（圖1：雅閣混動汽車DBC適配實測）

我們接觸過不少像卡羅拉、凱美瑞、雅閣等多款混合動力車型，涉及整車控制策略數(shù)據(jù)就包涵了豐田氫能源車Mirai、日產(chǎn)最牛電動汽車聆風(fēng)和E-POWER、雪弗蘭博爾特等。

由于現(xiàn)階段作為純電動汽車和燃料電池汽車的關(guān)鍵部件之一--電池存在密度低、壽命短、價格高等問題，使得電動汽車的性價比依然比傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車偏高。盡管目前具有世界先進(jìn)水平的純電動汽車和燃料電池車的性能與內(nèi)燃機汽車不相上下，但是過高的成本，用戶接受度不高、市場教育不夠，汽車銷量的數(shù)據(jù)依然不樂觀，混合動力汽車更是如此。

我們還處在非典型性冠狀病毒疫情并未結(jié)束的前夜階段，融合內(nèi)燃機和電動汽車優(yōu)點的混合動力汽車感覺被“外部剎車”影響極大，銷量極為慘淡，就混合動力汽車的節(jié)能、續(xù)航、排放、配置、實用性、越堵越省油等優(yōu)點，相信后續(xù)也會成為尖刀突起（有個性、但是量少）。最近翻閱了不少混合動力汽車相關(guān)的資訊，豐田要給斯巴魯做混合動力，大眾也要出混動Touareg R，索納塔也要搞混動，連不太出名的鈴木雨燕也要出混合動力車型，零配件巨頭博世要出48V混動技術(shù)等等。

混合動力汽車，一般在一輛汽車上同時配備電力驅(qū)動系統(tǒng)和輔助動力單元的汽車，其中輔助動力單元是燃燒某種燃料的原動機或者由原動力驅(qū)動的發(fā)電機組。目前這套原動力系統(tǒng)采用的一般為柴油機、汽油機或者燃?xì)廨啓C，你看，又繞回來了。

混合動力電動汽車將原動力、電動機、能量存儲裝置組合在一起，以實現(xiàn)他們之間良好的匹配和優(yōu)化控制，這樣可充分發(fā)揮內(nèi)燃機汽車和電動汽車的優(yōu)點，各司其職又避免各自不足，達(dá)到低排放和低油耗的特點。

（圖2:豐田凱美瑞混動系統(tǒng)）

目前世界各國研究開發(fā)的混合動力車型有很多種形式，根據(jù)驅(qū)動系統(tǒng)的配置不同，就可分為串聯(lián)式、并聯(lián)式和混聯(lián)式三種驅(qū)動類型車型。

串聯(lián)式混動動力驅(qū)動系統(tǒng)

這套混合動力的原理是原動機直接帶動發(fā)電機發(fā)電，電能通過控制器輸送到電池或電動機，由電動機通過變速機構(gòu)驅(qū)動汽車，將電池作為原動力輸出和電動機需求功率的中轉(zhuǎn)裝置。串聯(lián)式結(jié)構(gòu)適用于市內(nèi)常見的頻繁起步、加速和低速運行工況，可以使原動機保持在最佳狀況附近穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，從而不僅起步加速快，還降低了廢氣排放。然而串聯(lián)式混合動力的燃油經(jīng)濟性能還有待提高，這主要是因為在電能與機械能轉(zhuǎn)化過程中存在效率損失。這種系統(tǒng)主要應(yīng)用于城市大客車，在轎車中用的少。

并聯(lián)式混合動力驅(qū)動系統(tǒng)

發(fā)動機和電動機可以分別向汽車提供動力，不需要把發(fā)動機動力轉(zhuǎn)換為電力，因此，更像傳統(tǒng)的動力系統(tǒng)。由于發(fā)動機的機械可能直接輸出到汽車驅(qū)動橋，中間沒有能量的轉(zhuǎn)換，所以，動力系統(tǒng)效率高，燃油消耗少。但由于發(fā)動機與車輛驅(qū)動輪之間有直接的機械連接，發(fā)動機工況不可避免的受到汽車具體行駛的工況應(yīng)影響，這種串聯(lián)式結(jié)構(gòu)也相對復(fù)雜，需要變速裝置和動力復(fù)合裝置。

混聯(lián)式混合動力驅(qū)動系統(tǒng)

就是串聯(lián)和并聯(lián)的綜合，驅(qū)動系統(tǒng)是發(fā)動機與電動機以機械能疊加的方式驅(qū)動汽車，但驅(qū)動電動機的發(fā)電機串聯(lián)于發(fā)動機。發(fā)動機發(fā)出的一部分功率通過機械傳動輸送給驅(qū)動橋，而另一部分則驅(qū)動電機發(fā)電。發(fā)電機發(fā)出的電能輸送給電動機或者電池，電動機產(chǎn)生的驅(qū)動力矩通過動力復(fù)合裝置傳輸給驅(qū)動橋。

