研究并聯(lián)式混合動力汽車整車控制對策

鄧人鋒

摘 要：本文首先對混合動力汽車進行概述，然后分析了并聯(lián)式混合動力汽車的特點和主要技術(shù)構(gòu)成，接著研究了并聯(lián)式混合動力汽車整車控制對策。通過對并聯(lián)式混合動力汽車不同的結(jié)構(gòu)形式和控制形式的分析，提出了整車控制對策的優(yōu)化方向。

關(guān)鍵詞：并聯(lián)式混合動力汽車;整車控制;控制策略

1 前言

混合動力汽車最關(guān)鍵的技術(shù)是整車控制策略，整車控制能夠在一定程度上對汽車的動力性能和節(jié)能性能產(chǎn)生影響。混合動力汽車系統(tǒng)采用了一定的ISG輕混策略，ISG輕混策略對比普通的燃油汽車，取消了發(fā)動機怠速，從而能夠有效降低發(fā)動機制動能量，體現(xiàn)了混合動力汽車的經(jīng)濟性，尤其在汽車需要頻繁怠速起停的工況下，混合動力汽車更能夠體現(xiàn)出節(jié)能效果。

2 混合動力汽車概述

混合動力汽車被電動汽車技術(shù)委員會表述為能量轉(zhuǎn)換器超過一種并能夠提供相應(yīng)動力的混合型電動汽車（HEV）。混合型電動汽車具有內(nèi)燃機驅(qū)動和電機驅(qū)動兩種形式，相比普通汽車，在同樣的行駛里程下，混合動力汽車能夠節(jié)省燃油，降低了汽車的燃油成本，同時減少了汽車排放的有害氣體。混合動力汽車相比純電動汽車來講，有更好的續(xù)航能力。混合型電動汽車作為一種新能源汽車，兼具了普通汽車和純電動汽車的優(yōu)點，越來越受到人們的歡迎。

3 并聯(lián)式混合動力汽車（PHEV）特點

3.1 并聯(lián)式混合動力汽車優(yōu)點

3.1.1 并聯(lián)式混合動力汽車動力總成主要是發(fā)動機和電動機。在汽車驅(qū)動力中這兩個動力總成的功率約占80%左右，相對于串聯(lián)式混合動力汽車，比它三個動力總成功率、體積還要小。

3.1.2 并聯(lián)式混合動力汽車在能量轉(zhuǎn)化方面，主要避免了從機械能到電能，然后到機械能的轉(zhuǎn)化，能量損耗較低，只有單純的摩擦損耗，相對串聯(lián)式混合動力汽車來講，總的能量轉(zhuǎn)化率較高，降低了汽車的損耗。

3.1.3 對并聯(lián)式混合動力汽車整車質(zhì)量進行研究，為了降低汽車質(zhì)量，對汽車輔助動力的發(fā)動機和發(fā)電機盡量選擇容量較小的，以降低混合動力汽車整車質(zhì)量。

3.1.4 并聯(lián)式混合動力的特點，是能夠使混合動力汽車發(fā)動機保持較高平穩(wěn)性，降低汽車尾氣對環(huán)境造成的污染。

3.2 并聯(lián)式混合動力汽車（PHEV）缺點

3.2.1 并聯(lián)式混合動力汽車（PHEV）在傳動系統(tǒng)上與內(nèi)燃機汽車基本相同，不僅體現(xiàn)在總布置上，還體現(xiàn)在動力性能上與內(nèi)燃機汽車非常接近。在并聯(lián)式混合動力汽車（PHEV）行駛過程中，路況容易使發(fā)動機受到影響，因此并聯(lián)式混合動力汽車（PHEV）一定條件下排放的有害氣體會增加。

3.2.2 并聯(lián)式混合動力汽車（PHEV）發(fā)動機驅(qū)動的模式需要相應(yīng)的傳動裝置，如變速器、離合器、驅(qū)動器等，另外還需要電池組、驅(qū)動電動機等裝置，因此并聯(lián)式混合動力汽車（PHEV）動力裝置體系較為復(fù)雜，并給汽車整車控制增加了一定的難度。

