動力蓄電池的案例
退役后的動力蓄電池去了哪里
隨著我國新能源汽車產業迅速發展，動力蓄電池用量也“水漲船高”。但是，動力蓄電池退役后，若未經科學處理，不僅是對金屬資源的浪費，更會嚴重威脅公共安全，對生態環境造成難以逆轉的污染。因此，我國正加快建立動力蓄電池回收利用體系，并已經形成了初具規模的新能源汽車動力蓄電池再生利用產業——
退役后的動力蓄電池去了哪里
工業和信息化部公布最新信息顯示，我國動力蓄電池累計配套量超過131GWh（吉瓦時），產業規模位居世界第一。其中，僅在“十城千輛工程”推廣期間生產的新能源汽車共計產生退役動力蓄電池約1.26萬噸。
隨著我國新能源汽車產業迅速發展，動力蓄電池用量也“水漲船高”。值得注意的是，動力蓄電池大量退役后，未經妥善處置和價值最大化利用，將威脅公共安全，造成難以逆轉的環境污染。因此，我國正加快建立動力蓄電池回收利用體系，并已經形成了初具規模的新能源汽車動力蓄電池再生利用產業。
梯次利用步伐加快
工業和信息化部網站日前發文稱，中國鐵塔公司于2018年停止采購鉛酸電池，并大力推廣鋰電池梯次利用，已在全國31個省區市約12萬個基站使用梯次電池約1.5GWh，替代鉛酸電池約4.5萬噸。
鐵塔公司所使用的梯次電池正是新能源汽車退役的動力蓄電池。據介紹，正常情況下，新能源汽車動力蓄電池容量衰減至80%以下時，將不能完全滿足汽車動力需求，但仍然可以梯次利用于其他領域。
事實上，退役的動力蓄電池，若未經科學處理，未能進入梯次利用隊列，將威脅公共安全，并對生態環境造成嚴重污染。同時，也是對金屬資源的浪費。據中國汽車技術研究中心有限公司的相關專家介紹，廢舊動力蓄電池處置不當不僅存在觸電、燃爆和腐蝕等安全隱患，還會造成嚴重的重金屬和電解液污染。
展開 燃料電池動力系統構型與關鍵部件
其優點包括:燃料電池成本降低,對電池堆動態特性及功率要求降低,啟動容易,可靠性高?缺點包括:結構復雜,緊急制動時的能量回收瞬時電流較高,動力蓄電池可能會受到一定損傷?目前這種配置方案應用相對廣泛?
插電型燃料電池+動力蓄電池構型與傳統的插電式混合動力汽車類似,該方案有兩種驅動模式,第一種以動力蓄電池為主要動力來源,動力蓄電池外接充電器可以為動力蓄電池充電;第二種是純燃料電池驅動?燃料電池+動力蓄電池動力系統(插電)配置方案如圖5-3所示?
此方案一方面能夠發揮電動汽車低速性能好的特點,解決擁堵造成的車輛起步停車和排放問題;另方面,適當匹配動力系統結構參數,能夠很好地解決燃料電池轎車性能?應用和成本之間的矛盾?
1.2.2 能量混合型和功率混合型
根據配備的燃料電池和動力蓄電池功率等級的差異,燃料電池+動力蓄電池構型可分為能量混合型和功率混合型兩大類?燃料電池轎車不同動力驅動系統構型的分析和比較見表3?能量混合型燃料電池+動力蓄電池混合驅動汽車燃料電池功率較小?在車輛行駛過程中,整車部分功率由燃料電池提供,不足部分由動力蓄電池提供?功率混合型燃料電池轎車在車輛行駛過程中,主動力源為燃料電池,動力蓄電池為輔助動力源,動力蓄電池只是在燃料電池啟動?汽車爬坡和加速時提供功率,在汽車制動時能回收制動能量?
