混合动力汽车应用现状分析

chendaju

1 引言
当前普遍使用的燃油发动机汽车存在种种弊端，统计表明占80%以上的道路条件下，一辆普通轿车仅利用了其动力潜能的40%，在市区还会跌止25%，更严重的是排放废气污染环境。20世纪90年代以来，随着全球汽车工业的发展，汽车的产量，销售量和保有量在逐年增加，因此对石油资源的需求，对生态环境的影响也越来越大。世界各国对改善环保的呼声日益高涨，各国制定了的一系列十分严格排放法规，，要求生产厂家设法减少汽车排放，开发无污染和超低污染汽车，各种各样的电车也脱颖而出。虽然人们普遍认为未来是电动汽车的天下，但是目前的技术问题阻碍了电动汽车的应用。由于电池的能量密度与汽油相比差上百倍，远未达到人们所要求的数值。所以混合动力汽车HEV(Hybrid-electric Vehicle）。所谓混合动力汽车就是将电动机与辅助动力单元组合在一辆汽车上做驱动力，辅助动力单元实际是一台小型燃料发动机或动力发电机组。这样既利用了发动机持续工作时间长，动力力性好的优点，又可以发挥电机无污染，低噪声的好处。
2 国内外HEV研究现状
2.1 国外混合动力汽车发展概述
早在20世纪初，混合动力电动车就已经出现在汽车市场上，1988-1919年期间，美国芝加哥有一家伍得斯汽车公司（Woods Motor Vehicle Co.）专门生产各种型号的电动汽车。1916年它曾推出过一款伍得斯双动力汽车（Woods Dual Power），这是一辆并联式混合动力电动车，除了电机驱动外还装有一台12马力4缸汽油机，用于高速行驶及对蓄电池充电。在纯电动模式下，它的最高车速为32km/h.两种驱动系统都工作时，最高车速可达58km/h。当时售价为2700美元。60多年后，由于第一次能源危机和环境保护，全球变暖问题的影响，进而提高了对汽车燃油经济性和减少二氧化碳温室气体排放的关注，人们又重新对混合动力电动汽车发生兴趣。1976年美国能源部审定了“电动和混合动力车辆研究，开发，示范法令，”以推动，鼓励和支持混合动力车辆的研究和开发。还有随着人们对可持续发展的认识程度越来越高，各国政府也将可持续发展战略列入首选课题。上世纪90年代以来，国外所有知名汽车公司均投入巨资开始进行电动汽车和混合动力汽车实用车型的研究和开发。很多公司采用了包括现代电子，精密机械，控制技术，新型材料甚至航天技术在内的各种高新技术，使不少样车的主要动力性指标达到了燃油汽车的水平。进入21世纪后，各国加快了HEV的概念产品化的进程，相继推出了不同类型的HEV产品，丰田Toyata的普锐思Prius，本田Honda的Insight、思域,Ford的Prodigy,戴姆勒-克莱斯勒的ESX3，GM的Precept等都是具有代表性的车型，其中普锐思Prius、Insight和思域已是成熟的产品。很多车型都显示出了优良的环保与节能性能。这标志着HEV市场的逐渐成熟。随着各国环境立法的日趋严厉，电动汽车，混合动力汽车性能的日益提高以及其成本的不断降低，混合动力汽车的市场份额逐渐增大，已成为重点发展的新型汽车。
2.2 我国混合动力汽车发展概况及典型车型介绍
我国目前也非常重视混合动力电动汽车的研究与开发，一些单位的起步研究工作正在展开，国家科技部已将其作为“十五”863重大专项的内容。我国有关电动汽车的研制开始于上世纪90年代。广东省研究开发电动汽车的院校和企业分布于广东，深圳，珠海，南海，顺德和江门等城市，从1996年开始，广东省科委统一协调组织研制电动汽车，并取得了可喜的进展。清华大学研制了电动中型客车；中国远望集团总公司与北京理工大学，国防科技大学和河北胜利客车厂等单位联合，于1996年3月研制成功了51座YW6120型电动大客车。在此基础上，我国混合动力汽车的研制也有了一定的进展。1998年清华大学于厦门金龙公司合作研制了混合动力客车；同年，江苏理工大学承担了江苏省科委下达的重点工业科技攻关项目-----ZJK6700HEV串联式混合动力公交轻型客车的研制，目前样车的研制工作已结束。长春第一汽车制造厂在2001年4月19日闭幕的第3届北京国际车展上推出一款混合动力轿车-----红旗CA7180AE，这是长春第一汽车制造厂汽车研究所，美国电动车亚洲7公司，汕头国家电动汽车实验示范区三方共同合作的成果。