它容量大多设计为电动汽车。插电式混合动力汽车必须被设计成深放电，长循环寿命，而不像其他混合动力汽车那样设计成浅放电。因此，插电式混合动力汽车电池特性相对普通混合动力汽车更接近于电动汽车，但是比电动汽车具有更高功率。关键问题是增加了电动汽车电池功率密度同时会牺牲较小循环寿命。这对于插电式混合动力汽车而言，在相对较短全电动范围里确实是个问题。超级电容器超级电容器在汽车上应用是在年以后开始发展。大多数发展用都是微孔电极做双层碳电容器。从这项工作开始，就有两个被要求达到目标，分别是至少瓦时千克能量密度和放电时较高功率密度。循环寿命至少次深放电。为了证明超级电容器发展是项和高功率电池电容器能量密度瓦千克相对更低瓦千克而有用功率密度很高千瓦千克。从超级电容器可用功率可使用下面表达式估计是峰值功率脉冲效率。在这个等式中，假设脉冲峰值功率发生在时，效率为，其中。能量存储需求规范对于设计和使用超级电容器动力总成实用性是至关重要。正如在本文后面讨论，功需求完全取决于混合动力汽车上动力系统超级电容器充放电控制策略。储能规格范围在瓦时对于轻度混合动力汽车是比较合理。与之相对应超级电容器重量在千克，峰值功率在千瓦之间。在这些功率下，能量单元往返效率是。超级电容器需要面对驾驶条件时周期性深放电，但是在大多数时间下放电深度较浅。用在轻度混合动力汽车上超级电容器循环寿命需求将在万次以上。决定插电式混合动力汽车能量存储单元大小比纯电动或者充电保持式混合动力汽车复杂多。这是因为就全电动范围汽车不确定性或者用专业术语详细来说全电动范围。在最简单术语，全电动范围意思就是混合动力汽车可以使用电池供能行驶指定距离而没有启动引擎或者燃料电池。在这种情况下，电力驱动系统和纯电动汽车相同，而能量存储需求千瓦时可以通过能量消耗瓦时千米和指定全电动范围来计算。所以，对于大全电动范围，电池规模可以取决于能量需求，对于较小全电动范围，电池规模可以取决于功率需求。对于设计辆特殊汽车，将不得不慎重考虑对于电池优化设计能量和功率特性，以满足对能量存储千瓦时和功率千瓦要求。和所有化学电池样，电池内存在着能量密度和有用功率密度之间均衡。对于电池特性详细考虑将在下部分详细介绍。对于相对较短千米或者更少全电动范围，电池和超级电容器组合将会是种可行方案。进步复杂化插电式混合动力汽车问题，所有全电动范围概念可以被解释为大多数驱动采用电池供能，只有当功率要求很高或者车速超过指定数值时有发动机或者燃料电池协助供能。结果显示，大多数电池能量用于驱动汽车，燃油经济性非常高或者更高。这样，电动传动系电动马达和电池功率需求会比辆所谓纯电动汽车更少。能量消耗瓦时千米也可能减少。因此，电池能量和功率需求减小产生了在相同效率全电动范围里程更小，花费更少电池。就插电式混合动力汽车而言，电池可以从引擎或者燃料电池充电或者通过墙上插座充电。插电式混合动力汽车个吸引人地方是相当部分驱动车辆能量可以通过除了石油外其他能源产生电力来提供。因此，对插电式混合动力汽车，电池循环寿命成为了个重要问题。电池从低状态充电深放电后比纯电动汽车电池更加频繁。因此，插电式混合动力汽车电池循环寿命会比纯电动汽车要求更高。至少需要次循环。因此，在功率和循环寿命上，插电式混合动力汽车对电池要求要高于纯电动汽车。电池和超级电容器技术现状在这部分，电池和超级电容器技术现状将被回顾。就电池而言，技术中主要考虑了密封铅酸，镍氢和锂离子。对于超级电容器，只有碳双层碳器件被考虑，因为这个技术是唯被商业化。电池大多数电池供能和混合动力汽车测试和市场化到最新年都用是镍金属氢化物电池。锂电池发展取得重大进展使得其正被考虑加入到电动汽车和混合动力汽车电池使用中。很多最近电池发展考虑到对混合动力汽车对应高功率电池，对电动汽车使用能量密度不高电池。就像上部分所讨论，功率需求影响混合动力汽车电池规模多些，而能量密度对它影响就少多了。插电式混合动力汽车电池既需要高功率，也需要高能量密度。更不用说很多用于发展插电式混合动力汽车电池工作，但是它们特性可能介于混合动力汽车和电动汽车之间。电池特性关于电动汽车和混合动力汽车应用总结见表。这些数据是从大堆资源中收集到。般而言，混合动力汽车电池相关资讯比电动汽车要新点，因为大多数最新电池发展都是直接向着混合动力汽车应用而不是电动汽车应用。根据数据表面来看，混合动力汽车电池和电动汽车电池相比在几个方面上有所不同。首先，电动汽车电池单元容量安时考虑到要比混合动力汽车电池来得大。这是非常有必要，因为这两个系统电压是差不多，但是混合动力汽车上面电池容量就要比电动汽车小很多。这也可以从表看出来，为混合动力汽车而设计电池其功率能力比电动汽车要高得多。这项需求是直接来自于低重量混合动力汽车电池以及其在电池充放能量时高效率。