圖3 燃料電池+動力蓄電池動力系統(插電)配置方案
表3 燃料電池轎車不同動力驅動系統構型分析和比較
(1)能量混合型的FCEV的特點1)燃料電池所提供的功率占整車總需求功率的比例較小?2)燃料電池只能提供一部分車輛行駛需求功率,不足部分還需其他動力源(如動力蓄電池或超級電容)提供?3)燃料電池可在系統效率較高的額定功率區域內長時間工作?4)需配備較大容量的動力蓄電池,故整車重量增加,動力性變差,整車布置空間緊張?5)每次運行結束后,除要加注氫燃料外,還需用地面電源為動力蓄電池充電
展開 汽車究竟要跑多久，蓄電池才能充滿GBT 31485-2015 電動汽車用動力蓄電池安全要求及試驗方法
汽車蓄電池作為汽車上非常重要的一個配件，是通過發動機來充電的。
今天就來給大家講講關于蓄電池的一些知識。
汽車要跑多久，才能給蓄電池充滿電呢？
當我們關掉車上所有用電設備時，排量在兩升以下的車，汽車大概跑5到10分鐘就能給蓄電池充滿電。
當汽車當汽車停放時間過長，處于虧電狀態時，需要充電20小時左右才能為蓄電池充滿電。
一般汽車蓄電池的壽命在三到四年左右，當汽車比平時更難啟動或者是蓄電池出現鼓包時，說明蓄電池即將報廢，我們需要更換新的蓄電池了。
我們平時究竟該如何保養蓄電池，才能延長蓄電池的使用壽命呢？
首先不要長時間停放。即使沒時間開汽車，也要定期啟動一下汽車發動機，為蓄電池充一下電。
其次大家在停車熄火前一定要先關大燈和空調。
汽車蓄電池作為汽車上面的核心部件起著非常重要的作用，大家平時一定要好好保養汽車蓄電池。
下載地址：GBT 31485-2015 電動汽車用動力蓄電池安全要求及試驗方法
展開 干貨｜汽車動力電池新國標（GB 38031）解讀
同時，替代了原來的GB/T31485-2015《電動汽車用動力蓄電池安全要求及試驗方法》和GB/T31467.3-2015《電動汽車用鋰離子動力蓄電池包和系統 第3部分：安全性要求與測試方法》。這意味著這些標準比原來更加嚴格了。
GB38031-2020《電動汽車用動力蓄電池安全要求》的主要變化點。單體電芯測試項相對于原GB/T31485-2015，過充、擠壓有變化；刪除了針刺、跌落、海水浸泡、低氣壓項目；模組測試項相對于GB/T31485-2015，刪除了所有測試項目；電池包及系統測試項相對于原GB/T31467.3-2015，增加了熱擴散及過流保護，刪除了電子裝置振動、跌落、翻轉，其他項目則均有不同程度的變化。從這些變化可以看出，將電池系統有限作為安全的主題，完善和調整了電池系統的要求；同時，也輔助以必要的單體電池的安全要求（試驗項目涵蓋：過放、過充、外部短路、加熱、溫度循環、擠壓等）。
GB38031-2020《電動汽車用動力蓄電池安全要求》對于電池單體、電池包或系統安全要求原文如下：
GB38031-2020《電動汽車用動力蓄電池安全要求》在優化電池單體、模組安全要求的同時，重點強化了電池系統熱安全、機械安全、電氣安全以及功能安全要求。試驗項目涵蓋系統熱擴散、外部火燒、振動、擠壓、機械沖擊、模擬碰撞、濕熱循環、浸水、熱穩定性、鹽霧、高海波、溫度沖擊、外部短路、過溫保護、過充保護、過放保護、過流保護等。標準條款5.2.7增加了電池系統熱擴散試驗，要求電池單體發生熱失控后，電池系統在5分鐘內不起火不爆炸，應提供一個熱事件報警信號。安全第一、生命至上。這個舉措以便為乘員預留安全逃生時間。
不可否認這一政策對行業的沖擊，相信客戶及市場也會綜合產品安全、可靠、環保、成本等方面作出選擇。