这款串联式的混合动力轿车属中高档，发动机为13KW汽油机，电机为直流15KW，144V（105Ah）铅酸电池，4*2前驱动型式，最高车速可达135Km/h。清华大学与沈阳金杯客车制造有限公司在2001年3月签订了“SY6480混合动力客车的研制与开发”合作项目的合同。清华大学通过参加国家“八五”，“九五”电动汽车的科技公关课题，在HEV方面积累了一定的技术基础。深圳名华环保汽车有限公司于2001年4月推出了混合电动环保汽车MH6720，引起社会各界关注。该车采用的是并联式混合动力系统，发动机为87KW。电机为312V，充电次数大于500次，异步交流电机平均功率为36KW，满载最高车速90km/h,最大爬坡33%，续驶程长可达1080km，纯电机驱动时为100km，百公里等速油耗7.69升，乘客数２２人。其尾气排放达到欧洲标准，噪声指标也大大低于国产普通中巴车。东风汽车公司承接“８６３”混合动力汽车研制项目现已完成，并已于最近推出混合动力客车样车。
2007年北京车展上上海汽车制造公司的荣威750混合动力车是第一次在全国性车展上亮相。目前，上汽已经完成了这款混合动力轿车整车、汽车电子控制系统以及混合动力轿车关键零部件的开发，为未来混合动力产品研发项目的产业化打下了坚实的基础。除了上汽之外，奇瑞的A5混合动力车也是独辟蹊径，不用对本身的汽油发动机进行改造，只需加装一个2千瓦电机，通过电子控制和速度调节，让车辆的工作状态达到节省燃油的目标。奇瑞汽车相关负责人表示，这款混合动力车成本更低，也更适合在中国市场上快速推广。据悉，这款车的上市时间奇瑞已经在确定中。
2008年4月12日，在一汽奔腾北京新车发布会上，一款全混合动力的HEV轿车引起了与会者的关注，这就是即将服务于北京奥运会的“奥运示范车”——奔腾B70HEV。作为一款拥有完全自主知识产权的混合动力轿车，奔腾B70HEV不仅集中展现了一汽多年的技术优势，更以其比肩国际品牌的品质展示了自主品牌的强劲实力！奔腾B70HEV的开发从2006年11月正式开始，前后历时16个月。经过一汽集团的努力，奔腾B70HEV从动力配置、耗油量等各方面体现出超越同类产品的高品质。首先，从混合构型来看，此款混合动力轿车采用油-电混合方式。动力系统采用双动力方案，混合度为40/103，属于全混合（Full-Hybrid，亦称重混合）构型。相对于其他采用。微混合或者中度混合技术的HEV，能够实现所有混合动力模式，从而有更好的节油和降低排放的效果。可以说是一款真正意义上的节能轿车。 其次，从动力配置来说，奔腾B70HEV更为合理。在起车和小负荷工况采用纯电驱动模式，而在中等负荷工况下则采用发动机单独驱动模式，若此时电池电量（SOC）不足，则发动机还可同时给电池充电。而在急加速等大负荷工况下，B70HEV可实现混合驱动模式，发动机和电机同时驱动整车行驶。第三，从相关技术角度来看，奔腾B70HEV完全自主开发；自主知识产权的混合动力系统，自主的电控发动机系统，自主的AMT自动变速系统，自主的EPS系统，自主的CAN总线系统，自主的电动空调系统。其中最出色的当属发动机和变速系统。B70HEV的发动机采用专门二次开发的电控发动机产品，除了传统电控汽油发动机的技术亮点，同时具备适应混合动力特殊要求的启停控制、扭矩控制和断油控制。而变速器采用的则是一汽奔腾具有开创性的AMT变速器，它采用电动换档操纵系统——即AMT系统。变速器壳体为专混合动力开发的一体化壳体，集电机和变速器于一体。第四，从具体使用效果分析，奔腾B70HEV的节能环保效率也领先于同类产品。由于采用了全混合技术，混合动力在一整套严密的控制策略的控制下，使燃料转换装置、储能装置和电机在驱动工况下尽可能工作在高效率、低排放区域，从而大大改善汽车性能，降低油耗，减少污染。据测算，奔腾B70HEV油耗尽为6.0L/100km，相对同类传统内燃机自动档轿车节油高达42.8%，比手动档轿车节油率为31.8%。污染物排放也是同类产品中最低的。 奔腾B70HEV已经拥有了与国际知名HEV品牌相抗衡的实力。未来，作为奥运示范车的奔腾B70HEV在奥运会这个特殊舞台和特殊时刻的展示，必然会让更多人认识和了解一汽奔腾，看到中国自主品牌的技术实力。相信在奥运会这个特殊的历史交汇点上，奔腾B70HEV一定会演绎出自主品牌更经典的传奇！
