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在2009年日本國(guó)內(nèi)新車銷量中，豐田“普銳斯（Prius）”以超過(guò)20萬(wàn)輛的業(yè)績(jī)高居榜首，如今HEV已完全成為大眾型汽車。HEV通過(guò)充分利用馬達(dá)，大大改善了發(fā)動(dòng)機(jī)汽車起動(dòng)及減速時(shí)的能耗和尾氣排放等缺點(diǎn)，同時(shí)還解決了EV存在的行駛距離和充電時(shí)間等問(wèn)題。本文將對(duì)HEV系統(tǒng)的種類及特點(diǎn)進(jìn)行介紹。 混合動(dòng)力車（HEV）系統(tǒng)完美融合了發(fā)動(dòng)機(jī)汽車和電動(dòng)汽車（EV）的技術(shù)，對(duì)EV采用的馬達(dá)及電池技術(shù)進(jìn)行了充分利用。EV盡管從汽車?yán)杳髌诰鸵殉霈F(xiàn)，并在1900年以前達(dá)到了實(shí)用水平，但迄今為止一直未能實(shí)現(xiàn)全面普及。 在第二次世界大戰(zhàn)后的汽油緊缺時(shí)期，EV作為替代能源汽車開(kāi)始在日本上市。1949年日本國(guó)內(nèi)EV產(chǎn)量達(dá)到3299輛，占到當(dāng)時(shí)日本汽車保有量的3％。但是，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)汽車的改進(jìn)以及加油站的普及，EV的勢(shì)頭開(kāi)始在日本逐漸衰退。 之后，汽車業(yè)界從1971年起將EV定位于環(huán)保汽車展開(kāi)了開(kāi)發(fā)。當(dāng)時(shí)日本的通商產(chǎn)業(yè)省工業(yè)技術(shù)院利用大型項(xiàng)目制度（由汽車、電機(jī)及電池廠商參加）啟動(dòng)了EV的研發(fā)，眾多汽車廠商及部件廠商投入了極大的精力。但在1980年以后，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)汽車尾氣凈化技術(shù)的進(jìn)步，EV再次消失了蹤影。 在20年過(guò)后的1990年，美國(guó)加利福尼亞州制定了尾氣排放規(guī)定“ZEV法案”（零排放車輛法）。當(dāng)時(shí)，除了EV以外，沒(méi)有任何一種汽車能夠達(dá)到這一規(guī)定，因此EV的開(kāi)發(fā)再一次被啟動(dòng)。 ZEV法案的實(shí)施時(shí)間為1998年，由于必須要銷售規(guī)定比例的EV，因此各公司開(kāi)始奮力開(kāi)發(fā)。但是該規(guī)定并未按期實(shí)行，最終以數(shù)年的限量生產(chǎn)而告終。 采用EV要素技術(shù)的HEV 如上所述，EV存在行駛距離、充電時(shí)間及成本方面的課題，迄今只在叉車等特定用途領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了普及。 而解決了EV的上述課題，燃效比發(fā)動(dòng)機(jī)汽車出色且實(shí)現(xiàn)了低排放的汽車就是1990年下半年面市的HEV。豐田于1997年上市了“普銳斯（Prius）”，本田也于1999年推出了“Insight”。 這些HEV采用了為符合ZEV法案而開(kāi)發(fā)的EV要素技術(shù)。尤其是鎳氫充電電池，在1996年實(shí)用化的豐田“RAV4EV”及本田“EV PLUS”上得到了采用。由于有助于延長(zhǎng)EV的持續(xù)行駛距離，因此即使說(shuō)HEV沒(méi)有鎳氫充電電池就無(wú)法實(shí)現(xiàn)也不為過(guò)。另外，不僅是電池，為EV開(kāi)發(fā)的使用稀土類磁鐵的永久磁鐵（PM）式同步馬達(dá)也為HEV性能的提高做出了貢獻(xiàn)。 在介紹HEV的系統(tǒng)之前，先來(lái)談?wù)劄榉蟌EV法案而開(kāi)發(fā)的EV。圖1列出了豐田RAV4 EV的系統(tǒng)構(gòu)成。該系統(tǒng)根據(jù)油門(mén)傳感器檢測(cè)的踩入量，由EV·ECU（電子控制單元）控制逆變器，驅(qū)動(dòng)行駛馬達(dá)。馬達(dá)采用永久磁鐵式馬達(dá)。 
圖1：豐田“RAV4 EV”的系統(tǒng)構(gòu)成 1996年實(shí)用化的、配備鎳氫充電電池的EV。 驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的電池采用288V鎳氫充電電池，通過(guò)用電池ECU和EV·ECU監(jiān)測(cè)充放電狀態(tài)來(lái)隨時(shí)計(jì)算行駛時(shí)的剩余容量。為電池充電時(shí)利用車載充電器通過(guò)交流200V商用電源進(jìn)行。以下將驅(qū)動(dòng)行駛馬達(dá)的高電壓充電電池稱為主電池，將輔助驅(qū)動(dòng)用充電電池稱為12V電池。 在EV行駛控制中，根據(jù)油門(mén)開(kāi)度、制動(dòng)信號(hào)、檔位及車速等信息，利用驅(qū)動(dòng)扭矩圖來(lái)決定所需要的車輛驅(qū)動(dòng)扭矩。由EV·ECU的車輛控制部向馬達(dá)控制部發(fā)出扭矩指令，通過(guò)PWM（脈沖寬度調(diào)制）信號(hào)向逆變器傳輸指令。馬達(dá)控制采用加速或正常行駛時(shí)用作電動(dòng)機(jī)、減速時(shí)用作發(fā)電機(jī)的方式（圖2）。（未完待續(xù)：特約撰稿人：山田好人，電裝EHV機(jī)器事業(yè)部 主席部員）
圖2：EV的行駛控制 根據(jù)油門(mén)開(kāi)度及制動(dòng)信號(hào)等，決定車輛驅(qū)動(dòng)扭矩。 |
