功率分流式混合動力車輛發動機起動過程優化的仿真研究

陳大昕，陳 韜，秦 唐

（天津大學內燃機燃燒學國家重點實驗室，天津 300072）

0 概述

混合動力車輛為了降低能耗，會盡量避免發動機工作在低效區，在低動力需求時一般會停止發動機運行［1］。這導致混動車輛在道路運行時發動機會出現頻繁起停的現象［2］，起動工況能耗較高，摩擦損失較大，且容易造成后處理系統工作不穩定［3］。優化混動車輛發動機起動過程是提高其整車性能表現的重要方向和主要挑戰之一。相比于傳統燃油車，混合動力車輛搭載更大容量的電池和更大功率的起動/發電電機，為發動機起動過程的優化帶來了新的可能。

混動系統發動機起動過程的電機轉矩規劃及發動機–電機協調是混動系統瞬態性能研究的重點之一。文獻［4］中通過仿真手段建立了發動機阻力矩模型，并采用模型預測控制（model predictive control，MPC）優化電機倒拖力矩，縮短了發動機達到期望倒拖轉速（800 r/min 以上）的時間，降低了起動轉矩波動。文獻［5］中通過試驗研究了起停系統中電機倒拖轉速和轉矩對發動機起動性能的影響，提高倒拖轉速的同時降低倒拖轉矩會改善起動平順性。文獻［6］中研究了增程式電動拖拉機增程器的起動方法，依據電機倒拖轉速、電機驅動退出時刻、倒拖能耗等要素，通過掃點試驗確定了起動最佳拖轉轉速（1 000 r/min），提高起動平順性的同時降低了起動能耗。由此可知，發動機起動時的倒拖轉速影響了機電耦合過程和起動性能，有必要進行系統化的研究。

在起動過程研究中，采用試驗的方式可以獲取直接可靠的性能數據，但難以應用于開發的早期；……