展開 
新版汽車三包政策明年起實施，動力電池等質量問題7日內免費退換
與目前正在實施的汽車“三包”政策相比，新版“三包”政策進行了較大幅度的修改，其中最大的變化在于，在“三包責任”相關條款中增加了關于動力電池、驅動電機等新能源汽車故障“包修、包換、包退”的相關規定。
如：第二十條規定，“家用汽車產品自三包有效期起算之日起60日內或者行駛里程3000公里之內（以先到者為準），因發動機、變速器、動力蓄電池、行駛驅動電機的主要零部件出現質量問題的，消費者可以憑三包憑證選擇更換發動機、變速器、動力蓄電池、行駛驅動電機。修理者應當免費更換。”
第二十二條規定，“家用汽車產品自三包有效期起算之日起7日內，因質量問題需要更換發動機、變速器、動力蓄電池、行駛驅動電機或者其主要零部件的，消費者可以憑購車發票、三包憑證選擇更換家用汽車產品或者退貨。銷售者應當免費更換或者退貨。”
第二十三條規定，“家用汽車產品自三包有效期起算之日起60日內或者行駛里程3000公里之內（以先到者為準），因質量問題出現轉向系統失效、制動系統失效、車身開裂、燃油泄漏或者動力蓄電池起火的，消費者可以憑購車發票、三包憑證選擇更換家用汽車產品或者退貨。銷售者應當免費更換或者退貨。”
第二十四條規定中，在“發動機、變速器、動力蓄電池、行駛驅動電機因其質量問題累計更換2次，仍不能正常使用的”、“發動機、變速器、動力蓄電池、行駛驅動電機、轉向系統、制動系統、懸架系統、傳動系統、污染控制裝置、車身的同一主要零部件因其質量問題累計更換2次，仍不能正常使用”的情況下，費者憑購車發票、三包憑證選擇更換家用汽車產品或者退貨的，銷售者應當更換或者退貨。
很明顯，新版“三包”政策將動力電池、驅動電機歸入汽車主要零部件行列，并享受與發動機、變速器等部件一樣的質保權。
展開 國內外動力鋰電池測試標準比較
二、國內動力鋰離子電池標準
2001年，汽車標準化委員會頒布了我國第一個電動汽車的鋰離子電池測試指導性技術文件GB/Z 18333. 1: 2011《電動道路車輛用鋰離子蓄電池》。該標準制定時參考了IEC 61960-2∶2000《便攜式鋰電池和蓄電池組 第2部分: 鋰電池組》，用于便攜式設備的鋰離子電池及電池組，測試內容包括性能和安全，但只適用于21.6V和14.4V的電 池。
2006年，工業和信息化部頒發了QC/T 743《電動汽車用鋰離子動力蓄電池》，被行業內廣泛使用，并于2012年進行了修訂。GB/Z 18333. 1: 2001 和 QC/T 743: 2006 都是針對單體和模塊級別的標準，應用范圍較窄，且測試內容已不適應快速發展的電動汽車行業的需求。
2015年，國家標準化管理委員會頒布了一系列標準，GB/T 31484-2015《電動汽車用動力蓄電池循環壽命要求及試驗方法》、GB/T 31485-2015《電動汽車用動力蓄電池安全要求及試驗方法》、GB/T 31486-2015《電動汽車用動力蓄電池電性能要求及試驗方法》及 GB/T 31467. 1-2015《電動汽車用鋰離子動力蓄電池包和系統 第1部分 高功率應用測試規程、GB/T 31467. 2-2015《電動汽車用鋰離子動力蓄電池包和系統 第2部分 高能量應用測試規程、GB/T 31467. 3《電動汽車用鋰離子動力蓄電池系統測試規程 第3部分 安全性要求與測試方法。
展開 工信部發布擬公告符合動力電池綜合利用條件第一批企業名單
