并聯(lián)式混合動力汽車架構(gòu)研究

美國能源部和通用汽車公司合作，舉辦了先進汽車技術(shù)競賽EcoCAR 3比賽。該比賽要求參賽隊伍將一輛2016款雪佛蘭科邁羅改造成混合動力汽車，改造時需要權(quán)衡汽車的動力性、排放、燃油經(jīng)濟性和消費者接受程度。佐治亞理工學院參賽隊將2016款雪佛蘭科邁羅的動力系統(tǒng)改造為一種并聯(lián)式混合動力架構(gòu)。介紹了確定這種混合動力架構(gòu)的過程。

在對2016款雪佛蘭科邁羅進行改造時，需要確定其動力系統(tǒng)架構(gòu)和部件。在確定之前，需要進行基于模型的仿真,以確定不同動力系統(tǒng)架構(gòu)和部件對汽車動力性、排放和燃油經(jīng)濟性的影響。佐治亞理工學院參賽隊在Simulink中建立整車模型。其中，基于Simulink中Simscape模塊建立車身縱向動力學模型和內(nèi)燃機氣體流動模型，而電機模型通過一個可控的轉(zhuǎn)矩模塊模擬。建立模型后，將其用于動力系統(tǒng)架構(gòu)和部件的確定中。首先，對動力系統(tǒng)架構(gòu)進行確定，備選的動力系統(tǒng)架構(gòu)包括串聯(lián)式和并聯(lián)式。仿真時，將動力系統(tǒng)涉及到的部件保持相同。仿真結(jié)果顯示，串聯(lián)式動力系統(tǒng)架構(gòu)的燃油經(jīng)濟性為 8.78L/100km，CO2排放為263g/kW·h，百公里加速度為8.8s；而并聯(lián)式動力系統(tǒng)架構(gòu)的燃油經(jīng)濟性為6.16L/100km，CO2排放為181g/kW·h，百公里加速度為5.8s。顯然，并聯(lián)式動力系統(tǒng)架構(gòu)表現(xiàn)出更優(yōu)越的性能。之后，對動力系統(tǒng)部件進行確定，相關(guān)部件包括內(nèi)燃機、電機、變速器和電池組。對動力系統(tǒng)部件的仿真，需要考慮市場上可用部件的規(guī)格，同時還考慮組件之間的耦合以及成本。佐治亞理工學院最終確定的動力系統(tǒng)在電荷耗盡模式（僅內(nèi)燃機運行）下的燃油消耗為6.53L/100km，百公里加速度為7.5s。

Jonathan D.Cox et al.SAE 2016-01-1245.

編譯：陳丁躍