混合動力汽車驅(qū)動系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展

劉金翠

摘要 論文主要闡述了混合動力汽車驅(qū)動系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展前景?；旌蟿恿ζ囼?qū)動系統(tǒng)的驅(qū)動方式主要有：串聯(lián)式、并聯(lián)式和混聯(lián)式三種結(jié)構(gòu)，無論哪種驅(qū)動方式，都可以在一定程度上減少燃油消耗，但購車成本較高，因此降低成本是提高混合動力汽車競爭能力的努力方向。

關(guān)鍵詞 混合動力汽車 驅(qū)動系統(tǒng) 驅(qū)動模式

一、前言

自1886年第一輛汽車問世以來，全球的汽車業(yè)己走過了100多年的歷史，在這漫長的時間里汽車越來越多的進(jìn)入人們的工作和生活，隨之而來的不僅是汽車保有量的急劇增加，還有難以擺脫的災(zāi)難。在各種環(huán)境污染物中有約43%來自傳統(tǒng)能源汽車的排放。隨著石油資源日益減少，環(huán)境污染越來越嚴(yán)重，傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車發(fā)展也遇到了瓶頸，因此開發(fā)節(jié)能環(huán)保的新型汽車成為世界汽車工業(yè)的首要任務(wù)和發(fā)展趨勢，這就促使了混合動力電動汽車的出現(xiàn)。

二、混合動力汽車驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作模式

混合動力汽車（Hybrid Electric Vehicle，HEV）是指汽車的驅(qū)動系統(tǒng)由兩個或多個能同時運轉(zhuǎn)的單個驅(qū)動系聯(lián)合組成的汽車。汽車的行駛功率依據(jù)汽車實際工況由單個驅(qū)動系單獨或共同提供。混合動力汽車根據(jù)其兩種動力源混合方式的不同，可以分為三種驅(qū)動方式：串聯(lián)式、并聯(lián)式和混聯(lián)式。

（一）串聯(lián)式驅(qū)動系統(tǒng)的連接模式

串聯(lián)式混合動力汽車的驅(qū)動系統(tǒng)將發(fā)動機、發(fā)電機、蓄電池及電動機串聯(lián)連接，如圖1所示。根據(jù)發(fā)動機的工況要求可以在不同的驅(qū)動模式下工作。

（1）純電動模式。在混合動力汽車負(fù)荷較小或空載的情況下，發(fā)動機處于關(guān)閉狀態(tài)，其排放為零；由蓄電池組單獨向電動機供電以驅(qū)動汽車。（2）純發(fā)動機模式。當(dāng)混合動力汽車負(fù)荷較大，而所需的驅(qū)動功率又不超過發(fā)動機的最大功率時，由發(fā)動機帶動電動機驅(qū)動汽車，蓄電池組不參與供電。（3）混合驅(qū)動模式。混合動力汽車在啟動、加速、爬坡等工況下，由發(fā)動機帶動發(fā)電機與蓄電池組同時向電動機供電，混合動力汽車的動力性達(dá)到最佳。（4）發(fā)動機-蓄電池模式。當(dāng)混合動力汽車處低速、滑行、減速的工況時，則由蓄電池組驅(qū)動電動機，由發(fā)動機帶動發(fā)電機組向電池組充電。

（二）并聯(lián)式驅(qū)動系統(tǒng)的連接模式

并聯(lián)式混合動力汽車有兩套既可以單獨驅(qū)動車輛，又可以協(xié)作共同驅(qū)動車輛的驅(qū)動系統(tǒng)，不同的系統(tǒng)驅(qū)動車輛時具有不同的工作效率區(qū)間，如圖2所示。

（1）純電動模式。當(dāng)混合動力汽車起步或低速行駛時，由電動機單獨驅(qū)動汽車，使發(fā)動機避開低效、高排放的工作區(qū)，整車燃油經(jīng)濟性好、排放低。（2）純發(fā)動機模式。當(dāng)混合動力汽車以高速平穩(wěn)行駛，或在城市郊區(qū)等排放要求不高的地方行駛時，由發(fā)動機單獨工作，驅(qū)動汽車。此時，發(fā)動機工作在高效區(qū)，燃油經(jīng)濟性好。（3）混合驅(qū)動模式。當(dāng)混合動力汽車急加速或者爬坡時，發(fā)動機和電動機同時工作，電動機發(fā)出的功率輔助發(fā)動機使車輛急加速或者爬坡。這種情況下，汽車的動力性處于最佳狀態(tài)?；旌向?qū)動模式下發(fā)動機和蓄電池組帶動的電動機同時工作驅(qū)動汽車行駛。（4）制動能量回收模式。當(dāng)汽車減速或制動時，利用電動機反拖作用既可以有效輔助制動，又可以使電動機以發(fā)電機模式工作發(fā)電，向蓄電池組充電，從而提高能量利用率和燃油經(jīng)濟性，降低排放。

三、混合動力汽車驅(qū)動系統(tǒng)的發(fā)展

與傳統(tǒng)汽車相比，混合動力汽車在保證相同的性能和優(yōu)勢前提下，具有更好的節(jié)能和排放性能?；旌蟿恿ζ嚨男铍姵仉妷汉凸β实燃壟c純電動汽車相似，，但容量可以大大減小，因而其成本低于電動汽車。但由于混合動力汽車傳動系統(tǒng)總成較為復(fù)雜，所以其價格比傳統(tǒng)燃油汽車往往高出20%左右。降低成本是提高混合動力汽車競爭能力的努力方向。相信隨著混合動力汽車的推廣和普及，生產(chǎn)批量提高后，其價格將逐步接近傳統(tǒng)汽車。

混合動力電動汽車在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上達(dá)到了提高燃料經(jīng)濟性和減少排放的目的，因而極具發(fā)展前景。從目前的發(fā)展來看，汽車的排放法規(guī)日趨嚴(yán)格，同時電子技術(shù)的迅猛發(fā)展會進(jìn)一步促進(jìn)混合動力電動汽車的發(fā)展。