7月27日，工信部就《新能源汽車廢舊動力蓄電池綜合利用行業規范條件》企業名單（第一批）征求意見。名單中的企業包括衢州華友鈷新材料有限公司、贛州市豪鵬科技有限公司、荊門市格林美新材料有限公司、湖南邦普循環科技有限公司、廣州光華科技股份有限公司。
按照《新能源汽車廢舊動力蓄電池綜合利用行業規范條件》和《新能源汽車廢舊蓄電池綜合利用行業規范公告管理暫行辦法》要求，經企業申報、省級工業和信息化主管部門審核、專家評審和現場核查，現將擬公告的符合《新能源汽車廢舊動力蓄電池綜合利用行業規范條件》企業名單（第一批）予以公示。公示時間為2018年7月27日至2018年8月9日。
工業和信息化部節能與綜合利用司
2018年7月27日
展開 大眾ID.4純電動汽車高電壓系統詳解（一）
包括9個蓄電池模塊，如圖6所示。
圖5 82kWh動力蓄電池
圖6 62kWh動力蓄電池
鋰離子動力蓄電池AX2的技術規范包括質量382～503kg 、凈能量合量58～77kWh，額定電壓400V，蓄電池模塊數量9～12個，容量156～234Ah，冷卻系統使用液體冷卻，工作溫度范圍為－28～60℃，防護等級IP6K7、IP6K9K。動力蓄電池正負極位置如圖7所示。
圖7 動力蓄電池正負極位置
1、蓄電池模塊
對于82kWh的動力蓄電池，蓄電池模塊配置為8個串聯和3個并聯。對于62kWh蓄電池，蓄電池模塊布置為12個串聯和2個并聯。蓄電池模塊技術規范如表1所示，單體排布如圖8-10所示。
表1 蓄電池模塊技術規范
圖8 蓄電池模塊正負極端子
圖9 82kWh蓄電池模塊單體排布
圖10 62kWh蓄電池模塊單體排布
2、高低壓電氣接頭
動力蓄電池的高低壓電氣接頭如圖11所示。低壓電氣接頭端子包括端子30、端子30C、端子31、安全氣囊控制電腦J234、動力蓄電池冷卻液溫度傳感器G898、動力蓄電池冷卻液溫度傳感器G899、控制線、加熱元件（PTC） Z132、動力系CAN總線、動力蓄電池冷卻液泵V590、動力蓄電池加熱混合閥V683、動力蓄電池加熱混合閥V696。
圖11 高低壓電氣接頭
3、動力蓄電池的開關單元
動力蓄電池兩個開關單元之間的元件有不同的分工，這樣能夠適應不同動力蓄電池所需的不同空間。
展開 動力蓄電池控制單元溫升試驗全解析：高壓過流下如何守住熱失控防線？
溫升試驗案例
隨著新能源汽車的快速發展，蓄電池控制單元（Battery Control Unit, BCU）作為電池管理系統的核心部件，其安全性和可靠性至關重要。在實際使用中，BCU可能會面臨高壓過流的極端工況，例如電池組短路或充電設備故障，導致電流異常升高。這種情況下，BCU內部的元器件會因電流過大而產生大量熱量，可能導致溫度急劇上升，進而影響其性能和壽命，甚至引發安全隱患。
為了驗證BCU在高壓過流情況下的耐受能力和保護機制，進行高壓過流升溫試驗是必不可少的環節。該試驗通過模擬實際工況中的過流情況，評估BCU的溫升特性、過流保護功能以及元器件的耐高溫性能。試驗過程中，通常會采用熱電偶法對BCU內部關鍵元器件的溫度進行實時監測，確保其在極端條件下的穩定性和安全性。
圖 1 熱電偶布位
實驗過程：
熱電偶法：在BCU內部關鍵元器件表面安裝熱電偶，實時監測溫度變化。
模擬過流工況：通過外部設備模擬高壓過流情況，逐步充放電，觀察BCU的響應和保護機制。
記錄與分析：記錄試驗過程中的溫度數據，分析BCU的溫升特性和保護功能的可靠性。
圖2 充電回路溫度曲線
試驗結果：
樣品外觀結構完好，無變形、無開裂等現象。
試驗后溫升＜55℃。
