混合动力汽车机电电子的现状与发展趋势探析

魏富德 王欢欢

摘要：现如今，随着人们生活水平的提升，汽车早已成为人们外出时最重要的交通工具。不过，近些年来，随着人们环保意识的增强，人们意识到，汽车排放的尾气等对空气造成污染，而且，汽车所采用的燃料是石油，这种不可再生资源日渐枯竭，在这种背景下，诞生了排放低的混合动力汽车。本文首先介绍了混合动力汽车的主要工作原理，又介绍了混合动力汽车机电电子系统的发展历史与当下的情况，接着论述了混合动力汽车的现状与将来的发展动向，旨在为汽车行业的发展提供参考。

Abstract： Nowadays， with the improvement of people's living standards， cars have long become the most important means of transportation when people go out. However， in recent years， as people’s awareness of environmental protection has increased， people have realized that exhaust emissions from automobiles cause air pollution， and that the fuel used by automobiles is petroleum， and this non-renewable resource is gradually depleted. In this context Next， low-emission hybrid vehicles were born. This article first introduces the main working principles of hybrid electric vehicles， then introduces the development history and current situation of the electromechanical and electronic systems of hybrid electric vehicles， and then discusses the current situation and future development trends of hybrid electric vehicles， aiming to contribute to the development of the automotive industry. for reference.

關键词：混合动力汽车;机电电子;现状;发展趋势

Key words： hybrid electric vehicle;electromechanical and electronic;status quo;development trend

中图分类号：U464                                        文献标识码：A                                  文章编号：1674-957X（2021）10-0182-02

1  混合动力汽车的主要工作原理

所谓混合动力，一般情况下，指的是油与电相混合的动力，换言之，即把一些燃料，如柴油、汽油等和电能混在一起产生的动力。我们在日常生活中所见到的混合动力汽车，所采用的驱动力主要来自于电动机与发动机。

从目前的情况来看，混合动力汽车主要包括三种，第一种是串联式，第二种是并联式，第三种是混联式。不过，究其本质，这几种混合动力汽车都是由几大部分组成的，第一部分是控制系统，第二部分是驱动系统，第三部分是辅助动力系统，第四部分是动力电池组。

以并联式的混合动力汽车为例，这种汽车既可以靠电动机和发动机一同提供动力，也可以单独依靠电动机或者发动机提供动力，至于到底采用哪一种，要根据具体的情况而定。例如，汽车在往上爬坡时，需要较强的动力，此时电动机与发动机一起为汽车提供相应的动力。汽车在处于巡航模式的时候，可以只靠电动机或者是只靠发动机提供动力，维持一定的速度。而且，被当成动力输出的电动机可被视同于发电机，直接为电池组充电。这种情况下，排量比较小的发动机就可以为汽车提供排量比较大的发动机才能够提供的动力。如此一来，在确保汽车性能的基础上极大地提高了效率，从而达到节约能源、减少排放的主要目的。

2  混合动力汽车机电电子系统的概况

机电电子是混合动力汽车中非常重要的一部分，正是通过机电电子系统，混合动力才能够成为现实。

2.1 混合动力汽车机电电子系统的发展史

在国外，混合动力汽车很早就已经出现并有一定的发展了。早在20世纪90年代，国外的很多有名的汽车公司就在混合动力汽车方面投入了巨额资金，开始对其进行深入地研究。与此同时，还对机械技术与电子技术进行了系统地研究，把现代电子技术、控制技术等有机地融合在一起，发展至今，已经有了一定的规模。期间，在对汽车机电进行研发的过程中，将电子技术应用其中，取得了一定的效果。即借助于电子技术，把传统的燃油动力进行了改良，研发出混合动力车这种能够充分展现电子技术优势的交通工具[1]。

在我国国内，早在“十五”期间，就对混合动力汽车进行了专题研究，当时主要是我国的著名汽车企业，如长安汽车与一汽等对此进行研究。这些汽车公司早已走出了研制阶段，步入量产阶段，而且呈现为一定的规模。

