并聯式混合動力汽車架構研究

并聯式混合動力汽車架構研究

美國能源部和通用汽車公司合作，舉辦了先進汽車技術競賽EcoCAR 3比賽。該比賽要求參賽隊伍將一輛2016款雪佛蘭科邁羅改造成混合動力汽車，改造時需要權衡汽車的動力性、排放、燃油經濟性和消費者接受程度。佐治亞理工學院參賽隊將2016款雪佛蘭科邁羅的動力系統改造為一種并聯式混合動力架構。介紹了確定這種混合動力架構的過程。

在對2016款雪佛蘭科邁羅進行改造時，需要確定其動力系統架構和部件。在確定之前，需要進行基于模型的仿真,以確定不同動力系統架構和部件對汽車動力性、排放和燃油經濟性的影響。佐治亞理工學院參賽隊在Simulink中建立整車模型。其中，基于Simulink中Simscape模塊建立車身縱向動力學模型和內燃機氣體流動模型，而電機模型通過一個可控的轉矩模塊模擬。建立模型后，將其用于動力系統架構和部件的確定中。首先，對動力系統架構進行確定，備選的動力系統架構包括串聯式和并聯式。仿真時，將動力系統涉及到的部件保持相同。仿真結果顯示，串聯式動力系統架構的燃油經濟性為 8.78L/100km，CO2排放為263g/kW·h，百公里加速度為8.8s；而并聯式動力系統架構的燃油經濟性為6.16L/100km，CO2排放為181g/kW·h，百公里加速度為5.8s。顯然，并聯式動力系統架構表現出更優越的性能。之后，對動力系統部件進行確定，相關部件包括內燃機、電機、變速器和電池組。對動力系統部件的仿真，需要考慮市場上可用部件的規格，同時還考慮組件之間的耦合以及成本。佐治亞理工學院最終確定的動力系統在電荷耗盡模式（僅內燃機運行）下的燃油消耗為6.53L/100km，百公里加速度為7.5s。

Jonathan D.Cox et al.SAE 2016-01-1245.

編譯：陳丁躍