混合動力技術在車輛工程領域的應用與研究

杜秋實

摘 ? 要：車輛工程技術不僅能提升車輛動能利用率，同時節能減排效果良好。隨著私家車數量不斷增多，車輛工程領域也迎來了新的發展契機，但目前純電動車輛還沒有走向完全的產業化發展，無法全面替代燃油發動機車輛。混合動力車輛不僅具有燃油車優點，同時綜合了電動車輛優勢，將低排放、低油耗發揮到極致，大大提升車輛性能，在汽車領域具有重要的發展前景。

關鍵詞：混合動力 ?車輛工程 ?運用

中圖分類號：TU198 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）08（c）-0089-02

今天，節能減排已成為耳熟能詳的名詞。汽車尾氣是目前地球主要污染源之一，雖然目前汽車在節能性能、減排性能方面不斷提升，但尾氣污染依舊十分嚴重，也是造成霧霾的重要原因。車輛工程發展中，不斷更新技術，燃氣、燃料電池等技術逐漸開始發揮作用。但目前純電動車輛還沒有走向完全的產業化發展，無法全面替代燃油發動機車輛?；旌蟿恿囕v不僅具有燃油車優點，同時綜合了電動車輛優勢，將低排放、低油耗發揮到極致，大大提升車輛性能，在汽車領域具有重要的發展前景?；诖?，加強對混合動力技術在車輛工程中運用的研究具有十分現實的意義。

1 ?混合動力系統分類

車輛混合動力技術與傳統車輛動力技術有所不同，是一種新能源動力驅動，同時包括油、電混合動力，或者液壓混合動力。

1.1 油、電混合動力系統

其中，油電混合動力主要是在原有車輛動力系統中，包括原有的內燃機功能，同時為車輛配置了輔助電力驅動系統，這種混合系統能夠根據車輛實際情況，在內燃機動力驅動與電力驅動之間進行靈活的進行切換，實現最佳的節能減排目的。就目前車輛系統中的油電混合系統而言，連接方式有混連、并聯以及串聯三種，而混連是目前效果最佳的方式[1]。

1.2 液壓混合動力系統

液壓混合動力系統主要是包括液壓動力系統、發動機兩部分。其中，液壓動力系統利用液壓蓄能器作為主要的動力源泉，是一種關鍵的逆儲能元件。而液壓動力系統中的液壓馬達、液壓泵為主要動力元件。

液壓混合動力系統與油電混合系統有所不同，這種系統使用過程中更加經濟，節能效果也更好。液壓混合動力系統與目前市場中一些汽車動力系統相比，經濟性指標明顯較高。通過驅動電機模式，有利于汽車驅動能力的提升;而通過電磁裝甲防護模式、車輛負載綜合電子系統，對提高車輛運行效率、運行安全都大有幫助。

2 ?混合動力技術在車輛工程領域的具體運用

2.1 并聯式車輛系統結構設計

并聯式車輛結構中，發電機、電動機采用并聯的方式聯系在一塊，通過發動機為系統提供儲能元件所需要的動力能量。采用最為簡單的機械師連接模式，將電動機與發電機進行連接，而采用電氣聯接方式將電動機與儲能元件進行連接。采用這種連接方式，更加能夠提升系統的穩定性，提升系統能量利用效率。另外，通過這種連接方式，為車輛提供的動力也更加充足。

在檢測中，還必須高度關注車輛的保養、維修工作，只有這樣，才能不斷提升汽車的動力效能?？茖W合理的使用汽車動力分配控制方式，同時有效調節制動踏板的角度，積極控制好車輛行駛過程中所需總制動力矩的長度，才能提升動能，為汽車提供更加充足的動能。為了有效的調節車輛車速，通常需要利用SOC模糊控制器完成。

2.2 合理分配動力能量系數

對于汽車混合動力系統高壓部分相關的指標檢測工作中，通常需要借助于流量計量單元對精濾器進行檢測，而通過軌壓傳感器優化電控單元，提升其執行效果，確保汽車噴油嘴在高壓狀態下亦能進行高度穩定的運行;對于車輛低壓部分，為了能夠有效的控制其運行的效果，可以通過攜帶手油泵的粗濾器完成對其中油品的過濾工作，確保曲軸轉速傳感器能夠始終處于平穩運行的狀態下;在監控汽車加速踏板傳感器以及凸輪軸傳感器運行情況過程中，則需要借助于電控單元，取得其相應的運行指標?？茖W合理的設計系統所需總制動力矩，能夠確保車輛運行過程中轉矩效果修正效果，而在修正轉矩的過程當中，共有兩種修正方式，即電液制動轉矩以及再生制動轉矩。通過修正轉矩，能進一步提升制動系統運行效果，減少外界對其的干擾。

