解決了EV課題的HEV 串并聯式HEV的構成和控制

　　下面拿串并聯式HEV來詳細介紹一下系統構成和控制。

　　普銳斯的示例配備有發動機、MG1和MG2（圖1）。為了最佳運行兩套驅動系統，由HEV·ECU對它們進行綜合控制。主電池為鎳氫充電電池，系統主繼電器及電流傳感器等電源類產品與EV相同。另外，還配備了12V電池充電用DC-DC轉換器，并采用了空調用電動壓縮機，這些也與EV相同。不過并未配備EV所必需的充電器。

　　HEV的控制系統如圖2所示。HEV·ECU根據駕駛員的要求、車輛的狀態以及主電池的充電狀態，將要使發動機產生的功率作為發動機要求功率，向發動機ECU發出指令。然后由發動機ECU按照HEV·ECU指示的發動機要求功率來控制電子控制油門的開度。

圖1：HEV的構成（普銳斯的示例）

　　配備發動機和兩個馬達兼發電機（MG1、MG2）。

圖2：HEV的控制系統

　　HEV·ECU為“司令部”，進行多種控制。

　　另外，HEV·ECU還會計算出MG1的扭矩和MG2的扭矩，向MG·ECU發出扭矩指令值。在接到指令后，MG·ECU就會通過逆變器來控制MG1和MG2，按照扭矩指令值來輸出驅動力。

　　同時，電池監測單元還會獲取主電池的信息（電流、電壓、溫度），發送給HEV·ECU。HEV·ECU根據這些信息計算出主電池的剩余容量（SOC：STate Of Charge），為使系統達到最佳狀態而對充電狀態進行控制。

　　普銳斯這樣的HEV在減速時將馬達用作發電機，把運動能量轉變成電力存儲到主電池中。為了回收更多的運動能量，實施對使用摩擦力的機械式制動以及基于發電的再生制動進行分配的控制（圖3）。

　　在電力控制方面，始終監測主電池的容量，根據電池的SOC對充電量及放電量進行管理。主電池在EV行駛時那樣將馬達用于驅動時進行放電，在旋轉時那樣將馬達用作發電機時被充電（圖4）。SOC高時EV行駛的可能性更高，可再生的能量變少。而SOC低時則與之相反。

　　圖5展示了主電池的SOC是如何變化的。主電池的SOC過高的話存在過量充電的不良影響，而過低的話則存在過度放電的不良影響。要想抑制主電池性能的降低，長期確保可靠性，需要限制SOC的使用范圍。因此要利用電池傳感器始終掌握再生量和放電量，計算出SOC。使用鎳氫充電電池的普通HEV一般將SOC的使用范圍限制在20～40％左右（SOC在40～60％或40～80％）。

圖3：HEV的制動