汽車混合動力技術的案例
日野汽車混合動力技術
1 前言
日野汽車在日本商用車制造領域占據領導地位，其在輕卡及中重卡領域對混合動力技術不斷鉆研和探索[1]，開發的混動動力卡車車型最豐富，推廣應用時間最長，市場保有量最大。本文旨在對日野汽車混合動力技術的近期發展情況進行綜述，供商用車產品開發的技術人員參考。
2 輕卡混合動力新技術
日野汽車在輕卡動力的研究方面成果豐富，曾為并聯混合動力輕卡開發出一種扭矩分配控制系統，以其先進技術引領著日本運輸業[2]。
最近，日野汽車在輕卡上（圖1）又推出了Hino Dutro Hybrid混合動力系統，除了卓越的環保性能和燃油效率外，Hino Dutro Hybrid還提供了高水平的駕駛性能，通過匹配專用發動機和專用變速箱，燃油消耗水平可達到13.2 km/L，其節油水平比2015年燃油效率標準提高了15%。
圖1 日野輕卡混動車型[3]
2.1 Hino Dutro Hybrid混合動力系統
Hino Dutro Hybrid混合動力系統的主要動力結構組成為“發動機+離合器+電動機+變速器”（圖2）。在發動機和電動機之間安裝了一個離合器,這是經歷了大量的研發試驗后形成的新的混合動力構型。2011年前日野采用的是“發動機+電動機+離合器+變速器”這樣的構型。日野第5代卡車將配置“發動機+離合器+電動機+變速器”[1]，通過這樣的變更，操作控制離合器有效利用能量，有助于提升燃油效率。
圖2 日野輕卡混合動力構型（并聯式構型）[4]
通過使用混合動力系統專用的清潔阿特金森循環柴油發動機N04C-UL（圖3），以及強有力的輔助發動機驅動的電動機的強化控制，完美地實現了燃料效率和動力性能。另外，在車輛減速時，電動機用作發電機，通過將車輛的動能轉換成電能，對動力電池充電來有效地利用能量。
展開 歐陽明高院士：中國新能源汽車之混合動力技術路線展望
混合動力汽車技術展望
混合動力一般來講是比較復雜的,尤其是對于非汽車、非發動機行業人來說,容易混淆。
首先是常規混合動力,即不可充電的混合動力,日本豐田、本田、日產分別開發了代表性的深混技術,引領了國際常規混合動力的潮流。但我們也看到,去年以來,日本試產串聯式的日產e-power 的銷量和油耗可以跟普瑞斯的功率分流產品相媲美,這說明我們不一定要走功率分流的路線,對中國來講串聯相對簡單。
日產e-power
另外就是可以外界充電的混合動力,我們叫插電式混合動力。插電式混合動力分成兩個階段,在電量維持階段是常規混合動力。但充完電之后,率先使用的是電池,這一段非常重要。這要分為兩個部分,一是純電型插電式,就是全部用電,在充滿電之后的第一階段就是純電動,但是還有部分是混合型插電,前面仍然是混合動力。我們認為,純電插電混合動力在城區短途用電,高速、長途用油,根據中國的乘用車出行特征,可以省油80%以上,這是中國優勢的技術路線。如果將純電型的插電混合動力按功能和結構分開分析,其實有九類混合動力,純電型混合動力既可以串聯、并聯,也可以混聯。根據中國對增程式的定義,實際上串聯的純電型插電混合動力,是純電插電混合動力中的一類。中國可能主要是并聯和串聯兩種,混聯不會成為主流。
插電式混合動力
比較這兩種方式發現,在混合動力模式下,并聯純電型相較于串聯純電型,具有成本和動力優勢,國內領先企業正在著力探索低成本的純電并聯式插電混合動力,這是一個非常值得關注的具有中國優勢的技術路線。如何實施混合動力技術路線?一是從燃油車升級轉換后的節能汽車路線,常規混合動力到插電式混合動力。另外一個是從純電動汽車轉換的混合動力路線,純電動到增程式和純電型插電混合動力。
展開 油電混合動力汽車及其關鍵技術
3.3 電機驅動技術