比亚迪混合动力车将在2008年下半年上市。据介绍，比亚迪铁电池在“高容量要求”、“高安全要求”及“低成本要求”三个核心指标上技压群芳，并远远胜于锂电池，有望为深圳带出一条电动汽车产业链。据了解，与传统的镍氢电池和锂电池相比，比亚迪发明的铁电池有先天优点：全球铁资源充裕，铁比镍、锂金属更便宜，加上其环保性，不会造成如镍氢电池和锂电池丢弃所产生的污染。早在几年前，比亚迪组织500人的研发团队，开始了铁电池的研发攻关。经过上万次试验和测试，比亚迪成功研发出电动汽车专用的铁电池，取名为“ET-POWER”。比亚迪相关负责人介绍说，它代表了比亚迪在电池领域的最新科研成果，其中E表示环保和电力(environment和electric)，T则表示技术(technology)，power则表示动力和能量的意思，比亚迪以“ET-POWER”来命名新汽车动力技术，取意未来科技、未来汽车动力的含义。据了解，“ET-POWER”铁电池每块电压为3.3伏，60安时，电池充电循环次数可达2000次以上，电池的持续里程寿命大于60万公里。以F6双模电动汽车为例，车上共使用了100块铁电池，充满电续驶里程可达430公里(电动模式100公里＋混合动力模式330公里)，最高时速可达160公里／每小时。与目前应用最为广泛的锂电池相比，比亚迪铁电池除了具备便宜和环保优点外，由于采用全新设计，电池容量、循环寿命、使用温度范围、放电性能均优于锂电池。此外，由于采用高热稳定性材料和缜密工艺设计，比亚迪铁电池安全和可靠性大为增强。与锂电池不当使用中可能出现的爆炸现象相反，铁电池安全可靠，即使扔在火中也不会发生爆炸。在新闻发布会上，比亚迪亮相全球首款以铁电池电机和汽油发动机为动力的双模混合动力汽车F6DM，其核心动力电池就是ET-POWER。据介绍，F6DM采用电动车系统和混合动力系统，是一种将控制发电机和电动机两种混合力量相结合的先进技术，不仅大大降低了油耗及排放，更提高了动力和操纵性能，实现了既可充电、又可加油的多种能量补充方式，实现了真正意义上的双动力混合系统。比亚迪总裁王传福表示，DM是“双模”(DualMode)缩写。如果将纯电动简称为EV，混合动力简称为HEV，则比亚迪DM电动汽车是EV＋HEV，简言之就是可充电的混合动力电动汽车。这种系统将会取代油电混系统，成为世界上最主流的新能源汽车系统。据悉，比亚迪双模电动汽车已经申报了700多项国内外专利。该车经过了多种状态下的整车试验，在城市路况下基本可实现纯电动状态的行驶，在比亚迪电动汽车充电站快速充电10分钟可达50%的电量，在家使用普通插座慢速充电，充满电也只需9个小时。据介绍，目前整个双模电动汽车系统的成本为5万元，产量提高后成本可大幅降低，预计该车将于2008年下半年量产上市。
3 混合动力汽车系统的研制开发
混合动力总成以动力传输路线分类，可分为串联式、并联式和混联式等三种。
3.1 串联混合动力驱动系统
串联混合动力驱动系统的结构见图1。其结构特点是发电机带动发电机发电，发出的电能通过电机控制器输送给电机，由电机产生电磁力矩驱动汽车行驶。在发动机与传动系之间通过电机实现动力传递。蓄电池（也可以是其他储能装置，如超级电容、机械飞轮等）是发电机与电机之间的储能装置，其功能是起到功率平衡的作用，即当发电机发出的功率大于电机所需的功率时（如汽车减速滑行、低速行驶或短时停车等工况），发电机向电池充电；而当发电机发出的功率低于电机所需的功率时（如汽车起步、加速、爬坡、高速行驶等工况），蓄电池则向电机提供额外的电能，补充发电机功率的不足，满足车辆峰值功率要求。
串联混合动力电动车上的发动机与道路负荷不相耦合，就排放和效率来说，不必考虑传动系统的要求，就可对发动机工作进行优化，使它在某一固定工作点上（或是在某工作点周围很窄的区域内）运行。发动机可以是内燃机，也可以是其他不适用于直接驱动车轮的发动机，例如微型燃气轮机等。发动机－发电机组作为一个整体也可以是燃料电池系统。采用液化石油气、天然气、氢气或氢气与天然气的混合气体，发动机的混合动力车排放比较低。装有柴油机的混合动力车燃油经济性比较好。

