一种并联式混合动力汽车传动系设计
不仅如此，法国非常鼓励使用混合动力汽车，使法国混合动力汽车的发展位居世界前列。四年前法国政府电力公司与汽车制造商签订了协议，使全国电动汽车保有量达到10万台，在20个城市推广混合动力汽车。法国已有十几个城市运行电动汽车且有比较完善的充电站等服务设施，政府机关带头使用混合动力汽车。法国政府为了鼓励用户使用混合动力汽车，还宣布企业购买混合动力汽车第一年可以免税。法国电力公司向电动汽车生产厂家每生产一辆电动汽车提供1万法郎的补助，以扩大电力使用范围。目前，法国混合动力汽车的普及程度和保有量都位居世界前列。
(2)德国
德国政府十分重视环节保护，投入了大量的资金用于EV的研发，1971年成立了城市电动车交通公司(GES)，积极组织EV的研究与开发。1991年在拜尔州投入了300辆EV进行运行。拜尔州还拨400万马克，用于资助用户车价的30%购买电动汽车。另外，汉堡市也采取资助用户车价的25%来鼓励用户购买电动汽车。德国政府指定奔驰汽车公司和大众合资建立的德国汽车工业有限公司的科技开发机构，1992年德国政府拨款2200万马克，在吕根(Rugen)岛建立欧洲EV试验基地，组织了四大公司62辆各类电动车在吕根半岛城运行试验，对64辆电动汽车和电动汽车的系统工程进行长达4年的大规模试验，并有很多国家和城市都派有EV参加吕根岛的实验。1994年展示出了19种轿车，13种面包车，4种大客车，都进入了实用阶段。20世纪70年代末期，德国戴姆勒－奔驰汽车公司生产了一批LE306电动汽车，采用铅酸电池。20世纪80年代初期，德国奔驰汽车公司生产了电动大客车，也生产了商用电动汽车，奔驰公司还宣布投资4.7亿美元研究开发燃料电池，计划2005年实现产业化。欧宝公司在1972年开始研制新型电动汽车。1981年与BBC公司(现在的ABB公司)合作研制了电动轿车。
1.2.6我国发展概况
我国目前也非常重视混合动力电动汽车的研究与开发，一些单位的起步研究工作正在展开，国家科技部已将其作为“十五”863 重大专项的内容。我国有关电动汽车的研制开始于20世纪90年代。从1996 年开始，广东省科委统一协调组织研制电动汽车，并取得了可喜的进展。清华大学研制了电动中型客车。中国远
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望(集团)总公司与北京理工大学、国防科技大学和河北胜利客车厂等单位联合，于1996 年3月研制成功了51 座YW6120 型电动大客车。
在此基础上，我国混合动力电动汽车的研制也有了一定的进展。1998 年，清华大学与厦门金龙公司合作研制了混合动力电动客车；同年，江苏理工大学承担了江苏省科委下达的重点工业科技攻关项目——混合动力电动公交轻型客车ZJK 6700HEV 串联式混合动力的研制，目前样车的研制工作已经结束。一汽在2001 年4 月19 日闭幕的第3 届北京国际清洁车展上推出一款混合动力电动轿车——红旗CA7180AE。该轿车是由一汽研究所、美国电动车亚洲7公司、汕头国家电动汽车试验示范区三方共同合作完成的，属串联式结构的中高档车型。清华大学与沈阳金杯客车制造有限公司在2001 年3月签订了“SY6480 混合动力电动客车的研制与开发”合作项目的合同。深圳明华环保汽车有限公司于2001 年4月推出了混合动力电动环保汽车MH6720，引起社会各界关注; 该车采用的是并联式混合动力系统，发动机为87kw ；电机为312V、充电次数大于500 次；异步交流电机平均功率为36kW; 满载最高车速为90 km/h; 最大爬坡度为33％; 续驶行程可达1080 km，纯电机驱动时为100km；百公里等速油耗7.69L; 乘客数为22; 其尾气排放达欧洲标准，噪声指标也大大低于国产普通中巴车。东风汽车公司承接“863”混合动力研制项目现已完成, 并已于最近推出混合动力电动客车样车，整车性能良好。我国通过国家“八五”、“九五”甚至“十五”电动汽车的科技攻关，在HEV方面已经积累了一定的技术基础和经验
1.3关键性技术的研究
1.3.1 整车能量管理系统和控制策略
要实现混合动力电动汽车性能的提高，就必须对整车，尤其是动力系统进行控制，使各个部件能够协调工作。这一任务由整车能量管理系统来完成。
(1) 整车能量管理系统
混合动力电动汽车的能量管理系统和工业上用到的复杂系统一样，普遍采用分级分布式结构，如图1.1所示。最上层为能量管理系统的决策单元(Decision—making Unit)，统一协调和控制各个低端控制器；中间一层包括多个
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低端控制器；最下层为各个执行器。能量管理系统的决策单元接受驾驶员输入的指令、各个执行器的信息和环境信息,协调各子系统的工作。
图1.1 混合动力电动汽车整车能量管理系统
(2) 整车能量管理策略
