Plug-in HEV的研究与发展

2008-11-05 15:43:41 零排放汽车网-专注新能源汽车,混合动力汽车,电动汽车,节能汽车等新闻资讯 网友评论 0 条

引言

能源和环境是实现可持续发展的必要条件。减少和消除对石油的依赖是一项有关全球经济安全和能源安全的紧迫任务，具体途径有三种：研究各种降低百公里油耗的方法、开发各种替代石油的新燃料、开发不用或少用燃油的新型车辆。随着社会的发展进步，传统汽车（主要以汽油和柴油为燃料）保有量逐年增加，使得能源、温室气体、空气质量等三方面主要问题陷入了恶性循环。如今随着动力电池、电机以及电力电子技术的发展，电动汽车具有有效解决上述问题的可能性。

未来10年，混合动力电动汽车(HEV)将会迅速发展，并占有一定的市场规模。但是混合动力电动汽车由于存在着三大主要问题——价格高、效率低、仍然使用较多汽油/柴油，因此远景并不乐观^[1]。目前HEV的发展方向是可外接充电式混合动力电动汽车（Plug-in Hybrid Electric Vehicle，PHEV）。PHEV是指可以使用电力网（包括家用电源插座，例如220V电源）对动力电池进行充电的混合动力电动汽车。PHEV具有纯电动行驶较长距离的功能，但需要时仍然可以以全混合模式工作，其最大的特点是将混合动力驱动系统和纯电动驱动系统相结合，可以大大改善HEV的有害气体、温室气体排放和燃油经济性，提高纯电动汽车的动力性能和续驶里程^[2]。因此PHEV是一种最有发展前景的混合动力电动汽车驱动模式，也是向最终的清洁能源汽车（BEV和FCEV）过渡的最佳方案之一^[3]。

1 HEV的分类及PHEV的特点

1.1 HEV的分类

HEV的分类可用拓扑图形的方式来表达，如图1所示。

图1 HEV的拓扑分类

Fig.1 Topological classification of HEV

如果只有内燃机一种动力源，全部由燃油箱给汽车提供能量，就是传统汽车；如果只有电机一种动力源，同时给汽车提供能量的能量源有动力电池或者氢燃料电池，则分别为纯电动汽车或纯燃料电池电动汽车。动力电池和氢燃料电池的发展最终导致不同的汽车技术向纯电动汽车和燃料电池电动汽车发展。

由图1可知：以纯电动汽车为分界，上部为并联混合系统，下部为串联混合系统。从系统能量流和功率流的配置结构关系的角度来看，凡是同时有两种驱动车辆的动力源，例如车轮同时由内燃机和电机驱动，则为并联混合动力系统；凡是驱动车辆的动力源只有电机一种，但给电机供应能量的能量源有两种（如动力电池、辅助动力单元或燃料电池），则为串联混合动力系统。