表各种技术类型电池在汽车电动汽车和混合动力汽车上应用特点如前所述，电池要有高功率能力就需要其电池内阻很低。因此，电池内阻相关知识对于评估电池功率能力大小是至关重要。还要注意是混合动力汽车电池能量密度显然要低于相同化学成分电动汽车电池。例如，电动汽车锂电池能量密度可以达到瓦时千克，而混合动力汽车电池是瓦时千克。能量密度和功率密度之间权衡是在些特殊汽车电池优化设计中关键特点。目前为止还没有专门为插电式混合动力汽车设计可用电池。理想情况下，这样电池需要接近于电动汽车能量密度和接近于混合动力汽车功率密度。插电式混合动力汽车电池大小会比电动汽车小，因为它容量大多设计为电动汽车。插电式混合动力汽车必须被设计成深放电，长循环寿命，而不像其他混合动力汽车那样设计成浅放电。因此，插电式混合动力汽车电池特性相对普通混合动力汽车更接近于电动汽车，但是比电动汽车具有更高功率。关键问题是增加了电动汽车电池功率密度同时会牺牲较小循环寿命。这对于插电式混合动力汽车而言，在相对较短全电动范围里确实是个问题。超级电容器超级电容器在汽车上应用是在年以后开始发展。大多数发展用都是微孔电极做双层碳电容器。从这项工作开始，就有两个被要求达到目标，分别是至少瓦时千克能量密度和放电时较高功率密度。循环寿命至少次深放电。为了证明超级电容器发展是项和高功率电池动能量回收。燃料电池汽车能量存储系统并不是利用混合动力引擎电力传动系统来提高初级能量转换燃料电池或者引擎效率，因为燃料电池是在个相对较小功率见图下效率达到最大。就燃料电池而言，能量存储是用来回收制动能量和减少尺寸和燃料电池成本。表格车辆轻度混合动力系统使用属性表全混合动力汽车动力系统使用属性图燃油经济性和成本花费在轻度混合动力汽车和全混合动力汽车之间权衡图锯齿策略在循环特性图锯齿策略在循环下发动机运行图图通过锯齿策略在循环下发动机开关运行情况表在紧凑型轿车上使用锯齿策略和超级电容器仿真结果总结表发动机摩擦对燃油经济性影响图燃料电池汽车传动方案示意图图燃料电池单位和系统特性表美国燃料环保署对本田评级表基于仿真结果燃料电池车在燃油经济性改进中等客车总结电池和超级电容器储能单元在电动汽车充电保持混合动力汽车插电式混合动力汽车已经被详细讨论了。内燃机和氢燃料电池作为初级能源转换也计算比较了。研究中，锂电池和碳超级电容器很有可能作为能量储存单元用在未来汽车上。在汽车上应用上设计需求都和现在能量存储现状进行了比较和讨论。对多种电动混合动力和插电式混合动力汽车以及传动系统性能进行了仿真。仿真结果呈现了在城市和高速公路驾驶循环中能量消耗，燃油经济性，用电量。这项研究结果可以总结为如下。电池和超级电容器能量密度和功率密度对于设计电动汽车混合动力汽车和插电式混合动力汽车而言是很有吸引力。对于这个技术最关心是它循环寿命和成本花费。锂电池电动汽车只要搭配了合适电池组就可以达到范围为千米。这些汽车加速性能会比传统内燃机汽车更有竞争力。持续充电，引擎供电混合动力汽车可以被设计成使用电池组或者超级电容器，从而提高了燃油经济性甚至更高。全混合电动汽车可以使用减规模引擎和相对较大电动机来获得最大燃油经济性。这些汽车会使用由功率大小来决定电池镍氢电池或者锂电池，并在中等状态下浅放电。插电式混合动力汽车使用相对较小锂电池可以被设计成千米全电动范围。插电式混合动力汽车在日常驱动范围千米里燃油经济性可以非常高基于汽油机大于，使得大部分能量大于用电流形式驱动汽车。轻度混合动力汽车可以设计成使用容量为瓦时超级电容器。仿真结果表明，在城市驾驶中使用锯齿策略可以提高燃油经济性。超级电容器燃油经济性要比同质量电池组高，因为超级电容器高效率和更有效率发动机运行。燃料电池供能混合动力汽车也可以使用电池或者超级电容器作为能量存储。仿真结果显示燃料电池等效燃油经济性比同质量和负载内燃机汽车要高倍。相比于引擎驱动混合动力汽车，燃料电池等效燃油经济性会是倍甚至更高。这些燃油经济性改善因素并不包括初级能源中氢效率。电容器能量密度瓦千克相对更低瓦千克而有用功率密度很高千瓦千克。从超级电容器可用功率可使用下面表达式估计是峰值功率脉冲效率。在这个等式中，假设脉冲峰值功率发生在时，效率为，其中。能量存储需求规范对于设计和使用超级电容器动力总成实用性是至关重要。正如在本文后面讨论，功需求完全取决于混合动力汽车上动力系统超级电容器充放电控制策略。储能规格范围在瓦时对于轻度混合动力汽车是比较合理。与之相对应超级电容器重量在千克，峰值功率在千瓦之间。在这些功率下，能量单元往返效率是。超级电容器需要面对驾驶条件时周期性深放电，但是在大多数时间下放电深度较浅。用在轻度混合动力汽车上超级电容器循环寿命需求将在万次以上。决定插电式混合动力汽车能量存储单元大小比纯电动或者充电保持式混合动力汽车复杂多。这是因为就全电动