試驗中及試驗后樣件通訊無異常，功能正常。
國高材分析測試中心為客戶提供電工電子產品全生命周期測試，涵蓋環境適應性（極端溫濕度、鹽霧、振動）、電性能（高壓絕緣、溫升試驗）、材料可靠性（阻燃、老化）及新能源專項測試（動力蓄電池溫升、BMS驗證）等核心領域。中心擁有CNAS/CMA權威資質，配備高精度溫測系統、大電流加載設備及步入式環境箱，可精準模擬高壓過流、極端充放電等嚴苛工況。
展開 探索動力電池綜合利用之道
迎難而上 五點建議
第一，構建我國動力電池綜合利用的產業生態圈。
一是構建全生命周期的生態體系。建立電池生產商、整車企業、回收企業、綜合利用企業、綜合利用用戶和再生冶煉企業六位一體的綜合利用生態體系，形成聯動。
二是探索適合的商業模式。整合行業資源，構建覆蓋面廣、可持續的回收和綜合利用網絡。
三是搭建信息溯源平臺。構建從電池生產、使用、綜合利用、報廢回收等全生命周期的信息溯源系統，實現電池管理系統（BMS）的運行數據與電芯數據全部后臺傳輸，信息系統可以對電池單體數據的實時溯源進行查詢，并實現用大數據平臺進行電池評估篩選。
第二，加強對關鍵技術的研發與攻關。
一是離散整合技術。針對梯次應用不同場景的Pack設計電池模組建立數據庫，根據不同電池模組的性能、壽命、容量、內阻、余能等數據參數重新分組，建立數據模型和電池管理系統，提升重組后電池的性能。
二是儲能系統并網拓撲研究。針對不同種類、規模、大小的動力電池，研究設計合理的基于高頻變壓器隔離的級聯H橋儲能系統并網拓撲，降低儲能系統對綜合利用電池種類及電池一致性的依賴，提升退役電池的利用率。
第三，制定相關技術標準及規范。
一是管理標準。制定《新能源汽車動力電池綜合利用實施細則》，細化綜合利用上下游相關主體的責任，加強動力電池梯次利用行業準入門檻、信息溯源管理、綜合電池管理、綜合利用基金等相關標準體系建設。
二是技術標準。研究制定動力電池Pack拆解工藝規范，并對電池拆解后的分類、標簽、存放、信息錄入和追溯等相關工作做出明確規范。
三是評價標準。建立新能源汽車動力蓄電池第三方評價標準，為動力電池綜合利用企業在動力蓄電池余能檢測、殘值評估等階段提供技術指導。
第四，創新綜合應用盈利模式。
一是多元化開拓綜合應用場景。
展開 2018汽車材料細分領域十大熱點新聞--動力電池
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浙大與英國合作開發的石墨烯氣凝膠首次在燃料電池中成功應用
對于甲醇燃料電池，避免甲醇穿越質子交換膜是當前燃料電池研究的一個重點。為了避免甲醇穿越質子交換膜，傳統的直接甲醇燃料電池只能用1-2M的低濃度甲醇作為燃料，從而大大降低了其輸出功率。此外，甲醇的毒性嚴重影響此類燃料電池的民用。
近日,英國North Umbria University 的Terence（Xiao Teng）Liu博士課題組和浙江大學高超教授課題組合作成功將石墨烯氣凝膠應用在了直接甲醇燃料電池中。此項工作利用石墨烯氣凝膠良好的導電性能，優異的機械性能，高催化劑負載性能和超輕的質量，用石墨烯氣凝膠替代傳統燃料電池中的兩個重要組建—電極板和氣體擴散層，大大降低燃料電池重量的同時將燃料電池的質量功率密度提升了3倍。
石墨烯氣凝膠具有特殊的選擇吸附性，即使將12M的甲醇存儲在氣凝膠中，甲醇也幾乎不會穿過質子交換膜。此外，石墨烯氣凝膠還起到了燃料存儲的作用，使得該燃料電池在無需持續輸送甲醇的情況下維持運行，從而省去了外接甲醇存儲裝置和復雜的燃料循環系統，并降低了制作成本。
