基于機(jī)電復(fù)合傳動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制策略研究

龔守福

摘 要：文章首先介紹了機(jī)電復(fù)合傳動(dòng)系統(tǒng)及其存在的優(yōu)勢(shì)，再以機(jī)電復(fù)合傳動(dòng)系統(tǒng)為背景，就其中發(fā)電機(jī)的控制策略加以探究。基于此，旨在細(xì)化機(jī)電復(fù)合傳動(dòng)系統(tǒng)中的控制策略，增強(qiáng)策略的可行性，為我國(guó)未來(lái)車輛行業(yè)幾點(diǎn)復(fù)合傳動(dòng)系統(tǒng)下的發(fā)動(dòng)機(jī)控制技術(shù)提供些許參考意見。

關(guān)鍵詞：機(jī)電復(fù)合傳動(dòng)系統(tǒng)；發(fā)動(dòng)機(jī)；控制策略

一、機(jī)電復(fù)合傳動(dòng)系統(tǒng)概述

就目前車輛行業(yè)來(lái)說(shuō)，按其用途分類可大致分為民用與軍用兩種。民用汽車多采用混合動(dòng)力，往往是將電動(dòng)與傳統(tǒng)燃油相結(jié)合使用；軍用汽車其動(dòng)力方式較為復(fù)雜，但就發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，全電化是軍用汽車未來(lái)發(fā)展的必經(jīng)之路，而電傳動(dòng)技術(shù)成為其發(fā)展道路上不可忽視的重點(diǎn)技術(shù)之一。

機(jī)電復(fù)合傳動(dòng)（Electro-mechanical transmission，EMT）是一種混聯(lián)式混合動(dòng)力，其動(dòng)力來(lái)源主要是電力與機(jī)械，在系統(tǒng)整體運(yùn)行時(shí)，利用二者所傳遞出的功率流進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)后進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。如下圖所示，機(jī)電復(fù)合傳動(dòng)系統(tǒng)主要由發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)等一系列組成元件構(gòu)成，各元件之間相輔相成息息相關(guān)。

二、基于機(jī)電復(fù)合傳動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制策略

1.機(jī)電復(fù)合傳動(dòng)系統(tǒng)工作模式分類下的發(fā)動(dòng)機(jī)控制

機(jī)電復(fù)合傳動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)用于車輛運(yùn)行可實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性與效率性的有效提高，在實(shí)際運(yùn)行過程中，其工作模式不唯一，主要有制動(dòng)模式、倒車模式與發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)并發(fā)電模式三種。

在這三種模式中，三者的工作狀態(tài)各不相同，在制動(dòng)模式與倒車模式下，發(fā)電機(jī)與電動(dòng)機(jī)軍部工作，而電動(dòng)機(jī)的作用各不相同，分別起到發(fā)電作用與電動(dòng)作用；在發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)并發(fā)電模式中，發(fā)動(dòng)機(jī)則是處于工作狀態(tài)，發(fā)電機(jī)用于發(fā)電，電動(dòng)機(jī)處于非工作狀態(tài)。實(shí)際上，在各工作模式下，發(fā)動(dòng)機(jī)控制與發(fā)電機(jī)的運(yùn)作關(guān)系尤為緊密。就實(shí)際經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，無(wú)論是在何種模式下，發(fā)電機(jī)最易出現(xiàn)問題，其影響因素也較多，最常見的問題是發(fā)電機(jī)出現(xiàn)轉(zhuǎn)速穿越零點(diǎn)的不穩(wěn)定性，由此引起發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行出現(xiàn)不同程度的問題。因此，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)控制的前提與關(guān)鍵在于穩(wěn)定發(fā)電機(jī)的運(yùn)行。此外，由于機(jī)電復(fù)合傳動(dòng)系統(tǒng)自身是一項(xiàng)兼具機(jī)械功率與電力功率串聯(lián)與并聯(lián)的系統(tǒng)，其自身同時(shí)具備轉(zhuǎn)柜耦合與轉(zhuǎn)速耦合兩種存在形式。因此，在就發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)柜的確定時(shí)，不能僅僅考慮驅(qū)動(dòng)需求轉(zhuǎn)柜。在實(shí)際運(yùn)行過程中，車輛的運(yùn)行不僅需要考慮其經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)還需受到寬調(diào)速范圍的限制。有時(shí)，當(dāng)寬調(diào)速范圍與最優(yōu)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)速范圍出現(xiàn)矛盾時(shí)，為了滿足這一限制條件，往往采用調(diào)整車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)工作點(diǎn)的方式進(jìn)行，即表示如此將會(huì)超出最優(yōu)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)速的范圍。

2.機(jī)電復(fù)合傳動(dòng)系統(tǒng)下以能量管理為目標(biāo)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制

時(shí)下，全球能源緊張局勢(shì)加劇，各國(guó)在能源節(jié)約方面均表現(xiàn)出積極而強(qiáng)勢(shì)的態(tài)度。在車輛行業(yè)，能源管理也是一直以來(lái)指導(dǎo)其技術(shù)改革與創(chuàng)新的重要思想。將機(jī)電復(fù)合傳動(dòng)系統(tǒng)引入車輛中，即是一項(xiàng)節(jié)約能源的舉措。在此系統(tǒng)下，想要實(shí)現(xiàn)以能量管理為目標(biāo)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制，需要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)化管理過程。一方面，在機(jī)電復(fù)合傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行下，明確能量管理策略期望值，即將燃油經(jīng)濟(jì)、效率性目標(biāo)量化。另一方面，制定針對(duì)性能量管理的控制策略，通常是以機(jī)電復(fù)合傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)行流程與步驟為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，那么發(fā)動(dòng)機(jī)則成為這一控制策略的開端。在實(shí)際進(jìn)行過程中，需要對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)功率及其工作點(diǎn)加以重視與控制。

三、結(jié)語(yǔ)

機(jī)電復(fù)合傳動(dòng)系統(tǒng)作為一項(xiàng)混聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)，在動(dòng)力傳輸?shù)母咝耘c可靠性方面具有顯著優(yōu)勢(shì)，進(jìn)而可實(shí)現(xiàn)在保證車輛動(dòng)力性能的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)資源利用的高效性與經(jīng)濟(jì)性，符合時(shí)代發(fā)展需求與要求。文章以機(jī)電復(fù)合傳動(dòng)系統(tǒng)為背景，對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)要論述，著重進(jìn)行了在這一系統(tǒng)下的發(fā)動(dòng)機(jī)控制策略，旨在為我國(guó)未來(lái)車輛中機(jī)電復(fù)合傳動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制提供些許參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄭海亮.機(jī)電復(fù)合傳動(dòng)系統(tǒng)實(shí)時(shí)功率分配優(yōu)化控制研究[D].北京：北京理工大學(xué)，2015.

[2]底 翔.基于機(jī)電復(fù)合傳動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制策略研究[D].北京：北京理工大學(xué)，2015.endprint