隨著我國科學技術水平的不斷提升，混合動力技術也得到了快速發展，這使電機的性能得到了有效提高。在油電混合動力汽車當中，電機除了可以作為驅動單元以外，還可以參與到能量轉化過程當中，是實現能量轉換的一項重要環節，這也使油電混合動力汽車在電動模式和發電模式下都能夠保證運行的有效性。與此同時，在達到電機峰值功率時，其可以有效發揮制動回收、整車加速、電驅動以及啟動發動等相關功能。目前，在混合動力汽車的實際使用過程當中，其電機類型具體包括四種，分別為異步電機、開關磁阻、直流永磁以及交流永磁同步。在選用電機時需要對其成本、效率、性能以及質量等因素進行充分考慮。所以，在油電混合動力汽車的未來發展過程當中，需要針對電機的質量改進、體積縮小和性能提升等方面有效開展研發工作。而想要實現電機的高效運轉，需要合理采用相關驅動技術。在混合動力汽車行業的快速發展過程中，混合動力系統的電機功率也得到了明顯增大，這也對驅動電路性能提出了全新要求，需要有效保證電路中功率放大模塊的作用發揮。
展開 混合動力乘用汽車發動機的選擇及其關鍵技術分析
可見根據循環工況的燃油消耗分析法對于解析傳統汽車的實際能量消耗特性具有實際意義，并且為當前轎車(混合動力轎車的原型車——傳統汽車)如何通過混合動力技術以實現高效節能提供指導。
2.混合動力汽車節能途徑
混合動力汽車可以從以下4個方面達到節能目的，如圖1所示。
圖1 混合動力汽車節能途徑
(1)選擇較小功率的發動機，從而提高發動機負荷率；
(2)改善控制策略使發動機工作在高效率區，以改善整車的燃油消耗；
(3)發動機具有取消怠速和高速斷油的功能，以減少燃油消耗；
(4)具有再生制動能量回收功能。
按照上述混合動力汽車節能途徑，對典型城市公交客車循環工況的分析，以及對整車在這些工況下的能量消耗情況的研究表明：在典型城市循環工況下，混合動力汽車通過減小發動機功率提高了負荷率，使整車效率得到提高，從而改善燃油經濟性約15%～20%。發動機工作區域控制對燃油經濟性改善的貢獻率在5%～10%之間。再生制動能量回收可節能約5%～12%。消除停車怠速可節省燃油5%～10%。綜合分析表明混合動力技術在特定工況下的總節能潛力可達30%～60%。
二、混合動力汽車的組成和工作原理
根據混合動力汽車具有兩個或兩個以上動力源同時運轉與單個動力傳動系之間的動力耦合位置關系，混合動力汽車驅動系統可分為串聯、并聯和混聯等3種基本類型。
1.串聯混合動力汽車驅動系統的組成和工作原理
串聯混合動力汽車驅動系統架構如圖2所示。
展開 
混合動力汽車發展現狀及技術成熟度分析
我相信在不久的未來，隨著科技進步和基礎設施的成熟，還會有更多的「復合技術」。比如基于車載導航，混動系統可以智能的選擇一個最適合道路情況的方案，相當于一個「智能駕駛模式」，帶來最優化的駕駛體驗和經濟性。
小 結
混合動力系統集成了發動機、變速箱、電池等一系列復雜的技術，可以說是汽車動力系統中的「技術結晶」。
但是再復雜的技術，也應該是以人為本的——應該給人帶來便利、效率和舒適，簡單來說就是好的體驗。探岳GTE是個很好的例子，豐富的駕駛模式，充足的純電續航里程，超低的油耗，以及一系列駕駛輔助功能，大大提升了駕駛者的體驗。
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展開 麗馳汽車混合動力技術大揭秘
麗馳汽車獨立研發的超能混動系列產品一經上市，便成為行業矚目的焦點，同時也有很多消費者詢問，麗馳超能混動到底強在哪？相比較之前混動車型又有什么升級？
全球面臨能源危機，石油產量降低價格卻節節攀升，新能源電動汽車應運而生，綠色、環保、節能等優點數不勝數，對于電動汽車，相信大家最關心的就是車子的續航問題，但是“電池壽命及容量”仍然是無法攻克的世界性難題，純電電動汽車無法滿足長距離行駛，盲目的增加電池容量提高車子負荷及成本，而且極易產生危險！所以并不是增長續航最合理的方式。
混動技術分類
目前混合動力汽車分為并聯式混動和串聯式混動兩種。
并聯式混動技術：是以控制技術為紐帶的傳統內燃機汽車與純電動汽車的結合，有內燃機和電機兩套驅動系統。它們可分開工作,也可一起協調工作,共同驅動。相應車輛成本高，市場售價一般不低于15萬，代表車型：豐田卡羅拉。
串聯式混動技術：通過發動機帶動發電機發電，將電流為電池充電并驅動電機作為整車的動力源驅動整車運行。將機械能轉化為電能然后再將電能轉化為機械能。串聯式混動技術也是小型電動汽車發展的主流，環保節能且能滿足車輛續航需求，代表車型：麗馳超能混動車型、寶馬i3。
