1 混合動力汽車的發(fā)展概況
當前，石油資源面臨枯竭，傳統(tǒng)汽車的排放已成為大氣污染的主要源頭。研究顯示傳統(tǒng)汽車在常規(guī)路面上行駛時至多能利用燃油40%的化學能，在擁堵的市區(qū)路況化學能的利用率僅為25%。目前，動力電池在壽命、充電時間等方面無法達到人們的用車要求，實際使用效果并不理想，預計在10年之內電動汽車還無法真正意義上取代傳統(tǒng)汽車。為了解決該問題，工程師們開發(fā)了一種混合動力裝置(HEV)的汽車，這種汽車是同時裝備有兩種以上的動力源的汽車，通常是發(fā)動機和電動機的組合形式。根據汽車運行工況的要求，對內燃機與電動機進行優(yōu)化耦合后，可以獲得良好的動力性，燃油經濟性，排放性能等指標?；旌蟿恿囆偷暮诵募夹g是混合動力系統(tǒng)，其性能優(yōu)劣直接影響混合動力汽車的整車性能。混合動力汽車既有純電動汽車低排放的優(yōu)點，又兼具傳統(tǒng)內燃機高比能量和比功率的優(yōu)點，在由內燃機汽車向電動汽車的轉變過程中扮演著重要的角色。
2 混合動力汽車的控制策略
隨著現代控制技術的發(fā)展，在混合動力汽車的控制系統(tǒng)中，自動控制技術已經得到了普遍應用，如LQG控制、模糊控制、神經網絡控制以及自適應控制等一系列先進的控制算法已經在混合動力汽車的量產車型中得到了應用。以上智能化控制策略的應用使得混合動力汽車更貼近當前“節(jié)能、安全、環(huán)保”的現代汽車發(fā)展理念。使混合動力汽車獲得低油耗、低排放的關鍵在于對控制策略的優(yōu)化。在保證汽車基本性能，如動力性、操縱穩(wěn)定性地前提之下，控制系統(tǒng)需能合理地協(xié)調、分配發(fā)動機和電機兩者的動力輸出，從而獲得高的效率、燃油經濟性、和排放特性，并獲得較佳的操縱穩(wěn)定性。經過長期的發(fā)展，多種控制策略已應用于混合動力汽車，下面介紹較為常用的基于規(guī)則的混合動力汽車穩(wěn)態(tài)能量管理策略。所謂基于規(guī)則的穩(wěn)態(tài)能量管理策略，其主要依據為工程經驗，在工程經驗的基礎上按照各個部件的穩(wěn)態(tài)效率MAP圖來制定分配發(fā)動機和發(fā)電機動力的方式。該方法有三種控制模式，即充電模式、正常行駛模式及制動回收能量模式。
3 混合動力汽車的工作過程
3．1電力驅動
在汽車剛啟動或者低速行駛時，混動車型利用電機驅動車輪，而發(fā)動機并不向車輪輸出動力，這是因為電機可以提供較大的扭矩，而發(fā)動機在低轉速范圍內無法提供較大的驅動扭矩。同樣對于，低速行駛，發(fā)動機的效率依然很低，此時發(fā)動機不工作，電動機提供全部的驅動功率。
3．2發(fā)動機自動啟停
傳統(tǒng)汽車利用低電壓的起動機啟動發(fā)動機，正常的啟動過程需要2s左右的時間，在此過程中發(fā)動機在起動機的帶動下從0轉速提升200r/min左右的轉速，該過程需要更多的可燃混合起，排放惡劣。然而，在混合動力汽車中裝備的電機要比傳統(tǒng)汽車的起動機的功率大很多，因此混合動力汽車發(fā)動機的啟動可由動力電機完成，僅需300ms就可將發(fā)動機的轉速提升至600r/min，極大地改善了排放特性。為降低油耗和排放，混合動力汽車在空擋滑行和臨時停車的情況下，內燃機將處于停止云狀的狀態(tài)。當整車需要向前行駛時，電動機則立刻啟動發(fā)動機。
3．3一般行駛
一般行駛時，使用發(fā)動機作為主要動力源，因為此時發(fā)動機的效率較高，油耗較低。發(fā)動機產生的驅動力直接驅動車輪運動，根據行駛工況，部分發(fā)動機的動力用以驅動發(fā)電機，產生的電能供給蓄電池和車載用電器。
3．4再生制動
在汽車在減速的過程中，混合動力汽車的車輪會帶動電動機旋轉，此時電動機成了發(fā)電機，于是將汽車的動能轉化為電能存儲于蓄電池中。以一輛質量為1．5噸的轎車為例，當它由65km/h的行駛速度進行制動，制動初始時整車動能近280KJ，如果能夠將該能量全部吸收，可以驅動該車行駛1．8km。
4 混合動力汽車的優(yōu)缺點分析
4．1優(yōu)點分析
相比于純電動汽車，混合動力汽車具有如下優(yōu)勢:(1)兼具傳統(tǒng)燃油汽車和純電動汽車的優(yōu)勢。(2)發(fā)動機的運用使得電池的數量和質量可大大減少，因此整車質量較小，有利于降低能源消耗。(3)汽車的動力性及續(xù)航和傳統(tǒng)汽車相差無幾。
與傳統(tǒng)汽車相比，混合動力汽車具有以下優(yōu)點:(1)發(fā)動機可以在率的轉速范圍內工作，降低了排放和油耗。(2)在人口密集的區(qū)域，發(fā)動機可以停止運轉，車輪由電動機負責驅動，實現*。(3)可以利用制動能量回收實現更好地節(jié)能減排效果。
4．2缺點分析
(1)混合動力汽車中仍然有發(fā)動機的存在，這意味著混合動力汽車無法從根本上擺脫對石油資源的依賴。(2)混合動力系統(tǒng)的成本比傳統(tǒng)汽車高很多?；旌蟿恿ζ囈鋫鋫鹘y(tǒng)汽車不需要的昂貴配件，比如高壓蓄電池、電動機、發(fā)電機以及各種控制器。(3)高速行駛時，油耗并不理想?；旌蟿恿ζ囋诟咚俟飞闲旭倳r其動力來源依然是發(fā)動機，但是混合動力汽車的質量更大，這就造成了油耗甚至高于傳統(tǒng)汽車。
5 發(fā)展前景與展望
混合動力汽車在現有技術的基礎上達到了提高燃料經濟性和減少排放的目的，因而發(fā)展前景。降低成本是提高混合動力系統(tǒng)競爭能力的努力方向?；旌蟿恿ζ囋诎l(fā)展的道路上需要解決的問題還有很多，但隨著各大汽車廠商的不斷的研發(fā)改進，這些問題會很快得到解決。盡管從長遠來看混合動力汽車只是一種過渡車型，但是在近二三十年內仍然具備較好的前景。