混合动力电动汽车关键技术探析

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摘要：在新能源汽车高速发展的大背景下，电动汽车的关键技术已经成为国内外新能源汽车公司研究的热点。本文分析了混合动力汽车的核心和技术，其驱动电机与控制技术、电池及其管理技术和车辆控制技术，指出了新能源电动汽车在发展过程中可能出现的情况及未来发展趋势，仅供参考。

关键词：新能源；电动汽车；混合动力汽车

未来发展的三大趋势，即“智能、环保、安全”，在其影响下，国内外正在积极的开发电动汽车及其技术。与传统汽车相比，电动汽车正越来越成为国内外研究的主要热点。

1电动汽车电机及其控制技术

1）在汽车行驶过程中电机的类型和性能比较，工作条件复杂多变，常伴有频繁的启动、加速、减速、怠速等。因此，电动汽车的驱动电机应具有高速和大速度范围，高功率密度，强过载能力。四种主要驱动电动机：直流电动机、交流电动机、永磁同步电动机和开关磁阻电动机。直流电机控制简单，早期广泛用于电动汽车的开发[1]。然而，当它以高速运行时，在刷子和转向装置之间产生火花，可靠性大大降低，并且使用寿命也很短。目前主要用于低速、低成本的小型电动汽车。交流电动机结构简单，易于操作，可靠性好，成本低，在大功率应用中优于直流电动机，但控制器成本太高，调速性能差。目前，欧洲和美国市场上的电动汽车有很多应用。开关磁阻电机结构简单，调速范围宽，电机响应速度快，控制灵活。然而，在实际应用中存在诸如大扭矩波动和大噪声的缺点。目前，电动汽车领域的应用范围是永磁同步电动机。其功率密度高，扭矩稳定性强，速度范围宽，运行可靠性好。2）混合制动系统建模与仿真方法。为了验证所设计的混合制动系统的有效性，考虑到应用成本和工作量等，通常建立所涉及的每个子系统的数学模型，识别驾驶员的制动意图，并在既定的控制策略下使用它。针对不同条件的仿真软件数值模拟，车辆制动性能和能量回收利用率[2]。

2混合动力电动汽车动力系统选型与分析

1）串联式。串联结构简单，比较好控制，容易开发。不过它的负荷能力受电动机的制约，因此电动机的体积就会很大，这样才能保证汽车的正常启动、爬升和它的提速性能[3]。从中国开发的试验车辆数据来看，大多数串联电动汽车都减少了排放。燃料消耗量与传统燃料汽车基本相同。爬升和提速功能差一般它们只适合近距离并且载重量小的运输用途。如何提高发动机运作效率以及如何提高车辆爬升和提速性能，是串联混合动力汽车下一步要重点研究的工作。2）并联式。并联式混合动力汽车适用于各种工况，不仅可以在市中心实现零污染，而且可以实现在郊外和传统的内燃机车辆联合完成工作，并联式与串联式相比较而言，并联式的电动机是直接驱动到驱动轴上的，所以就没有太多的动力损耗，效率也就大大提高了；电动机发动与传统发动机发动不同，它做到了扬长避短，避免了一些缺点，效率区减少了车辆燃料消耗和排放；并联控制策略采用电源维护方式，SOC控制在有效安全范围内，使电池寿命变长，波动变小，系统经济性也变得更好。由于车辆包括两个单独的驱动结构，整体车辆质量已经增加。3）混联式。虽然混合型在理论上容易实现最佳燃料消耗和低排放，但是难以掌握具体的发展。一方面，由于混合动力型需要更高功率的复合装置，行星齿轮动力复合装置的机械框架只能以固定的比例分配动力，难以满足系统更复杂的动力复合要求。另一方面，为了满足混合动力车辆在各种工况下的低排放和低油耗，必须将控制策略设计得大而复杂。目前，混合控制的控制策略普遍较差，开发难度较大。开发成本很高。高性能动力复合装置的发展，控制策略的优化和成本降低是混合动力电动汽车未来发展的重中之重[4]。4）电动轮式。驱动控制系统从传统的机械连接变为电连接，省略了传统车辆所需的一整套机械部件。该车结构简单，传动效率高，可通过现代计算机控制技术直接控制电动轮实现电子差异。速度已成为电动汽车发展的独特方向。目前，电动轮混合动力汽车存在的问题主要集中在电动机和整车的结构上，新型大功率，高密度电机的开发以及电动轮系统中各种功能部件的集成设计需要进一步深化。

3结束语

综上所述，中国在汽车领域的科技技术与发达国家比还较落后，现在主要存在高排放量和低燃油性的问题。大力发展混合动力汽车是解决城市空气污染问题的最积极有效的途径，对中国汽车工业实现飞速发展具有重大的意义。然而，目前的混合动力汽车技术并不成熟，还存在众多的弊端，需要我们做更加深入的研究和开发。本文介绍了四种不同形式的混合动力汽车结构和控制策略，希望能够极大地帮助混合动力汽车技术研究人员。

参考文献：

[1]雷汝婧.混合动力电动汽车关键技术研究[J].时代汽车，2017(6)：17-18.

[2]许约翰.试论混合动力电动汽车技术[J].电子测试，2017(11)：108+103.

[3]吴昊鹏，王雅坤.新能源汽车技术原理及关键技术研究[J].南方农机，2017，48(6)：84.

[4]李明杰.混合动力电动汽车关键技术[J].信息记录材料，2017，18(3)：11-13.

作者:李心月 单位:辽宁装备制造职业技术学院