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國家啟動新能源汽車動力電池回收平臺
工信部在北京召開新能源汽車國家監測與動力蓄電池回收利用溯源綜合管理平臺啟動會。2018年8月1日起，我國開始對動力蓄電池生產、銷售、使用、回收等全過程進行信息采集，監測各環節主體履行回收利用責任情況。國家平臺啟動運行是實施溯源管理走出的關鍵一步，對有效推動新能源汽車動力蓄電池回收利用具有重要意義。
展開 
三星領銜 韓系欲分食中國動力電池蛋糕
這份被稱為動力電池行業晴雨表的白名單，共涵蓋了16家國內外動力蓄電池企業，除了比亞迪、力神等本土企業以外，三星環新（西安）動力電池有限公司、南京樂金化學新能源電池有限公司（LG化學）、北京電控愛思開科技有限公司（SK）三家韓系電池企業也被納入到白名單中。
該“白名單”的前身為2015年3月工信部發布實施的《汽車動力蓄電池行業規范條件》，由于地方政府、投資機構和整車企業均將這份名單列為項目立項、資本支持的重要考核條件，因此該名單也自然成為直接與補貼掛鉤的“白名單”。
不過，本次“白名單”發布之時，中汽協副會長董陽曾明確，新版白名單與補貼并無直接關系，“這份名單主要是為了加強行業自律，以用戶對企業提出要求的角度，來對動力電池企業進行測評。通告整個行業和整車企業哪些電池產品是可靠的。”
在今年舉行的中韓產業合作部長級對話上，韓國產業通商資源部部長白云揆曾向中國工業和信息化部部長苗圩建議，在包括電動車在內的新能源車方面，兩國有巨大的合作空間。
一家韓系電池企業有關負責人談到，因種種原因，韓系電池企業一度在中國處于停滯狀態中，但隨著進入“白名單”，這為韓系電池廠商帶來了一定的信心。一旦2020年補貼完全取消之后，韓系與本土公司站到同一起跑線上，將會迎來新的契機。“考慮到新車一般的開發周期為20~30個月左右，從現在開始布局，是一個正常的選擇。”該負責人說。
北京大學教授、鋰電“達沃斯”學術委員會主席其魯認為，雖然“白名單”本身不直接與補貼掛鉤，但也是對于韓系電池廠商技術的肯定，韓系電池企業無論是在技術上，還是在產能運用上，均占據一定的優勢。
展開 為什么說，無熱擴散技術是動力電池安全的基石？
在這次電動車百人會上，工信部副部長辛國斌提出“健全法規標準，提升質量安全水平”，特別提到“發布實施新能源汽車企業安全體系建設指導意見，提升動力電池熱失控報警和安全防護水平，讓消費者更喜歡買，更放心用”。
電動汽車發展到現在，用戶需求主要聚焦在續航里程、快充，而安全是底線。動力電池安全是新能源汽車安全的重要組成部分，解決動力電池的安全問題能極大程度解決用戶對于新能源汽車的安全焦慮。特別是電動汽車出現在生活中越來越多的封閉建筑空間，如車庫、地下停車場、防空掩體等，這些封閉空間排煙慢、視線差、救援難度大，對電動汽車安全問題提出了更高的要求。
Part 1
盤點動力電池安全技術
如果在電池單體失效的情況下，系統不發生熱擴散，就能極大降低熱失控后的煙氣危害；建筑物內，如果只是局部出現個別電芯單體熱失控產氣量，比較容易把排煙的范圍控制住。這樣的話，公眾對于下個階段大規模的保有新能源汽車會比較有信心，對新能源汽車的安全性認知也更充分，可以最大程度保護生命財產安全。
▲圖1.動力電池在封閉空間里面的熱失控帶來的問題