麗馳超能混動就是采用串聯式混動技術，經濟實惠性價比超高，滿足廣大消費者的駕乘及續航需求，麗馳汽車斥資千萬深入技術研發串聯式混動技術，并取得極大的成功，得到市場及用戶的一致好評。
展開 純電動汽車續航短，混合動力汽車是個好選擇
雖然純電動汽車才是真正的劃時代產品，但續航問題是硬傷，目前還沒有有效解決方法。作為過渡產品，油電混合動力車型顯然更適合當下環境。在油電混合動力汽車的技術發展上，豐田和本田的混合動力系統走在世界的前列。插電混合動力汽車近年來比較盛行，各家車企均有代表作。混合動力汽車在燃油經濟性上比傳統燃油車有明顯的優勢，又在續航能力上比純電動汽車表現優秀，從這兩點來看，混合動力汽車將是一個不錯的選擇。
目前純電動汽車、插電混合動力車型和增程式混合動力車型是能夠使用新能源指標的。油電混合動力車型則比較特殊，各地規定不一，購車前請詳詢當地交管所。
展開 混合動力汽車動力系統結構與原理
來
源：網絡，江蘇理工
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混合動力汽車動力系統概述（上)
一、增程式混合動力系統原理
增程式混合動力汽車是在純電動車的基礎上，增加一臺增程器
增程式混合動力由發動機、發電機和驅電動機三部分動力總成組成，它們之間用串聯 方式組成動力單元系統。增程式混合動力系統主要運行模式：純電驅動、串聯增程。
PN：發動機輸出功率；PO：增程器輸出的電功率; PI：車輛驅動電機需求功率；PB：電池組充放電功率，設充電為正，放電為負；系統根據PI的需求，控制發動機的扭矩（N）及轉速（n）PI=PO+PB;當負載PI=0時，增程器輸出全部向電池組充電；當負載需求PI＜PO時，增程器提供驅動器電源的同時，向電池組充電；當負載需求PI＞PO時，電池組放電（-PB），滿足PI的需求；
提高系統效率
提高發電機組的效率：
發電機與發動機的優化匹配，發電機高效區與發動機高效區的重合；控制發動機始終工作在低燃油消耗率區內；發揮發電機通過逆變器能快速穩定工況的特點，保證發動機始終工作為最佳點火 角；發電功率與驅動功率需求的跟隨：在油模式下，電池的主要作用是平衡電量（削 峰填谷），電池的充電-放電循環，將損耗7-10%（0.96*0.96），盡量減少電池的 充放電；電機驅動系統的效率：提高電機及驅動器的效率；動力系統的匹配優化，采用兩 擋變速箱；
該增程器由一款直列三缸汽油機、ISG發電機、發電機控制器、以及集成增程器控制功能
的ECU組成。最大功率可達40Kw，可基本滿足純電動輕型客車、物流車增程式電動汽車的需求。
展開 混合動力電動汽車電驅動結構與特征 附車輛與結構動力相互作用下載
并聯式混合動力汽車有四種組合驅動方式：
1轉矩結合式
該結構形式中，發動機直接經傳動系統驅動車輛前進，同時帶動發電機向蓄電池充電。當需要大功率時，蓄電池提供電能帶動電動機，電動機和發動機同時驅動汽車。電動機也可以用來啟動發動機。
2轉速結合式
該結構的傳動系統中存在一個離合器，用來連接發動機和“動力耦合器”，發動機或者電動機通過“動力耦合器”來驅動汽車。與傳動汽車的傳動結構相比變化不大，電動機的連接結構簡單。“動力耦合器”可以使發動機或電動機之間的轉速可以靈活的分配。
3驅動力結合式
該結構可以使用小功率的發動機，發動機單獨驅動前輪，電力驅動系統單獨驅動后輪。兩套驅動系統既可獨立驅動汽車又能相互配合，使車輛實現四驅。此種混合動力電動汽車具有四輪驅動的特性。
3.2 并聯式混合動力汽車的優缺點 ：
結構優點：
1發動機與電動機直接向驅動輪提供能量，能量損失較小，整體效率較高；
2發動機驅動系統和電機驅動系統的功率設計為汽車功率的50%-100%即可，因此可縮小整體的質量和體積。
存在缺點：
1主要驅動模式是靠發動機驅動，因此傳動系統與內燃機汽車基本相似，發動機的廢氣排放高于串聯式；
2傳動系統除傳統組件，如：離合器、變速器、傳動軸和驅動器等，還有驅動電機、電池組、動力耦合裝置，結構更加復雜，控制困難。
3.3 總結
因此，并聯式驅動系統最適合高速、大功率行駛，工況穩定，價格較低，因此，在電池技術問題徹底解決之前，它會成為新能源汽車產業的主流產品。
4 混聯式混合動力電驅動系
