探究混合動力汽車控制策略的研究現狀及其發展趨勢

蔣鋒

【摘要】隨著人類社會飛速發展，全球能源儲備的逐漸短缺，全球各個國家都已經加大了對能源問題的重視，汽車作為人們日常生活中的主要交通工具，其對于能源的消耗也是與日俱增的。因此研究混合動力汽車有助于減少汽油的消耗，通過其他能源替代汽油，有利于減少不可再生資源的使用。而混合動力汽車在技術方面還不夠成熟，需要加強汽車控制策略方面的技術改進，進而讓混合動力汽車更快的被應用普及。

【關鍵詞】混合動力汽車；汽車控制策略；發展趨勢

一、混合動力汽車控制策略的研究現狀

（一）能量管理策略的研究

混合動力汽車的核心技術在于，其能對不同能源進行管理和應用，通過不同能源的整合和應用，在保證汽車動力性能的基礎上，降低汽車對燃油的消耗和對環境的污染。能量管理策略能利用電力提高發動機的響應速度，并且提高發動機低速運轉時的扭矩。能有效保證發動機的工作效率，降低燃油的尾氣排放。通過能量管理策略能將電力發動和燃油發動進行合理的轉換，在部分工況下實現汽車的電力發動，保證發動機的零排放，同時在汽車制動時通過電力回收系統對制動時產生的能量進行回收，將回收的電力儲存回電池。通過電力進行發動機的啟停工作，降低城市擁堵地段燃油發動產生的高油耗和高尾氣排放。目前，在能量管理策略的研究工作中在排放量問題上還有待提高，對于發動機啟停時產生的瞬時油耗的控制策略還有待改進。

對于瞬時油耗的控制策略主要采用控制功率損失和電能和熱能的等量交換兩種方法，瞬時油耗的計算方法是通過目標油耗與荷電狀態SOC之間的關系計算的，通過熱能和電能的效能進行等量置換，進而通過電力驅動電動機模擬發動機的扭轉，在置換工作中需要加入松弛量，進而將不等式轉變為等式。

（二）結構參數的研究

動力總成與參數配比直接決定了混合動力汽車的整體性能，汽車結構是否合理，直接影響到汽車的能耗。因此對于汽車質量和油耗平衡方面的問題，目前的計算公式如下：

通過油耗與重量及其加權值的運算，可以得到折衷權衡的結果，設計出最合理的參數配比。

對于串聯混合動力汽車提高燃油經濟性方面，做出了相應優化，具體計算公式如下：

（三）能量管理策略運用模糊邏輯規則的研究

在目前的研究階段，對于使用模糊邏輯規則建立能量管理策略時，能量管理策略更適合進行混合動力非線性系統的控制，其更適合復雜性的系統，并不需要系統過于準確，有較好的推理性。由于其需要經驗規則來實現對系統控制的精準性，因此基于模糊邏輯規則建立的能量管理策略需要其他智能控制算法的輔助，才能保證其控制性能，因此這種能量管理策略的建立方法還在做進一步的研究和改進工作。

二、混合動力汽車控制策略的發展趨勢

（一）再生制動的控制策略

混合動力汽車控制策略在日后應該向著提高制動能量回收效率的方向發展，改進現有的再生制動控制策略，目前通過汽車制動所回收的能量，僅占制動產生能量總數的36%。因此，對于再生制動控制策略的改進空間還很大，可以從該角度出發，提高能量回收效率。

（二）降低瞬時油耗

對于瞬時油耗的控制策略方面應該向著更快速、更高效的切換模式方向進行改進，對于發動機低扭矩階段，使用電能進行啟動，可以有效的減少燃油消耗，降低瞬時工況的能量消耗，適用于城市擁堵的環境，在我國的一線城市中效果將尤為顯著，例如北京、上海、蘇州等地，車輛在這類城市時，汽車發動機有40%—60%的時間都是在啟動加速和減速制動的循環中度過的，因此完善瞬時油耗的控制策略，有助于改善汽車瞬時工況的耗能，相對于其他策略的趕緊，更具經濟價值。

（三）優化整車動力總成

在混合動力汽車的研發中，對于整車動力總成和系統參數配比方面也是優化的方向，合理的動力總成可以有效地提高混合動力汽車的性能，提高能量的利用率，建立發動機與電動機之間合理的傳動結構，根據汽車燃油消、電能消耗、發動機等參數進行科學的配比，從整車參數合理化的角度提高整車性能。

（四）提高混合動力汽車的智能化

應該結合目前衛星定位、微型處理器等技術，提高混合動力汽車控制策略的智能化管理，通過傳感器對地面路況數據進行收集，通過微型處理器進行對路況的分析，制定油、電切換模式；通過衛星定位技術提前掌握路面交通狀態，制定啟停模式，降低瞬時油耗。

三、結語

綜上所述，我國混合動力汽車控制策略將會在不久的將來做出更大的改進，在提高整車智能化的基礎上，減少多余的能量消耗。通過更加完善的能量管理方法提高混合動力汽車的能量使用率，同時進一步的提高整車性能。進而加快我國混合動力汽車的發展進程，早日實現新型動力汽車的換代工作，為節約能源做出貢獻。