混合動力電動汽車:定義,簡介,特點,關鍵技術,技術概況,分類和結構,控制系統,技術

複合動力電動汽車（亦稱混合動力電動汽車）是指車上裝有兩個以上動力源，包括有電機驅動，符合汽車道路交通、安全法規的汽車，車載動力源有多種：蓄電池、燃料電池、太陽能電池、內燃機車的發電機組，當前複合動力電動汽車一般是指內燃機車發電機，再加上蓄電池的電動汽車。

基本介紹

中文名：複合動力電動汽車
亦稱：混合動力電動汽車
優點：省油和環保
動力源：內燃機和蓄電池

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定義

所謂混合動力電動汽車，是指擁有兩種不同動力源的汽車。這兩種動力源在汽車不同的行駛狀態（如起步、低中速、勻速，加速，高速，減速或者剎車等）下分別工作，或者一起工作，通過這種組合達到最

少的燃油消耗和尾氣排放，從而實現省油和環保的目的。以豐田的混合動力汽車PRIUS為例，該車由燃油發動機和電池兩種動力，在汽車啟動和低於24公里時速行駛時，燃油發動機並不工作，而是由轎車自帶的電池提供動力，只有在汽車行駛速度超過24公里/小時的時候，燃油發動機才開始工作；在汽車突然加速的時候，電池就會幫助燃油發動機一起加速；在汽車高速行駛時，電池會為汽車的空調，音響，前大燈和尾燈等汽車輔助設施提供能量，從而減少燃油發動機的負荷；而在汽車減速和剎車的時候，汽車本身為電池進行充電，實現能量的循環使用，並最大限度地保存和節約能源。

簡介

複合動力電動汽車的優點是：

1、採用複合動力後可按平均需用的功率來確定內燃機的最大功率，此時處於油耗低、污染少的最優工況下工作。需要大功率內燃機功率不足時，由電池來補充；負荷少時，富餘的功率可發電給電池充電，由於內燃機可持續工作，電池又可以不斷得到充電，故其行程和普通汽車一樣。

2、因為有了電池，可以十分方便地回收制動時、下坡時、怠速時的能量。

3、在繁華市區，可關停內燃機，由電池單獨驅動，實現"零"排放。

4、有了內燃機可以十分方便地解決耗能大的空調、取暖、除霜等純電動汽車遇到的難題。

5、可以利用現有的加油站加油，不必再投資。

6、可讓電池保持在良好的工作狀態，不發生過充、過放，延長其使用壽命，降低成本。

複合動力電動汽車有兩種基本的工作方式，即串聯式、並聯式和串並聯（或稱混聯）式。複合動力驅動汽車的缺點是：有兩套動力，再加上兩套動力的管理控制系統，結構複雜，技術較難，價格較高。由於"新一代汽車夥伴合作"（ P NGV）計畫的推動美國三大汽車公司對各種單元技術及其不同組織進行成百種方案的篩選、比較，認為採用複合動力是實現中級轎車百公里3升油耗的可行方案因此而受到更大的關注。經過多年研究，混合動力電動汽車已開發出一些成功的例子。日本豐田汽車公司1997年12月宣布將複合動力電動轎車 P rius投入小批量商業化生產，該車自重1515kg，裝用頂置凸輪軸四缸，1500cc排量汽油機，最大功率42．6kW/4600r/min，帶永磁無刷發電機，驅動電機亦為永磁無刷的額定功率30kW，採用氫鎳電池，實現串並聯控制方式，百公里油耗為3．4L，比原汽油車減少了一半， C O2排量也相應減少了一半， C O、 HC、NOX僅為現行法規允許值的10%，售價每輛216萬日元（約15000美元）。美國克萊斯勒汽車公司1998年2月在底特律展出第二代道奇無畏 E SX2型複合動力電動轎車，該車裝用1500cc排量直噴柴油機帶發電機，採用鉛酸電池，交流感應電機驅動，鋁車架，複合材料車身，自重1022kg，百公里油耗降至3．4L。2000年通用，福特，戴姆勒·克萊斯勒已開發出100公里油耗已達到3升汽油或接近3升汽車的樣車，只是價格仍較貴。

特點

1）採用小排量的發動機，降低了燃油消耗；

2）可以使發動機經常工作在高效低排放區，提高了能量轉換效率，降低了排放；

3）將制動、下坡時的能量回收到蓄電池中再次利用，降低了燃油消耗；

4）在繁華市區，可關停內燃機，由電機單獨驅動，實現“零”排放；

5）電機和內燃機聯合驅動提高了車輛動力性，增強了駕駛樂趣；

6）利用現有的加油設施，具有與傳統燃油汽車相同的續駛里程。

關鍵技術

混合動力系統的研發需要解決很多技術問題，比如控制策略的設計、內燃機燃燒系統的最佳化、蓄電池的改進、傳動系統的匹配設計和新材料新工藝的套用等等。

1控制系統

這裡的控制系統是指汽車動力總成集中控制系統，它是整車正常行駛的核心單元。傳統內燃汽車的控制系統包括發動機的空燃比(或噴油量)控制、點火控制和怠速控制，以及變速器的檔位變換和換檔感覺控制等。混合動力汽車的控制還需要根據轉速、負荷及車速等信息和相關設備的狀態確定發動機與電動機的功率分配策略，即當汽車的負荷給定後，首先要確定發動機與電動機輸出功率的比例，以保證滿足汽車動力性、經濟性、排放性等性能指標的要求。為了滿足混合動力汽車的包括駕駛性等的要求，需要設計與混合動力系統相適應的控制系統和控制策略。