图1串联混合动力驱动系统的结构
发动机－发电机所输出的平均功率与蓄电池为满足峰值功率要求而提供的补充功率之间的比例，通过由车辆的应用特点决定，特别要考虑车辆行驶循环的需求。串联式混合动力系统适用于目标和行驶工况相对确定的车辆，例如货物分送车、城市公共汽车等在城市内走走停停的车辆。串联式混合动力电动车具有如下优点。
1.发动机工作状态不受车辆行驶工况的影响，始终在最佳的工作区域内稳定运行，因此，发动机具有良好的经济性和低的排放性能。
2.发动机与电机之间无机械连接，整车的结构布置自由度较大。各种驱动系统元件可以放在最适合于它的车辆位置，例如在低地板公交汽车上，可以将发动机－发电机组装在车尾部或其他部位并采用电动轮驱动方式，从而降低地板高度。
3.由于电机的功率大，制动能量回收的潜力大，从而提高能量效率。
串联式混合动力电动汽车存在的缺点如下。
1.发电机将发动机的机械能量转变为电能，电机又将电能转变为机械能，还有电池的充电和放电都有能量损失，因此，发动机输出的能量利用率比较低。串联混合动力电动车的发动机能保持在最佳工作区域内稳定运行。这一特点的的优越性主要表现在低速、加速等行驶工况，而在车辆中、高速行驶时，由于其电传动效率较低，抵消了发动机效率高的优点。
2.电机是唯一驱动汽车行驶的动力装置，因此，电机的功率要足够大。此外，蓄电池一方面要满足汽车行驶中峰值功率的需要，以补充发电机输出功率的不足；另一方面，要满足吸收制动能量的要求，这就需要较大的电池容量。所以，电机和蓄电池的体积和重量都比较大，使得整车重量较大。
所以串联混合动力电动车更适合于市内低速运行的工况，而不适合高速公路行驶工况。
3.2 并联混合动力驱动系统
并联式结构有内燃机和电机两套驱动系统。它们可以分开工作，也可以一起协调工作，共同驱动。所以并联式混合动力电动汽车可以在比较复杂的工况下使用，应用范围比较广。并联式结构由于电机的数量和种类、传统系统的类型、部件的数量（如离合器的数量）和位置关系（如电机与离合器的位置关系）的差别，具有明显的多样性。结构上可划分为两种形式，即单轴式和双轴式。
3.2.1. 单轴式混合动力驱动系统
单轴式混合动力系统结构如图2所示。内燃机通过主传动轴与变速箱相连，电机的转矩通过齿轮与内燃机的转矩在变速箱前进行复合，传到驱动轴上的功率是两者之和。这种形式称为转矩复合。单轴式结构的速度、转矩关系如下：
Ts=(Te+KTm)η
Ns=Ne=Nm/K