低速行駛的時候，驅(qū)動系統(tǒng)主要以串聯(lián)的方式工作，高速行駛的時候，則以并聯(lián)工作方式為主，大家可以看看雷克薩斯官網(wǎng)的驅(qū)動力流向GIF圖。這種混聯(lián)式驅(qū)動系統(tǒng)他充分發(fā)揮了串聯(lián)式和并聯(lián)式的優(yōu)點，能夠使發(fā)動機、發(fā)電機、電動機等部件進(jìn)行更多的優(yōu)化匹配，從而在結(jié)構(gòu)上保證了在更復(fù)雜的工況下仍能使系統(tǒng)在最優(yōu)的狀態(tài)下工作，所以，更容易達(dá)到控制排放和降低油耗的目的，因此是最具有影響力的HEV。

混合動力電動汽車根據(jù)汽車工況的要求，對內(nèi)燃機與電動機進(jìn)行優(yōu)化組合，具備了很多傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車不具備的優(yōu)點：

1、節(jié)能 傳統(tǒng)汽車制動系統(tǒng)將汽車的動能轉(zhuǎn)化為不可逆的熱能而浪費掉了?；靹泳筒煌冒惭b在車輪上的發(fā)電機將摩擦產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化為可以重新利用的電能儲存起來，這大大提高了汽車燃油經(jīng)濟性，特別適合在北上廣深大城市走走停停行駛的城市工況。如果把燃油車與混合動力車的油耗相比較，同一類發(fā)動機、同一款汽車，混合動力能幫您節(jié)油50%左右。那現(xiàn)在混合動力系統(tǒng)做的最好的是日系，你看雷克薩斯、豐田、本田系列的混動系統(tǒng)，都是杠杠的成熟，寶馬就不推薦了，沒投訴個死就不錯了，最近大眾也有不少的混合動力車型，滿足你對車標(biāo)的喜愛吧。

2、改善排放 發(fā)動機保持在最佳工況區(qū)域穩(wěn)定運行，避免了發(fā)動機在變工況下不良運行。豐田公司的普銳斯汽車二氧化碳排放量下降50%，一氧化碳、氮氧化合物及碳?xì)浠衔飪H相當(dāng)于日本現(xiàn)行法規(guī)的1/10。無奈國人抗日，把所有人家好的東西都沒學(xué)會，還沾沾自喜。你看國外的出租車大部分都是豐田系、而普銳斯較多，空間大不算，后排直接可以放平鋪上席夢思，看看國內(nèi)的一些設(shè)計，真的是無（la）可（ji）挑（she）剔（ji）了。

3、發(fā)動機小型化 可以通過電動機提供動力，且發(fā)動機根據(jù)最大負(fù)荷而設(shè)計瞬時加速負(fù)荷，此可配備配功率較小的發(fā)動機。而最慘的，應(yīng)該算是寶馬i8，居然那么不受歡迎，一看發(fā)動機機，1.5T，花那么多錢，買了個1.5T，怕人家笑話，確實，我都會笑話你，不搞個4.0T雙渦輪增壓都不好意思說自己是跑車。

4、工藝延續(xù) 傳統(tǒng)燃油機的制造工藝與電動車生產(chǎn)工藝完美結(jié)合，現(xiàn)有汽車制造廠能添加部分工裝設(shè)備即可生產(chǎn)，混動汽車也不需要建立燃料存儲、運輸、添加等裝置，現(xiàn)有加油站，想充電就充電，想加油招呼一聲即可。

（圖3：雷克薩斯混合動力系統(tǒng)）

混合動力汽車關(guān)鍵技術(shù)

混合動力系統(tǒng)的設(shè)計主要包括選擇發(fā)動機、電機、電池和其他電控零部件，以及設(shè)計一個好的整車控制系統(tǒng)控制每個部件工作和能量流向。應(yīng)對各部件進(jìn)行優(yōu)化，使其適應(yīng)混合動力系統(tǒng)的工作優(yōu)點。

1、高效率的發(fā)動機

混動系統(tǒng)中，發(fā)動機作為能量轉(zhuǎn)換裝置具有舉足輕重的作用。由于發(fā)動機成熟，實際工況可以控制在一定范圍內(nèi)，追求發(fā)動機的是高效率而不是高功率，因此大部分的混合動力汽車都是采用偏低排量的發(fā)動機系統(tǒng)，進(jìn)一步優(yōu)化和提高燃油的經(jīng)濟性，同時降低排放，比如現(xiàn)在的豐田卡羅拉和雷凌雙擎，從1.8的發(fā)動機換成1.5，增加電能驅(qū)動，網(wǎng)約車師傅普遍說在百公里4升左右的油耗水平，加速快。

大多汽車制造商選擇直噴式壓燃發(fā)動機并聯(lián)混合動力系統(tǒng)來實現(xiàn)百公里3L的目標(biāo)，目前也是大中型車企廣泛使用的動力系統(tǒng)，其熱效率高，有害排放物較低，還可選用經(jīng)濟性好、體積小、排氣噪聲小的燃?xì)廨啓C，利用不同的優(yōu)勢構(gòu)成不同的混合動力系統(tǒng)。