混合動力汽車控制策略

由於各種混合動力電動汽車結構上的差異，因而需要不同的控制策略來調節和控制功率流在不同元件間的流動，其目的是為了達到以下四個主要目標：

- 最佳的燃油經濟性

- 最低的排放

- 最低的系統成本

- 最好的驅動性能

混合動力電動汽車控制策略的設計主要考慮以下幾點：

(1) 最佳化發動機的工作點：基於最佳燃油經濟性、最低排放或者二者選其一，根據發動機的轉矩/轉速特性曲線確定最優工作點;

(2) 最佳化發動機的工作曲線：如果發動機需要發出不同的功率，相應的最優工作點就構成了發動機的最優工作曲線;

(3) 最佳化發動機的工作區：在轉矩/轉速特性曲線上，發動機有一個首選的工作區，在此工作區內，燃油效率最高;

(4) 最小的發動機動態波動：應控制發動機的工作轉速以避免波動，從而使發動機的動態波動達到最小;

(5) 限制發動機最低轉速：當發動機低速運行時，燃油效率很低，因而當發動機轉速低於某一下限值時，應關閉發動機;

(6) 減少發動機的開/關次數：頻繁地開/關發動機，引起油耗和排放增加;

(7)合適的蓄電池荷電狀態：蓄電池的容量須保持在適當的水平，以便在汽車加速時提供足夠的功率，在汽車制動或下坡時能回收能量。若蓄電池的容量過高，應關閉發動機或使之怠速運轉;

(8)安全的蓄電池電壓：在放電、發電機充電或制動回收充電時，蓄電池的電壓揮發生很大變化，應避免蓄電池電壓過低或過高，否則蓄電池會產生永久性破損，因而蓄電池管理很關鍵;

(9) 分工適當：在驅動循環中，發動機和蓄電池應合理分擔汽車所需功率;

(10) 在某些城市或地區混合動力電動汽車以純電動模式工作效率最高，這種轉變可以通過手動或自動來實現。

2內燃機

經過100多年的發展，車用內燃機在動力性、經濟性及排放控制方面獲得了很大改善。近年來電控燃油噴射、排氣再循環、增壓中冷、可變進氣渦輪、高壓共軌和催化後處理等技術的套用，更使汽車的性能飛速提高，因此，作為一種成熟的動力設備，內燃機在混合動力電動汽車上的套用難度不大。由於可移動性能好、比功率大、熱效率也較高，因此，內燃機仍然是影響整車效率和性能的關鍵設備。

3蓄電池

蓄電池是混合動力電動汽車發展的關鍵技術，也是提高整車性能和降低成本的重要發展方向。自上世紀90年代以來，蓄電池的比能量、比功率、循環壽命等方面的問題就一直成為電動汽車發展的主要障礙;對於混合動力電動汽車來說，由於電動比例較高，因此同樣面臨著蓄電池技術改進的問題：第一，比能量相對不足，因而成本較高，比能量值越高，汽車經濟性越好;第二，蓄電池的壽命相對較短，蓄電池壽命一般為充放電1000次左右，比整車壽命低得多，若在汽車十幾年的生命周期頻繁更換蓄電池的話，混合動力汽車的運營成本將大大提高。另外，蓄電池的套用還涉及到充電時間較長、電池荷電狀態(SOC)判別等問題這些都不同程度影響整車性能。目前，在混合動力電動汽車上使用的蓄電池主要是鉛酸電池、鎳氫電池(MH-Ni)和鋰離子電池，如克萊斯勒ESX2採用鉛酸電池，豐田Prius和本田Insight用鎳氫電池日產Tino用鋰離子電池。

4其它技術

電動機技術、轉矩合成技術和新材料套用技術對於混合動力汽車系統也都起著舉足輕重的作用。比如，電動機技術涉及電機的工作效率和能量回收策略等問題;轉矩合成器將發動機轉矩和電動機轉矩耦合輸出，對系統運行平穩性和可靠性有重大影響;材料技術的套用主要指輕質高強度材料的選擇這對提高汽車性能極為有利。

技術概況

分類和結構

1．串聯式混合動力汽車 Series Hybrid Electric Vehicle (SHEV)

串聯式混合動力系統用電動機驅動車輪，電動機的電力來自發動機。

串聯式混合動力系統利用發動機動力發電，從而帶動電動機驅動車輪。

其基本結構是由電動機、發動機、發電機、HV蓄電池、變壓器組成。由一個小輸出功率的發動機進行準穩恆性運轉來帶動發電機，直接向電動機供應電力，或一邊給HV蓄電池充電一邊行駛。由於內燃發動機的動力是以串聯的方式供應到電動機，所以稱為“串聯式混合動力系統”。