我們首先還是來看一下中國動力電池安全法規的要求，2020年5月，工業和信息化部宣布，由其組織制定的GB 30381－2020《電動汽車用動力蓄電池安全要求》強制性國家標準由國家市場監督管理總局、國家標準化管理委員會批準發布，并將于2021年1月1日起開始實施。《電動汽車用動力蓄電池安全要求》特別是標準增加了電池系統熱擴散試驗，要求電池單體發生熱失控后，電池系統在5分鐘內不起火不爆炸，為乘員預留安全逃生時間。
展開 干貨 | 動力電池包CAE分析案例
仿真結果如下：
顛簸路面同時緊急制動
顛簸路面同時急轉彎
3.4 動態分析
動態分析按照定頻分析和掃頻分析兩步進行，電池模組與電池包殼體的固定連接設置成接觸約束，使用HyperMesh進行網格劃分，并使用其中的求解器Abaqus進行約束加載和計算，最后再用HyperMesh查看結果。
定頻分析，將工況33Hz設置成振動頻率，加速度70m/s^2，根據這兩個初級輸入，計算定頻振動的振幅。使用這個定頻振動，計算上下，前后，左右三個方向的定頻分析。表格中數據單位為Mpa。設計選用材料的屈服極限為170.1Mpa。
掃頻分析，掃頻范圍17-200Hz，頻率變化按照線性規律。掃頻過程，就是尋找200Hz以下的系統共振頻率。結果，方形電池包找到了2個共振頻率：99.2Hz和177.2Hz都是在模態分析的3階頻率以上的高階頻率，兩個結果并無矛盾。
參考文獻
1 陶銀鵬，CAE技術在電動汽車電池包設計中的應用;
2 谷理想，電動汽車電池包疲勞壽命預測關鍵技術研究;
3 蘇陽，電動車電池包振動疲勞分析;
4 GB/T 31467.3-2015 電動汽車用鋰離子動力蓄電池包和系統 第3部分 安全性要求與測試方法.
展開 混合動力乘用汽車發動機的選擇及其關鍵技術分析
根據發動機、發電機、電機的工作狀態以及動力蓄電池的SOC狀態混聯式混合動力驅動系統具有5種工作模式，如表7所示。
表7 混聯混合動力汽車的工作模式列表
以豐田普銳斯混聯式混合動力汽車為例，運行模式(車速與驅動力分配)如圖5所示。
車輛以純電機驅動模式起步，當需求功率達到發動機啟動門限時，發動機啟動，整車進入混合動力驅動模式，動力傳遞如圖5(a)所示。發動機輸出動力經過行星齒輪機構分成兩部分，一部分驅動發電機發電，產生電功率又直接輸出到電機，電機運轉并驅動車輪；另一部分直接驅動車輪。整車綜合控制器自動對兩部分動力進行最佳分配，以盡可能地優化系統效率。當車輛大負荷加速或高速行駛需要較高動力時，動力蓄電池組放電，增大電機輸出功率，整車獲得的功率為發動機輸出功率與動力蓄電池組放電功率之和，如圖5(b)所示。當車輛減速制動時，混合動力系統自動實施再生制動能量回收，如圖5(c)所示。當車輛在遇到紅燈停車時，發動機自動熄火，避免怠速運轉引起不必要的油耗和污染物排放。但如果車輛停車時，動力蓄電池組放電低于SOC門限值時，發動機將繼續運轉，驅動發電機發電，為動力蓄電池組強制充電。可見普銳斯的THS系統結構能夠實現轉速與轉矩的雙耦合，通過調節發動機的轉速和電機的轉矩，使其像無級變速器一樣工作，這樣就能使發動機一直工作在高效區或低排放區。但是，這種結構只有輸入式功率分配型一種模式，無法實現像通用汽車公司的組合型AHS系統能夠進行多模式之間的轉換，THS系統在車輛綜合效率和動力性略遜于AHS系統。而AHS系統通常具有兩排或三排行星齒輪，以及多個離合器、制動器組成，結構復雜，生產制造難度大、成本高，控制策略也十分復雜。
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