图2单轴式混合动力系统结构
式中，Te、Tm、Ts分别为发动机、电机和变速箱的输入转矩；Ns、Ne、Nm分别为变速器输入轴、发动机、电机转速；η为传动效率；K为传动比。
在单轴式结构中，内燃机、电机和变速器输入轴之间的转速成一定比例关系。在汽车运行中，随着路况和车速的变化。这些转速会随着变化。输出转矩的变化，可以通过上面公式中的转矩关系，在发动机转矩保持恒定的条件下，通过调节电机的转矩而获得。
采用单轴式混合动力结构的汽车本田Insight混合动力系统。在日本和美国汽车市场上已经投入商业化生产的混合动力汽车本田Insight采用并联式混合动力系统（一体化电机/发电机助力系统----ISG）如图3所示。     

图3并联式混合动力系统
该车采用了转矩复合的方式，其手动五挡变速车创造了3L汽油行驶105km的记录（按日本标准10-15工况），而装备CVT(无级变速器)的同一车型创下了3L汽油行驶96km的好成绩。
Insight的动力系统以汽油机为主动力，电机为辅助动力，动力分配比为9：1。在车辆启动和加速时，辅助电机发挥了低速大转矩的优点，以弥补汽油机低速转矩低、启动加速差的缺点；在减速和制动时电机作为发电机工作，实现制动能量回收功能。在车辆短时间停车时，发动机关闭取消怠速，在加速踏板踩下后重新启动。
此系统结构简洁、紧凑、重量轻、成本低，电机只在启动和加速等少数工况下工作，镍氢电池模块仅重20kg。采用精心设计的排量为1L的3缸12气门低摩擦的“极端稀薄燃烧”汽油机；改进驱动方式，尽可能保证发动机工作在最佳工况。采用全铝设计的车身结构，风阻系数极低的车身造型，使Insight在排放、动力性和经济性上都取得较佳效果。
3.2.2. 双轴式并联混合动力驱动系统
双轴式并联混合动力系统结构中如图4可以有两套机械变速器：内燃机和电机各自与一套变速机构相连，然后通过齿轮系进行复合。在这种机构中，可以通过调节变速机构调节内燃机、电机之间的转速关系，使发动机的工况调节变得更灵活，当采用行星差动系统作为动力复合机构时，行星差动动力复合机构有两个自由度，可以实现两个输入部件的转速复合,以确定输出轴的转速，而各个部件间的转矩保持一定的比例关系，这种功率复合形式称为转速复合。双轴式并联混合动力系统，结构十分复杂式一个很大的缺点。

图4双轴式并联混合动力系统结构
并联式混合动力电动汽车具有如下特点：
（1）发动机通过机械传动机构直接驱动汽车，无机械能-电能转化损失，因此发动机输出能量的利用率相对较高，如果汽车行驶工况能保证发动机在其最佳的工作范围内运行时，并联驱动系统的燃油经济性比串联的高。
（2）当电机仅起功率“调峰”作用时，电机、发动机的功率可适当减小，电池容量也可以减小。
（3）在繁华的市区低速行驶时，并联式混合动力电动汽车也可以关闭发动机，以纯电动方式运行实现零排放行驶，但这就需要有功率足够大的电机，所需电池容量也相应要大。
（4）发动机与电机并联驱动时，还需要动力复合装置，因此，并联驱动系统的传动机构较为复杂。
（5）并联驱动系统与车轮之间直接机械连接，发动机的运行工况会受车辆行驶工况的影响，所以车辆在行驶工况频繁变化的情况下运行时，发动机有可能不在最佳工作区域内运行，其油耗和排放指标可能不如串联式混合动力系统。并联式驱动系统最适合于在中、高速工况下（如高速公路）稳定行驶。
3.3 混联式混合动力驱动系统
混联式驱动系统可以在串联混合模式下工作，也可以在并联混合动力模式下工作，即两种模式的综合。这就要求有两个电机、一个比较复杂的传动系统和一个智能控制系统。
混联式混合动力驱动系统的结构如图5。其工作原理如下：发动机发出的功率一部分通过功率分流装置，经机械传动系统至驱动桥，另一部分则驱动发电机发电，发出的电能输送给电机或蓄电池，电机的力矩同样也可以通过传动系统传给驱动桥。混联式驱动系统的控制策略是：在汽车低速行驶时，驱动系统主要以串联模式工作；当汽车高速稳定行驶时，则以并联工作模式为主。