2. 並聯式混合動力電動汽車 Parallel Hybrid Electric Vehicle (PHEV)

並聯式混合動力系統使用電動機和發動機兩種動力來驅動車輪用發動機來給HV蓄電池充電，其基本結構是由電動機、發動機、HV蓄電池、變壓器和變速器組成。

並聯式混合動力系統中利用HV蓄電池的電力來驅動電動機。因電動機兼用為發電機，所以不能一邊發電一邊用來行駛。動力的流向為並聯，所以稱為“並聯式混合動力力系統”。

3．混聯式（串、並聯式）混合動力電動汽車 Power-Split Hybrid Electric Vehicle (PSHEV)

混聯式混合動力利用電動機和發動機來驅動車輪，並可用發電機來發電及自行充電。

混聯式混合動力利用電動機和發動機這兩個動力來驅動車輪，同時電動機在行駛當中還可以發電。

根據行駛條件的不同，可以僅靠電動機驅動力來行駛，或者利用發動機和電動機驅動行駛。另外還安裝有發電機，所以可以一邊行駛，一邊給HV蓄電池充電。基本結構由電動機、發動機、HV蓄電池、發電機、動力分離裝置、電子控制單元(變壓器、轉換器)組成。利用動力分離裝置將發動機的動力分成兩份，一部分用來直接驅動車輪，另一部分用來發電，給電動機供應電力和HV蓄電池充電。

電動機擅長從低速帶開始發揮威力，而發動機則在高速帶大顯身手。本系統通過理想地控制二者，可在所有條件下提供高效率的行駛。

混合動力電動汽車的動力系統主要由控制系統、驅動系統、輔助動力系統和電池組等部分構成。

控制系統

在HEV上普遍採用以計算機為核心的現代計算機技術和自動控制技術，各種智慧型控制系統，包括自適應控制技術（MRAC）、模糊控制技術（Fuzzy）、專家控制系統（Expert system）、神經網路控制系統(Neural networks)等也逐漸套用到EV、FCEV和HEV上，使HEV更加安全、節能、環保和舒適。

能量管理系統採取層級式控制：最上層為整車能量管理系統，統一協調和控制各個低端控制器；中間一層包括五個低端控制器，即發動機控制器、發電機控制器、電動機控制器、離合器及制動器控制器和電池能量管理系統（BMS）等；最下層為各個執行器，即發動機、電機、離合器等部件。

HV蓄電池組

豐田THSⅡ採用大功率，高密度，輕量，壽命長的新開發的HV蓄電池。它是在舊型號THS採用的小型高性能鎳氫蓄電池基礎上，改進了電極材料與各單體蓄電池之間的連線結構，所以降低了蓄電池的內阻，提高了許可證電池的輸出密度。由於在THS2上採取了行車中保持一定充電狀態的控制，所以，不需要利用外部充電。

HV蓄電池組包括HV蓄電池模組，蓄電池計算機，系統主繼電器及維修插座，這些部件匯總裝在一個殼體內，設定在后座位之後。

蓄電池組的電池部分由28個模組串聯而成，每個模組是由6個1.2伏的單體蓄電池串聯而成，總共是168個單體蓄電池，由此可得到201.6v的高電壓。蓄電池計算機在保持充電狀態為適當值的同時，還將完成下列控制：

1*4充電狀態的管理

為了保證在加速等場合下放電，在減速時利用制動器回收充電的反覆進行，HV蓄電池將一直向HV蓄電池計算機輸出充電狀態信號，HV蓄電池計算機利用充放電電流的累計值，將充電狀態值始終控制在目標範圍之內。

1*5冷卻風扇的控制

HV蓄電池的充放電將引起自身的發熱，為確保蓄電池性能，對冷卻風扇的工作方式進行控制。

1*6外部充電器的控制

指在利用內部充電器充電的過程中，監視蓄電池狀態，保證適當充電所進行的控制。

1*7與空調之間的通訊

通過HV控制計算機，根據空調的要求來改變冷卻風扇的工作方式。

1*8蓄電池狀態的監控

監視蓄電池的溫度及電壓等，當檢測出有異常時，通過限制或停止充放電以保護蓄電池。此外，按要求使報警燈亮，輸出與記憶診斷代碼。

1*9冷卻風扇

當蓄電池的溫度升高時，冷卻風扇將按照蓄電池計算機的指令調節風量。此外，還可根據空調的要求，改變空調的工作方式。

冷卻風扇的進風口設在座椅的右側。利用風機將從車廂內吸進的空氣引入到蓄電池組的右上方，使其由上而下地吹過蓄電池模組之間，對其進行冷卻。冷卻後完成熱交換的空氣，從蓄電池組的右下方，經過後貨艙右側的排氣管，排至後貨艙與車外。

1*10 系統主繼電器（SMR）

SMR按照HV控制計算機的指令，接通與切斷高壓電路電源。加上控制正負兩極用的在內，SMR共配置了3個繼電器，保證了動作的可靠。在接通高壓系統時，首先是接通SMR1與SMR3，接著接通SMR2，斷開SMR1，由於一開始就使控制電流通過附加電阻，所以防止高壓的大電流突然加到電路上。斷開電路時，依次斷開SMR2與SMR3，HV控制計算機將分別確認它們是否已可靠的斷開。

