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新能源汽车能量管理的研究

摘要：低碳化、节能降耗是全球汽车产业长期关注的关键技术方向之一，目

前各国车企正多管齐下，加紧推进不同技术路线的发展进步，随着我国油耗排放

及双积分法规要求的不断加严，节能汽车发展较快，乘用车新车平均油耗逐年下

降，不断向目标值靠近；新能源汽车进入全新平台开发阶段，逐步实现部件协同

化、整车轻量化、整车架构高效化。通过迭代升级，整车能耗、续驶里程、智能

化应用等综合性能实现全面进步，产品竞争力显著提高，整车部件如何高效协同、

能量如何高效管理与应用成为节能降耗的关键技术之一。

关键词：新能源汽车；PHEV；EV；能量管理；能量流；电池管理；热管理；

能量回收

1前言

新能源汽车以非传统燃料为动力源，综合考虑汽车动力控制和驱动形成先

进技术，形成了先进的技术，新技术，新结构的汽车。新能源汽车目前主要有插

电式混合动力汽车（PHEV）和纯电动汽车（EV）,能量管理控制是新能源汽车开

发的关键技术之一，其设计的目的是满足车辆行驶需求前提下，根据关键部件性

能特征与车辆行驶工况，利用新能源汽车的节能原理和技术，充分合理的利用能

量，发挥节能潜力，使整车能效达到最优。本文主要围绕新能源汽车整车能量流

及能量管理展开分析。

2能量流概述

2.1纯电动汽车能量流

纯电动汽车（EV）驱动动力来源为动力蓄电池，动力蓄电池的电能经过配电

分配到各个用电部件，如驱动电机、空调及加热器等，到驱动电机后转换成动能

驱动车辆，到加热器后转换成热能给乘员舱加热；车辆的动能可以通过能量回收

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模式经减速器传递至电机，再到电控转换成电能经配电回馈给电池充电。图1为

纯电动汽车（EV）能量流示意图。

图1纯电动汽车（EV）能量流示意图

2.2插电式混合动力汽车（PHEV）能量流

PHEV车型由于匹配了多动力源能量耦合系统，相比传统内燃机汽车和EV车

型，能量流更加复杂，在满足整车功率需求时也更具有灵活性。为了合理的对多

动力源能量耦合系统进行管理，通过设置能量管理控制策略对多动力源的功率或

转矩进行分配、对机械制动和电能量回收进行协调，在保证车辆动力性、安全性

及舒适性的基础上，提升系统效率，改善车辆的节能减排性能。图2为插电式混

合动力汽车（PHEV）能量流示意图。

图2插电式混合动力汽车（PHEV）能量流示意图

2.3不同模式能量流分析

以插电式混合动力汽车（PHEV）为例，分别分析车辆在不同模式下整车的能

量流。

2.3.1纯电驱动模式

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纯电驱动模式下，发动机不工作，车辆动力由动力蓄电池提供，再经电机驱

动车辆，如图3所示。

图3纯电驱动模式能量流示意图图4燃油驱动模式能量流示意图

2.3.2燃油驱动模式

燃油驱动模式下，动力蓄电池不工作，车辆动力由发动机提供，经由变速箱

驱动车辆，如图4所示。

2.3.3混合动力驱动模式

混合动力驱动模式下，动力蓄电池和发动机同时工作，车辆动力由发动机和

动力蓄电池提供，两种动力耦合驱动车辆，如图5所示。

图5混合动力驱动模式能量流示意图图6能量回收模式能量流示意图

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2.3.4能量回收模式

车辆在滑行或制动时，车辆的动能可以