图5混联式混合动力驱动系统
混联式驱动系统的结构形式和控制方式充分发挥了串联式和混联式的优点，能够使发动机、发电机、电机等部件进行更优化的匹配，在结构上保证了在更复杂的工况下使系统工作在最优状态，因此更容易实现排放和油耗的控制目标。与并联式相比，混联式的动力复合形式更复杂，对动力复合装置的要求更高。目前的混联式结构一般以行星齿轮机构作为动力复合装置。
丰田的Prius属于以电机为主的形式。它的混合动力总成包括两个动力源，发动机与电动机。还有包含了发电机、电动机、内置动力分离装置的混合动力专用变速器、镍氢电池组和动力控制总成。丰田Pruis混合动力系统有一个特点，就是采用单行星齿轮变速结构，变速器内置动力分离装置，行星齿轮机构巧妙地将减速器、发电机和电动机等动力部件偶合在一起。（行星机构中发动机与行星架相连，通过行星齿轮将动力传给齿圈和太阳轮，太阳轮与发电机相连，齿圈轴与电机轴相连。功率分配装置将发动机一部分转矩直接传递到驱动轴上，将一部分转矩传送到发电机上。发电机发出的电将根据指令或用于给电池组充电，或用于驱动电机以增加驱动力。）同时行星齿轮又起到无级变速器的功能，结构十分紧凑，形成一个集成化混合动力总成系统（图6）。

图6集成化混合动力总成系统
启动以及中速（30km/h）以下行驶，此时发动机效率低下，因此Prius的发动机关闭，仅由大功率电动机驱动车辆（图7，箭头A）。

图7启动以及中速行驶
在常规行驶时，发动机作主动力源，由动力分离装置将动力分成两路，一路驱动发电机进行发电，产生的电力驱动电动机运转（图8，箭头B），另一路则直接驱动车轮（图8，箭头A），系统会自动对两条路径的动力进行最佳分配，以达到效率的最大化。