在維修插頭與逆變器罩蓋上設有連鎖機構，連鎖機構用來檢測高壓部分的防護狀態並自動地斷開系統主繼電器。當連鎖機構動作時，儀錶板上的主報警燈亮，以通知駕乘人員。在連鎖機構動作後，每兩次之中有1次使系統主繼電器動作，以便恢復高壓電路。

1*11 維修插頭

在檢查與維修時，應取下維修插頭，在HV蓄電池的中間位置處斷開高壓，從而確保全全操作。

技術問題

2.1制動能量的回收

作為和純電動汽車共通的混合動力電動方式的特點，制動能量是有可能回收的。在日本，美國，歐洲任何市內行駛工況下，從先驅號的例子來看，制動能量回饋對燃油經濟性提高的貢獻超過了20﹪，這樣就可以明白，和沒有制動能量回收的其它驅動系統汽車的差別是顯然的，因此可以說，為了提高燃油經濟性，混合動力方式是必要的條件。

制動能量回收，就如同剎車，如果四輪同時進行就比較理想，因此就有必要將發電機和四個車輪同時連線，這對於4輪驅動車來說，需要在前後都備有電動機/發電機裝置，並且能前後分別控制轉矩。但是，這樣的4輪驅動車的價格是十分昂貴的，對於通常的行駛，就不需要反映雜餓裝置，因此是不可能實現的。一般來說，前輪驅動或者後輪驅動的2輪驅動車占大多數。

因為汽車的重心比地面高，而且基本上都是前進行駛，所以當剎車制動時，前輪的載荷增加，後輪的載荷減小。在前輪驅動的情況下，因為發動機，變速箱前置，所以前輪的載荷原本就比較大，而且在制動時由於又增加了載荷，所以必要的制動力就增加，配置在前輪的發電機的制動能量回收相對來說是比較大的。相反，在後輪驅動的情況下，通過後輪進行能量回收的效果就不大顯著。後輪的制動力過大，在輪胎和路面之間超過摩擦極限後，會使車輪打滑，這時就使汽車不穩定，偏離路面而碰到障礙物或者是橫向翻滾。

為了避免此類事情的發生，通常，乘用車的制動力分配給前輪70﹪~80﹪。因此，前輪驅動車的制動能量回收和後輪驅動車的制動能量回收相比較的話，為70/30的程度，後輪驅動車的制動能量回收率最多也只有前輪驅動的一半。

通常的汽車，在減速，制動的情況下，使用了發動機剎車。通過這個，因為在一定程度上進行了制動能量回收，因此如果不使用發動機剎車，全部由發電機來吸收制動能量是比較好的。Civic混合動力車為了降低發動機剎車的能量吸收在制動時，將四缸中的三缸停止運行。高爾夫混合動力在發動機和電機之間設定了離合器，清除了發動機剎車的影響。但是，這又帶來了離合器的重量，空軍和成本的問題。

2.2堵車時的停止和啟動

在堵車時，反覆停車啟動緩慢行駛的情況下，對於通常的發動機車，由於剛要切斷髮動機時接著又要啟動發動機，比較麻煩，所以就直接將發動機怠速運行，這樣就對排放和燃油消耗都不利。為了解決這個問題，對於通常的汽車，對在一定時間以上的停車情況，將發動機自動停止，然後在下一次啟動時，直接通過加速踏板就能將發動機啟動來驅動車輛。在此情況下，設定停車到將發動機關掉的時間是比較困難的，而且也有發動機啟動時的振動和噪音問題。為此，混合動力車在停車時，直接將發動機關掉，車輛啟動時通過電機將車輛驅動到一定的車速，這樣就可以完成平順的駕駛。這樣，即使車輛啟動頻繁也具有抑制尾氣排放的優點。發動機車的停止，啟動的思想雖然以前就有，但沒有普及的原因可以認為是反映了實現這樣的驅動系統的困難程度。

2.3儲能裝置

即使發電機能夠產生大量的電能，如果沒有這些電能的儲藏設備，發電機的發電也是沒有意義的。因為電流不可能一次進行大量電能的充放電，所以為了能夠進行大量的能量回收，就必須增加電池的重量，空間和成本。為了解決這個問題，人們考慮使用超級電容，飛輪裝置或者蓄壓裝置等，雖然有一部分已經實用化但也不能說已經達到完善的程度。但是，日產柴油在2002年6月開始裝備了具有劃時代意義的新型超級電容的卡車，可以說在這方面已經開始了一個新的時代。另外，和電動汽車為了提高續駛里程而重視電池的儲能密度不同，混合動力車用的儲能裝置在儲能密度比較小的情況下，要求調整，製造成輸入輸出能量，即功率密度比較大的儲能裝置。

通過採用混合動力方式，提高了燃油經濟性，但有重量，搭載空間和成本增加的缺點，所以雖然和電動汽車的缺點相比還是比較小的，但電池在一定重量下對應的性能，價格和壽命成為成功與否的關鍵因素。鉛酸電池無法滿足這種性能要求，豐田採用新近開發的重量輕，體積小的鎳氫電池，開始有了突破口。對於壽命的評價，需要有時間，因此今後想進一步關注這方面的發展。從2003年左右開始，在美國和歐洲出現性能優良的鋰離子電池，鋰聚合物電池等。

