并聯混動車發動機啟動控制策略研究

中圖分類號：U469.72 文獻標識碼：A 文章編號：1003-8639（2025）08-0027-02

【Abstract】This article focuses on the problems of fuelconsumption and driving smothness existing in the engine startingprocessofoil-electricparalelhybridvehicles.Itconductsacomparativeanalysisof theperformanceof traditional starterstartingand motor-driven starting，and conductsreal vehicle tests.Under thesameworkingconditionswith engine water temperature around 70% ，collect the instantaneous fuel injection volume and vehicle body shaking data of different startingmethods toquantitativelyevaluatethefuel-saving effectanddriving experience.Theresultsshowthatwhenthe motordrivesthestart-up，controlling therotational speedat7OOr/mincanachievethelowestinstantaneousfuel consumption（3.O5L/h），and there is no obvious shaking of the vehiclebody.Itis theoptimalstart-upcontrol strategy.

【Keywords】 parallel hybrid electric vehicle；engine starts；instantaneous fuel consumption

1研究背景與控制原理

1.1 研究背景與意義

并聯混合動力汽車因兼顧燃油經濟性與動力性能成為當前新能源汽車的主流技術路線之一。發動機作為核心動力源，其啟動過程的平順性與油耗直接影響整車性能。頻繁啟停易導致傳統起動機啟動時油耗激增、車身抖動，電機輔助啟動雖可優化上述問題，但缺乏不同轉速控制下的量化對比研究。本文聚焦并聯混動汽車發動機啟動策略優化，通過多工況試驗篩選最優方案，為工程應用提供參考。

1.2 啟動控制原理

油電并聯混合動力汽車具備燃油動力與電驅動獨立工作的特性。高壓系統正常時，低功耗工況由電機驅動（發動機停機），大功率需求時，通過電機輔助啟動發動機以降低冷啟動油耗；高壓故障時，保留傳統柴油車起動機以保障發動機應急啟動。啟動場景涵蓋停車與行車狀態，需同時滿足低油耗與無明顯車身抖動的駕駛體驗要求。

啟動控制由整車控制器VCU主導，通過整合車輛狀態參數實現策略閉環。

號、車速、發動機轉速等信息，滿足啟動條件時，控制啟動繼電器閉合，由起動機帶動發動機工作。

2）電機帶動啟動策略：VCU判斷當前擋位、制動信號、車速、發動機轉速、高壓系統狀態、絕緣狀態等信息，滿足啟動條件時，若為停車狀態，需先控制整車上高壓；若為行車狀態（已處于高壓狀態），則結合離合器控制電機轉速至目標轉速，通過電機轉動帶動發動機啟動。

兩種啟動方式及電機啟動時的不同控制策略，會導致發動機表現存在差異，主要體現在起噴時刻（起噴點）瞬時噴油量及啟動時的車身抖動程度上：起噴點越高，瞬時噴油量越低，總噴油量越少。

本文以某款油電并聯混合動力柴油車為研究對象，其相關參數為：發動機排量11.0L，最大功率 323kW 永磁同步電機功率 250kW，600V 高壓電池管理系統。在環境溫度 （25±2）^°C 、濕度 （50±5）% 、蓄電池SOC（80±5）% 、燃油標號0#柴油的統一條件下，開展發動機水溫 （70±2）% 時的啟動試驗，每種工況重復啟動10次，剔除異常值后取均值分析。

1）起動機啟動策略：VCU判斷當前擋位、制動信

2起動機啟動發動機瞬時油耗分析

傳統起動機啟動時，發動機轉速達 200r/min 左右時開始噴油，隨轉速升高噴油量增加，轉速降至怠速后噴油量趨于穩定。多次啟動試驗顯示，瞬時噴油量峰值最高 13.3L/h 、最低 7.5L/h ；發動機轉速穩定在600r/min 時，噴油量穩定在 1.9L/h 左右。

如圖1所示，圖中紅色曲線為瞬時噴油量，綠色曲線為發動機轉速，按下啟動按鈕后，發動機轉速升至 700r/min 左右再回落至 600r/min （啟動成功），連續多次啟動的噴油量峰值波動于 7.5～13.3L/h ○

圖1傳統起動機多次啟動發動機噴油量

3電機帶動發動機啟動瞬時油耗分析

電機帶動啟動時，因VCU控制轉速不同，故發動機起噴點及噴油量存在差異，通過控制不同轉速，分別進行分析。

1）控制轉速 200～600r/min 時。在 200r/min?300 r/min 控制下，發動機起噴點約為 300r/min450r/min 平均峰值噴油量為 7.5L/h ；在 400～600r/min 控制下，起噴點約為 450r/min ，平均峰值噴油量為 7.5L/h 。當發動機轉速穩定在 600r/min 時，噴油量均穩定在 1.9L/h 。整個啟動過程整車基本無抖動情況，狀態較穩定，如圖2所示。連續多次啟動的峰值噴油量均維持在7.5L/h 左右。

2）控制轉速 700～800r/min 時。起噴點提高至560r/min ，噴油量峰值最高 7.5L/h 、最低約 2L/h 。但是在 800r/min 控制時，車身有輕微抖動，瞬時噴油量波動明顯，穩定性較 700r/min 控制時較差，如圖3所示。

3）控制轉速 1000r/min 時。噴油量同樣很低（最低值為 1.85L/h ，但發動機轉速會先沖至 1000r/min 再回落，導致車身抖動劇烈，噴油量波動明顯，怠速狀態下噴油量仍在變化，持續較長時間才趨于穩定，如圖4、圖5所示。

圖5控制轉速 1000r/min 時多次啟動噴油量

記錄不同啟動方式與電機啟動時不同轉速控制下的發動機起噴點、噴油量最低值與峰值數據，如表1所示。結合在啟動過程中的駕駛體驗，電機啟動發動機比傳統起動機啟動發動機瞬時噴油量低，電機啟動發動機時整車控制器控制轉速在 700r/min 時噴油量較低，車身基本無抖動情況，駕駛體驗更佳。

表1不同啟動方式下的發動機啟動參數

4總結

本文研究了油電并聯混合動力汽車發動機啟動過程中，不同啟動方式對瞬時油耗及駕駛體驗的影響。實車試驗數據對比分析表明：在停車及行車狀態下，采用電機帶動發動機啟動且轉速控制為 700r/min 時，瞬時油耗最低且駕駛體驗最佳（無明顯抖動）。

參考文獻

[1]郭偉，王書翰，劉洋.混合動力離合器啟動發動機的控制策略研究[J].汽車工程學報，2017，7（4）：270-279.

（編輯凌波）