新能源混合動力車型整車臺架試驗分析

摘 要：隨著社會經濟的發展，能源消耗問題受到越來越多的關注，能源消耗過程中的污染問題成為當前社會亟待解決的重要問題之一。新能源混合動力車型的出現，可以很好的解決當前所面臨的能源消耗以及污染問題。本文就某一新能源混合動力車型的整車臺架試驗進行了分析，以供參考。

關鍵詞：混合動力系統;臺架試驗;分析

新能源混合動力車型的出現，可以有效降低汽車工業發展中所造成的能源消耗污染問題。[1]本文就混聯式混合動力系統車型進行了整車臺架試驗，對空檔滑行控制、電壓隨動控制以及行車發電性能進行了簡要的分析，以期能夠為新能源混合動力車型的發展提供一定的借鑒。

1 新能源混合動力車型系統簡介

混聯式混合動力系統，通常由發動機、電動-發電機以及驅動電機三種動力系統所組成[2]。在混聯式混合動力系統的運行過程中，其運行的主要模式為電機單獨驅動、發動機單獨驅動，或者是電機和發動機共同驅動。本文就某一采用混聯式混合動力系統的雙電機混合動力系統車型進行了整車臺架試驗分析。

（1）車型整體概況。這一車型中所采用的混聯式混合動力系統的結構比較復雜，因此在各個主機廠的生產計劃中很少出現。本文所分析車型為雙電機混聯式混合動力系統，相對而言，結構比較簡單。這一車型系統結構主要包括發電機、阿特金森循環發動機、驅動電機以及動力分離裝置e-CTV電氣式無級變速箱所組成。

（2）車型具體運行模式。本文所研究車型，在正式的運行過程中，主要有三種運行模式，純燃油模式、油電混合模式以及純電模式。采用油電混合模式還可以被分為發動機驅動模式以及發動機發電模式。在車型的正式運行過程中，采用不同的模式要結合車輛行駛過程中，根據車速、油門的深度以及電池的電量等相關參數的變化情況來切換不同的模式，以防止出現能量浪費情況，保證車輛駕駛的平穩順利。

（3）整車運行控制策略。在整車實際的運行過程中，關于車輛的運行的控制策略，主要涉及車輛停車、啟停緩加速以及低中速運行，還有強力加速、高速運行以及減速這六種情況。在車輛行駛過程中，根據汽車行駛路況的不同，系統響應策略會進行不斷的調整。比如在城市道路工況、啟停以及低速續航時，就可以采用純電模式運行。如果需要加速，就可以通過發動機來給驅動發電機，為電機提供充足的動力。在高速巡航狀態下，離合器耦合，車輛行駛的驅動來源由發動機提供。

2 新能源混合動力車型整車臺架試驗分析

當前，對混合動力汽車的測試主要按照國家所制定的《輕型混合動力電動汽車能量消耗量試驗方法》GB/T19753-2013以及《混合動力電動汽車動力性能試驗方法》GB/T19752-2005等相關標準來進行評價。但在這些標準中只有對政策基本性能的測試評價，沒有進一步對車型整車相關系統控制策略進行分析。為進一步了解本次所研究混聯式混合動力系統的整車控制策略以及相關性能，就需要對該車型進行整車臺架試驗，并分對試驗結果進行科學、合理的分析。

（1）空檔滑行控制分析。當前市場中的電動車以及混合動力車型，其車輪以及驅動電機基本采用機械式的直接連接方式，因此在整車的空檔滑行中，就很容易出現滑行動力拖動電機運轉的情況。目前各個主機廠關于空檔滑行對驅動電機的影響控制方式主要有三種。首先是空檔滑行將驅動電機拖動進入發電狀態的模式，采用這一模式，驅動電機在空檔滑行過程中就會處于發電狀態，會給車輛行駛造成拖滯感，進而對駕駛人員的駕駛體驗形成較大的影響。然后是電機零扭矩的控制模式，這種控制模式主要是通過空檔滑行來消耗車輛中的部分電能，讓車輛驅動電機能夠維持零扭矩輸出，是當前市場中大部分車型所采用的模式。還有一種模式是驅動系統直接關閉，這樣的可以避免電機被拖動進行發電，但同時對電機的反電動勢也提出了更高的要求，目前在車輛中的應用還不是很多。本文所研究車型所采用的是電機零扭矩控制模式。

（2）電壓隨動控制分析。對于大多數的車型而言，整車電池電壓就是車輛整體驅動系統的工作電壓，但要更加充分的發揮出電驅系統的性能，就需要在車輛在不同的車速之下（驅動電機不同的轉速下），確保電驅系統對系統工作所需電壓做出實時的變動。混合動力車型中，電池容量比較小，因此電池電壓比較低。本文所研究混聯式混合動力車型中所采用的電池額定電壓為260V，為進一步提升本車整體的性能，在車輛的PCU中通過集成DC升壓器，這樣就可以根據車速的動態變化情況來對電驅系統的效率進行有效的調整。在試驗過程中，車輛電驅系統中所輸入的電壓會根據車速的變化而變化。電池電壓最高可以升到720V左右，并且能夠在高車速中穩定輸入，可以讓電驅系統的控制以及系統的運行效率得到很大的提升。

（3）行車發電性能分析。新能源混合動力車型的運行工作核心邏輯是關于油電之間的分配與調節。采用不同的動力模式，根據相應的控制策略，整車會控制發動機與電機實現協同運行或者是分別獨立的運行。對于驅動模式的評價中，最重要的就是關于這一驅動模式在行車發電過程中的經濟性能，是評價整車經濟性的重要標準。這一標準被定義為混合驅動效率，計算的公式（1）為：

公式中：表示的是輪端輸出功率，單位為;表示的是燃油消耗量，單位為;表示的是電驅系統直流側功率，單位為;其中汽油熱值參考值為43070。

本車在整車臺架試驗中，電池包電量在2格以下就會進入到行車發電模式中，車輛運行模式分別為SPORT模式以及默認模式中以10～50km/h（以10km/h間隔）進行勻速的行駛，還有就是在SPORT模式中，在70、80、90km/h的速度勻速行駛。在臺架試驗中，還對該車型運行過程中發動機、驅動電機以及電池包和發電機的功率變化情況進行了測試。

3 結束語

通過分析，本車系統在運行中在面對不同的工況時可以實現無縫連接，發動機的運行效率有很大的提升。所采用的空檔滑行模式以及電壓隨動控制方式，都能夠有效提升電驅系統的運行效率，關于油電的分配與調節性能良好，通過對整車行車發電情況分析，該車型經濟性能良好。

參考文獻：

[1]楊秋霞，胡慧婧等.集成測試臺架在新能源汽車開發中的應用[J].汽車實用技術，2019（13）：22-24.

[2]劉華.2016款雅閣混動車i-MMD系統詳解（一）[J].汽車維護與修理，2017（04）：85-88.

作者簡介：陳繼光（1983-），男，湖南邵陽人，工程碩士，技術總監，研究方向：新能源汽車電驅動總成控制策略。