并聯插電式混合動力汽車控制技術研究

李明杰

（遼寧機電職業技術學院，遼寧 撫順 118000）

并聯插電式混合動力汽車控制技術研究

李明杰

（遼寧機電職業技術學院，遼寧 撫順 118000）

想要突破并聯插電式混合動力汽車控制技術的研究難題，就要在汽車行業的技術發展領域做出更多的創新和探索，研究時要考慮車體的安全性和駕駛的舒適性，并且在并重經濟性的基礎上，實現車的環保設計和汽車行業的可持續發展。

汽車發展；并聯插電式混合動力汽車控制技術；研究

環境污染和能源短缺問題，已經成了我國最亟待解決的問題之一。因而實行節能減排和可持續發展是汽車業必須面對的重要問題。在近年來的發展當中，我國始終致力于對新能源綠色汽車的開發和創新工場，而近年來，我們發現純電動汽車能實現低排放甚至是零排放。但是由于理想中的純電動汽車的造價昂貴，而且行駛時間較短，蓄電困難。因而想要普及純電動汽車，我們還需要更多的研究和探索。但是從另一個角度尋找出路，我們將注意力轉向混合動力的汽車，這種技術成熟的汽車是由傳統的燃油汽車向純電動汽車過渡的最佳選擇。將這兩種汽車進行對比，我們發現，插電式混合動力汽車相對于傳統的混合動力汽車來說，不管從排放量還是燃油量的角度，都更接近于純電動汽車。這種汽車可以用專用電網或家庭用電進行充電行駛，這種方式就較好地解決了續航和充電的問題。這種汽車有著優良的性價比和更低的排放量，是新能源領域的研究熱點。與此同時，插電式混合動力汽車控制策略是系統的核心技術，這關系到整個車的經濟性的好壞和排放性能的優劣，因此優化插電式混合動力汽車的控制策略，具有重要的研究意義。想要整體提高并聯插電式混合動力汽車車體的經濟性、安全性和市場性，我們就需要對并聯插電式混合動力汽車控制系統進行更深入的調查和研究。

1 并聯插電式混合動力汽車的發展趨勢

1.1 并聯插電式混合動力汽車的優勢

隨著當今時代的發展，人們對出行的安全性和高效性都有了更高的要求。為了使汽車更高效地行駛和運作，汽車公司研究了多種汽車動力結構。其中并聯式混合動力汽車結構就是一種環保，性價比較高的汽車結構。并聯式混合動力汽車結構，可以用來直接驅使車輛，沒有能量轉換，能量損失小，因此是一種環保節能的動力方式。除此之外，并聯式發動機可以作為電動機使用，也可以作為發電機使用，且在生產中可以采用較小功率的電機，成本造價低。它以先進的控制技術為紐帶，將傳統的內燃機動力技術系統與純電動動力技術系統有機地相結合，具有內燃機汽車和純電動汽車兩者的優點。可以實現零排放的純電動汽車是解決我國石油資源短缺和空氣，環境污染的理想途徑。

1.2 并聯插電式混合動力汽車當今發展中的問題

首先，并聯式混合動力系統發動機和驅動輪間的連接屬于機械連接，由于這種特殊的連接方式，因而發動機的工作點不可能總處于最佳位置，隨著路況的變化和行駛時間的延長，發動機的效率可能得不到充分的發揮。其次，并聯式混合動力系統需要搭載變速器，且適合搭載自動變速器。第三，并聯式混合動力系統的混合度如果較低，就不便于插電式混合動力過渡。

1.3 并聯插電式混合動力汽車控制技術的主要模式及使用情況

并聯插電式混合動力汽車控制技術有內燃機和電動的套驅動系統，他們可以分開工作也可以一起協調，共同驅動，所以并聯式混合汽車可以在比較復雜的工廠情況下使用，應用范圍廣。并聯式結構由于電機的數量種類，具體部件的數量和位置關系的差別，而具有明顯的多樣性，結構上可以分為雙軸式和單軸承式。并聯式混合動力汽車在實際的道路運行上十分復雜，包括了車體運行的不同情況。并聯式混合動力汽車由于發動機和電機的高效工作區并不相同，所以為了發揮并聯式混合動力系統的優勢，汽車應根據不同運行情況采取一直相同的工作模式，應該隨環境的變化而改變，從而提高車輛的整體動力性、經濟性和排放性。

2 并聯插電式混合動力汽車控制技術在汽車運行中的重要性

2.1 對于整個車體的運行價值

控制系統指的是汽車動力總成集中控制系統，它是整個車正常行駛的核心單位，控制系統控制著車輛的運行情況和安全程度，是整個車體的靈魂系統。一臺擁有精確控制系統的汽車，可以精確地控制車體的運行，可以提供給駕車人員更好的駕車體驗。

2.2 控制系統的主要內容

控制系統的控制內容包括發動機的空燃比控制，點火控制和怠速控制以及變速器的檔位變化控制和換擋感覺控制等，混合動力汽車的控制，還需要根據轉速副審核以及車速等信息和相關設備的狀態確定發動機與電動機的功率和分配策略，即當汽車負荷給定后，首先要確定發動機與電動機輸出，功率的比例，這樣來滿足汽車的動力性經濟性排放性等標準和要求，為了滿足混合動力汽車的各項要求，需要設計與混合動力系統進行相適應的控制系統和控制策略