2.4起動機/發電機

以大眾高爾夫為起點，在日野的重型車，本田的混合動力車等上使用了起動機/發電機或者電機/發電機，幾乎不需要變更尺寸，就可以安裝在原來的發動機的飛輪位置。綜合的重量，成本增加被控制在小的幾乎所有的傳統起動機，發電機和離合器的製造商，都進行這方面的商品化開發，而且有發表的成果。如果將來不需要傳統的起動機和發電機的話，對於這些製造商來說，或許理所當然就成為生死攸關的問題，大多數人認為，將來這種形式是混合動力的需要。如果能大量生產成本得以下降的話，可以預計混合動力化的障礙就可以非常小。

維修診斷

維修前的安全防護措施：

在著手維修一輛混合動力轎車之前，你必須知道一些必須加以防範的安全防護措施。首先，insight，Civic和Pruis這三款混合動力轎車都有一個“怠速停止”模式，可以在轎車臨時停車時，比如在遇到紅色交通信號燈的時候，關閉轎車的汽油發動機。在這種模式下，當踩下加速踏板時，最初車輛會在電動馬達的的驅動下行駛，就像一輛電動高爾夫推車一樣。經很短的行駛時間之後，車輛便進入正常的行駛狀態，汽油發動機會重新啟動，並向轎車提供動力。

一輛混合動力轎車被送到維修廠進行維修時，如果把發動機熄火，並且將點火鑰匙置於開的位置，那么維修時可能會出現問題。打算維修這輛轎車的技術人員這時可能會認為，既然發動機已經關閉了，因此可以安全進行維修工作。但這時如果踩下加速踏板，可能會使電動馬達重新啟動，從而產生嚴重的後果。

在本田公司的混合動力轎車上，在發動機轉速表左下方有一個汽車駐車指示燈，如果這個燈在閃爍，則表明該輛轎車處於“怠速停止”模式，同時也是在警告你，在維修該車輛之前，一定要把點火開關關掉。

當豐田Pruis混合動力轎車處於怠速停止模式時，在顯示板上的擋位指示器上方有一個就緒指示燈。在對轎車進行維修工作之前，都要確保就緒指示燈是熄滅的。因此，也應該把點火開關關掉。當然最為安全穩妥的做法，就是把車鑰匙從點火開關上取下來。

當然，在維修混合動力轎車時，最嚴重的安全顧慮就是它的高壓電氣系統，其中包括電動馬達，蓄電池組，控制系統和電線束。為保證安全，所有的高壓電線接線端都是密封的或隔離的，而且電線束都是潔淨的橙黃色。

如果沒有戴性能良好的高壓防護絕緣手套，就不要輕易觸摸這些電線束。即使這些絕緣手套上只有一個極小的針孔，都可能會導致電流從手套穿過，經人體流向大地，傷害技術員的生命。

你可以用探針穿過電線絕緣層來檢查普通汽車上的12v電線的一些性能，但對於混合動力車輛上這些明亮的橙黃色高壓線束，可一定是不能這樣做的。跟上面介紹的一情況一樣，這些高壓線束上一個極小的孔都可能導致高壓電流外漏。不過，每個混合動力轎車的高壓電氣系統都是很容易地關閉的，以確保有一個安全的維修工作條件。

本田混合動力轎車的智慧型動力單元包括蓄電池組和控制系統，在智慧型動力單元上設定了一個關閉開關。本田Isight的智慧型動力單元位於后座地板附近，是水平安裝的，隱藏於地毯之下。而本田Civic的智慧型動力單元是垂直安裝的，位於後排乘客座位的後面。

對於本田公司的這兩款混合動力轎車，要想拆除轎車上的高壓電氣系統，需要打開智慧型動力單元上面的一個小蓋子，並且把裡面的開關打到off位置。

要想拆除豐田Pruis的高壓電氣系統，只需要取下位於駕駛員一側的行李廂後面的維修塞即可。維修塞的嵌板在後排座位附近的地毯下面。當你維修高壓電氣系統的時候，建議你把維修塞放在你的口袋裡隨身攜帶，以防其他維修人員在你維修時又把它安上去。

正確的輪胎氣壓和潤滑

正確的選擇輪胎並保持適當的輪胎壓力，對於本田和豐田混合動力轎車的最佳運行是十分重要的。輪胎氣壓不僅會影響該車的燃油經濟性，而且當胎壓不正確時，制動系統和控制系統也可能會出現問題。混合動力轎車一般都採用高壓輪胎，這樣做的目的是為了獲得最大的行駛里程數，因為高壓輪胎的滾動阻力比較小。所有這三款混合動力轎車都配備有專門設計的輪胎，這些輪胎有較高的充氣壓力，從而保證輪胎具有較低的滾動阻力。在這三款轎車中的某一輛被送到你的維修廠進行修理時，你要確保該車的輪胎壓力與在輪胎側面，車門邊緣或用戶手冊上標記的規定胎壓相一致。

