混合動(dòng)力系統研發(fā)的技術(shù)問(wèn)題羅列

　　混合動(dòng)力系統的研發(fā)需要解決很多技術(shù)問(wèn)題，比如控制策略的設計、內燃機燃燒系統的優(yōu)化、蓄電池的改進(jìn)、傳動(dòng)系統的匹配設計和新材料新工藝的應用等等。

　　1、控制系統

　　這里的控制系統是指汽車(chē)動(dòng)力總成集中控制系統，它是整車(chē)正常行駛的核心單元。傳統內燃汽車(chē)的控制系統包括發(fā)動(dòng)機的空燃比(或噴油量)控制、點(diǎn)火控制和怠速控制，以及變速器的檔位變換和換檔感覺(jué)控制等。混合動(dòng)力汽車(chē)的控制還需要根據轉速、負荷及車(chē)速等信息和相關(guān)設備的狀態(tài)確定發(fā)動(dòng)機與電動(dòng)機的功率分配策略，即當汽車(chē)的負荷給定后，首先要確定發(fā)動(dòng)機與電動(dòng)機輸出功率的比例，以保證滿(mǎn)足汽車(chē)動(dòng)力性、經(jīng)濟性、排放性等性能指標的要求。為了滿(mǎn)足混合動(dòng)力汽車(chē)的包括駕駛性等的要求，需要設計與混合動(dòng)力系統相適應的控制系統和控制策略。

　　混合動(dòng)力汽車(chē)控制策略

　　由于各種混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)結構上的差異，因而需要不同的控制策略來(lái)調節和控制功率流在不同元件間的流動(dòng)，其目的是為了達到以下四個(gè)主要目標：

　　- 最佳的燃油經(jīng)濟性

　　- 最低的排放

　　- 最低的系統成本

　　- 最好的驅動(dòng)性能

　　混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)控制策略的設計主要考慮以下幾點(diǎn)：

　　(1) 優(yōu)化發(fā)動(dòng)機的工作點(diǎn)：基于最佳燃油經(jīng)濟性、最低排放或者二者選其一，根據發(fā)動(dòng)機的轉矩/轉速特性曲線(xiàn)確定最優(yōu)工作點(diǎn);

　　(2) 優(yōu)化發(fā)動(dòng)機的工作曲線(xiàn)：如果發(fā)動(dòng)機需要發(fā)出不同的功率，相應的最優(yōu)工作點(diǎn)就構成了發(fā)動(dòng)機的最優(yōu)工作曲線(xiàn);

　　(3) 優(yōu)化發(fā)動(dòng)機的工作區：在轉矩/轉速特性曲線(xiàn)上，發(fā)動(dòng)機有一個(gè)首選的工作區，在此工作區內，燃油效率最高;

　　(4) 最小的發(fā)動(dòng)機動(dòng)態(tài)波動(dòng)：應控制發(fā)動(dòng)機的工作轉速以避免波動(dòng)，從而使發(fā)動(dòng)機的動(dòng)態(tài)波動(dòng)達到最小;

　　(5) 限制發(fā)動(dòng)機最低轉速：當發(fā)動(dòng)機低速運行時(shí)，燃油效率很低，因而當發(fā)動(dòng)機轉速低于某一下限值時(shí)，應關(guān)閉發(fā)動(dòng)機;

　　(6) 減少發(fā)動(dòng)機的開(kāi)/關(guān)次數：頻繁地開(kāi)/關(guān)發(fā)動(dòng)機，引起油耗和排放增加;

　　(7)合適的蓄電池荷電狀態(tài)：蓄電池的容量須保持在適當的水平，以便在汽車(chē)加速時(shí)提供足夠的功率，在汽車(chē)制動(dòng)或下坡時(shí)能回收能量。若蓄電池的容量過(guò)高，應關(guān)閉發(fā)動(dòng)機或使之怠速運轉;

　　(8)安全的蓄電池電壓：在放電、發(fā)電機充電或制動(dòng)回收充電時(shí)，蓄電池的電壓揮發(fā)生很大變化，應避免蓄電池電壓過(guò)低或過(guò)高，否則蓄電池會(huì )產(chǎn)生永久性破損，因而蓄電池管理很關(guān)鍵;

　　(9) 分工適當：在驅動(dòng)循環(huán)中，發(fā)動(dòng)機和蓄電池應合理分擔汽車(chē)所需功率;

　　(10) 在某些城市或地區混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)以純電動(dòng)模式工作效率最高，這種轉變可以通過(guò)手動(dòng)或自動(dòng)來(lái)實(shí)現。

　　2、內燃機

　　經(jīng)過(guò)100多年的發(fā)展，車(chē)用內燃機在動(dòng)力性、經(jīng)濟性及排放控制方面獲得了很大改善。近年來(lái)電控燃油噴射、排氣再循環(huán)、增壓中冷、可變進(jìn)氣渦輪、高壓共軌和催化后處理等技術(shù)的應用，更使汽車(chē)的性能飛速提高，因此，作為一種成熟的動(dòng)力設備，內燃機在混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)上的應用難度不大。由于可移動(dòng)性能好、比功率大、熱效率也較高，因此，內燃機仍然是影響整車(chē)效率和性能的關(guān)鍵設備。

　　3、蓄電池

　　蓄電池是混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，也是提高整車(chē)性能和降低成本的重要發(fā)展方向。自上世紀90年代以來(lái)，蓄電池的比能量、比功率、循環(huán)壽命等方面的問(wèn)題就一直成為電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的主要障礙;對于混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)來(lái)說(shuō)，由于電動(dòng)比例較高，因此同樣面臨著(zhù)蓄電池技術(shù)改進(jìn)的問(wèn)題：第一，比能量相對不足，因而成本較高，比能量值越高，汽車(chē)經(jīng)濟性越好;第二，蓄電池的壽命相對較短，蓄電池壽命一般為充放電1000次左右，比整車(chē)壽命低得多，若在汽車(chē)十幾年的生命周期頻繁更換蓄電池的話(huà)，混合動(dòng)力汽車(chē)的運營(yíng)成本將大大提高。另外，蓄電池的應用還涉及到充電時(shí)間較長(cháng)、電池荷電狀態(tài)(SOC)判別等問(wèn)題這些都不同程度影響整車(chē)性能。目前，在混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)上使用的蓄電池主要是鉛酸電池、鎳氫電池(MH-Ni)和鋰離子電池，如克萊斯勒ESX2采用鉛酸電池，豐田Prius和本田Insight用鎳氫電池日產(chǎn)Tino用鋰離子電池。