摘 要：節(jié)能已然轉變成當今社會的一大主題，越來越短缺的能源要求推出全新動力技術，汽車新能源發(fā)展面臨著巨大的挑戰(zhàn)，混合動力能夠較好地應對能源消耗、污染問題，近些年在我國新能源汽車領域得到廣泛推廣。文章通過闡述混合動力汽車的優(yōu)點、混合動力汽車分類及原理，對混合動力汽車發(fā)展趨勢展開探討，旨在為如何促進混合動力汽車有序健康發(fā)展研究適用提供一些思路。

關鍵詞：混合動力汽車；原理；控制策略；發(fā)展趨勢

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.07.221

0 引言

伴隨全球石油資源的稀缺及人們環(huán)保意識的逐步增強，亟待研發(fā)出一種節(jié)能降排，乃至零排放的綠色環(huán)保汽車產品。因而，全球各國及眾多汽車制造商均紛紛投入到研發(fā)各種類型電動汽車的行列中。電動汽車品種繁多，包括有純電動汽車、燃料電池汽車以及混合動力汽車等。就現(xiàn)階段技術發(fā)展實際情況而言，純電動汽車應受電池性能制約，續(xù)駛里程不足，因而無法進行推廣。燃料電池汽車則要投入大量的生產成本，難以在短時間內實現(xiàn)產業(yè)化。尤以混合動力汽車最值得產業(yè)化、規(guī)模化生產?；旌蟿恿ζ?，指的是動力來源方式多種多樣，廣義而言，混合動力即為選取汽油驅動、電力驅動兩種并用的方式。憑借新型混合動力汽車耗能低、排放量少，動力功能相較于傳統(tǒng)汽車無顯著差異，生產制造成本卻較純電動汽車更低，因而近年來針對混合動力汽車的研究研發(fā)成為一個熱點方向[1]。由此可見，對混合動力汽車原理與發(fā)展趨勢開展研究，有著十分重要的現(xiàn)實意義。

1 混合動力汽車的優(yōu)點

混合動力汽車是指應用傳統(tǒng)燃料，并輔以動力單元一般選取一臺發(fā)動機或者動力發(fā)動機組，混合動力車輛主流大多為汽油混合動力，相較于傳統(tǒng)燃油汽車，混合動力汽車在汽車能源消耗、尾氣排放等方面均實現(xiàn)了一定改良?；旌蟿恿ζ囍饕獌?yōu)點在于：1）混合動力汽車可確保電池始終維持在有序的工作狀態(tài)下，不出現(xiàn)過放、過充現(xiàn)象，在縮減了蓄電池體積、容量的基礎上，還提升了汽車的最高行駛速度，提升了電驅動續(xù)駛里程，延伸了蓄電池的有效使用周期，減少了汽車生產成本。2）混合動力汽車實現(xiàn)了一系列動力設備器件的科學配合、合理控制，包括燃油發(fā)動機、電動機以及儲能器件電能，極大程度提升了汽車續(xù)駛里程，可實現(xiàn)與傳統(tǒng)燃油汽車的同等水平，使純電動汽車續(xù)駛里程不足的問題得到有效解決。3）混合動力汽車通過應用混合動力，可對負荷多或者少過程中的功能輸出、能量控制開展靈活調節(jié)，使車輛在行駛期間，可對下坡時、制動時以及怠速時所需的能量進行極為便利地回收?；旌蟿恿ζ嚲邆涞陀秃摹⒌团欧诺膬?yōu)點，同時可改善能量有效利用率。4）混合動力汽車可降低對大氣的污染，混合動力汽車在行駛過程中對應應用的燃料相較于一般動力存在顯著差異，因而具有低排放，甚至零排放的對應要求標準。

2 混合動力汽車分類及原理

2.1 串聯(lián)式

串聯(lián)式系統(tǒng)是通過內燃機作用于發(fā)電機使其發(fā)電，基于此形成的電能，經(jīng)調節(jié)單元沿電機轉化成車輛行駛需求的動能，進而使汽車得以驅動。此類動力系統(tǒng)在眾多城市公交汽車上得到廣泛推廣，并收獲了可觀的應用成效，不過在一些轎車上的應用則尚未普及。串聯(lián)式系統(tǒng)結構，如圖1所示。

該種系統(tǒng)工作原理為：蓄電池組將發(fā)動機維持在一個較為穩(wěn)定的工況下，汽車開展行駛期間，蓄電池組電量飽和，于此情況下，汽車便無需輔助動力系統(tǒng)運行，進一步實現(xiàn)正常行駛目的；一旦蓄電池組電量不足六成時，汽車便需要借助輔助動力系統(tǒng)進行驅動，在這種狀態(tài)下，這一系統(tǒng)可為蓄電池組進行充電處理，進一步使蓄電池組能夠重新投入到運行當中[2]。倘若汽車在行駛期間所需動力太大，蓄電池組、輔助動力系統(tǒng)便可同時運行，以確?？商峁┏渥愕膭恿?；倘若汽車所需動力較少，則輔助動力系統(tǒng)便可完成為蓄電池組開展充電的工作。

2.2 并聯(lián)式

并聯(lián)式系統(tǒng)針對多種不同行駛工況均可予以應用，特別在一些條件較為惡劣路況下，并聯(lián)式系統(tǒng)更是具備特有的優(yōu)勢，該種系統(tǒng)所含的傳統(tǒng)內燃機驅動系統(tǒng)、電機驅動系統(tǒng)，它們既可獨自運行，還可同時協(xié)調運行，發(fā)動機可為車輛驅動直接提供動力，不存在能量轉換，能量損失小。并聯(lián)式這一聯(lián)結方式結構得到了充分簡化，并且可極大水平降低生產制造成本?，F(xiàn)階段，全球范圍內一些大型汽車生產商均采用了該種聯(lián)結方式。并聯(lián)式系統(tǒng)結構，如圖2所示。

