新能源混合動(dòng)力車型整車臺(tái)架試驗(yàn)分析

摘 要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，能源消耗問題受到越來越多的關(guān)注，能源消耗過程中的污染問題成為當(dāng)前社會(huì)亟待解決的重要問題之一。新能源混合動(dòng)力車型的出現(xiàn)，可以很好的解決當(dāng)前所面臨的能源消耗以及污染問題。本文就某一新能源混合動(dòng)力車型的整車臺(tái)架試驗(yàn)進(jìn)行了分析，以供參考。

關(guān)鍵詞：混合動(dòng)力系統(tǒng);臺(tái)架試驗(yàn);分析

新能源混合動(dòng)力車型的出現(xiàn)，可以有效降低汽車工業(yè)發(fā)展中所造成的能源消耗污染問題。[1]本文就混聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)車型進(jìn)行了整車臺(tái)架試驗(yàn)，對(duì)空檔滑行控制、電壓隨動(dòng)控制以及行車發(fā)電性能進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析，以期能夠?yàn)樾履茉椿旌蟿?dòng)力車型的發(fā)展提供一定的借鑒。

1 新能源混合動(dòng)力車型系統(tǒng)簡(jiǎn)介

混聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)，通常由發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)-發(fā)電機(jī)以及驅(qū)動(dòng)電機(jī)三種動(dòng)力系統(tǒng)所組成[2]。在混聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，其運(yùn)行的主要模式為電機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)、發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)，或者是電機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)共同驅(qū)動(dòng)。本文就某一采用混聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)的雙電機(jī)混合動(dòng)力系統(tǒng)車型進(jìn)行了整車臺(tái)架試驗(yàn)分析。

（1）車型整體概況。這一車型中所采用的混聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，因此在各個(gè)主機(jī)廠的生產(chǎn)計(jì)劃中很少出現(xiàn)。本文所分析車型為雙電機(jī)混聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)，相對(duì)而言，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單。這一車型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要包括發(fā)電機(jī)、阿特金森循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)以及動(dòng)力分離裝置e-CTV電氣式無級(jí)變速箱所組成。

（2）車型具體運(yùn)行模式。本文所研究車型，在正式的運(yùn)行過程中，主要有三種運(yùn)行模式，純?nèi)加湍Ｊ健⒂碗娀旌夏Ｊ揭约凹冸娔Ｊ健２捎糜碗娀旌夏Ｊ竭€可以被分為發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模式以及發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電模式。在車型的正式運(yùn)行過程中，采用不同的模式要結(jié)合車輛行駛過程中，根據(jù)車速、油門的深度以及電池的電量等相關(guān)參數(shù)的變化情況來切換不同的模式，以防止出現(xiàn)能量浪費(fèi)情況，保證車輛駕駛的平穩(wěn)順利。

（3）整車運(yùn)行控制策略。在整車實(shí)際的運(yùn)行過程中，關(guān)于車輛的運(yùn)行的控制策略，主要涉及車輛停車、啟停緩加速以及低中速運(yùn)行，還有強(qiáng)力加速、高速運(yùn)行以及減速這六種情況。在車輛行駛過程中，根據(jù)汽車行駛路況的不同，系統(tǒng)響應(yīng)策略會(huì)進(jìn)行不斷的調(diào)整。比如在城市道路工況、啟停以及低速續(xù)航時(shí)，就可以采用純電模式運(yùn)行。如果需要加速，就可以通過發(fā)動(dòng)機(jī)來給驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)，為電機(jī)提供充足的動(dòng)力。在高速巡航狀態(tài)下，離合器耦合，車輛行駛的驅(qū)動(dòng)來源由發(fā)動(dòng)機(jī)提供。

2 新能源混合動(dòng)力車型整車臺(tái)架試驗(yàn)分析

當(dāng)前，對(duì)混合動(dòng)力汽車的測(cè)試主要按照國家所制定的《輕型混合動(dòng)力電動(dòng)汽車能量消耗量試驗(yàn)方法》GB/T19753-2013以及《混合動(dòng)力電動(dòng)汽車動(dòng)力性能試驗(yàn)方法》GB/T19752-2005等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行評(píng)價(jià)。但在這些標(biāo)準(zhǔn)中只有對(duì)政策基本性能的測(cè)試評(píng)價(jià)，沒有進(jìn)一步對(duì)車型整車相關(guān)系統(tǒng)控制策略進(jìn)行分析。為進(jìn)一步了解本次所研究混聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)的整車控制策略以及相關(guān)性能，就需要對(duì)該車型進(jìn)行整車臺(tái)架試驗(yàn)，并分對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行科學(xué)、合理的分析。

