采用混合動力技術的新能源汽車應用分析

摘要：混合動力技術在新能源汽車中的應用促進了能耗的降低和污染物排放的減少，能有效緩解傳統燃油汽車尾氣排放的問題。分析了混合動力新能源汽車的制動能量回收技術、協調控制系統、動力電池管理系統、電機電控技術及混動專用發動機技術。隨著混合動力技術的持續發展與完善，新能源汽車更加符合人們日常出行及工業活動的實際需求，應繼續加大混合動力技術的研發力度，深化其在新能源汽車的應用，從而助力國家實現低碳經濟的長遠發展目標。

關鍵詞：混合動力技術；新能源汽車；應用分析

0 前言

傳統汽車多依賴石油作為動力來源，然而隨著全球石油能源危機的日益嚴峻，使得汽車制造企業加大了對技術創新和進步的投資力度。新能源汽車降低了對石油資源的依賴，轉而采用電力等清潔、可再生的能源作為動力源，從而在很大程度上提升了汽車產業發展的質量和水平。在新能源汽車的發展過程中，以混合動力技術為核心的動力系統為新能源汽車行業帶來了創新性的發展機遇。通過采用混合動力技術，新能源汽車在制造過程中顯著降低了對傳統燃油動力的依賴，極大地提升了汽車產業發展的技術水平，為行業的可持續發展注入了強勁動力。

1 采用混合動力技術的新能源汽車

混合動力技術作為創新的汽車技術，集成了電機與副動力裝置，通過二者的協同運作，為汽車提供動力輸出。與傳統僅依賴內燃機的汽車不同，混合動力新能源汽車不僅具備高效的動力輸出，更具備電力的清潔節能特性，從而顯著提升汽車的運行效能，減少了環境污染。當前混合動力技術主要聚焦于電力與傳統燃料能源的結合，在保障用戶用車需求的同時實現了節能減排的目標，極大地推動了汽車能效的優化，為民眾的正常出行提供了更加環保、高效的解決方案。在混合動力技術的發展過程中，采用更為環保的生物能源作為動力來源，能夠提升混合動力新能源汽車的性能，并在節能減排方面發揮重要作用，為環境保護和可持續發展作出積極貢獻。混合動力新能源汽車的分類見表1。

2 混合動力新能源汽車的應用

2. 1 制動能量回收技術

一般而言，在汽車行進過程中，剎車過程中會有35%～80%的動能消耗掉。而新能源汽車在剎車時，通過其電力系統可以將這部分本會消散的動能轉移回電池儲存，其轉換率可達68%，有助于延長汽車的行進距離。混合動力新能源汽車的電機不僅可以將電轉換為機械動力，還能夠通過發電機進行發電。當新能源汽車減速或剎車時，會觸發其再生制動機制，在電機轉換電流頻率降低的情況下，會相應減緩其轉動速度。但由于機械的慣性作用，有可能出現電機實際轉速維持不變或者變化延遲，造成實際轉速超過預設轉速。此時，變頻裝置的直流端電壓會低于電機產生的反向電動勢，電機由動力消費者轉變為發電源頭，實現了能量的有效回收[1]。

2. 2 混合動力協調控制系統

根據控制機制的不同，能源再生系統的調控方式可劃分為人工調控和自動調控兩大類。其中，人工調控模式根據駕駛員經驗來手動操作能量回收裝置的啟動；而自動調控模式則是通過汽車電子控制系統接收速度、剎車力度及踩踏力等實時數據，與傳感器所檢測到的信號進行精準對比與分析，進而實現不同功能模塊間信號的自動化切換，以確保系統能夠協同高效地執行相關操作。

其一，協調控制制動能量再生裝置與車身穩定控制系統[2]。在汽車進行快速轉向操作或遭遇破損路面行駛時，為確保行進的穩定與順暢，車輛穩定性控制系統如果激活，需要與能量回收系統實現高效協同。通過精確控制汽車穩定性控制系統的制動力度，調整車輛的橫擺角速度，確保其行進過程中的穩定性。同時能源存儲裝置所收集的能量應被有效轉化為制動能量，顯著減少地面對車輛的側向反作用力，從而避免車輛在運行過程中受到不利影響，預防潛在風險的發生。其二，協調控制制動能量再生裝置與制動防抱死系統。這2個系統均通過調節制動力的強弱來達到制動目的，防抱死制動系統側重于對制動力的精細操控，優化輪胎的滑動率，進而有效防止車輛在行駛過程中發生打滑或喪失轉向控制的情況。這2個系統依據其特有的操作機理獨立運行，然而在實際應用中，由于二者之間可能存在相互干擾，需要采取恰當的措施以實現有效的協調與管理。電子控制模塊通過對傳感器獲取的信息進行全面評價，進而執行邏輯推理過程。如果監測到油管內部壓力驟增，即表示車輛正處于緊急制動狀態。為避免車輪鎖死的情況，需要精準調整剎車力度，確保其力度適中，避免過度制動。

