混合动力电动汽车能量管理策略研究摘要：随着全世界石油资源的日益枯竭和对环境保护力度的增加，迫使全球的汽车工业开发新能源的汽车，而把传统的燃油汽车和纯电动汽车的优点融入到新型汽车中成为当今热门。

都认为只有这样才是最适合当今社会的混合能源汽车，混合动力汽车性能的充分发挥与其采用的能量管理策略息息相关。

所使用的能源不光要满足汽车动力性能，还要减少污染物的排放。

因此，所使用的策略应当根据系统的特性和当时实际的运行工况来实现发动机和电机之间最佳的转矩分配，从而达到最优。

关键词：混合动力汽车；能量管理系统；控制策略Research on Energy Management Strategy of Hybrid Electric VehicleAbstract：With the increasing depletion of oil resources around the world and the increase in environmental protection efforts, forcing the global automotive industry to develop new energy vehicles, and the traditional fuel vehicles and pure electric vehicles into the new car into the advantages of today's popular. Think that only this is the most suitable for today's society of hybrid energy vehicles, hybrid vehicle performance and its full use of the energy management strategy is closely related. The energy used is not only to meet the vehicle power performance, but also to reduce pollutant emissions. Therefore, the strategy used should be based on the characteristics of the system and the actual operating conditions to achieve the best torque between the engine and the motor distribution, so as to achieve the best.Keywords：hybrid vehicle；energy management system；control strategy目录摘要 (I)Abstract. ........................................................................................................................... I I 目录 (III)1 绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 混合动力电动汽车发展概况 (1)1.3 本文主要内容 (2)2 混合动力电动汽车能源分析 (4)2.1 化学电池 (4)2.1.1 锂离子电池 (4)2.1.2 镍氢电池 (9)2.1.3 铅酸电池 (10)2.2 物理电池 (13)2.3 生物电池 (14)2.4 本章小结 (15)3 混合动力电动汽车关键技术 (16)3.1驱动电动机及其控制技术 (16)3.2动力电池及其管理系统 (16)3.3整车能量管理控制系统 (16)3.4 先进控制技术的应用 (17)4 混合动力电动汽车基本结构及其相应的控制策略 (19)4.1串联式混合动力电动汽车 (19)4.1.1驱动模式 (19)4.1.2 优缺点 (19)4.1.3 控制策略 (20)4.2并联式混合动力电动汽车 (21)4.2.1结构 (21)4.2.2驱动模式 (21)4.2.3优缺点 (21)4.2.4控制策略 (22)4.3混联式的电动汽车 (22)4.3.1结构 (23)4.3.2控制策略 (23)5 总结和展望 (25)参考文献 (26)致谢 (27)1 绪论1.1 引言随着全球资源的减少和环保努力的发展，低排放，低功耗的新型车辆电力系统是全球汽车行业的发展趋势。

近年来，电动汽车不断发展壮大的同时还有很多问题没有解决。

怎样能够更加有效利用电池的能源、延长电池的使用寿命和能源回收等问题成为电动汽车发展的阻力。

而将传统燃料车和纯电动汽车的优势融合在一起的混合动力汽车则成为未来发展的方向。

作为一种新的多能源汽车，怎样有效的利用汽车能源管理系统对汽车进行能源管理是其发展的首要问题。

混合动力汽车的性能与能源管理战略息息相关。

因此，研究混合动力汽车的能源管理体系和控制策略是非常重要的。

电动汽车近些年来解决了能源危机和车辆的排放量的问题，并且开发了新型的清洁能源汽车。

虽然目前电动汽车有两个或者更多的能源来源，通过能源管理战略来协调相互之间的运行，更多部件（如发动机，发电机，电机）和一种或多种能源转换技术（如燃料，电池，飞轮）为一体，根据驾驶条件的不同来切换不同的运行模式，充分发挥内燃机车和电动汽车的优势从而实现低排放，提高燃油经济性，但同时还要考虑到汽车的驾驶舒适性和车辆动力性能。

作为车辆的关键性能，多能源管理战略已成为全球汽车行业的研发重点[1]。

1.2 混合动力电动汽车发展概况混合动力汽车是两种或更多能源的汽车[2]。

具有比能量（单位质量燃料能量）和比功率（单位质量燃料功率）的优点，显著提高了常规内燃机排放和燃油经济性能，使电动车辆行驶范围大大增加。

20世纪90年代，世界汽车业巨头专注于纯电动汽车和混合动力汽车的发展，以掌握未来汽车的主动性。

日本丰田汽车公司首先在1997年12月将混合型汽车市场在日本建立，随后在2000年初开始开拓北美市场，而月产量从刚开始的1000辆到2000辆，到后来的三年销售量达4.5万台，实现巨大突破到最后甚至出现了产品供不应求的情况，各大汽车厂商为之震惊。