图8在常规行驶时
当要加速时，电池组会加进来为电动机供电，增强电动机输出功率（图9）。

图9加速时
当减速或制动时，则由车轮的惯性力驱动电动机。这时电动机变成了发电机，车辆制动能量转换成了电能（图10，箭头D）。

图10当减速或制动时
电池组电量保持在一个恒定水平。当系统发现电池组电量下降会启动发动机驱动发电机发电，向电池组充电（图11，箭头E）。

图11电池组电量保持在一个恒定水平
4 混合动力汽车需要解决的问题和关键技术
混合动力汽车要进入实用化，需要具备高比能量和高比功率的能量存储装置，低成本、高效率电子设备和燃料经济性高、排放低的发动机。
4.1 混合动力汽车需要解决的问题
（1）动力分配装置和能量管理系统的研究，这两项总成是各种运行状态的控制管理枢纽，技术难度大，加工精度高。混合动力汽车发动机频繁起步、关闭，使驱动系统和附件（如空调和动力转向等）的电能管理变得复杂，因此需要先进的检测和控制系统；现有的以热力发动机为主的混合动力单元在将燃油转化为有用功的同时，需要提高转化效率，同时还要满足严格的排放标准。
（2）由于车况的改变，电池必须经受不同电流的充放电循环作用，要求电池不但应具备较高的能量密度，而且要求较高的功率密度及充放电效率和较长的使用寿命。能量存储装置要具有较高的比功率，以满足汽车加速和爬坡时对大功率的需求；同时，能量存储装置必须采用热能控制管理，要有较高的比能量、较长的使用寿命和低廉的制造成本。
（3）混合动力系统结构复杂，制造成本高，维修比较困难，售价相对较高。
（4）需要建立更先进的驱动系统数学模型（包括静态的和动态的），这是计算机仿真分析的基础。
4.2 关键性技术的研究
4.2.1 混合动力单元技术
混合动力单元研究主要对象是热力发动机。其在燃料的使用方面出现了很大的变化，除了汽油、柴油外，还有天然气、液化气和酒精等代用燃料。提高混合动力单元的燃料经济性，对混合动力单元必须提出更多的要求，例如要求混合动力单元能够快速启动和关闭等。混合动力汽车的主要目标就是降低排放，所以，控制混合动力单元的排放将是今后研究的重点。目前对混合动力单元的研究主要集中于：一是燃料系统的优化，通过观察燃料于空气混合物的点燃和燃烧的过程，发现形成氮氧化物的机理，从而改进燃烧系统；二是尾气处理技术，主要研究高效的尾气催化系统；三是代用燃料的研究。
4.2.2 控制策略技术
HEV产品开发中最关键的环节是根据不同的混合动力驱动系统制定和优化其控制策略。HEV根据开发目的、使用环境及价格说平的不同，可选择串联或并联型式，其动力混合的轻重程度也不同，因而控制策略也就各具特点。国外通过系统建模仿真对此进行了大量的匹配理论研究。混合动力系统的精确运转依赖于优化控制的实现，控制系统的开发是混合动力系统最关键的技术创新。
4.2.3 能量存储技术
混合动力汽车的电池不仅要有高能量密度，而且还要求高功率。现在，镍氢电池和锂电池已可以达到混合动力汽车的使用要求。特别是最近中国比亚迪公司生产的“铁电池”即高铁电池。高铁电池比功率高达到1000w/kg以上，而且成本很低。
从发展看，能量存储装置的研究应该包括一下几个方面：一是研究电池内部的连接、检测、监控以及便于将整个电池子系统安装在汽车上的支撑结构。二是电池设计和制造方面的改进，降低制造成本，改善电池的性能和提高寿命。三是电池的热能管理及剩余电量管理。由于电池的工作温度不可能覆盖汽车运行的工作温度范围，为了保证电池系统的统一，减少各电池单元之间的不平衡，所以需要有一个有效的热能控制系统。此外，电池的剩余电量直接影响混合动力汽车的经济性和排放，因此需要有效的测试方法和控制装置。
5 应用现状及前景展望
混合动力汽车在现有技术的技术的基础上达到了提高燃油经济性和减少排放的目的，因而极具发展前景。从目前的发展来看。汽车的排放法规日趋严格化，同时电子技术的迅猛发展都会进一步促进混合动力汽车的发展。混合动力汽车充分吸取了电力/热力系统中最大的优势：在远途时使用热力发动机，在城市和过渡阶段时使用电动机。如果调配合理的话，电力和热力的配合使用，将很大程度地降低汽车的耗油量和污染物的排放，并同时提高驾驶乐趣，改善车辆行为。与传统汽车相比，HEV可以确保具有同等的性能和优势，而在节能和排放上胜出一筹。HEV的电压和功率等级与电动车类似，但蓄电池容量大大减小，因而其造价成本低于电动汽车。就目前来说，HEV的价格比传统汽车高出20%左右。降低成本是提高混合动力系统竞争能力的努力方向。相信随着HEV的推广和普及，生产批量上去后，其价格将逐步接近传统汽车。