2.2 混动汽车机电电子系统的现状

对于混合动力汽车而言，其最重要的技术就是机电电子系统。对于该系统而言，其中最主要的是控制系统，涉及三大部分，第一部分是电池管理系统（BMS），第二部分是驱动电机控制器（HEV/EV）系统，第三部分是整车控制器。

第一，混合动力汽车借助于电池管理系统，可以产生智能化的工作方案。众所周知，混合动力汽车拥有较多的电池，而且电池的容量也比较大，所以，电池管理系统在混合动力汽车中发挥着非常重要的作用。电池管理系统所采用的电池控制器种类比较多，有微控制器MCU等，现已形成了产业化。第二，所谓驱动电机控制系统，是一种自动化系统，主要作用是负责驱动电机并对电机进行控制。该系统中不仅有电动机的高性能微控制器，还有不同种类的传感器以及功率器件等等。现已形成了产业链。第三，对于混合动力汽车而言，其重点的部件就是整车控制器，它主要是对一些部件的信号进行采集，如制动踏板信号等，而且对网络信息予以系统地管理、分析等，在进行了判断之后，对于下层的不同部件控制器予以控制。整车控制器的功能繁多，比如对整车驱动予以控制、管理网络等[2]。

3  混合动力汽车的现状

现如今，混合动力汽车深受人们的欢迎，而且国家也为混合动力汽车的发展提供了较好的政策。所以，当下的混合动力汽车的发展状况不错，而且有发展越来越佳的势头。

当下，燃油汽车与电动汽车的发展陷入了瓶颈。燃油汽车从诞生至今已有很长的时间，虽然在技术方面较为成熟，但由于其排放的气体会污染环境，且所采用的石油资源具有无法再生的特点，所以人们对其发展一致不看好;而电动汽车目前尚且无法解决电池的问题，所以面临着一定的发展方面的问题。而混合动力汽车汲取了燃油汽车的优势与电动汽车的优势，而且符合节能减排的要求，所以也来越受到消费者的喜爱[3]。

从目前的混合动力汽车的发展情况来看，它不但环保，而且拥有较为先进的技术。国外在混合动力汽车方面的发展较为先进，而我国在混合动力汽车方面所进行的研究起步较晚，在技术方面尚有提高的空间，与国外发达国家尚有一定的差距。

4  混合动力汽车的发展趋势分析

混合动力汽车所采用的是一种全新的技术，有着广阔的发展空间。相较于燃料汽车或者是电动汽车，混合动力汽车具有极大的优势，而且拥有的发展前景极佳。

混合动力汽车最主要的发展优势是具有节能环保的性能。现如今，随着人类活动对环境的肆意破坏，环境问题成为最重要的问题，人们的环保意识越来越强，而混合动力汽车比燃料汽车的尾气排放量低，污染也相对较低，所以深受各国的重视，无论是发达国家还是发展中国家，都投入一定的资金对混合动力汽车所采用的相关技术进行研究，并安排科研水平较高的科研人士从事相关研究工作，极大地促进了混合动力汽车相关技术的提升，混合动力汽车的性能也因此有了极大地提高，随之而来的，是制造混合动力汽车所需投入的成本的持续降低[4]。

在这些综合因素的影响下，混合动力汽车被越来越多的人所认可。相信随着混合动力汽车相关技术的持续发展，这种类型的汽车会成将来的一大趋势。

不过，由于种种原因，混合动力汽车在很多技术方面尚未突破，尚有提升的空间，有一些非常重要的技术尚未得到妥善解决。特别是在控制技术、电池技术等诸多方面，仍需要进一步的研究。因此，混合动力汽车要从以下方面入手逐步提升。

