混合动力汽车关键技术：现代新能源与节能减排技术

混合动力汽车是集汽车、电力驱动、自动控制、新能源及新材料等技术于一体的高新集成产物，它的研究涉及多个领域，其关键技术主要有动力电池及动力电池管理、电动机、发动机和整车能量管理等。

（1）动力电池及动力电池管理系统

与纯电动汽车的工作状况不同，混合动力汽车上的动力电池组常处于非周期性的充放电循环。这就要求动力电池必须具有快速充放电和高效充放电的能力，即混合动力汽车所用动力电池在具有高能量密度的同时，更重要的是要具有高功率密度，以便在加速和爬坡时能提供较大的峰值功率。动力电池的性能和寿命与其充放电历史、工作温度等因素密切相关，过充电和过放电会严重影响动力电池性能，甚至造成动力电池损坏。因此，通过动力电池管理系统对动力电池工作过程和工作环境进行监控，进行准确的剩余电量预测和电量、电压标定，对提高动力电池能效、延长动力电池使用寿命具有非常重要的意义。

（2）电动机

电动机是混合动力汽车的驱动单元之一，其选用原则为性能稳定、质量轻、尺寸小、转速范围宽、效率高、电磁辐射量小、成本低等。另外，电动机的峰值功率要具有起动发动机能力、电驱动能力、整车加速能力、最大再生制动能力等。目前，混合动力汽车使用的电动机主要有直流永磁电动机、永磁无刷同步电动机、交流异步电动机、开关磁阻电动机等。在交流电动机中，最具代表性的是交流感应电动机，而这种电动机的结构决定了其功率和效率之间的矛盾很难解决，应尽量采用具有高效率、高功率密度、结构紧凑的永磁电动机、开关磁阻电动机等先进电动机。

（3）发动机

由于混合动力汽车用发动机工作时会频繁起停，为满足排放标准，发动机的设计目标从追求高功率变为追求高效率，并将功率的调峰任务交由电动机承担。

（4）动力耦合装置

在并联和混联系统中，机械的动力耦合装置是耦合发动机和电动机功率的关键部件，它不仅具有很大的机械复杂性，而且直接影响整车控制策略，因此是混合动力系统开发的重点和难点。目前采用的动力耦合方式有转矩结合式（单轴式和双轴式）、转速结合式和驱动力结合式。

（5）驱动系统控制

串联式混合动力汽车上，电力驱动是唯一的驱动模式，因此控制系统比较简单。并联、混联混合动力汽车驱动系统中有发动机和电动机两个动力源，两个动力源存在多种配合工作模式，如纯电动、发动机驱动、发动机驱动+电动机辅助、发动机驱动+发电机充电等。根据汽车行驶需要，动力系统在这些工作模式间自动切换。驱动系统的控制策略要能通过实时分析汽车的行驶状况、发动机和电动机的转矩特性及动力电池SOC等信息，决定混合动力汽车的工作模式，确定发动机与电动机的合理工况点。即需要对混合动力汽车驱动系统的起步、模式切换、换档等动态过程进行控制。

整车系统集成关键技术包括：

动力系统参数匹配。

整车能量控制系统。(www.xing528.com)

再生制动系统。

车用数据总线。

先进车辆控制技术。

关键零部件技术主要包括：

混合动力汽车用发动机。

驱动电动机及其控制技术。

动力电池及其管理系统技术。

混合动力汽车用自动变速器技术。

当前混合动力所面临的主要技术问题包括：

提高能量存储装置（动力电池）的比功率和寿命。

建立更先进、更有效的电子控制和检测系统。

电子器件必须减小尺寸、减轻质量。