当前HEV所面临的主要技术问题还很多，随着各大汽车公司和研究机构的努力，这个问题会很快解决。尽管从长远来看只是过渡车型，但HEV在近30-40年内很有发展前景，这一点是毫无疑问的。这个前景，我们可以从两方面来理解。一是混合动力作为一种技术，在不远的将来会成为燃料电池替换内燃机的主要过渡技术，对燃料电池混合动力车（FCHV）的开发将会起主要作用。从这个意义上说，混合动力技术就不仅仅是一种提升品牌、知名度和技术实力的需要。二是HEV本身可能确实具有商业前景，它也许会成为百年汽车史上的又一个里程碑，开创世界汽车工业的新篇章。各大汽车公司竞相开发和推出自己的新一代HEV，表明他们看好这一前景，也许是眼前和长远的利益兼而有之。
欧、美、日、中的汽车生产商已采用不同的布置型式、控制策略，在较短的开发周期内将HEV产品化，并且市场规模，汽车行业专家预言，不久的将来，新生产的汽车中HEV将占40%以上。我国的汽车工业应顺应科技发展趋势，抓住HEV这块市场。比亚迪F6DM双模电车、奔腾B70HEV混合动力汽车、荣威750混合动力汽车、奇瑞A5混合动力汽车的发展就是很好的例子。
特别要说明的的是比亚迪F6DM双模电车他创造了另一特点的混合动力汽车那就是从电池入手让电池的容量更大、质量更轻、成本更低。毕竟比亚迪本身就是靠制造电池起家的。现在他们开发的“铁电池”有以下特点：
1.高能高容量。目前市场上的民用电池比功率只有60- 135w/kg,而高铁电池可以达到1000w/kg以上，放电电流是普通电池的3－10倍。特别适合需要大功率、大电流的场合。高铁电池性价比高。碱锰电池不能满足目前需大电流大容量用电的数码相机、摄影机等电子产品的需要，锂离子电池因成本在此方面不具很强的竞争力。
2.高铁电池放电曲线平坦。 如Zn-K2FeO4 ， 70%以上的放电时间在1.2-1.5V。
3.原料丰富。地壳中最为丰富的元素为铝和铁，铁在地壳中的含量为4.75%,锰的含量为0.088%。同时每mol+6价铁能产生3mol电子，而每mol+ 4价锰仅能产生1mol电子，铁的用量在自身非常丰富的情况下，仅是锰的1/3，大大节约了社会资源，降低了原料的成本。市面上MnO2大约9000元/ 每吨，Fe(NO3)3大约7500元/每吨。
4.绿色无污染。高铁酸盐放电后的产物为FeOOH或Fe2O3-H2O，无毒无污染，对环境友好。不需要回收。
相信在不久的将来比亚迪将开创混合动力汽车的新篇章即实现了既可充电、又可加油的多种能量补充方式，实现了真正意义上的双动力混合系统。让我们一起期待吧！让世界其他先进国家也开上中国制造的混合动力汽车吧！

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混合动力汽车应用现状分析

引言：

当前，传统燃油发动机汽车在多数使用场景下未能充分发挥其动力潜能，且在市区行驶时排放问题尤为严重。统计数据显示，大部分道路条件下，普通轿车仅利用了其动力潜能的40%，在市区更会降至25%。这不仅造成资源的浪费，也对环境产生负面影响。

现状分析：

自20世纪90年代以来，全球汽车工业迅速发展，对石油资源的依赖和对环境的影响也日益加剧。为应对这一问题，各国纷纷制定严格的排放法规，要求汽车制造商减少汽车排放，开发无污染或超低污染汽车。混合动力汽车作为过渡技术，结合了传统燃油发动机和电动汽车的优势，成为当前研究的热点。

虽然电动汽车被认为是未来的发展方向，但目前电池的能量密度与汽油相比仍有差距，这使得电动汽车的续航里程和充电时间成为亟待解决的问题。而混合动力汽车，通过结合传统发动机与电动机，能够在不损失续航的同时，有效降低排放和提高效率。

综上，混合动力汽车在目前技术条件下是一种有效的解决方案，既满足了消费者的日常需求，又有助于减少对环境的负面影响。随着技术的不断进步，混合动力汽车将在未来持续发挥重要作用。