2. 3 動力電池管理系統

動力電池管理系統作為電動車輛與其動力電池之間的核心橋梁，需與電機、車輛發動機等關鍵組件保持緊密的協同配合，同時確保為車內各類電子裝置穩定供應所需能量[3]。由于動力電池的性能受外部環境及內部狀態的多重影響，對于混合動力電動車輛而言，該系統在運行過程中能夠實時向電力控制模塊反饋電池的各項動態數據，包括電池溫度、輸出電流，以及剩余電量等關鍵信息，并據此采取恰當的調控策略，確保電池系統的高效、安全運行。動力電池管理系統的功能如下：① 由于電池間連接方式的不同，其運行狀況也呈現顯著的差異。在電池配置中，每個單獨電池的工作狀態存在明顯的差別。因此，為了確保系統運行的穩定性和可靠性，需要實時、全面地搜集由傳感器反饋的關鍵數據，包括電池的剩余能量、溫度指數、電壓水平，以及電流數值等，實現對電池運行狀態的精確監控和及時干預。② 動力電池管理系統通過數據分析，對電池的工作狀態進行精準評價，包括檢測電池的負荷水平和剩余電量以支持設備持續運行、電路中的電流流動情況及電壓等級等關鍵指標。通過數據分析，系統能夠全面把握電池的運行狀況。③ 當監測到電池溫度異常升高時，動力電池管理系統需要啟用冷卻裝置以確保電池正常散熱；如果電池負荷超出正常范圍，應立即斷開不必要的能耗設備，并對電流及電壓進行適時調整。因此，動力電池管理系統需要設置電源防護機制，實現實時數據回傳，并對數據進行精準分析，確保電池在最佳狀態下運行，從而有效延長其使用壽命。

2. 4 電機電控技術

在混合動力新能源汽車的技術架構中，電機電控是系統的關鍵組件。隨著混合動力技術的持續發展，電機電控技術得到了廣泛的應用，該技術顯著提升了混合動力新能源汽車的運行穩定性。電機電控技術的成本優勢，也進一步推動了混合動力新能源汽車的普及。在經歷長期的技術研發與攻關后，動力電機電控技術的設計與制造成本與十年前相比降低約50%。通過不斷的技術進步與創新，電機電控系統的使用效率得到了顯著提升，這不僅推動了混合動力技術的深入發展，同時也顯著增強了新能源汽車的節能減排優勢。

2. 5 混合動力專用發動機

針對混合動力系統的特殊需求，需要設計相匹配的混動專用發動機。在混合動力體系中，發動機主要以持續穩定的運行狀態為主，這樣的設計使發動機能夠在長時間的穩定運行中發揮其顯著優勢，即根據動力需求精準優化工作點，確保其運行于效率最優區間，并保持高熱效率狀態。混動專用發動機最大化地利用了發動機和電機的特性，在效能提升和能量回收方面發揮了關鍵作用，而電機則專注于增強動力輸出和快速響應，以滿足系統對動力性能的全方位需求[4]。我國企業推出的新型混合動力專用發動機，在研發過程中都貫徹“精簡高效”的理念，相較于前代產品，選擇性地摒棄了高壓直噴技術，有效降低了研發成本。目前，各大車輛制造商正積極應用燃燒室設計優化、可調式渦輪增壓、進排氣系統精細調校、低壓廢氣再循環（EGR）技術、米勒循環及高壓縮比等一系列先進技術手段，從而顯著提升發動機的熱能轉化效率，實現約43%的效能比，并有效擴大了引擎在最優效率下的工作范圍。

3 混合動力新能源汽車發展趨勢

3. 1 混合動力新能源汽車的發展理念

“低碳經濟”的理念主要聚焦于科技創新、管理優化及行業轉型升級，以實現經濟的可持續增長，其核心目標在于發掘新能源資源，逐步替代并減少對不可再生能源的依賴，從而有效緩解溫室氣體排放帶來的負面影響，推動經濟與自然生態的和諧共生。混合動力新能源汽車通過最大限度地發揮其低排放、低噪聲等優勢，不僅強化了動力系統的持久性，同時也將電力驅動所帶來的環境影響控制在最低水平。混合動力新能源汽車發動機與電機的巧妙融合，不僅實現了互補增效，還顯著提升了燃料的使用效率，大幅減少了廢氣排放，對減輕環境污染有顯著效果。

3. 2 混合動力新能源汽車的市場推廣

隨著混合動力新能源汽車的發展，各國政府均投入大量資源以促進其穩定健康發展，并通過政策引導來調控市場格局。在我國同樣需要制定專項的補貼政策和管理規范，來引導混合動力新能源汽車行業的市場調整與提升。為了確保混合動力新能源汽車能夠持續健康發展，并進一步拓寬其在市場中的份額，相關補貼政策在現階段仍應予以延續，以確保混合動力新能源汽車技術的穩定發展。

4 結語

隨著混合動力技術的持續發展與完善，新能源汽車更加符合現代人們日常出行及工業活動的實際需求，對于優化城市交通服務質量具有積極影響。因此，在混合動力新能源汽車未來的發展道路上，應繼續加大混合動力技術的研發力度，深化其在新能源汽車的應用，助力國家實現低碳經濟的長遠發展目標。

參考文獻

[1] 張龍.新能源汽車驅動電機關鍵技術研究[J].時代汽車，2023（19）：94-96.

[2] 吳小麗.基于混合動力技術的新能源汽車關鍵技術及策略研究[J].專用汽車，2023（8）：12-14，22.

[3] 曾家程，黃飛創，趙揚，等.新能源汽車技術現狀及發展趨勢[J].汽車實用技術，2023，48（14）： 189-194.

[4] 余琛.新能源汽車混合動力技術發展研究[J].汽車測試報告，2023（14）：49-51.