（1）空檔滑行控制分析。當(dāng)前市場(chǎng)中的電動(dòng)車以及混合動(dòng)力車型，其車輪以及驅(qū)動(dòng)電機(jī)基本采用機(jī)械式的直接連接方式，因此在整車的空檔滑行中，就很容易出現(xiàn)滑行動(dòng)力拖動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的情況。目前各個(gè)主機(jī)廠關(guān)于空檔滑行對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的影響控制方式主要有三種。首先是空檔滑行將驅(qū)動(dòng)電機(jī)拖動(dòng)進(jìn)入發(fā)電狀態(tài)的模式，采用這一模式，驅(qū)動(dòng)電機(jī)在空檔滑行過程中就會(huì)處于發(fā)電狀態(tài)，會(huì)給車輛行駛造成拖滯感，進(jìn)而對(duì)駕駛?cè)藛T的駕駛體驗(yàn)形成較大的影響。然后是電機(jī)零扭矩的控制模式，這種控制模式主要是通過空檔滑行來消耗車輛中的部分電能，讓車輛驅(qū)動(dòng)電機(jī)能夠維持零扭矩輸出，是當(dāng)前市場(chǎng)中大部分車型所采用的模式。還有一種模式是驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)直接關(guān)閉，這樣的可以避免電機(jī)被拖動(dòng)進(jìn)行發(fā)電，但同時(shí)對(duì)電機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)也提出了更高的要求，目前在車輛中的應(yīng)用還不是很多。本文所研究車型所采用的是電機(jī)零扭矩控制模式。

（2）電壓隨動(dòng)控制分析。對(duì)于大多數(shù)的車型而言，整車電池電壓就是車輛整體驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的工作電壓，但要更加充分的發(fā)揮出電驅(qū)系統(tǒng)的性能，就需要在車輛在不同的車速之下（驅(qū)動(dòng)電機(jī)不同的轉(zhuǎn)速下），確保電驅(qū)系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)工作所需電壓做出實(shí)時(shí)的變動(dòng)。混合動(dòng)力車型中，電池容量比較小，因此電池電壓比較低。本文所研究混聯(lián)式混合動(dòng)力車型中所采用的電池額定電壓為260V，為進(jìn)一步提升本車整體的性能，在車輛的PCU中通過集成DC升壓器，這樣就可以根據(jù)車速的動(dòng)態(tài)變化情況來對(duì)電驅(qū)系統(tǒng)的效率進(jìn)行有效的調(diào)整。在試驗(yàn)過程中，車輛電驅(qū)系統(tǒng)中所輸入的電壓會(huì)根據(jù)車速的變化而變化。電池電壓最高可以升到720V左右，并且能夠在高車速中穩(wěn)定輸入，可以讓電驅(qū)系統(tǒng)的控制以及系統(tǒng)的運(yùn)行效率得到很大的提升。

（3）行車發(fā)電性能分析。新能源混合動(dòng)力車型的運(yùn)行工作核心邏輯是關(guān)于油電之間的分配與調(diào)節(jié)。采用不同的動(dòng)力模式，根據(jù)相應(yīng)的控制策略，整車會(huì)控制發(fā)動(dòng)機(jī)與電機(jī)實(shí)現(xiàn)協(xié)同運(yùn)行或者是分別獨(dú)立的運(yùn)行。對(duì)于驅(qū)動(dòng)模式的評(píng)價(jià)中，最重要的就是關(guān)于這一驅(qū)動(dòng)模式在行車發(fā)電過程中的經(jīng)濟(jì)性能，是評(píng)價(jià)整車經(jīng)濟(jì)性的重要標(biāo)準(zhǔn)。這一標(biāo)準(zhǔn)被定義為混合驅(qū)動(dòng)效率，計(jì)算的公式（1）為：

公式中：表示的是輪端輸出功率，單位為;表示的是燃油消耗量，單位為;表示的是電驅(qū)系統(tǒng)直流側(cè)功率，單位為;其中汽油熱值參考值為43070。

本車在整車臺(tái)架試驗(yàn)中，電池包電量在2格以下就會(huì)進(jìn)入到行車發(fā)電模式中，車輛運(yùn)行模式分別為SPORT模式以及默認(rèn)模式中以10～50km/h（以10km/h間隔）進(jìn)行勻速的行駛，還有就是在SPORT模式中，在70、80、90km/h的速度勻速行駛。在臺(tái)架試驗(yàn)中，還對(duì)該車型運(yùn)行過程中發(fā)動(dòng)機(jī)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)以及電池包和發(fā)電機(jī)的功率變化情況進(jìn)行了測(cè)試。

3 結(jié)束語

通過分析，本車系統(tǒng)在運(yùn)行中在面對(duì)不同的工況時(shí)可以實(shí)現(xiàn)無縫連接，發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行效率有很大的提升。所采用的空檔滑行模式以及電壓隨動(dòng)控制方式，都能夠有效提升電驅(qū)系統(tǒng)的運(yùn)行效率，關(guān)于油電的分配與調(diào)節(jié)性能良好，通過對(duì)整車行車發(fā)電情況分析，該車型經(jīng)濟(jì)性能良好。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊秋霞，胡慧婧等.集成測(cè)試臺(tái)架在新能源汽車開發(fā)中的應(yīng)用[J].汽車實(shí)用技術(shù)，2019（13）：22-24.

[2]劉華.2016款雅閣混動(dòng)車i-MMD系統(tǒng)詳解（一）[J].汽車維護(hù)與修理，2017（04）：85-88.

作者簡(jiǎn)介：陳繼光（1983-），男，湖南邵陽人，工程碩士，技術(shù)總監(jiān)，研究方向：新能源汽車電驅(qū)動(dòng)總成控制策略。