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    關鍵技術發展趨勢

    在國家財稅政策的鼓勵下，混合動力客車發展勢頭迅猛，許多城市都忙著上馬混合動力客車；但由于混合動力客車技術現在還沒有完全成熟，零部件的可靠性還有待提高，因此各地在制訂發展規劃時，還需要根據混合動力客車技術的成熟度和可靠性進行綜合評估。許多地方都是先進行幾家混合動力客車同時上線，然后根據一段時間的運行結果進行比較、權衡，最后確定混合動力客車的廠家和數量，這是一種比較謹慎、可行的方法。

    然而，由于電池等關鍵零部件當前仍不成熟，可靠性、耐久性還有待進一步提供，長時間運營中會暴露出許多問題，還需要廠家對這些關鍵零部件進行深度開發，因此大面積推廣還有許多問題；但任何事物的發展都要經歷一個過程，混合動力客車技術也不例外，混合動力客車技術必將隨著當前的示范運行而逐步成熟。

    1.能量儲存

    鎳氫電池由于技術成熟，目前在混合動力客車上使用較多。隨著鋰電池技術的發展，現在越來越多的企業開始使用鋰電池作為儲能裝置，目前錳酸鋰電池、磷酸鐵鋰電池得到越來越多的應用。由于混合動力客車對電池容量的要求不是很高，但對充放電次數、充放電電流、效率有較高的要求，而超級電容由于具有充放電電流大、效率高、循環壽命長的特點，因此是一種比較適宜在混合動力車上使用的儲能裝置。蘇州金龍、廈門金旅、南車時代、青年汽車等企業都在嘗試超級電容在客車上的應用。

    2.電機驅動

    驅動電機以交流異步電機和永磁同步電機使用最多。交流異步電機由于技術成熟、價格低廉， 可靠性、穩定性好，不少企業都選擇交流異步電機作為驅動裝置。永磁同步電機效率高，功率因數高，轉矩慣量比大，也有許多企業都選擇永磁同步電機作為驅動電機。開關磁阻電機是一種新型的電機，它結構簡單、運行可靠、效率高，成為交流電機調速系統、直流電機調速系統和無刷直流電機調速系統的強有力的競爭者，東風客車一直在進行該種電機在混合動力客車上的試驗應用。

    3.變速器

    目前比較成熟的變速器是國外的伊頓、艾里遜、奔馳、ZF公司等。北汽福田使用的AMT就是伊頓生產的。國內自動變速器在理論研究上已經比較充分，但在產業化上與國外企業還有差距。目前許多產品都具有產業化的技術條件，部分產品已經在進行產業化。在產業化的道路上，國內企業還有許多工作要做。

    4.多能源控制

    混合動力汽車與傳統車輛相比最大的不同就是動力源的增加，這就導致了在混合動力汽車中能量流動方向的多樣性。多能源控制策略就是解決汽車行駛時所需要的能量和功率何時和如何由車上各種不同的動力總成來提供能量管理問題，也就是如何根據使用要求有效的利用不同類型的動力源，以達到節能環保的目的。控制策略是混合動力汽車的靈魂所在，因為其直接影響著能量在車輛內部的流動，從而影響車輛的動力性、經濟性以及排放指標。

    由于并聯驅動模式是當前混合動力客車的主流路線，下面著重就并聯式混合動力電動汽車控制策略發展趨勢作一綜述。

    (1)以車速為主要參數的控制策略：在滿足需求功率的前提下，根據車速大小對電機和發動機功率進行簡單的分配。一般設定一個車速門限值(如12km/h)，當車速低于該門限值時，由電機驅動；當車速高于該門限值時，主要由發動機驅動，如果需求的功率大于發動機的最大輸出功率時，電機助力。制動時采用回饋發電回收制動能量，由于沒有消除發動機的怠速和低負荷率運行的問題，排放和油耗都沒有太大的降低。如果低速純電動運行消耗的電量大于制動回饋電量，電池SOC會下降很快，需要通過外部充電設備對電池進行充電，因此需要選用大容量的電池，增加了整車成本和重量。該控制策略主要解決了低速行駛和制動回饋能量回收的問題，沒有對能量分配等進行優化。

    (2)以功率為主要參數的控制策略：設定一個功率門限值，當車輪需求驅動功率低于該門限值時，由電機單獨驅動；當車輪需求功率高于該門限值時，由發動機單獨驅動，當需求功率繼續增加到發動機最大輸出功率以上時，電機助力，以滿足行駛功率需求。當電池電量低時，如果驅動需求功率不高于發動機最大輸出功率，電機發電，增加發動機負荷，從而調節發動機工作點在負荷率比較高的區域運行，電機發電功率根據行駛需求功率和發動機最大輸出功率之間的差值按比例調節，比例系數與電池SOC 有關。這種方式能使發動機一直工作在比較高的負荷率，但是低速時的低效率和能量分配的優化仍然沒有解決，沒有充分發揮混合動力系統節油的潛力。

    (3)以燃油經濟性為優化目標的控制策略：將整車的燃油消耗由發動機燃油消耗和電池電量的等效燃油消耗兩部分組成，其中電池電量的等效油耗通過發動機燃油消耗率以及電池的充電效率來計算。采用模糊控制、神經網絡或者自適應等優化算法，考慮電池SOC，合理分配發動機和電機的功率，從而達到最小的整車瞬時燃油消耗率，獲得最優的燃油經濟性。

    (4)以燃油經濟性和排放為優化目標的控制策略：根據發動機可調節范圍，將瞬時可能的燃油消耗和四種主要的尾氣排放物質(HC、CO、NOx、PM)的排放量根據不同的參考值調節到[0，1]之間，對于電機的能量消耗還需要根據電池SOC大小按一定的比例系數進行修正，根據用戶定義的權重對各個變量進行加權平均，在可選擇的區域內選擇結果最小的點，并根據該點對應的發動機功率和行駛需求功率合理分配電機和發動機的功率，從而獲得滿意的燃油消耗和排放。通過調節各個變量的權重可以實現不同的設計目標和要求，是一種自適應的控制算法。

    在國內，混合動力控制策略仍然處于研究階段，在理論研究方面有了很大進步，從而產生了一些比較成熟的想法，并在 ADVISOR軟件基礎上，通過修改控制策略部分進行了仿真，但在算法實現以及實物驗證方面還有待完善。