4 混合動力汽車主要技術(shù)構(gòu)成

為了進一步推動HEV的發(fā)展，汽車行業(yè)還需要重點完善以下技術(shù)工作。

4.1 電池技術(shù)

電池是HEV的動力輔助，蓄電池需要具備較強的功率來保證汽車在各種模式下正常運行。因此在設(shè)計中需要確保汽車的電池壽命夠長久，進而使汽車的日常維護成本降低。因為在日常使用汽車的過程中，汽車中電池處于循環(huán)性的充電放電工作狀態(tài)，因此我們需要將如何提高蓄電池工作效率作為重點工作，目前研究工作進度緩慢，后期我們需要進行不懈的努力。

4.2 動力耦合

混合動力汽車具有獨立的動力源，即是汽車配置中的發(fā)動機和電動機，這兩個動力源能夠接收到混合動力整車控制器的有關(guān)汽車控制信號，從而采用不同的駕駛模式。這一操作模式需要汽車具有動力耦合裝置，利用動力耦合機械執(zhí)行相關(guān)命令，傳遞汽車驅(qū)動力，從而提高控制系統(tǒng)的運行效率。

4.3 驅(qū)動電機

混合動力汽車的實質(zhì)主要是通過發(fā)動機運行，電動機起一定的輔助作用，一方面能夠起到使汽車的燃料降低、減少汽車尾氣排放的目的，另一方面能夠提高汽車行駛的平穩(wěn)性。因此，對于混合動力汽車來講，選擇高效穩(wěn)定的電動機很重要。是經(jīng)過對電動機的研究發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的交流感應(yīng)電機無法使汽車達到較好的平衡在混合動力汽車電動機上應(yīng)選擇具有強大功能的開關(guān)磁阻電機，以保持混合動力汽車的平衡性[1]。

4.4 整車控制技術(shù)

整車控制系統(tǒng)是混合動力汽車的關(guān)鍵。控制系統(tǒng)依據(jù)混合動力汽車的控制要求，利用駕駛員和控制機構(gòu)采集有效信息，從而實現(xiàn)對汽車的發(fā)動機及ISG電動機在不同模式間的轉(zhuǎn)換，因此，控制系統(tǒng)是混合動力汽車的關(guān)鍵部分，對控制系統(tǒng)的研發(fā)工作應(yīng)不斷進行。

5 并聯(lián)式混合動力汽車（PHEV）整車控制對策

提出并聯(lián)式混合動力汽車整車控制對策的目的是使汽車的燃油具有經(jīng)濟性和標(biāo)準(zhǔn)性，對電池以及對發(fā)動機系統(tǒng)進行優(yōu)化，進而提高發(fā)動機的控制效率，使電池保持較合理的荷電狀態(tài)，從而提高并聯(lián)式混合動力汽車在運行中的整車控制性能，使汽車從動力源能量轉(zhuǎn)化為汽車動能，提高并聯(lián)式混合動力汽車能量轉(zhuǎn)換效率。依據(jù)汽車發(fā)動機燃油的特性、發(fā)動機在不同路況中的反映情況及電池的內(nèi)阻特性，來做好并聯(lián)式混合動力汽車整車控制。

要重視發(fā)動機的運行狀態(tài)。并聯(lián)式混合動力汽車（PHEV）整車控制最主要是汽車行駛路況以及特定情況下的行駛狀態(tài)。汽車發(fā)動機的工作狀況，依據(jù)汽車行駛路況的實際情況，效率會有很大差異。依據(jù)混合動力汽車行駛路況不同，控制方式也有很大不同，主要分下面幾種情況。

5.1 對最優(yōu)工作點的控制

并聯(lián)式混合動力汽車（PHEV）發(fā)動機汽車燃料的優(yōu)化控制，即是最優(yōu)工作點控制。采用最優(yōu)工作點控制能夠控制汽車燃料的消耗點，當(dāng)對汽車整車狀態(tài)和電池SOC進行分析判斷后，在滿足汽車發(fā)動條件的情況下，啟動發(fā)動機，并使并聯(lián)式混合動力汽車（PHEV）保持工況穩(wěn)定，就是對汽車最優(yōu)工作點進行控制。