該種系統(tǒng)工作原理為：發(fā)動機、電動機相互于驅動橋上以并列方式開展連接，在驅動車輛過程中，發(fā)動機、電動機或是獨立驅動汽車，或是共同驅動汽車。發(fā)電機驅動后輪動力與驅動電動機驅動前輪動力開展組合，在各式各樣路面上不僅能夠單獨驅動，還可共同驅動，電動機即可作為電動機又可作為發(fā)電機，動力性能佳。

2.3 混聯(lián)式

混聯(lián)式系統(tǒng)于起步、低速段推行純電動、串聯(lián)模式，同時綜合汲取了上述兩種系統(tǒng)的優(yōu)點，該種系統(tǒng)能夠更為自由地結合汽車行使實際情況來對內燃機功率輸出、電機運轉開展控制。混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)相較于串聯(lián)、并聯(lián)模式更為省油，經(jīng)采取混合驅動模式，對內燃機、電動機相互轉速關系開展綜合控制，可于車輛上陡坡、急加速等工況下，一方面確保動力性能，一方面顧及系統(tǒng)運行效率?；炻?lián)式系統(tǒng)結構形式為同軸直聯(lián)式，由發(fā)動機、電動/發(fā)電機以及驅動電動機混聯(lián)組成，作為一種較為完備的動力系統(tǒng)，其有著耗能低、排放量少、加速性等特征?；炻?lián)式系統(tǒng)結構，如圖3所示。

該種系統(tǒng)工作原理為：發(fā)動機產生的機械能，可經(jīng)由機械設備直接使車輛得以驅動運行；發(fā)動機產生的機械能，可經(jīng)由發(fā)電機轉化為電能，再通過電動機使車輛得以驅動運行；電池連接于發(fā)電機、電動機相互間，可對其進行充電或輸出輔助動力。

3 混合動力汽車發(fā)展趨勢

伴隨石油資源的越來越緊張，全球各國不斷對主要以石油為燃料的傳統(tǒng)動力汽車開展研究，以期可以更好地應對當前能源稀缺的發(fā)展形勢。于此同時，伴隨人們環(huán)境保護意識的逐步增強，電動汽車、混合動力汽車必然會轉變成未來一段時間里汽車發(fā)展的主流，該種新類型的動力汽車相較于傳統(tǒng)動力汽車是一場全新的汽車革命，強化混合動力汽車研發(fā)，可積極促進國民經(jīng)濟有序健康發(fā)展。近年來，計算機技術、自動控制技術以及一系列智能控制技術（諸如神經(jīng)網(wǎng)絡控制系統(tǒng)、自適應控制技術、模糊控制技術）在混合動力汽車中的逐步推廣，將進一步推動混合動力汽車的不斷發(fā)展[3]。

（1）推進控制策略的進一步優(yōu)化?，F(xiàn)階段，我國混合動力汽車控制策略相關研究依舊處在起步發(fā)展階段，還不太成熟。顯而易見，相較于串聯(lián)式控制模式，并聯(lián)式控制模式要難得多，很大原因在于采取控制策略期間，往往還需考慮燃油成本、車輛運行工況及發(fā)動機各項性能等一系列因素，這很大程度上會提升其復雜性。鑒于此，針對現(xiàn)階段發(fā)展實情而言，對當前控制策略開展全面優(yōu)化是當務之急。

（2）并聯(lián)式混合動力汽車中選取的小容量蓄電池組、小功率電機是一種具備一定發(fā)展前景的控制策略。一方面其可減少生產制造成本，一方面其可減輕混合動力汽車自重，有著更高的性價比，可算得上是一種相對理想的系統(tǒng)型式。值得注意問題的是，在應用該種系統(tǒng)時如何有效獲取整車最佳燃油經(jīng)濟性。

（3）控制系統(tǒng)模塊化。經(jīng)由功能模塊發(fā)展、組合，進而不斷達成汽車動力的電氣化。通過不斷強化每一模塊協(xié)調性，實現(xiàn)“一動而動全身”，并確保每一模塊的各自獨立，即便一個控制模塊出現(xiàn)異常情況，亦不會對車輛行使整體安全性帶來不利影響[4]。

4 結束語

總而言之，伴隨人們對環(huán)境保護要求的逐步嚴苛，混合動力汽車是汽車行業(yè)發(fā)展的主流方向，混合動力汽車技術，作為一種可持續(xù)、多樣化、可再生新能源時代的共性技術，勢必能夠得到越來越有效的發(fā)展。鑒于此，相關人員務必要清楚認識混合動力汽車的優(yōu)點、混合動力汽車分類及原理，全面分析現(xiàn)階段提出混合動力汽車控制策略中存在的不足，結合混合動力汽車發(fā)展現(xiàn)狀，不斷鉆研研究、總結經(jīng)驗，對優(yōu)化控制策略開展優(yōu)化，強化對混合動力汽車控制策略的研究，積極促進混合動力汽車有序健康發(fā)展。

參考文獻：

[1]馬旭.混合動力汽車結構、原理及發(fā)展前景研究分析[J].中國科技縱橫，2010，09（22）：06-08.

[2]朱玉強.淺議混合動力汽車原理及發(fā)展前景[J].山東工業(yè)技術，2015，13（07）：67.

[3]鈕怡飆.混合動力汽車現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢淺析[J].汽車與配件，2015（50）：49-51.

[4]莊偉超，丁洋，邱立琦，王良模，鄒小俊.插電式混合動力汽車控制策略的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].機械設計與制造工程，2016，45（06）：11-17.

作者簡介：楊洪振（1985—），男，河南沈丘人，本科，助教，研究方向：車輛工程。