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设计与计算

混合动力电动汽车的结构与特性分析

武汉科技大学麻友良

清华大学陈全世

［摘要］混合动力电动汽车是当今汽车研究与开发的热，本文阐述了串联式、并联式和混联式混合动力电动汽车的结

构特，并分析了各种混合动力电动汽车性能特，提出了对我国研究与开发混合动力电动汽车类型与参数选择的看法。

叙词：复式动力汽车结构分析性能分析

2串联式驱动系统

1概述

当今世界汽车的保有量达到了6．7亿多辆，并且还2．1结构特点

在以每年几千万辆的速度增长着。汽车量的不断增加串联式驱动系统的示意图见图1。发动机带动发电

与众多燃油汽车排放所造成空气质量的日益恶化和石机发电，其电能通过电动机控制器直接输送到电动机，

油资源的渐趋匮乏，使得开发低排放、低油耗的新型汽由电动机产生电磁力矩驱动汽车。在发动机与驱动桥之

车成为当今世界汽车发展的紧迫任务。虽然发动机的电间通过电实现动力传递，因此更像是电传动汽车。电池

控技术（燃油喷射、点火正时、怠速稳定、废气循环等电通过控制器串接在发电机和电动机之间，其功能相当于

子控制）和三元催化等排气净化技术的应用，使汽车的发电机与电动机之间的“水库”，起功率平衡作用，即：当

排放和油耗已下降到了很低的程度，但还是未能从根本发电机的发电功率大于电动机所需的功率时（如汽车减

上解决汽车排污和能源问题。因此世界各国汽车工业巨速滑行、低速行驶或短时停车等工况），控制器控制发电

头们都致力于其它燃料的汽车和电动汽车的研究和开机向电池充电；而当发电机发出的功率低于电动机所需

发，以求掌握未来汽车的主动权。由于电动汽车的功率时（如汽车起步、加速、高速行驶、爬坡等工况），

（简称）在使用中可实现零污染，并电池则向电动机提供额外的电能。

ElectricVehicleEV

可利用煤炭、水力等其它非石油资源，因此，无疑是解决

问题的最有效途径。但是，由于电动汽车的关键部件之

一的电池其能量密度、寿命、价格等方面的问题，使得电

动汽车的性价比无法与传统的内燃机汽车相抗衡。在这

种环境下，融合内燃机汽车和电动汽车优点的混合动力

电动汽车（HybridElectricVehicle，简称HEV）异军突

起，在世界范围内成为新型汽车开发的热点。

混合动力电动汽车（HEV）在一辆汽车上同时配备图1串联式驱动系统简图

电力驱动系统和辅助动力单元（AuxiliaryPowerUnit，2．2性能特点

简称APU），其中APU是燃烧某种燃料的原动机或由发动机功率是以汽车某一速度下稳定运行工况所

原动机驱动的发电机组，目前HEV所采用的原动机一需的功率选定的，当汽车运行工况变化，电动机所需的

般为柴油机、汽油机或燃气轮机。混合动力电动汽车将驱动功率与发动机输出功率不一致时，由控制器控制发

原动机、电动机、能量储存装置（蓄电池）按某种方式组电机向电池充电（吸收发电机富余的电能）或使电池向

合在一起，有串联式、并联式和混合式3种布置形式。电动机放电（协助发电机供电），电池充电和放电电流的

大小由控制器根据电动机驱动功率的变化情况进行控

·20·汽车研究与开发