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研究并联式混合动力汽车整车控制对策

2020-07-23邓人锋

时代汽车 2020年8期
关键词:控制策略

邓人锋

摘 要:本文首先对混合动力汽车进行概述,然后分析了并联式混合动力汽车的特点和主要技术构成,接着研究了并联式混合动力汽车整车控制对策。通过对并联式混合动力汽车不同的结构形式和控制形式的分析,提出了整车控制对策的优化方向。

关键词:并联式混合动力汽车;整车控制;控制策略

1 前言

混合动力汽车最关键的技术是整车控制策略,整车控制能够在一定程度上对汽车的动力性能和节能性能产生影响。混合动力汽车系统采用了一定的ISG轻混策略,ISG轻混策略对比普通的燃油汽车,取消了发动机怠速,从而能够有效降低发动机制动能量,体现了混合动力汽车的经济性,尤其在汽车需要频繁怠速起停的工况下,混合动力汽车更能够体现出节能效果。

2 混合动力汽车概述

混合动力汽车被电动汽车技术委员会表述为能量转换器超过一种并能够提供相应动力的混合型电动汽车(HEV)。混合型电动汽车具有内燃机驱动和电机驱动两种形式,相比普通汽车,在同样的行驶里程下,混合动力汽车能够节省燃油,降低了汽车的燃油成本,同时减少了汽车排放的有害气体。混合动力汽车相比纯电动汽车来讲,有更好的续航能力。混合型电动汽车作为一种新能源汽车,兼具了普通汽车和纯电动汽车的优点,越来越受到人们的欢迎。

3 并联式混合动力汽车(PHEV)特点

3.1 并联式混合动力汽车优点

3.1.1 并联式混合动力汽车动力总成主要是发动机和电动机。在汽车驱动力中这两个动力总成的功率约占80%左右,相对于串联式混合动力汽车,比它三个动力总成功率、体积还要小。

3.1.2 并联式混合动力汽车在能量转化方面,主要避免了从机械能到电能,然后到机械能的转化,能量损耗较低,只有单纯的摩擦损耗,相对串联式混合动力汽车来讲,总的能量转化率较高,降低了汽车的损耗。

3.1.3 对并联式混合动力汽车整车质量进行研究,为了降低汽车质量,对汽车辅助动力的发动机和发电机尽量选择容量较小的,以降低混合动力汽车整车质量。

3.1.4 并联式混合动力的特点,是能够使混合动力汽车发动机保持较高平稳性,降低汽车尾气对环境造成的污染。

3.2 并联式混合动力汽车(PHEV)缺点

3.2.1 并联式混合动力汽车(PHEV)在传动系统上与内燃机汽车基本相同,不仅体现在总布置上,还体现在动力性能上与内燃机汽车非常接近。在并联式混合动力汽车(PHEV)行驶过程中,路况容易使发动机受到影响,因此并联式混合动力汽车(PHEV)一定条件下排放的有害气体会增加。

3.2.2 并联式混合动力汽车(PHEV)发动机驱动的模式需要相应的传动装置,如变速器、离合器、驱动器等,另外还需要电池组、驱动电动机等装置,因此并联式混合动力汽车(PHEV)动力装置体系较为复杂,并给汽车整车控制增加了一定的难度。

4 混合动力汽车主要技术构成

为了进一步推动HEV的发展,汽车行业还需要重点完善以下技术工作。

4.1 电池技术

电池是HEV的动力辅助,蓄电池需要具备较强的功率来保证汽车在各种模式下正常运行。因此在设计中需要确保汽车的电池寿命够长久,进而使汽车的日常维护成本降低。因为在日常使用汽车的过程中,汽车中电池处于循环性的充电放电工作状态,因此我们需要将如何提高蓄电池工作效率作为重点工作,目前研究工作进度缓慢,后期我们需要进行不懈的努力。

4.2 动力耦合

混合动力汽车具有独立的动力源,即是汽车配置中的发动机和电动机,这两个动力源能够接收到混合动力整车控制器的有关汽车控制信号,从而采用不同的驾驶模式。这一操作模式需要汽车具有动力耦合装置,利用动力耦合机械执行相关命令,传递汽车驱动力,从而提高控制系统的运行效率。

4.3 驱动电机

混合动力汽车的实质主要是通过发动机运行,电动机起一定的辅助作用,一方面能够起到使汽车的燃料降低、减少汽车尾气排放的目的,另一方面能够提高汽车行驶的平稳性。因此,对于混合动力汽车来讲,选择高效稳定的电动机很重要。是经过对电动机的研究发现传统的交流感应电机无法使汽车达到较好的平衡在混合动力汽车电动机上应选择具有强大功能的开关磁阻电机,以保持混合动力汽车的平衡性[1]。

4.4 整车控制技术

整车控制系统是混合动力汽车的关键。控制系统依据混合动力汽车的控制要求,利用驾驶员和控制机构采集有效信息,从而实现对汽车的发动机及ISG电动机在不同模式间的转换,因此,控制系统是混合动力汽车的关键部分,对控制系统的研发工作应不断进行。

5 并联式混合动力汽车(PHEV)整车控制对策

提出并联式混合动力汽车整车控制对策的目的是使汽车的燃油具有经济性和标准性,对电池以及对发动机系统进行优化,进而提高发动机的控制效率,使电池保持较合理的荷电状态,从而提高并联式混合动力汽车在运行中的整车控制性能,使汽车从动力源能量转化为汽车动能,提高并联式混合动力汽车能量转换效率。依据汽车发动机燃油的特性、发动机在不同路况中的反映情况及电池的内阻特性,来做好并联式混合動力汽车整车控制。

要重视发动机的运行状态。并联式混合动力汽车(PHEV)整车控制最主要是汽车行驶路况以及特定情况下的行驶状态。汽车发动机的工作状况,依据汽车行驶路况的实际情况,效率会有很大差异。依据混合动力汽车行驶路况不同,控制方式也有很大不同,主要分下面几种情况。

5.1 对最优工作点的控制

并联式混合动力汽车(PHEV)发动机汽车燃料的优化控制,即是最优工作点控制。采用最优工作点控制能够控制汽车燃料的消耗点,当对汽车整车状态和电池SOC进行分析判断后,在满足汽车发动条件的情况下,启动发动机,并使并联式混合动力汽车(PHEV)保持工况稳定,就是对汽车最优工作点进行控制。

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