剖析混合动力汽车48V技术方案 北极星储能网
黄彩娟
[摘 要]混合动力汽车在节能和环保方面有着巨大优越性 ，必将成为 21 世纪城市的重要地面交通工具 ，阐述了混合动力汽车的分类 ， 分析了工作原理、控制系统和蓄电池技术等核心的技术。
[关键词]混合动力汽车 ；工作原理 ；控制系统 ；蓄电池
中图分类号：U469 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）24-0103-01
一、混合动力汽车的概念
混合动力汽车是指采用内燃机和电动机作为混合动力源的汽车， 通常所说的混合动力一般是指油电混合动力，即燃料（汽油，柴油）和电能的混合。油电混合动力混合动力汽车是有电动马达作为发动机的辅助动力驱动汽车。而且，辅助发动机的电动马达可以在正常行驶中产生强大而平稳的动力，因此，车主可以享受更强劲的起步、加速。同时，还能实现较高水平的燃油经济性
二、混合动力汽车的分类与工作原理
1.按混合动力总成以动力传输路线分类
（1）串联式混合动力汽车Series Hybrid Electric Vehicle（SHEV）
串联式混合动力系统用电动机驱动车轮，电动机的电力来自发动机。串联式混合动力系统利用发动机动力发电，从而带动电动机驱动车轮。其基本结构是由电动机、发动机、发电机、HV蓄电池、变压器组成。由一个小输出功率的发动机进行准稳恒性运转来带动发电机，直接向电动机供应电力，或一边给HV蓄电池充电一边行驶。
（2）并联式混合动力电动汽车Parallel Hybrid Electric Vehicle（PHEV）
并联式混合动力系统使用电动机和发动机两种电力来驱动车轮用发动机来给HV蓄电池充电，其基本结构是由电动机、发动机、HV蓄电池、变压器和变速器组成。并联式混合动力系统中利用HV蓄电池的电力来驱动电动机。因电动机兼用为发电机，所以不能一边发电一边用来行驶。
（3）混联式（串、并联式）混合动力电动汽车Split Hybrid Electric Vehicle（PSHEV）
混联式混合动力利用电动机和发动机来驱动车轮，并可用发电机来发电及自行充电。
混联式混合动力利用电动机和发动机这两个动力来驱动车轮，同时电动机在行驶当中还可以发电。根据行驶条件的不同，可以仅靠电动机驱动力来行驶，或者利用发动机和电动机驱动行驶。另外还安装有发电机，所以可以一边行驶，一边给HV蓄电池充电。基本结构由电动机、发动机、HV蓄电池、发电机、动力分离装置、电子控制单元（变压器、转换器）组成。利用动力分离装置将发动机的动力分成两份，一部分用来直接驱动车轮，另一部分用来发电，给电动机供应电力和HV蓄电池充电。
（4）复合式混合动力汽车（CHEV）相当于一套完整的串联系统加上一套完整的并联系统，工作模式更加多样化。
2.按照车辆对电能的依赖程度分类
（1）轻度/微混合动力： 这种混合动力系统在传统内燃机上的启动电机（一般为12V）上加装了皮带驱动启动电机。该电机为发电启动（Stop-Start）一体式电动机，用来控制发动机的启动和停止，从而取消了发动机的怠速，降低了油耗和排放，但是它的电机并没有为汽车行驶提供持续的动力。
（2）中度混合动力： 该混合动力系统同样采用了ISG系统。与轻度混合动力系统不同，中混合动力系统采用的是高压电机。另外，中混合动力系统还增加了一个功能：在汽车处于加速或者大负荷工况时，电动机能够辅助驱动车轮，从而补充发动机本身动力输出的不足，从而更好的提高整车的性能。
（3）全混合动力： 该系统采用了272-650v的高压启动电机，通过车载电池供电，电动机可以在启动或巡航过程中，单独驱动车辆行驶，在加速或者电池能量不足的情况下，再由内燃机单独或者联合电动机驱动车辆。与中混合动力系统相比，完全混合动力系统的混合度更高。（4）插电混合动力： 插电式混合动力系统，是一种将纯电动系统和现有混合动力系统相结合的产物。由于车辆带有外接插入式充电系统，车辆可以單独利用电动机行驶较长的距离，将内燃机的工作比例进一步缩小，提供更好的节油比例，但会消耗一定的电能。
三、混合动力汽车的技术分析
1.混合动力汽车的控制系统
在HEV上普遍采用以计算机为核心的现代计算机技术和自动控制技术，各种智能控制系统，包括自适应控制技术（MRAC）、模糊控制技术（Fuzzy）、专家控制系统（Expert system）、神经网络控制系统（Neural networks）等也逐渐应用到EV、FCEV和HEV上，使HEV更加安全、节能、环保和舒适。能量管理系统采取层级式控制：最上层为整车能量管理系统，统一协调和控制各个低端控制器；中间一层包括五个低端控制器，即发动机控制器、发电机控制器、电动机控制器、离合器及制动器控制器和电池能量管理系统（BMS）等；最下层为各个执行器，即发动机、电机、离合器等部件。
2.混合动力汽车的HV蓄电池组和蓄电池模块技术
HV蓄电池组包括HV蓄电池模块，蓄电池计算机，系统主继电器及维修插座，这些部件汇总装在一个壳体内，设置在后座位之后。
HV蓄电池组：蓄电池组的电池部分由28个模块串联而成，每个模块是由6个12伏的单体蓄电池串联而成，总共是168个单体蓄电池，由此可得到2016v的高电压。蓄电池计算机在保持充电状态为适当值的同时，还将完成下列控制：
（1）充电状态的管理：为了保证在加速等场合下放电，在减速时利用制动器回收充电的反复进行，HV蓄电池将一直向HV蓄电池计算机输出充电状态信号，HV蓄电池计算机利用充放电电流的累计值，将充电状态值始终控制在目标范围之内。
（2）冷却风扇的控制：HV蓄电池的充放电将引起自身的发热，为确保蓄电池性能，对冷却风扇的工作方式进行控制。
（3）外部充电器的控制：指在利用内部充电器充电的过程中，监视蓄电池状态，保证适当充电所进行的控制。
（4）与空调之间的通讯：通过HV控制计算机，根据空调的要求来改变冷却风扇的工作方式。
（5）蓄电池状态的监控： 监视蓄电池的温度及电压等，当检测出有异常时，通过限制或停止充放电以保护蓄电池。此外，按要求使报警灯亮，输出与记忆诊断代码。