2、電機

混合動力汽車在普通交通道路上行駛，工況需要應(yīng)對復(fù)雜情況?；旌蟿恿σ噪妱雍桶l(fā)電模式工作的電機還有更高的要求，恒扭矩、恒功率工作，高效率的大功率輸出，接近雙倍功率過載量。因此，研究開發(fā)體積小、質(zhì)量輕、工作可靠、動態(tài)響應(yīng)好的電機，對混合動力汽車進(jìn)一步提高動力性和經(jīng)濟性極為重要?；旌蟿恿ζ嚳墒褂秒妱訖C有直流他激電機、無刷電機、感應(yīng)電機、開關(guān)磁阻電機等。直流他激電機質(zhì)量大、體積大、笨，目前國內(nèi)外比較重視永磁無刷電機及其控制系統(tǒng)的研究和開發(fā)，現(xiàn)已經(jīng)有龍頭開發(fā)出滿足混合動力汽車最佳匹配要求的電機系統(tǒng)。

3、電池

混合動力汽車電池主要在啟動、加速的時候作為動力，起步快，平穩(wěn)，不會增加發(fā)動機油耗等是電動驅(qū)動力的特點，而在車輛減速和下坡滑行時候回收車輛動能。因此在其使用狀態(tài)不同于電動汽車。一般情況下，電池處于淺度、頻繁的充放電循環(huán)中，在充放電過程中，電壓、電流會有較大變化。針對這種使用特點，混合動力汽車要求電池具備大功率充放電能力和較高的充電效率，以及電池應(yīng)當(dāng)在快速充放電和充放電過程變工況下保持性能的相對穩(wěn)定。

另外作為車用動力電池，還有電壓、質(zhì)量和體積比能量、免維護及成本等基本要求。在研發(fā)高性能、底層本、壽命長的電池同時，還需建立一個符合電池實際使用環(huán)境的電池能量管理系統(tǒng)BMS。BMS電池管理系統(tǒng)主要功能有：防止過充和過放，判定負(fù)荷電狀態(tài)SOC，選擇適當(dāng)?shù)某浞烹娔Ｊ剑瑢﹄姵剡M(jìn)行均衡充電，控制并平衡電池組的工作溫度。BMS還關(guān)系到提供給載荷均衡控制裝置的控制參數(shù)是否可靠，因此，電池及其能量管理系統(tǒng)的開發(fā)也是發(fā)展混合動力汽車的關(guān)鍵問題之一。

4、動力復(fù)合裝置

動力復(fù)合裝置是耦合發(fā)動機和電動機功率的關(guān)鍵部件，他關(guān)系到能否實現(xiàn)電動機、發(fā)動機、和電池數(shù)的俱佳匹配以及三者之間狀態(tài)的協(xié)調(diào)控制。動力復(fù)合裝置不僅具有復(fù)雜的機械，而且影響整車的控制策略，因而成為混合動力系統(tǒng)開發(fā)中的重點和難點。不過，速銳得科技在這方面經(jīng)驗豐富，針對先進(jìn)的氫能源車、新能源車、混合動力汽車的整車控制策略DBC都有深入的研究，可以助力一把。

5、控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)目的就是要實現(xiàn)發(fā)動機始終在最佳工作范圍內(nèi)，以使油耗和排污最低，盡可能充分利用發(fā)動機的能量，最大限度的吸收能量，盡量減少電池的能量消耗。因此一個能根據(jù)汽車行駛工況、原動力運行工況、電池充放電狀態(tài)等進(jìn)行實時分析和控制的智能化控制系統(tǒng)，對混合動力汽車的成功起到關(guān)鍵的作用。

因此，研究電動機、控制單元、電池、發(fā)動機等動態(tài)特性，建立符合混合動力汽車實際使用工況的動態(tài)模型，是混合動力汽車研發(fā)中的一項重要工作。

與傳統(tǒng)燃油車相比，混合動力汽車在節(jié)能和排放上更勝一籌。混合動力汽車具備了未來汽車所需要的四方面的要素，即良好的動力性能、燃油經(jīng)濟性、清潔環(huán)保以及經(jīng)濟實用的特點。就目前來說，雖然混合動力汽車比傳統(tǒng)汽車要貴20%左右，但隨著各國環(huán)境立法日趨嚴(yán)厲，混合動力汽車量產(chǎn)增大、得到更多人的青睞和實用性，成本不斷降低，市場份額增大。從長遠(yuǎn)看，盡管只是一種過渡車型，但是在近20-30年內(nèi)是個不錯的選擇。國內(nèi)如果不推薦、不鼓勵、不生產(chǎn)，那么混合動力汽車只有兩種叫法，一種叫日系，一種叫其他。