混合动力汽车是以先进控制技术为纽带的传统内燃机汽车与纯电动汽车的结合,具有内燃机汽车和纯电动汽车两者的优点。其技术涵盖面非常广,涉及到机械、电子、控制等多个学科。混合动力汽车的关键技术大致包括动力电池及其管理系统、电驱动系统、动力系统参数匹配、能量管理策略等。

并联式混合动力有内燃机和电机两套驱动系统。它们可分开工作,也可一起协调工作,共同驱动。所以并联式混合动力汽车可以在比较複杂的工况下使用,套用範围比较广。并联式结构由于电机的数量种类,传动系统的类型,部件的数量(如离合器的数量)和位置关係(如电机与离合器的位置关係)的差别,具有明显的多样性。结构上可分为两种形式,即双轴式和单轴式。

并联式混合动力汽车在实际的道路上运行十分複杂,主要包括:起步、加速、巡航、减速、制动、上坡、下坡、倒车、停车等。并联式混合动力汽车由于发动机和电机的高效工作区域并不相同,为了发挥并联式混合动力系统的优势,汽车应根据不同运行工况,採取与之相适应的工作模式,以提高车辆整体动力性、经济性及排放性。在图1所示的并联式混合动力汽车动力系统中,根据不同的工况要求和能量分配方案可将并联式混合动力汽车工作模式分为为六种基本模式:怠速/停车模式、纯电动模式、纯发动机模式、混合驱动模式、行车充电模式和再生制动模式。

图1并联式混合动力运行模式

当并联式混合动力汽车处于低速、轻载等工况且电池的SOC较高时,若以发动机作为驱动动力源,则发动机不仅燃油效率较低,并且排放性能很差。因此,在这种情况下,发动机停止工作,由电池提供能量驱动电机带动整车运动。但当电池的SOC较低时,为了延长电池寿命,应当切换到行车充电模式。

在车辆中高速行驶且中等负荷时,车辆克服行车阻力所需的动力并不是很大且电池的SOC并不是很低。在这种情况下主要由发动机提供动力。此时,发动机可工作于较高的效率区域且排放性也较好。

在急加速或爬坡等大负荷情况下,当车辆所需的动力超过发动机工作能力或不在发动机高效区时,这时驱动电机以电动机的形式工作对发动机进行助力。若此时电池的SOC值比较低,为了保护电池,只能由发动机单独驱动。

在车辆正常行驶等中低负荷时,若这时电池的SOC较低,发动机除了要提供驱动车辆所需的动力外,还要提供额外的功率对电池充电。

当并联式混合动力汽车减速/制动时,电机在保证制动安全的前提下儘可能多地回收再生制动能量,剩余的能量由机械制动系统消耗掉。

在怠速/停车模式中,并联式混合动力通常关闭发动机和电机,但如果这时电池SOC较低,需要开启发动机和电机,控制发动机带动电机为电池充电。