒng)出現(xiàn)平臺(tái)化趨勢(shì)。發(fā)電機(jī)組+驅(qū)動(dòng)電機(jī)+儲(chǔ)能裝置，構(gòu)成了混合動(dòng)力系統(tǒng)的基本技術(shù)平臺(tái)。通過(guò)換用不同的發(fā)電機(jī)組，即APU，從汽油、柴油內(nèi)燃機(jī)到氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)各種不同的能源動(dòng)力轉(zhuǎn)化裝置形成油—電、氣—電等各種不同混合動(dòng)力系統(tǒng)，促進(jìn)了動(dòng)力系統(tǒng)的平穩(wěn)過(guò)渡與轉(zhuǎn)型。

2.混合動(dòng)力汽車(chē)還需攻關(guān)的難題

第一，控制系統(tǒng)。這里的控制系統(tǒng)是指汽車(chē)動(dòng)力總成集中控制系統(tǒng)，它是整車(chē)正常行駛的核心單元?；旌蟿?dòng)力汽車(chē)的控制需要根據(jù)轉(zhuǎn)速、負(fù)荷及車(chē)速等信息和相關(guān)設(shè)備的狀態(tài)確定發(fā)動(dòng)機(jī)與電動(dòng)機(jī)的功率分配策略，即當(dāng)汽車(chē)的負(fù)荷給定后，首先要確定發(fā)動(dòng)機(jī)與電動(dòng)機(jī)輸出功率的比例，以保證滿(mǎn)足汽車(chē)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、排放性等性能指標(biāo)的要求。為了滿(mǎn)足混合動(dòng)力汽車(chē)（包括駕駛性等）的要求，需要設(shè)計(jì)與混合動(dòng)力系統(tǒng)相適應(yīng)的控制系統(tǒng)和控制策略。

第二，混合動(dòng)力汽車(chē)控制策略。由于各種混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)結(jié)構(gòu)上的差異，因而需要不同的控制策略來(lái)調(diào)節(jié)和控制功率流在不同元件間的流動(dòng)，其目的是為了達(dá)到四個(gè)主要目標(biāo)：即最佳的燃油經(jīng)濟(jì)性；最低的排放；最低的系統(tǒng)成本；最好的驅(qū)動(dòng)性能。

第三，內(nèi)燃機(jī)。經(jīng)過(guò)一百多年的發(fā)展，車(chē)用內(nèi)燃機(jī)在動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性及排放控制方面獲得了極大改善。近年來(lái)，電控燃油噴射、排氣再循環(huán)、增壓中冷、可變進(jìn)氣渦輪、高壓共軌和催化后處理等技術(shù)的應(yīng)用，更使汽車(chē)的性能飛速提高，因此，作為一種成熟的動(dòng)力設(shè)備，內(nèi)燃機(jī)在混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)上的應(yīng)用難度不大。由于可移動(dòng)性能好、比功率大、熱效率也較高，因此，內(nèi)燃機(jī)仍然是影響整車(chē)效率和性能的關(guān)鍵設(shè)備。

第四，混合動(dòng)力汽車(chē)用電池的開(kāi)發(fā)研制及充電特性和電池管理系統(tǒng)的研究。蓄電池是混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，也是提高整車(chē)性能和降低成本的重要發(fā)展方向。蓄電池技術(shù)存在以下問(wèn)題：一是比能量相對(duì)不足，因而成本較高，比能量值越高，汽車(chē)經(jīng)濟(jì)性越好；二是蓄電池的壽命相對(duì)較短。當(dāng)前蓄電池壽命一般為充放電1000次左右，比整車(chē)壽命低得多。另外，蓄電池的應(yīng)用還涉及充電時(shí)間較長(zhǎng)、電池荷電狀態(tài)（SOC）判別等問(wèn)題，這些都不同程度地影響整車(chē)性能。

第五，高效低成本輔助動(dòng)力單元（APU）的研制。適用于混合動(dòng)力系統(tǒng)的原動(dòng)機(jī)，高速直噴式汽油機(jī)，高速燃?xì)廨啓C(jī)，斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)等優(yōu)化設(shè)計(jì)和發(fā)電機(jī)、燃料電池的性能改進(jìn)等，都是今后混合動(dòng)力汽車(chē)輔助動(dòng)力單元實(shí)用化的重要組成部分。

四 我國(guó)混合動(dòng)力汽車(chē)的前景展望及發(fā)展趨勢(shì)

目前，我國(guó)研發(fā)和生產(chǎn)混合動(dòng)力汽車(chē)的廠家數(shù)量有30多家，在現(xiàn)有的生產(chǎn)格局中，主要包括上汽集團(tuán)、一汽集團(tuán)、東風(fēng)集團(tuán)、北汽集團(tuán)、廣汽集團(tuán)、奇瑞汽車(chē)、吉利汽車(chē)、比亞迪汽車(chē)、長(zhǎng)城汽車(chē)等。通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)新能源汽車(chē)生產(chǎn)廠商的認(rèn)真梳理，不難看出國(guó)內(nèi)混合動(dòng)力汽車(chē)鏈存在明顯的過(guò)于分散、集中度低和縱向整合不足的重大問(wèn)題。因此對(duì)于混合動(dòng)力汽車(chē)發(fā)展，我國(guó)可以先在整車(chē)生產(chǎn)企業(yè)中鼓勵(lì)橫向的并購(gòu)與重組，形成優(yōu)勢(shì)企業(yè)和核心企業(yè)；后在橫向一體化的基礎(chǔ)上，以核心企業(yè)為中心，實(shí)現(xiàn)整條產(chǎn)業(yè)鏈的縱向整合。因此，混合動(dòng)力汽車(chē)技術(shù)還有相當(dāng)長(zhǎng)的路要走，但由于采用了精湛的機(jī)電耦合技術(shù)和智能化的整車(chē)控制策略，從而實(shí)現(xiàn)整車(chē)的高性能、低能耗和低排放，因此電動(dòng)汽車(chē)及混合動(dòng)力汽車(chē)將成為未來(lái)幾十年汽車(chē)發(fā)展的主流。

參考文獻(xiàn)

[1]張興業(yè).國(guó)際汽車(chē)工業(yè)的技術(shù)革命[J].汽車(chē)工程，2005（1）

〔責(zé)任編輯：龐遠(yuǎn)燕〕