4.1 混聯式混合動力的優缺點 ：
結構的優點：
1、可以有更多工作模式可供選擇，燃油經濟性更佳；
2、傳動系統整天平順性更好。
展開 新能源汽車丨插電式混合動力(增程式)電動汽車
新能源汽車丨插電式混合動力(增程式)電動汽車
【討論】未來的新能源汽車究竟是純電動、混合動力還是燃料電池汽車的天下？
混合動力，純電動（Battery Electric Vehicle），燃料電池（Fuel Cell Vehicle），這幾種新能源汽車技術，到底哪一個會成為未來的主流，絕不僅僅是哪一個是最適合的汽車技術那么簡單。這個問題牽扯到配套基礎設施的技術，各主要市場政府的政策，能源開發冶煉的技術，核電的未來前景，民眾對核電的態度，電網的發展，自動駕駛技術的發展，電池的技術，新的化石能源的發現，甚至是國際政治的走向等等諸多問題，變數實在太多，到底誰能勝出，即便是做新能源政策研究這行的大牛，基本也都無法給出確定答案。
展開 混合動力汽車發展簡介
混合動力汽車發展簡介
電動和混合動力汽車的電池測試
汽車行業的競爭和混合動力技術的發展速度促使制造商投資于
電池的研發
。上市時間至關重要，而電池的全面產品測試也不應忽略，因為召回車輛會帶來高昂的成本。
電池及其子系統（如連接，冷卻等）在長使用期限的情況下，容易發生故障，其范圍可能從電池性能下降到完全失效。由于用于電動和混合動力車輛的電池存在各種尺寸、形狀、重量和化學成分，因此不同的測試方法對于
驗證耐久性
至關重要。三種主要的電池類型是電池單元、電池模塊和電池組。
為了符合混合動力和電動汽車電池的主要法規和標準，例如ISO、MIL和USABC，必須對電池單元、電池模塊、電池組和子系統進行機械，電氣，環境和化學測試。
HBK提供了用于機械振動測試的
電池測試解決方案
，例如
熱測試
和
電氣測試
-單獨出售或打包出售。
電池測試設備
除了
振動測試模擬之外
，車輛電池及其子系統的
物理振動測試
也至關重要。
HBK LDS振動測試系統提供了用于低氣壓，機械振動和沖擊測試的整體解決方案，該方案包括法規UN 38.3和ECE Reg 100，其中規定，在運輸任何電池單元、電池模塊或電池組之前，必須根據危險品法進行測試。但是，還有許多其他法規適用于不同的國家，而這些法規又側重于不同的技術/電池類型（電池單元電池模塊、電池組等）。
由于不同的電池類型及其子系統具有不同的尺寸、重量和所需的振動測試曲線，因此
功能強大且用途廣泛
的系統至關重要。該系統必須易于適應
多種測試需求
，以模擬車輛的使用壽命。
展開 電動和混合動力汽車的電池測試
汽車行業的競爭和混合動力技術的發展速度促使制造商投資于
電池的研發
。上市時間至關重要，而電池的全面產品測試也不應忽略，因為召回車輛會帶來高昂的成本。
電池及其子系統（如連接，冷卻等）在長使用期限的情況下，容易發生故障，其范圍可能從電池性能下降到完全失效。由于用于電動和混合動力車輛的電池存在各種尺寸、形狀、重量和化學成分，因此不同的測試方法對于
驗證耐久性
至關重要。三種主要的電池類型是電池單元、電池模塊和電池組。
為了符合混合動力和電動汽車電池的主要法規和標準，例如ISO、MIL和USABC，必須對電池單元、電池模塊、電池組和子系統進行機械，電氣，環境和化學測試。
HBK提供了用于機械振動測試的
電池測試解決方案
，例如
熱測試
和
電氣測試
-單獨出售或打包出售。
電池測試設備
除了
振動測試模擬之外
，車輛電池及其子系統的
物理振動測試
也至關重要。
HBK LDS振動測試系統提供了用于低氣壓，機械振動和沖擊測試的整體解決方案，該方案包括法規UN 38.3和ECE Reg 100，其中規定，在運輸任何電池單元、電池模塊或電池組之前，必須根據危險品法進行測試。但是，還有許多其他法規適用于不同的國家，而這些法規又側重于不同的技術/電池類型（電池單元電池模塊、電池組等）。
由于不同的電池類型及其子系統具有不同的尺寸、重量和所需的振動測試曲線，因此
功能強大且用途廣泛
的系統至關重要。
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