請使用原裝設備製造商推薦的潤滑油，這對於讓混合動力轎車獲得最佳的性能表現，以及滿足保修的技術要求等，都是非常重要的。

本田Insight和Civic混合動力轎車的發動機都採用本田公司專用的0W-20SJ機油和機油濾清器。對於五擋手動變速器，你可以使用標準的本田手動變速器用潤滑油；但是對於無級變速器，需要使用本田ATF-Z1潤滑油。豐田Pruis混合動力轎車的發動機則採用5W-30SJ機油，變速器採用型號為T-IV的自動變速器油。

故障指示燈

本田和豐田混合動力轎車的儀錶板上都有故障指示燈，當混合動力轎車的電氣系統無法正常工作時，故障指示燈將會給出警告指示信號。本田的混合動力轎車上有一個集成化電動機助力系統故障指示燈，它能夠閃爍出符號IMA，表示該車需要維修。

豐田Pruis混合動力轎車利用儀錶板上一個小海龜標誌。來表明混合動力系統出現了故障。當出現了海龜標誌以後，轎車只能在後備模式下工作，也就是說，僅僅使用汽油發動機作為動力源。海龜標誌的出現是在提醒駕駛員，要緩慢駕駛車輛，不能進行快速加速。

4豐田Pruis介紹

4.1 Prius混合動力系統的構成

Prius是一輛以汽油化學能和電能為驅動力的混合動力汽車，因此它內部擁有一台獨立的汽油發動機和一台電動機。既然有電能的介入，那必不可少的就是電池，Prius的電池系統採用的是豐田和松下聯合研製和生產的鎳氫電池，選擇鎳氫電池的原因是它有比能量和比功率高、循環壽命長、放電過程控制簡單、無污染等優點。此外，在豐田和松下的共同努力下，鎳氫電池的記憶效應大大降低。而整個動力系統的變速僅僅靠一套行星齒輪組，沒有傳統的機械變速器和離合器。

4.2 Pruis在各工況下的工作原理

豐田Prius以電機為主，混合動力總成包括兩個動力源，發動機與電動機。還有包含了發電機、電動機、內置動力分離裝置的混合動力專用變速器、鎳氫電池組和動力控制總成。豐田Pruis混合動力系統有一個特點，就是採用行星齒輪變速結構，變速器內置動力分離裝置，行星齒輪機構巧妙地將減速器、發電機和電動機等動力部件偶合在一起，同時行星齒輪又起到無級變速器的功能，結構十分緊湊，形成一個集成化混合動力總成系統。

啟動以及中速以下行駛，此時發動機效率低下，因此Prius的發動機關閉，僅由大功率電動機驅動車輛。在常規行駛時，發動機作主動力源，由動力分離裝置將動力分成兩路，一路驅動發電機進行發電，產生的電力驅動電動機運轉，另一路則直接驅動車輪，系統會自動對兩條路徑的動力進行最佳分配，以達到效率的最大化。

當要加速時，電池組會加進來為電動機供電，增強電動機輸出功率。

當減速或制動時，則由車輪的慣性力驅動電動機。這時電動機變成了發電機，車輛制動能量轉換成了電能。

電池組電量保持在一個恆定水平。當系統發現電池組電量下降會啟動發動機驅動發電機發電，向電池組充電。

4.3豐田Pruis的運行原理和特點

Prius的儀錶板上有一個多功能資料顯示屏，顯示屏是7英寸輕觸式彩屏，可以顯示各項車上的使用資料，例如動力狀況、耗油量、電池充放電量、檔位、音響、空調狀況等，並可手觸彩屏調節冷氣及音響系統。

Prius的變檔撥桿安裝在中控板位置上，巧小玲瓏，桿頭標誌著檔位位置。

Prius的運行模式∶

①起動。插入鑰匙，踩住剎車踏板及按下起動按鈕（POWER），直至液晶儀表上的“READY”信號燈亮起，掛上D檔前進。

②當發動機效率偏低，例如在低速行駛，轉換器及高壓電子系統將電池輸出的直流電轉換為交流電，並升壓至500伏特給予馬達（電動機）使用。馬達會啟動與發動機並肩工作。

③電腦分析汽車負荷、加速踏板壓力及電池狀態，決定以馬達、或者馬達與發電機並用，提供最有效率的動力分配及組合。經常使用馬達會導致電池電量下降，當降到一定限值時，發動機會自行起動帶動發電機向電池充電。

④當高速行駛時，混合動力系統會即時啟動發動機及馬達輸送驅動力。

⑤當減速和剎車時，在制動力作用下混合動力系統會將馬達轉為發電機，將動能轉化為電能，向電池充電。

⑥當Prius停止時，發動機會自動熄機，以減少不必要的燃油消耗及廢氣排放。Prius的環保空調系統全以電力驅動，因此關閉發動機空調也一樣可以運行。

主要技術

在清潔新能源機動車的研發上和技術上較為一致的方向是：電池、電機、電控等3個技術核心，純電動車、燃料電池車、混合動力電動車是三大研發對象。

1．發動機：HEV可以廣泛地採用四衝程內燃機（包括汽油機和柴油機）、二衝程內燃機（包括汽油機和柴油機）、轉子發動機、燃氣輪機和斯特林發動機等。一般轉子發動機和燃氣輪機的燃燒效率比較高，排放也比較潔淨，採用不同的發動機就可以組成不同的HEV。

