詹苏 任海艮 朱金婷

摘要： 自由活塞机电混合动力系统（Free Piston Electromechanical Hybrid System，简称FPHS）是一种由自由活塞发动机和线性电机直接耦合而成的新型混合动力装置。为了解FPHS发展状况和最新前沿成果，本文简要总结当前FPHS相关研究理论成果，并针对FPHS换气特点和失稳调控方面做出简单分析。

Abstract： The free piston electrical hybrid system （FPHS） is a novel type of hybrid power device which is directly coupled by a free piston engine and a linear motor. In order to understand the development status of FPHS and the latest frontier results， this paper briefly summarizes the current related research theoretical results of FPHS， and simply analyzing the characteristics of FPHS control about gas exchange instability.

關键词： 自由活塞;直线发电机;换气特点

Key words： free-piston;linear generator;gas exchange characteristics

中图分类号：U472.9                                      文献标识码：A                                  文章编号：1674-957X（2021）21-0054-02

0  引言

当前，燃料电池电动汽车、纯电动汽车、混合动力汽车、氢发动机汽车和增程式电动汽车相继出现，为解决能源枯竭和汽车环境污染提供了可行方案。我国电动汽车的蓬勃发展吸引了众多专家学者对新型电能动力装置的研究，其中自由活塞机电混合动力系统（Free-piston Electromechanical Hybrid System，简称FPHS）因其特殊的结构和节能优势，从中脱颖而出，行业内的专家和研究学者对其探讨十分热烈。

1  自由活塞直线发电机概述

FPHS是一种由线性发电机与自由活塞直线发动机直接耦合而成的新型机电混合动力系统[1-2]，其显著的特点是消除了曲柄连杆和惯性飞轮机构，还可以省去离合器、变速器、动力传动轴等机械传动机构，活塞只做往复直线运动，极大的简化了结构，能量传递路径短，机械损失小。其结构示意图如图1所示，活塞进行往复连续的直线运动，将机械能直接转换成电能，为车辆提供驱动电力[3-4]。

2  自由活塞直线发电机研究现状

英国纽卡斯大学（University of Newcastle）回顾FPHS发展历程，总结FPHS过去多年所取得成果，建立了较为完整的零维数学模型。研究了FPHS结构特性、运行规律及实际应用[5]。……