淺議混合動力電動汽車整車匹配與電機控制系統

吳恭敏

摘要： 進入到二十一世紀，全球石油能源呈現出明顯的緊張趨勢，促使新型汽車研究成為人們關注的重點問題。混合動力電力汽車重點在于續航能力，對電池性能要求較高，需要保證電力系統可以充分發揮出自身的作用。本文從混合動力電動汽車的優勢入手，深入開展分析，明確其運行方式，探索電機控制系統，為各項工作的開展奠定良好的基礎。

Abstract： Entering the 21st century， global petroleum energy has shown a clear trend of tension， prompting the research of new automobiles to become a key issue of people's attention. Hybrid electric vehicles focus on endurance， which requires high battery performance， and needs to ensure that the power system can fully play its role. This article starts with the advantages of hybrid electric vehicles， conducts in-depth analysis， clarifies its operation mode， explores the motor control system， and lays a good foundation for the development of various tasks.

關鍵詞： 混合動力電動汽車;整車匹配;電機控制系統

Key words： hybrid electric vehicle;vehicle matching;motor control system

中圖分類號：U471.14? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）17-0060-02

0? 引言

汽車已經成為人們日常生活中必不可少出行工具，為人們提供便利的服務，但在使用過程中，不僅需要耗費較大的石油能源，還對環境產生明顯的污染，造成不良影響。混合動力型電動汽車是現階段出現的新型汽車，該汽車改變了傳統的動力系統，以電機為基礎，通過電力驅動，為人們提供優質的服務。

1? 混合動力電動汽車的優勢

在發展過程中，混合電動汽車技術越來越成熟，促使其成為現階段汽車行業最具有市場化、產業化前景的車型之一，具有廣闊的發展空間。混合動力汽車與傳統汽車存在明顯的差異性，以內燃機與電動機作為動力點，充分發揮出雙方的優勢，如既可以保證發動機具有良好的反應速度、動力性能以及長時間工作性能，又可以促使發動機的污染性、噪聲降低，充分發揮出各自的優勢，以滿足實際需求，主要表現在以下幾方面：第一，混合動力汽車通過以內燃機作為動力源來保證自身運行，因此在設計過程中設計者根據實際情況分析功率，確定內燃機的最大運行功率，如果汽車自身需要大功率，但內燃機難以滿足時，可以充分發揮出電池的優勢力來提供動力，保證動力充足，并且在運行過程中通過功率可以為電池充電，在內燃機的持續工作中形成良好的能量循環，達到最佳狀態[1]。第二，相比于傳統汽車或者純電動汽車來說，混合動力汽車的更具有優勢，不需要外界的充電系統，利用自身的系統實現一次充電續駛里程，提升能源的利用效率，解決基礎設施問題。在城市繁華路段可以選擇電池單獨驅動，充分發揮出節能環保的優勢，實現零排放，滿足發展需求[2]。第三，混合動力汽車中內燃機充分發揮出自身的優勢，解決了傳統上存在的除霜、取暖、空調等耗能問題，提升能源的利用效率。電動機與發電機可以相互互補，如在低速時可以選擇電機提供動力，降低內燃機消耗。與此同時，保證電池保持良好的狀態，不會出現過充或者過放情況，延長電池使用壽命，降低費用成本[3]。例如圖1為某品牌的混合動力汽車。

2? 混合動力電動汽車的運行工作方式

現階段，在發展過程中混合動力汽車呈現出多種工作方式，不同的方式呈現出不同的特點，常見并聯式、串聯式以及串并聯混合工作：第一，并聯式工作模式，該方式以二者結合為基礎，以電動機為主要的動力能源，將電動馬達作為輔助能源，形成完整的動力組合系統，為混合動力汽車提供充足的動力，該方式應用較為簡單，可以合理的利用電動馬達的優勢來降低其耗油量，保證環保性[4]。第二， 串聯工作方式，混合動力汽車自身蘊含內燃機與發動機兩種動力系統，在汽車行駛過程中單純依靠發動機作為動力能源來運行，進而保證自身運行穩定性，為人們提供優質的服務[5]。第三，串并聯混合工作方式，該方式在應用過程中實現雙方的合理配合，形成復雜的裝置結構系統，在低速運行過程中利用馬達來驅動，在高速運行過程中利用電機與馬達的共同合作來驅動，以保證汽車具有良好的運行速度，滿足運行需求。例如，表1為某汽車整車性能參數。

3? 混合動力電動汽車的電機控制系統

混合動力汽車的動力系統較為復雜，包含的內容較多，如驅動系統、控制系統、輔助動力系統等，各個系統相互配合，形成完整的體系。混合動力汽車的控制系統實際上是指汽車的動力能源在運行過程中集中控制的部分，也是汽車運行的核心，直接影響汽車的運行。在傳統內燃汽車中，其整體的控制系統包括點火控制、空燃比控制、怠速控制、變速器檔位變換以及換擋感覺控制，而混合動力汽車在此基礎上加入轉速、車速、負荷等相關的信息狀態與設備狀態，以滿足發展需求。通過對各項數據分析，合理的開展計算，明確電動機與發電機的功率分配比，確定功率分配方式，如根據汽車自身的負荷方式來確定電動機與發動機的輸出功率比，在該比例確定過程中，需要保證各項內容合理，如排放性能、汽車動力性能、經濟性能等各項指標滿足實際需求，以保證比例合理，滿足混合動力汽車的運行，合理設計混合動力系統，加強整體控制[6]。