2.3 對混合動力裝載機車參數進行控制

智能傳感器在車輛自動化控制系統中發揮了重要的作用，混合動力系統中，通過智能傳感器控制發動機，同時通過調整開關量模擬量，控制電壓比例閥之間關系。在系統實踐運行過程中，技術人員需要通過特定的方式，采集各個傳感器開關量中的模擬量脈沖信號頻率，利用智能控制系統控制車輛相關驅動設備。為了有效保證技術實現，對于離合器的開斷，技術人員還能夠方式液壓控濕方式加以控制。如果車輛發動機系統為串聯連接模式，則其內部結構相對簡單，電動機運轉也基本上需要依靠發動機，當然，電動機的運轉需要充足動能，系統內部儲能元件也能為此提供動能[2]。在發動機與電動機用機械連接模式進行連接，盡管其穩定性步入電氣連接方式，也容易受到外界因素的干擾，但具體使用中整體效果較好。

3 ?目前混合動力車輛運用現狀分析

3.1 乘用車輛

乘用車輛使用混合動力系統開始于20世紀末，批量生產為1997年，也是打開混合動力汽車的重要契機。后來隨著汽車行業發展，在客車、公交車輛中也廣泛運用混合動力技術。以公交車輛為例，由于公交車在行駛過程當中，需要頻繁進行啟停、制動、加速、減速，對車輛行駛動能會造成嚴重浪費，油耗相對較大。另外，汽車在加速、啟動過程中，尾氣排放量也相對較大，對城市環境會造成一定的影響。而采用混合動力技術，對于低速行駛的車輛，可以改用純電力驅動模式，減少油耗、減少尾氣排放，同時也保證汽車發動機處于平穩狀態。

3.2 工程車輛

工程車輛具有工作環境惡劣、體積大、負載變化大、作業周期長等特點，在減速制動過程中會浪費大量的能量，還可能導致系統發熱，車輛相關元件壽命會減少。利用混合動力技術，能夠將浪費掉的制動能量進行回收，大大提升車輛節能降耗性能。油電混合動力與液壓混合動力技術是混合動力工程車輛的主要動力類型，兩者在工作原理上大致相似，但在性能上有很大差距。相比之下，液壓混合動力在挖掘機中運用十分廣泛，節能效果也最為明顯。

3.3 軍用車輛

目前，混合動力技術在車輛領域運用已經十分廣泛，在國際市場中占領很大份額，但軍用車輛中絕大多數還是用重質燃油。盡管如此，在軍車領域混合動力技術依然被重視。其中，中國、美國等軍事大國，將混合動力技術作為未來軍事車輛核心動力技術，其不僅能夠滿足戰場形勢，為軍車提供更好的動力。混合動力系統為軍車提供兩套動力源，在一套動力源被損壞后，還能夠有另一個備用，保證軍車的正常工作，提升隨車軍士的生存能力;同時，混合動力技術在軍用車輛中的利用，還能夠降低排溫、排煙，減少車輛紅外特征、可見特征，在純電動模式下，車輛熱特征、噪聲也會大大降低，減少被地方命中的幾率。

3.4 礦用車輛

礦用車輛通常在復雜的條件下工作，工作環境變換十分頻繁。與普通的汽車相比，防爆柴油機驅動車輛發動機油耗較大，排放污染物也更為嚴重。所以，采用清潔能源能夠減低污染排放，甚至實現零排污?，F階段，我國對防爆發動機研究不斷深入，在此基礎上也逐漸研究出礦用蓄電池技術，而混合動力礦用機械車輛還處于起步階段，缺少核心技術，還需要相關領域人員不斷努力，以便于同時滿足防爆、動力等要求。

總之，混合動力技術不僅能夠提升車輛動力性能，保證車輛安全運行，同時還能夠提高系統運行經濟性，但在大力研發和批量推廣中還存在諸多困難，還需要不斷努力。

參考文獻

[1] 徐志梅.淺析混合動力技術在車輛工程領域中的應用分析[J].科技與創新.2017，16（8）：255-256.

[2] 張江紅.車輛工程領域中混合動力技術分析[J].內燃機與配件，2017，13（3）：98-99.

[3] 段巖波，張武高，黃震.混合動力電動汽車技術分析[J]. 柴油機， 2003（1）：43-46.