插電式混合動力汽車的設(shè)計(jì)與開發(fā)

EcoCAR3比賽要求各參賽隊(duì)伍對2016款雪佛蘭科邁羅進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，使其在保證汽車性能的前提下，改善汽車燃油效率、降低汽車排放。在汽車設(shè)計(jì)過程中，確定汽車架構(gòu)和汽車性能是最為關(guān)鍵的部分。因而，俄亥俄州立大學(xué)參賽隊(duì)在進(jìn)行重新設(shè)計(jì)時，將重點(diǎn)放在縮小汽車架構(gòu)選擇范圍和確定汽車所需性能上。設(shè)計(jì)時，首先對客戶需求進(jìn)行調(diào)查，確定客戶所關(guān)心的主要問題，如汽車性能、汽車功能的新穎性、燃油經(jīng)濟(jì)性、純電動行駛范圍、駕駛舒適性；之后將調(diào)查結(jié)果反映在汽車百公里加速時間、爬坡要求、汽車燃料類型、純電動模式行駛里程、電池尺寸（容量）、汽車運(yùn)行模式和汽車總成本等指標(biāo)上，從而縮小汽車架構(gòu)的選擇范圍；最終確定了采用1臺排量2.0L、額定功率119kW的直列缸內(nèi)直噴發(fā)動機(jī)、1臺峰值功率150kW的異步感應(yīng)電機(jī)、1套5擋自動變速器。發(fā)動機(jī)采用E85燃料（85%乙醇和15%汽油混合物），電機(jī)由容量為18.9kWh的鋰電池組驅(qū)動。在確定汽車整體架構(gòu)時，通過仿真方法對串聯(lián)、并聯(lián)和混聯(lián)3種不同架構(gòu)下汽車燃油效率進(jìn)行計(jì)算，確定了采用變速器后置的并聯(lián)混合動力系統(tǒng)架構(gòu)。

對重新設(shè)計(jì)的系統(tǒng)架構(gòu)進(jìn)行仿真驗(yàn)證。仿真結(jié)果表明，重新設(shè)計(jì)的雪佛蘭科邁羅在純電動條件下的行駛里程為70km、等效溫室氣體排放為116.2g/km、燃料消耗為3.67L/100km、電池消耗為139.5Wh/km。該設(shè)計(jì)已經(jīng)得到美國能源部、通用汽車公司、阿貢國家實(shí)驗(yàn)室、俄亥俄州立大學(xué)的支持。

Sam Yacinthe etal.SAE 2016-01-1257.

編譯：張振偉