混合動(dòng)力車（HEV）的電源由主電池及其冷卻裝置、監(jiān)控電池的電池監(jiān)控單元、機(jī)械式接通切斷高壓的系統(tǒng)主繼電器、防沖擊電流的預(yù)充電繼電器和寄存器、檢測電池的輸入輸出電流的電流傳感器等構(gòu)成（圖1）。

主電池的必要條件

　　當(dāng)上述所有部件被包含在一個(gè)箱體內(nèi)時(shí)，稱為電池組。而且，因?yàn)槭窍?2V電池供電，所以使用DC-DC轉(zhuǎn)換器替代了傳統(tǒng)的交流發(fā)電機(jī)。

　　HEV配備的主電池大致有四個(gè)特點(diǎn)。

　　一是循環(huán)壽命。HEV會(huì)頻繁地重復(fù)充電/放電。由于鉛蓄電池的循環(huán)壽命短，因此，壽命較長的鎳氫充電電池和鋰離子充電電池占據(jù)了主流。

　　二是能量密度。從燃效和行駛距離的角度出發(fā)，HEV需要體積小但能量大的電池。從能量密度的角度來看，鋰離子充電電池最佳（圖2）。
 

　　三是功率密度。獲得更好的加速性能需要能夠?qū)崿F(xiàn)更大功率的電池。在這一點(diǎn)上，鋰離子充電電池依然優(yōu)秀，但鎳氫充電電池最近也實(shí)現(xiàn)了大幅度的性能提升。

　　四是安全性。在偶發(fā)事故和過度充放電的情況下，電池不能著火。因此，車輛方面的封裝改進(jìn)和安裝控制保護(hù)系統(tǒng)十分重要。

必須具備高安全性的高壓絕緣系統(tǒng)

　　某些HEV的主電池電壓超過了200V。這足以使人在接觸時(shí)觸電死亡。因而需要完善的絕緣構(gòu)造和處理。發(fā)動(dòng)機(jī)車的電池電壓為12～24V，即使觸電也不會(huì)造成問題。因此，采用的是可以簡化布線的本體地（Body Earth）接地方式。

　　但高壓系統(tǒng)若采用這種方式，則可能使人在誤接觸到高壓部位時(shí)觸電，或是在高壓機(jī)械發(fā)生絕緣不良時(shí)引發(fā)火災(zāi)。因此，在HEV中，高壓電路沒有采用本體地，而是把負(fù)線和正線都用實(shí)線連接，使其浮動(dòng)接地（Earth Float）化。通過浮動(dòng)接地，人即使接觸高壓部位和車體也不會(huì)觸電。而且，考慮到進(jìn)一步的安全性，有些情況下還會(huì)采用能夠檢測高壓機(jī)械和布線的絕緣不良并發(fā)布警報(bào)的系統(tǒng)。

使用DC-DC轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換電壓

　　在發(fā)動(dòng)機(jī)車中，交流發(fā)電機(jī)負(fù)責(zé)為12V電池充電。另一方面，HEV因?yàn)闀?huì)頻繁關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，如果采用交流發(fā)電機(jī)方式，則電壓變化會(huì)造成車燈閃爍以及鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)量變化等問題。因此，HEV采用的是轉(zhuǎn)換主電池的電壓進(jìn)行充電的方法。

　　DC-DC轉(zhuǎn)換器的電壓轉(zhuǎn)換原理如圖3所示。主電池的直流高壓在功率MOSFET中經(jīng)高頻開關(guān)，利用變壓器降壓。由二極管和平滑濾波器進(jìn)行整流及平滑化之后，使其變?yōu)橹绷鞯蛪?，注?2V電池。使用變壓器的原因是為了防止某些故障導(dǎo)致高壓施加到低壓一側(cè)時(shí)造成火災(zāi)和觸電。而且，借助開關(guān)頻率的高頻化，變壓器實(shí)現(xiàn)了大幅小型化。

　

　　圖4是豐田“雷克薩斯GS450h”使用的DC-DC轉(zhuǎn)換器。該轉(zhuǎn)換器利用雙變壓器結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了大幅的高效率化和小型化。

圖3：電力轉(zhuǎn)換的原理,經(jīng)多個(gè)過程轉(zhuǎn)換電力。

圖4：HEV用DC-DC轉(zhuǎn)換器,雷克薩斯GS450h用品。

HEV的高壓輔機(jī)系統(tǒng)

　　下面來介紹高壓輔機(jī)系統(tǒng)。發(fā)動(dòng)機(jī)車使用發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)空調(diào)用壓縮機(jī)和水泵等輔機(jī)類。但是，HEV的發(fā)動(dòng)機(jī)在電動(dòng)模式（EV）行駛時(shí)和停止時(shí)關(guān)閉，因此無法維持驅(qū)動(dòng)力。

　　鑒于以上原因，為了在發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉時(shí)也能夠驅(qū)動(dòng)輔機(jī)類，電動(dòng)化勢在必行。而且，HEV配備有高壓電池，大負(fù)荷系統(tǒng)通過采用高壓性能參數(shù)有望實(shí)現(xiàn)小型化。某些市售HEV已經(jīng)采用了這種方式。

壓縮機(jī)和水泵

　　HEV采用的電動(dòng)壓縮機(jī)有發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)力和馬達(dá)驅(qū)動(dòng)力并用的混合動(dòng)力型，以及單獨(dú)利用馬達(dá)驅(qū)動(dòng)力的類型。單獨(dú)利用馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的類型中也有通過采用高壓性能參數(shù)實(shí)現(xiàn)小型化的種類。

　　圖5是單獨(dú)利用馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)壓縮機(jī)范例。該范例通過壓縮機(jī)、馬達(dá)、逆變器、電子控制單元（ECU）的一體化實(shí)現(xiàn)了小型化，配備的位置與發(fā)動(dòng)機(jī)車的壓縮機(jī)相同。而對(duì)于利用發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)，為了確保低轉(zhuǎn)速時(shí)的容量，壓縮機(jī)體積會(huì)相應(yīng)加大。

圖5：渦旋式電動(dòng)壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu),只利用馬達(dá)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的范例。

　　而HEV用為馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，只需提高轉(zhuǎn)速便可縮小壓縮機(jī)體積，可以有效利用剩余空間。永久磁鐵式馬達(dá)采用IPM型，馬達(dá)線圈和逆變器的冷卻使用壓縮機(jī)冷媒。為了克服振動(dòng)、溫度和耐水性等環(huán)境條件，特別考慮了部件的固定方法、散熱性和防水結(jié)構(gòu)。

　　電動(dòng)水泵在2009年上市的“普銳斯（Prius）”上得到了采用。具有降低發(fā)動(dòng)機(jī)輔機(jī)的驅(qū)動(dòng)損失，提高燃效的作用。該水泵的負(fù)荷小，采用了低壓指標(biāo)，但在今后，考慮到馬達(dá)、逆變器、主電池等主要部件的小型化，冷卻能力必須得到提升。在不久的將來，電動(dòng)水泵估計(jì)會(huì)采用高壓指標(biāo)。