然而丰田，本田，日产等大公司都不甘心落后其他竞争对手，分别开发了自己的混合动力汽车，并且取得了显著成效。

1999年底，本田开始销售“Insight”。

Insight并行电动车配备了本田的IMA（综合摩托车）混合动力系统和无级变速器，是一款全新的跑车，被美国环保局排为2001年美国十大节能汽车排名第一，第二则是丰田汽车公司研发的普锐斯。

在欧洲，许多汽车制造商纷纷推出了具有自己专利技术的混合动力汽车。

其中法国Berlinge就是代表之一，它的价格可以与燃油车进行竞争达到国际先进水平。

德国的几个知名零部件公司也都与大型汽车公司开始合作开发。

90年代来，美国政府加强与企业之间的技术合作，重点关注了混合动力电动汽车，由能源部、交通运输部和国防部在内的大量投资公司及有关部门热衷于开展混合动力汽车的研究工作。

1993年美国总统和三家汽车公司总裁联合推出了“新一代汽车合作伙伴计划”，目的是开发新型的节能汽车。

如今已经开发出的各种形式的混合动力电动车在HEV性能模拟、集成电源模块等技术领域取得了显着成绩。

随着电池和电机技术的不断成熟、电子控制元件的发展和成本的降低以及能源使用效率和对环境的影响等因素，HEV在生产成本和类似汽油车辆的价格相比将进一步减少，使用循环平均成本有可能低于汽油车。

我国政府也很重视HEV的发展。

“技术研究”是国家科委“八五”科技的重点攻关项目。

关于电动汽车技术研究在1996年这个项目通过了国家计委，教育委员会和机械部的验收; 在关键技术，特别是在对混合动力电动汽车研究中，许多科研单位也对了混合模式和控制策略进行了研究，还对参数匹配和性能预测研究开展了准备工作。

“九五”期间中国电动汽车三大关键技术领域（电池，电机，电子控制系统）都已经实现突破。

科技部将汽车工业列为“十五”国家重大科技攻关项目。

在“十五”期间，国家投资巨大来支持电动汽车的前瞻性研究。

国家科技“十五”计划制定的目标是：发展EV、HEV电池，能源管理系统和驱动控制等关键技术，努力赶上世界的先进水平，HEV发展是国家高科技研发计划（863计划）的主要研究课题之一。

专家认为，中国电动汽车的发展应将传统汽车和电动汽车转型为混合动力汽车的历史机遇为目前中国汽车发展的重点，首先要完成批量生产再实现产业化，实现突破。

1998年，清华大学和厦门金龙公司开发了混合动力电动公交车。

广华大学和广州电动公司合作开发了混合动力公交车和公交车测试车辆是串联结构，仍处于初级转换阶段;东风汽车公司承接“863”混合动力开发项目已经完成，并已推出混合动力电动公交车，车辆性能良好;得到了国家有关部门的支持。

1.3 本文主要内容本文针对混合动力电动汽车的能源和管理系统进行分析，提出不同模式下的管理策略进行分析。

具体研究的内容：1）介绍了电动汽车的能源类型，对其进行分析。

2）对电动汽车几种关键技术进行讲解3）对电动汽车几种动力系统结构进行分析并提出相应的管理策略进行研究。

2 混合动力电动汽车能源分析电池一般分为化学电池，物理电池和生物电池三大类，其中化学电池和物理电池已经开始广泛使用，生物电池则被视为未来车载电池重要发展方向。

2.1 化学电池化学电池是指电化学反应，化学能的正，负活性物质的能量转化的一类能量装置。

化学电池是电动汽车领域中最广泛使用的，如镍氢电池，锂离子电池，锂离子电池，燃料电池等都属于这一类。

从结构上来看，它可以再次分为蓄电池和燃料电池两大类，我们目前看到绝大多数电动汽车都用的是驱动电池技术。

2.1.1 锂离子电池“锂电池”是以锂金属或锂合金作为阳极材料，采用电解液的电池。

锂金属电池最早由Gilbert N. Lewis提出并研究。

20世纪70年代时，M. S. Whittingham 提出并开始研究锂离子电池。

因为锂金属的十分活泼，所以在使用时要特别小心。

因此，锂电池长时间没有被广泛应用。

随着科技的发展，锂电池已成为主流[3]。

锂离子电池一般采用锂金属或其氧化物作为阴极材料，石墨为阳极材料，采用非水电解质电池。

锂离子电池是21世纪发展的理想能源。

a）工作原理：负极的主要材料为碳材料，正极的主要材料是含锂化合物。

在充放电过程中，锂离子在正，负向之间往复嵌入脱嵌，被称为“摇椅电池”。

充电时，有很多Li+产生通过电解液运动到负极。