插電式混合動力汽車的設計與開發

插電式混合動力汽車的設計與開發

EcoCAR3比賽要求各參賽隊伍對2016款雪佛蘭科邁羅進行重新設計，使其在保證汽車性能的前提下，改善汽車燃油效率、降低汽車排放。在汽車設計過程中，確定汽車架構和汽車性能是最為關鍵的部分。因而，俄亥俄州立大學參賽隊在進行重新設計時，將重點放在縮小汽車架構選擇范圍和確定汽車所需性能上。設計時，首先對客戶需求進行調查，確定客戶所關心的主要問題，如汽車性能、汽車功能的新穎性、燃油經濟性、純電動行駛范圍、駕駛舒適性；之后將調查結果反映在汽車百公里加速時間、爬坡要求、汽車燃料類型、純電動模式行駛里程、電池尺寸（容量）、汽車運行模式和汽車總成本等指標上，從而縮小汽車架構的選擇范圍；最終確定了采用1臺排量2.0L、額定功率119kW的直列缸內直噴發動機、1臺峰值功率150kW的異步感應電機、1套5擋自動變速器。發動機采用E85燃料（85%乙醇和15%汽油混合物），電機由容量為18.9kWh的鋰電池組驅動。在確定汽車整體架構時，通過仿真方法對串聯、并聯和混聯3種不同架構下汽車燃油效率進行計算，確定了采用變速器后置的并聯混合動力系統架構。

對重新設計的系統架構進行仿真驗證。仿真結果表明，重新設計的雪佛蘭科邁羅在純電動條件下的行駛里程為70km、等效溫室氣體排放為116.2g/km、燃料消耗為3.67L/100km、電池消耗為139.5Wh/km。該設計已經得到美國能源部、通用汽車公司、阿貢國家實驗室、俄亥俄州立大學的支持。

Sam Yacinthe etal.SAE 2016-01-1257.

編譯：張振偉