從評價結果來看，2000—2005年研究區人為干擾主要為中度正向干擾與輕度負向干擾，在整個研究區分布都較為均勻；2005—2010年人為干擾主要以正向干擾為主，輕度正向干擾與強度正向干擾主要集中在甘孜縣、色達縣、壤塘縣以及阿壩縣，石渠縣則以中度正向干擾為主，若爾蓋縣與紅原縣中度正向干擾零星分布，負向干擾以中度為主，零星分布于研究區；2010—2014年研究區人為干擾主要以輕度負向干擾為主，輕度負向干擾集中分布在研究區西部各縣，強度負向干擾零星分布于研究區，中度負向干擾主要分布在若爾蓋縣與紅原縣，人為正向干擾區域較小，除若爾蓋縣輕度正向干擾較為集中外，正向干擾零星分布于其他縣。

3 并聯插電式混合動力汽車控制技術的具體研究方向

3.1 開展總成參數配比工作，進一步細化系統參數

基于雙電機并聯插電式混合動力系統的構型，我們應該出于對高性價目標的考慮，實現優化配比發動機，優化驅動電機，優化動力電池，進一步提高駕駛舒適性，豐富安全配置等目的，采用網絡軟件搭建的仿真模型，對整個車進行仿真分析，驗證參數匹配的真實性和合理性。在參數配備工作中，要注意所取參數的精確性，記錄時注意配比的準確性，這些數據信息將會為我們接下來的研究和探索提供有利的信息。

3.2 進行混合動力控制策略研究

針對雙電機并聯插電式混合動力系統的特殊特點，我們應該依據不同車型的需求，根據不同路況，不同天氣條件設計不同的模型。同時要考慮駕駛員的意識意圖，揣測突然發生的交通事故中駕駛者的思維模式，設計獨特的車輛管理模型。在試驗中整合車的耗能情況進行研究。重點研究車輛行駛中插電式混合動力電機燃油經濟性的變化，提出與此相關的輔助能量管理策略。

3.3 提高車體的行駛平順性

駕駛平順性高的汽車產品會提供給駕駛員一個更好的駕駛體驗，這類產品也更容易打開市場，受到客戶的歡迎和關注。為解決混合動力車帶來的駕車切換問題，我們應當針對車的驅動模式進行切換，在變速器換擋過程中進行深入研究，提出基于速度閉環的電機主動減振控制思考模式，從而緩解扭矩交替，緩解離合器交和障礙，進一步提高車輛駕駛的平順性。

3.4 進一步評估該系統的安全性和可行性

安全，是汽車駕駛的最基本的要求。并聯插電式混合動力汽車控制系統的安全性能決定了該系統的可適用范圍。以混合動力系統為研究范圍，應用相應的安全標準，對該系統進行全面的安全分析。識別出并聯插電式混合動力汽車系統的相關危害與風險。在評定的基礎上，進一步完善車體安全設備。

進一步分析插電式混合動力汽車模型的特殊功能和性能需求，通過動力總成臺架及試驗樣車開展實驗。通過參數標準工作并重點研究中的動力總成臺架標定，和整體環境試驗性標定通過具體的實驗總結出插電式，混合電動汽車控制參數的標定模成，和相應的測定方法。進一步完善并聯插電式混合動力系列車的控制系統。

4 并聯插電式混合動力汽車控制技術的優化方案

4.1 模型實驗思想

我們在具體研究過程中，在保證參數精準的情況下，可以對并聯插電式混合動力汽車進行整車動力總成參數配比。巧妙運用車體模型進行仿真實驗，從能耗最小入手，以并聯插電式混合動力汽車模型的行使能耗最小為著眼點，在實驗過程中采用門線控制策略與瞬間優化策略相結合的方法來實現隊并聯插電式混合汽車模型的控制。

4.2 具體的操作步驟

在實際的實驗過程中，我們需要根據并聯插電式混合汽車的性能指標，對并聯插電式混合汽車進行選型和參數設計。具體包括動力電泡、發動機、電動機、離合器、傳動比等。在實驗的同時，在網絡平臺上建立一個動力模塊的模型，以便于對模型的動力性進行仿真研究。

4.3 具體實驗思路

基于我國現有的并聯插電式混合動力汽車能量管理策略的情況，在實驗過程中，我們可以以并聯插電式混合動力汽車等效燃油消耗最優為著眼點，融合汽車系統的門限值，控制策略和瞬間最優化來實現對汽車的控制。實驗的步驟可以分為三步。第一步，在實驗進行之前，運用遺傳算法，對電量的消耗和電量保持模式的門限值參數進行計算統計和優化。第二步，根據等效燃油消耗最小的目標函數模型，利用轉矩分析方法，對利用瞬時最優化的電量情況進行分析。第三步，根據聯合仿真平臺進行仿真實驗，驗證優化的模型的合理性。最后探索混合式動力汽車燃油經濟性的規律影響。

5 結語

在當今石油資源緊缺，空氣污染嚴重的大環境下，實現國家的可持續發展是當今的重要任務，作為汽車行業的從業人員，應當肩負環保和發展的重擔。實現并聯插電式混合動力汽車的發展，可以有效地緩解環境壓力，實現低排放的目標要求。在發展并聯插電式混合動力汽車的過程中，主要思考并聯插電式混合動力汽車控制系統的發展，實現該系統的優化和創新。

[1]寧靜.環保汽車產業的發展要求[J].《科學》,2014,12-18.

[2]黃如書.一位駕駛員的筆記[C].《駕駛科普》，2002.16-29.

U469.7

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1671-0711（2017）07（上）-0113-02