2．電動機：HEV可以採用直流電動機、交流感應電動機、永磁電動機和開關磁阻電動機等。隨著HEV的發展，直流電動機已經很少採用，多數採用了感應電動機和永磁電動機，開關磁阻電動機套用也得到重視，還可以採用特種電動機作為HEV的驅動電動機，採用不同的電動機就可以組成不同的HEV。

3．電池：HEV可以採用各種不同的蓄電池、燃料電池、儲能器和超級電容器等作為"電池"，一般電池是作為HEV的輔助能源，只有在HEV永電動機起動發動機或電動機輔助驅動時才使用。

中國已實施的電動汽車蓄電池標準

序號	標準名稱		標準級別		參照國外標準編號		實施日期
103—204、205技術條件和試驗方法標準
1	電動道路車輛用鉛酸蓄電池	GB/T 18332.1-2001		JEVS D701-94、 JEVS D702-94、 JEVS D703-94、 SAE J 1798		2001-09-01 實施
2	電動道路車輛用金屬氫化物鎳蓄電池	GB/T 18332.2-2001				2001-09-01 實施
3	電動道路車輛用鋰離子蓄電池	GB/T 18333.1-2001				2001-09-01 實施
4	電動道路車輛用鋅空氣蓄電池	GB/T 18333.2-2001				2001-09-01 實施
註：適時修訂已發布的4項標準，增加蓄電池容量、能量密度、壽命等技術要求和試驗方法，提高相應的性能要求。信息來源:中國電動汽車信息網

混合動力電動汽車的驅動系統：包括兩種或兩種以上的能源存儲器，能源或能量轉換器。通俗的講，比較盛行的辦法是既裝有內燃機，又配備有高性能和價格合理的電池，採用串聯或並聯等多種方式進行驅動，其工作方式有三種：首先是由發動機傳遞動驅力；其次是，利用發動機的動力發電，則進入發動機機驅動方式；當發動機停機時，只用電池供電，發電機進行驅動，採用那種行駛模式，要根據路況和行駛要求而定。

這樣做的好處是：可以較大程度減少發動機的排量如過去用3升機，現在用1.6升就可以；由於有電動機作輔助驅動，可以實現能量回收，提高了燃料經濟性；可以將發動機轉速平穩的調整到最佳轉速狀態，排放污染大大減少；和普通的汽車一樣，不用設定新加油站。但它也有缺點，主要是增加了動力源，配置複雜，增加了占用空間和重量等，但算起來還是合算的，利多弊少，所以發展很快。

由於科技的加速發展，混合動力電動汽車的驅動方案也是多種多樣的，不斷的在改進更新中。同時增加新的配備，如能量存儲裝置，即飛輪，超級電容器，永磁發電機和電動機一體化電機，微處理器控制電路裝置，和無級變速器（CVT）等。同時，對內燃機也作了大量改進，特別是柴油機上，採用共軌式供油系統、柴油機小型化、降低顆粒（PM）和氮氧化物（NOX）排放、改善熱效率，低溫排放污染性改善等措施，在性能上有很大提高。　據中國國家電動車專家組組長黃佳騰介紹，電池、電機、電控系統一直是制約電動汽車大規模進入市場的關鍵因素。中國在電動汽車整車設計、驅動系統、電池管理系統，尤其是鋰離子電池、燃料電池等高性能動力電池的研製方面取得重大進展，在某些方面已處於世界領先水平。

在高性能電池方面，深圳雷天綠色電動源公司開發的鋰離子電池續駛能力達到三百公里，最高時速可達一百二十公里，可充電次數一千次以上，單台車電池成本四萬元左右；深圳中星汽車製造公司研製的超級納米碳纖素電池容量是一般鉛酸電池的十一倍，能量比功率可達每千克一千瓦時，充電僅需十分鐘就可以完成，壽命可達十年以上，價格為鋰電池的一半，體積為鋰電池的三分之一，均展示出明顯的商業化前景。

此外，東風汽車公司與中科院大連化物所聯合開發的質子交換膜燃料電池、清華大學等單位開發的新型電池材料等都取得了重大突破。　在電機與電控系統方面，華中科技大學開發的全數位化開關磁阻電機、中船總七一二所開發的永磁無刷電機、中國科學院北京三環通用電氣公司開發出電動汽車專用的七點五千瓦輪轂電機、哈工大開發的EV九六至十六點八千瓦多態輪轂電機，都是中國電動汽車驅動電機技術的重大突破。

