混合動力電動汽車關鍵技術研究

鄭月俊

【摘要】汽車作為現代社會中的重要交通工具，隨著國家的發展，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，也造成了更高的環境污染和能源消耗。為了能夠降低環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燃料。混合動力電動汽車是一種使用電力和燃油作為發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。

【關鍵詞】混合動力；電動汽車；關鍵技術

隨著我國對環境問題和能源問題重視程度的加深，在各領域都提倡低污染和綠色能源的發展理念，在國家對新能源的推廣和扶持下，汽車制造行業中新能源汽車技術得到了顯著提高，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燃油型汽車造成的環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，分別為串聯運行模式和并聯運行模式。其中，串聯運行模式多應用于客車和實驗車中。串聯運行模式通過處理器控制整個動力系統，根據行駛狀態在電能和熱能之間進行合理轉換，對于行駛狀態為短距離，發動機為低轉速時使用電動機對車輛進行驅動，通過電能代替熱能，降低車輛的尾氣排放，減少污染。

并聯運行模式是將發動機與電動機進行并聯，通過傳動系統的控制發動機和電動機共同為汽車提供動力。燃油發動機在運行時產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。通常采用并聯運行模式的混合動力汽車，其前后輪的動力來源由發動機和電動機分別負責，前輪通過發動機提供動力，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）串聯運行模式的能量控制

串聯運行模式中動力來源由發動機和電動機組成，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。通常串聯式運行模式的能量傳遞流程為：發動機產生的機械能傳遞給發電機，發電機的電能供給蓄電池組或驅動電機，制動能量回收裝置將制動時產生的能量以電能的形式回收到蓄電池組儲存，電能經過驅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的35%。

（二）并聯運行模式的能量控制

在并聯運行模式的混合動力電動汽車中，發動機于發電機同時為汽車提供動力，發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：發動機提供的機械能通過動力總成直接帶動車輪，發動機運轉中產生的多余電能儲存到蓄電池組中，蓄電池組為發電機提供能量，制動能量回收裝置將制動時產生的能量回收到蓄電池組儲存，發電機通過動力總成帶動車輪。并聯運行模式相對于串聯運行模式，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

混合動力電動汽車的主要核心技術就是對電能的管理和應用，因此電池和管理系統的性能決定了混合動力電動汽車的性能。對于電能的應用方面，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也是關鍵技術之一，其決定了混合動力電動汽車對能量的利用率。而將發動機產生的熱能轉換為電能儲存到蓄電池組的過程中，其轉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已經進入瓶頸，汽車制造領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的前提下，只能通過能完善的電池管理系統來控制電池充電和放電，通過對電池電量的監控，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。

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的提升，混合動力電動汽車技術將更加完善。混合動力電動汽車將是我國汽車制造行業的發展方向，同時汽車制造行業不僅需要注重混合動力電動汽車的技術研發，還應該注重配套設施的普及，比如相應的充電設施，這樣才能促進混合動力電動汽車的普及。