【分类】混合动力汽车各系统策略及混合度分类
优化发动机的工作点：根据发动机的转矩和转速特性曲线确定最佳工作点，来实现最佳的燃油经济性。
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混合系统的控制策略 混合动力汽车控制策略的设计主要考虑以下几点： （1）优化发动机的工作点：根据发动机的转矩和转速特性曲线确定最佳工作点，来实现最佳的燃油经济性。 （2）优化发动机的工作曲线：根据发动机在不同功率下的最优工作点来确定其最优工作曲线。 （3）优化发动机的工作区：根据发动机转矩和转速特性曲线，确定发动机的高效工作区。 （4）最小的发动机动态波动：由于发动机动态波动带来的燃油经济恶化，所以要通过缓慢调节发动机转速来实现燃油经济性。 （5）限值发动机最低转速：当发动机低速运行时，燃油效率很低，所以设定发动机转速的限值以自动开启、关闭发动机。 （6）适当减少发动机的起停次数：频繁起停发动机会造成燃烧不良，从而引起油耗和排放恶化。 （7）合适的动力电池荷电状态：为了保证汽车在加速时有足够的功率，在制动、下坡时回收能量，电池的容量必须保持在适当的水平。 （8）安全的动力电池电压：为保证电池的使用寿命，在充、放电和制动回收充电时，须保证电池电压保持在稳定状态。 （9）分工适当：在不同的工况要求下，发动机和动力电池应合理分担所需功率。 （10）附件系统的控制：依据水温传感器监测的信息，控制发动机、电机及电池冷却风扇的转速。 （11）工作模式平稳转换：应保证纯电动模式驱动、混合动力模式和汽车减速制动工作模式的平稳转换。 混合动力的能量管理策略 混合动力系统管理模式应该遵循选定的能量管理策略并对其进行优化，以实现混合动力汽车要达到的目标，通常来说，混合动力汽车动力系统的结构从某种程度上决定了可以采用哪种控制策略，但仍然有一些可以广泛应运于各种结构的控制策略。 电动机辅助控制策略 电动机辅助控制策略（Electric Assisted Control Strategy），这种控制策略容易对发动机工况进行优化。与发动机相比，电动机相应快，可以通过不同的控制方法对其进行调控。 优化ICE曲线控制策略 优化ICE曲线控制策略（Optimum ICE Curve Control Strategy）。优化ICE曲线控制策略从静态条件下的发动机万有特性出发，将一定发动机转速和一定负荷下发动机的最低燃油消耗点连成一条线，也就是静态条件下发动机的最佳工作曲线。在这种模式下，由于对驱动系统功率需求的设定，只有在一定的行驶工况下发动机才会工作，并控制调整发动机的工作点，以实现燃油经济化，排放最低化。 混合度分类
1．弱混合（弱混）动力系统 这种混合动力系统对传统发动机的起动机进行了改造，形成由带传动的发电起动一体式电机(BSG)。该电机用来控制发动机快速起停，因此可以取消发动机的怠速过程，降低了油耗和排放。 弱混合动力系统搭载的电机功率比较小，仅靠电机无法使车辆起步，起步过程仍需要发动机介入，是一种初级的混合动力系统。在弱混合动力系统里，电机的电压通常有两种：12V和42V，其中42V主要用于柴油混合动力系统。在城市循环工况下节油率一般为5%~10%。 2．轻度混合（轻混）动力系统 该混合动力系统采用了集成起动电机(ISG)。与弱混合动力系统相比，轻混动力系统除了能够实现用电机控制发动机的起停外，还能够在电动汽车制动和下坡工况下，实现对部分能量进行回收；在行驶过程中，发动机的动力可以在车轮的驱动需求和发电机发电需求之间进行调节。轻混合动力系统的混合度一般在20% 以下。 3．中度混合（中混）动力系统 该混合动力系统同样采用了ISG系统。与轻度混合动力系统不同之处在于，中混动力系统采用的是高压电机，在汽车加速或者大负荷工况时，电动机能够辅助发动机驱动车辆，补充发动机本身动力输出的不足，提高整车性能。 这种系统的混合程度较高，可以达到30%左右，在城市循环工况下节油率可以达到20%~30%，目前技术比较成熟，应用广泛。本田汽车公司旗下的Insight、Accord和Civic混合动力汽车都属于这类系统。 4．重度混合（重混）动力系统 重度混合动力系统采用了272~650V的高压电机，混合度可以达到50%以上，在城市循环工况下节油率可以达到30%~50%。其特点是动力系统以发动机为基础动力，动力电池为辅助动力。 采用的电机功率更为强大，完全可以满足车辆在起步和低速时的动力要求。因此重度混合车型无论是在起步还是低速行驶状态下都不需要起动发动机，依靠电机可以完全胜任，在低速时就像一款纯电动汽车。 在急加速和爬坡运行工况下车辆需要较大的驱动力时，电机和发动机同时对车辆提供动力。随着电机、电池技术的进步，重度混合动力系统逐渐成为混合动力技术的主要发展方向。丰田普锐斯混合动力汽车采用的就是重度混合动力系统。 5．插电式混合动力系统 插电式混合动力汽车(Plug-in Hybrid Electric Vehicle,PHEV)是可以利用电网，对动力电池充电的混合动力汽车，可以使用纯电模式驱动车辆行驶，且纯电动行驶里程较长；电能不足时，车辆仍然可以重度混合模式行驶。 一般插电式混合动力轿车都有车载充电机，可以使用家用电源为电池充电，而插电式混合动力公交车由于行驶路线固定，通常利用外接充电机充电。插电式混合动力系统的电机功率比纯电动汽车的稍小，动力电池的容量介于重混系统和纯电动车辆之间。由于具有利用夜间用电低谷对动力电池充电、降低排放等优势，插电式混合动力汽车已成为主流发展方向之一。 结语 混合动力汽车一方面充分地利用传统汽车的技术成果和工业基础，另一方面可以有效减少排放、降低油耗，是传统内燃机汽车向零排放电动汽车过渡的实用方案之一，已成为人们研究的热点。 混合动力汽车有串联、并联等多种结构形式，以适应不同的地点、用途，也就是说可以在各种工况下运行，而且混合动力与传统的燃油汽车相比，在正常行驶时油耗低、排放少、对能量的利用率高，有着良好的使用性能。 目前从全球范围来看，混合动力汽车已处于大规模产业化的前夕，国际、国内的汽车企业在竞争研发混合动力汽车，但要真正实现混合动力汽车的普及，还有诸多障碍需要克服，包括技术上的一些关键难题。 |
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