混合动力系统的整车控制策略(能量管理策略)可以从不同的角度出发进行分析。无论是串联、并联还是混联HEV系统，控制策略要解决的问题主要有两个：系统运行模式的切换和混合模式下功率的分配。混合动力系统有多种运行(能量流动)模式。根据不同的工况要求，以优化各部件工作点为目的，可以在这些运行模式中进行切换。串联混合动力系统有11种可能的工作模式及多种模式切换策略，如发动机ON/OFF策略和“转换输出功率”策略。并联系统的运行模式较少，混联系统则可以设计得较多，以适应不同的工况。
功率分配是系统能量管理策略研究的关键。通常功率分配都被看作是一个以减小油耗和改善排放为目标的优化阔题，功率分配决定了混合动力系统中发动机的工作区域。根据优化程度(或者说发动机工作点选择方式)的不同，目前被广泛采用或研究的功率分配策略大体上可以分为：恒定工作点策略、优化工作区策略、ICE优化曲线策略、瞬时优化策略和全局优化策略。
随着对混合动力系统控制策略研究的深人，诸如自适应控制、模糊逻辑控制、神经元网络控制等方法也得到有效的运用。这些方法可以改善实时控制的性能，提高HEV对各种工况的适应能力。
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1.3.2 子系统的关键技术
为了充分发挥混合动力系统的潜力，应当对部件进行优化，使其适应混合动力系统的工作特点。
(1) 电池和电池管理系统
一般情况下，混合动力系统的动力电池进行的是频繁、浅度的充放电循环：在充放电过程中，电压、电流可能有较大变化。针对这种使用特点，混台动力系统对电池有如下几方面的特别要求：
①大功率充放电的能力。质量比功率和体积比功率是衡量电池快速放电能力的指标，相对于能量要求，混合动力系统的电池对比功率的要求更高。同时，混合动力系统在制动能量回收或低功率调峰时要求电池能够在短时间内接受大量的能量，目前的高功率电池往往存在快速充电接受能力差的问题。提高电池快速充电接受能力比提高电池的比功率更加紧迫和关键。
②充放电效率。混合动力电动汽车中内燃机发出的相当一部分能量须经历充电——放电的能量循环，高的充放电效率对保证整车效率具有至关重要的作用。
③混合动力系统的电池应当在快速充放电和充放电过程变工况的条件下保持性能的相对稳定。混合动力系统使用条件下能达到足够的充放电循环次数也是对电池的基本要求。
此外，作为车用动力电池，还有一些基本要求：电压、质量比能量和体积比能量、免维护性以及成本。
HEV发展的其它储能技术 ①飞轮电池
飞轮电池有比能量高、比功率大、充电快、寿命长、无污染等优点，但目前技术难度和成本都较高。
②超级电容
超级电容虽然能量密度较低，却拥有很高的功率密度，能在瞬时提供很大的电流和功率，同时寿命长、效率高、充电快，是混台动力系统中很有前途的一种瞬时供能装置。
电池管理系统
电池管理系统是整车能量管理系统的一部分整车能量管理策略的实施要依
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赖电池管理系统对电池状态的判别和对电池性能的维护电池管理系统的主要功能有：防止电池过充电或过放电；判定荷电状态SOC：选择适当的充电或放电模式；对电池进行均衡充电；控制并平衡电池组的工作温度。
(1) 电驱动系统
HEV对电驱动系统的要求：
①串联系统对驱动电机的要求与纯电动车相似，发电机则要求小体积、高效率、控制性能良好。
②并联和混联系统要求电机能适应频繁的起停和电动/发电状态之间的切换。在并联系统“轻度复合”的结构中，电机功率要求较小，可采用与发动机曲轴同轴的结构，进一步减小了电机尺寸和质量。目前发展中的“42 V系统”实际上就是一种“轻度复合”方案：目前适合HEV使用的电驱动系统主要是异步电机(感应电机)驱动系统和永磁同步电机驱动系统
(3) 动力复合装置
在并联和混联系统中，机械的动力复台装置是耦合发动机和电机功率的关键部件。它不仅具有很大的机械复杂性，而且直接影响整车控制策略，因而成为混合动力系统开发的重点和难点。目前采用的动力复合方式有转矩复合、速度复合和双桥动力复合。
(4) 混台动力系统专用发动机
HEV系统中，由于发动机的工况可以控制在一定范围内，因而可以进行优化设计进一步提高其燃油经济性，降低排放。
①对内燃机的改进
目前采用内燃机的混合动力系统基本上都对其发动机进行了重新设计或重大改进。例如丰田Prius的1.5 L汽油机采用Atkinson的高效率、高膨胀比、工作循环、紧凑型倾斜式挤气燃烧室以及铝合金缸体。其主要目的是追求高效率而不是高功率。由于电机承担了功率调峰的作用，发动机町以舍弃非经济工作区的性能而追求经济工作区的更高效率。
②混合动力系统中使用的其它热机
混合动力电动汽车还可以选用燃气轮机、斯特林发动机或燃气发动机等其它热机，利用它们各自的优势，可以构成不同特点的混合动力系统。
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