4.1 持续提升控制技术

要更好地发展混合动力汽车，就要从控制技术入手，持续提升其控制技术。因为对于混合动力汽车而言，控制技术可以称得上是重中之重。要从其能源管理入手，对其能源予以控制，如此一来，方可更好地挖掘混合動力汽车的潜力，使其潜能得到更好地发挥。与此同时，还能有效调整混合动力汽车的动力系统，使动力系统的协调能力得以提升。

再者，在研发混合动力汽车时，最至关重要的一步即根据混合动力汽车的类型运用相应的控制系统，即对于不同类型的混合动力汽车，选用不同种类的控制系统，因为对于混合动力汽车的研制而言，控制技术发挥着关键的作用，该技术的提升能够显著提升混合动力汽车的研发水平，从而更好地控制混合动力汽车，使其运行情况处于最佳状态。

4.2 持续提升电池技术

在混合动力汽车中，电池也是非常关键的一部分。混合动力汽车需要电动机提供动力，所以对电池有一定的要求。混合动力汽车的运行与电池的质量有密切的关系，电池的质量越高，混合动力汽车运行的越好;反之，混合动力汽车运行的越差。在混合动力汽车运行的过程中，电池在放电、充电的阶段不断循环，而且这种循环是非周期性。由此可见电池的品质对混合动力汽车的巨大影响。

能够充分满足混合动力汽车需求的电池要有较高的性能、有较长的使用寿命，还要有较低的成本，此外，要拥有能够达到高能量的密度，还要具备高功率。唯有如此，方可提升混合动力汽车的整体性能，确保混合动力汽车的使用。因此，要对电池技术进行进一步研究。

4.3 使生产成本有效降低

目前，混合动力汽车所应用的有些技术尚处于研究之中，尚未步入成熟的阶段，所以依旧需要投入许多资金进行相关研究，这么一来，就会导致混合动力汽车的成本提高，其售价自然水涨船高。虽然当下随着研发技术的提升，其成本有了一定程度的降低，在相对于有些类型的汽车而言，依旧相对较高。

对于购买汽车的群体而言，价格依旧是决定其是否购买混合动力汽车的原因之一。要激发人们的购买意愿，就要采取各种措施，不仅要有效降低混合动力汽车在研发方面的成本，还要有效降低混合动力汽车在生产方面的成本。当下，无论是在混合动力汽车的研发阶段还是在混合动力汽车的出售阶段，国家都有相应的支持，都有相应的补贴，不过，对于整个混合动力汽车行业发展而言，仍有一定的差距。因此，为了更好地促进混合动力汽车的购买率和使用率，国家应当增加扶持力度，为混合动力汽车的发展提供更多的帮助。从本质上来说，混合动力汽车的研发技术和生产技术只有达到一定的水准，其生产成本才能有效地降低，进而使其拥有更加广阔的市场，获得更好地发展。

5  结语

综上所述，现如今，人们越发注重环保节能，而混合动力汽车与人们的环保理念相符，且越来越受到人们的欢迎。目前，纯电动汽车的跨水平发展尚需一定的时日，在此期间，提升混合动力汽车的机电电子技术，促进混合动力汽车的发展，是最佳选择。此外，我国应当顺应这一必然趋势，在混合动力汽车行业投入更多的人力和物力，促使混合动力汽车相关技术的快速迭代和发展，不断提升混合动力汽车的控制技术和电池技术，有效降低混合动力汽车的生产成本，促使混合动力汽车行业更好更快地发展。

参考文献：

[1]郐金业.混合动力汽车机电电子发展现状及发展趋势[J].科技风，2019（02）：142.

[2]张磊.混合动力汽车机电电子发展现状及发展方向[J].电子技术与软件工程，2019（01）：237.

[3]王小峰，于志民.中国新能源汽车的发展现状及趋势[J].科技导报，2016，34（17）：13-18.

[4]黄贤广，林逸，何洪文，魏跃远.混合动力汽车机电动力耦合系统现状及发展趋势[J].上海汽车，2006（07）：2-5.