研究并聯式混合動力汽車整車控制對策

鄧人鋒

摘 要：本文首先對混合動力汽車進行概述，然后分析了并聯式混合動力汽車的特點和主要技術構成，接著研究了并聯式混合動力汽車整車控制對策。通過對并聯式混合動力汽車不同的結構形式和控制形式的分析，提出了整車控制對策的優化方向。

關鍵詞：并聯式混合動力汽車;整車控制;控制策略

1 前言

混合動力汽車最關鍵的技術是整車控制策略，整車控制能夠在一定程度上對汽車的動力性能和節能性能產生影響。混合動力汽車系統采用了一定的ISG輕混策略，ISG輕混策略對比普通的燃油汽車，取消了發動機怠速，從而能夠有效降低發動機制動能量，體現了混合動力汽車的經濟性，尤其在汽車需要頻繁怠速起停的工況下，混合動力汽車更能夠體現出節能效果。

2 混合動力汽車概述

混合動力汽車被電動汽車技術委員會表述為能量轉換器超過一種并能夠提供相應動力的混合型電動汽車（HEV）。混合型電動汽車具有內燃機驅動和電機驅動兩種形式，相比普通汽車，在同樣的行駛里程下，混合動力汽車能夠節省燃油，降低了汽車的燃油成本，同時減少了汽車排放的有害氣體。混合動力汽車相比純電動汽車來講，有更好的續航能力。混合型電動汽車作為一種新能源汽車，兼具了普通汽車和純電動汽車的優點，越來越受到人們的歡迎。

3 并聯式混合動力汽車（PHEV）特點

3.1 并聯式混合動力汽車優點

3.1.1 并聯式混合動力汽車動力總成主要是發動機和電動機。在汽車驅動力中這兩個動力總成的功率約占80%左右，相對于串聯式混合動力汽車，比它三個動力總成功率、體積還要小。

3.1.2 并聯式混合動力汽車在能量轉化方面，主要避免了從機械能到電能，然后到機械能的轉化，能量損耗較低，只有單純的摩擦損耗，相對串聯式混合動力汽車來講，總的能量轉化率較高，降低了汽車的損耗。

3.1.3 對并聯式混合動力汽車整車質量進行研究，為了降低汽車質量，對汽車輔助動力的發動機和發電機盡量選擇容量較小的，以降低混合動力汽車整車質量。

3.1.4 并聯式混合動力的特點，是能夠使混合動力汽車發動機保持較高平穩性，降低汽車尾氣對環境造成的污染。

3.2 并聯式混合動力汽車（PHEV）缺點

3.2.1 并聯式混合動力汽車（PHEV）在傳動系統上與內燃機汽車基本相同，不僅體現在總布置上，還體現在動力性能上與內燃機汽車非常接近。在并聯式混合動力汽車（PHEV）行駛過程中，路況容易使發動機受到影響，因此并聯式混合動力汽車（PHEV）一定條件下排放的有害氣體會增加。

3.2.2 并聯式混合動力汽車（PHEV）發動機驅動的模式需要相應的傳動裝置，如變速器、離合器、驅動器等，另外還需要電池組、驅動電動機等裝置，因此并聯式混合動力汽車（PHEV）動力裝置體系較為復雜，并給汽車整車控制增加了一定的難度。

4 混合動力汽車主要技術構成

為了進一步推動HEV的發展，汽車行業還需要重點完善以下技術工作。

4.1 電池技術

電池是HEV的動力輔助，蓄電池需要具備較強的功率來保證汽車在各種模式下正常運行。因此在設計中需要確保汽車的電池壽命夠長久，進而使汽車的日常維護成本降低。因為在日常使用汽車的過程中，汽車中電池處于循環性的充電放電工作狀態，因此我們需要將如何提高蓄電池工作效率作為重點工作，目前研究工作進度緩慢，后期我們需要進行不懈的努力。

4.2 動力耦合

混合動力汽車具有獨立的動力源，即是汽車配置中的發動機和電動機，這兩個動力源能夠接收到混合動力整車控制器的有關汽車控制信號，從而采用不同的駕駛模式。這一操作模式需要汽車具有動力耦合裝置，利用動力耦合機械執行相關命令，傳遞汽車驅動力，從而提高控制系統的運行效率。

4.3 驅動電機

混合動力汽車的實質主要是通過發動機運行，電動機起一定的輔助作用，一方面能夠起到使汽車的燃料降低、減少汽車尾氣排放的目的，另一方面能夠提高汽車行駛的平穩性。因此，對于混合動力汽車來講，選擇高效穩定的電動機很重要。是經過對電動機的研究發現傳統的交流感應電機無法使汽車達到較好的平衡在混合動力汽車電動機上應選擇具有強大功能的開關磁阻電機，以保持混合動力汽車的平衡性[1]。

4.4 整車控制技術

整車控制系統是混合動力汽車的關鍵。控制系統依據混合動力汽車的控制要求，利用駕駛員和控制機構采集有效信息，從而實現對汽車的發動機及ISG電動機在不同模式間的轉換，因此，控制系統是混合動力汽車的關鍵部分，對控制系統的研發工作應不斷進行。

5 并聯式混合動力汽車（PHEV）整車控制對策

提出并聯式混合動力汽車整車控制對策的目的是使汽車的燃油具有經濟性和標準性，對電池以及對發動機系統進行優化，進而提高發動機的控制效率，使電池保持較合理的荷電狀態，從而提高并聯式混合動力汽車在運行中的整車控制性能，使汽車從動力源能量轉化為汽車動能，提高并聯式混合動力汽車能量轉換效率。依據汽車發動機燃油的特性、發動機在不同路況中的反映情況及電池的內阻特性，來做好并聯式混合動力汽車整車控制。

要重視發動機的運行狀態。并聯式混合動力汽車（PHEV）整車控制最主要是汽車行駛路況以及特定情況下的行駛狀態。汽車發動機的工作狀況，依據汽車行駛路況的實際情況，效率會有很大差異。依據混合動力汽車行駛路況不同，控制方式也有很大不同，主要分下面幾種情況。

5.1 對最優工作點的控制

并聯式混合動力汽車（PHEV）發動機汽車燃料的優化控制，即是最優工作點控制。采用最優工作點控制能夠控制汽車燃料的消耗點，當對汽車整車狀態和電池SOC進行分析判斷后，在滿足汽車發動條件的情況下，啟動發動機，并使并聯式混合動力汽車（PHEV）保持工況穩定，就是對汽車最優工作點進行控制。