華中科技大學李培根教授認為，相對於西方已開發國家傳統汽車工業的巨大慣性，中國汽車工業向電動汽車轉型的包袱要輕得多，實現跨越式發展的動力也強得多。

他說，中國在電動汽車關鍵技術研究方面，與世界先進水平的差距只有八年左右，在有些領域還處於世界領先地位，趕上甚至超過已開發國家的機會和可能性很大。

優缺點

優點

無污染、噪聲低；能源選擇多樣化、利用效率高；結構簡單，使用、維修方便。作為城市交通工具，將會給城市環境帶來很多好處。如電動汽車無噪音、無污染排放、不會在馬路上留下油跡等。它的特點，我覺得最主要的就是環保，而且噪聲小，而且還有一個好處相對來說可能更符合人們追求的一種舒適性。因為混合動力電動汽車開起來，即使是比較威猛的SUV電動車，可能也是很靜的一種感覺。　此外，有利於對傳統汽車工業的改造。與純電動汽車相比，混合動力電動汽車既可用常規內燃機作動力，又可採用電機驅動，它不僅比傳統汽車節約燃油30%－50%，而且在同等條件下，比純電動汽車節約電能70%－90%，一次充滿油、電後，可使持續行駛里程提高到500－1000公里左右。此外，在傳統汽車向電動汽車的過渡時期，這種過渡車型可能有四五十年的市場周期，這是一個完整的歷史階段。推廣混合動力電動汽車，一方面可充分利用傳統汽車工業現有的龐大生產規模和社會基礎設施，另一方面又在一定程度上保障了傳統內燃汽車廠商的利益，促進了他們加速開發電動汽車和改進電池、電機、控制系統的積極性。同時，由於混合動力電動汽車殼體在一個較長時期內，都是由內燃汽車改裝的，內燃汽車發展的每一項新技術，如信息及安全領域的每一項成果，都可轉移或結合採用到混合動力電動汽車上，通過發展混合動力電動汽車，又可大大促進傳統汽車工業的改造和發展。　還有利於降低電動汽車成本和實現產業化。鎳氫、鋰離子特別是燃料電池雖然能夠克服鉛酸蓄電池極的諸多不足，但很昂貴，且建設投入大，無法大面積推廣。專家說，我們不應當等到這些新型電池技術取得根本性突破後再開發電動汽車，而應當在發展套用的基礎上，推動電動汽車在各方面的技術創新。混合動力電動汽車正適應了當前這一發展需求。混合動力電動汽車可以充分利用現有內燃汽車生產能力，為改造傳統汽車工業和實現跨越式發展服務，這使混合動力電動汽車具有了其它電動汽車現階段無可比擬的套用基礎和優勢，前景十分廣闊。

缺點

蓄電池雖然廉價、安全可靠，但能量低、自重大、體積大、續行里程短，還需要建設地面充電檢測等設施，難於為地方政府、企業、用戶所接受。　由於技術的原因，電動汽車的性能還比不上普通汽車，如雪鐵龍公司的 S axon電動小轎車的最大功率為20千瓦，最長行程是95公里，最高時速為95公里，所以電動汽車不能作為長途旅行的交通工具。　當然，電動汽車成本高，所以市場價格會比原型汽車高。但是控制每輛電動汽車的成本，使之不超過原型車的30%，這樣價格就不是問題了。因為從電動車的性能上看，對電動車的一次性投資比對傳統車的長遠投資要划算得多。世界上最好的電動汽車，即日本的prius2003款混合動力電動汽車售價是兩萬美元，其性價比很高。這樣看來，到2008年，混合動力電動汽車有可能進入普通家庭，成為一種大眾消費。”

發展前景

由於原油價格的不斷攀升，汽車製造商開始轉移目標，搶占節能汽車市場。世界各國競相發展的電動汽車主要分為純電動汽車、混合動力電動汽車和燃料電池汽車。　混合動力電動汽車是電動汽車家族中，一種已經商業化的，有效的，較前期的過渡性產品。這是因為，至今，純電池電動汽車還沒有達到汽車產業化要求的水平，而燃料電池電動汽車，又正處在產業化的研製過程。這樣，工程技術專家不得不尋求一種折衷方案——混合動力電動汽車，正是它扮演著電動汽車繼往開來的角色。　混合動力車輛正以一股不可阻檔力量改變著汽車產品的結構和構成，並大量的走向實用化。據《AutoMfg &Produetion》（汽車製造與生產）期刊報導，預計2005年，世界汽車市場上，混合動力輛將達75萬輛，2010年達100萬輛，2015年將在世界汽車市場占15%，2020年占25%這是相當大的混合動力車輛數量的比例。粗略估計，2020年全球汽車如果產量在1億輛，那么，混合動力車將是2500萬輛了

。

在中國，混合動力電動汽車已具備套用基礎和產業化條件，極有可能率先實現突破。去年11月，湖北省武漢市率先將國家863成果——— 4輛東風混合動力公車投放城市公交線路進行示範運行，其營運里程已達8萬公里。武漢又新增1輛混合動力電動汽車投入運營。在北京，已有3 5輛純電動公車研製成功，其中20輛將投放城市公交線路進行示範運營，其餘將在密雲縣進行示範運營。國家科技部863計畫電動汽車重大專項辦公室工程師王成日前接受記者採訪時說。“我們還計畫在天津組建純電動轎車車隊，在山東威海進行微型電動轎車示範運營。預計到明年年底，將有6輛燃料電池公車在北京和上海投入運營。到2008年，將1000輛電動汽車投放到奧運場館，讓我們的運動員都能坐上清潔汽車。”總之，混合動力車輛在相當一段時間內前景廣闊，並受市場歡迎。

混合動力電動汽車