3.1 混合動力汽車控制系統

混合動力汽車電機驅動系統中包含的內容較為廣泛，以控制系統、驅動電機組成，其中控制系統涉及的內容較多，如電控、電機、電池等，通過相互配合來促使其穩定發揮出自身的作用。混合動力汽車的電機驅動系統組合形式較多，如機電集成化驅動系統、機械驅動式、輪輪電機驅動以及機電一體化驅動系統等，不同的系統呈現出明顯的差異性，需要結合實際情況選擇，以滿足實際需求。

3.2 混合動力汽車控制策略

現階段，混合動力汽車的類型較多，進而其在結構上呈現出明顯的差異性，因此在控制過程中，需要選擇合理的控制策略，以不同的控制策略來調節混合動力汽車，充分發揮出汽車自身的模式，實現穩定的運行。保證控制功率流在不同元件間流動，促使整體系統在車輛運行過程中可以充分發揮出自身的優勢，保證各項經濟性良好，如燃油經濟性，在實踐過程中可以充分發揮出混合動力汽車的優勢與價值，保證系統成本降低，低排放。驅動性能良好，滿足各項要求[7]。

3.3 混合動力汽車電機驅動系統

對于混合動力汽車來說，其自身的電機驅動系統較為復雜，因而對其提出合理的要求，具體來說主要表現在以下幾方面：①轉矩、功率密度大。實際上，現階段無論是混合動力汽車還是純電動汽車，其自身的由于性質因素的影響，前整體的汽車結構中，動力組織的空間較小，因此給電動機驅動系統預留的空間也較小，為保證其穩定性，需要合理控制電機的體積，保證其滿足實際需求，以提升整體的性能，但在設計過程中，需要保證電機體積減小時不能影響其自身的功率與轉矩，進而保證其滿足現階段的需求。②電機工作速域寬。在運行過程中，想要保證現階段的混合動力汽車運行中轉速達到最大化，需要保證其具備良好的條件，第一保證混合動力汽車運行過程中行駛速度比基速低，進而輸出電機的最大轉矩，以保證混合動力汽車在運行過程中可以具備運行條件，如啟動、加速、爬坡等。第二當混合動力汽車運行過程中，自身的車速超過基速時，應保證其電機恒定功率運行，主要的目的在于促使車輛在運行過程中可以保證車輛適應超車、最高車速，以保證車輛安全運行[8]。③系統的效率高。對于現階段的混合動力汽車來說，在運行過程中以電機作為驅動能源，但傳統發展過程中，受現階段技術因素限制，電動車的供電能力受限較為明顯，進而影響其整體性，降低整體的經濟效果以及車輛運行里程，影響駕駛者的體驗感。因此在發展過程中，需要技術有效的改善現階段存在的問題，解決影響混合動力汽車運行的因素，改善其問題，以提升汽車的運行效率與工作效率，為人們提供優質的服務。④系統較強的環境適應能力。混合動力汽車的電機具備的性能較多，為人們提供優質的服務，如良好的防水性能、防震性能、防水性能等，因此在汽車運行過程中，充分利用各種性能開來保證自身的服務，可以有效的適應各種環境，提升自身的性能，進而汽車的電機自身也能合理的適應環境，優化其性能，為人們提供優質的服務。對于混合動力電動汽車來說，為保證其具有良好的性能，應積極的開展優化，從體積、質量方面控制，保證其體積小、質量輕、性能強，移動較為便捷，可以滿足現階段的需求。⑤電磁良好的兼容性。混合動力汽車的性質加較為特殊，在不同的狀態下，其自身有兩種動力系統，根據實際情況來選擇，以保證其動力合理，可以為混合動力汽車提供最合理的動力支撐，以保證汽車穩定的運行。但受其自身的性質因素影響，兩個不同的動力能源在運行過程中可能出現相互干擾情況，進而影響其功能發揮，造成不良的影響，因此在設計過程中，應根據實際情況來優化，合理設計，保證其電磁兼容性良好，可以充分發揮出自身的作用，降低電磁干擾，通過合理的電磁兼容性設置來促使系統性能提升，盡量降低驅動系統對車輛其他部分產生的影響，實現穩定運行。

4? 結論

綜上所述，在當前的時代背景下，混合動力汽車成為人們關注的重點，逐漸成為人們出行的主要交通工具，提供便捷的服務，因此在發展過程中應合理的開展優化，明確其運行情況，結合實際開展創新，優化混合動力汽車電機控制系統，完善現有的發展模式，以需求為基礎，提升混合動力汽車的整體性能，滿足時代發展需求。

參考文獻：

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