摘 要：混合動力汽車具備了傳統(tǒng)內(nèi)燃汽車和電動汽車的兩類動力源，動力性能好，節(jié)能環(huán)保。因此，研究混合動力汽車的動力轉(zhuǎn)向特性具有重要意義。本文通過研究混合動力汽車不同速度下的動力性能，在不同車速下進(jìn)行動力切換，對系統(tǒng)的動力轉(zhuǎn)化問題進(jìn)行優(yōu)化研究和策略控制。

關(guān)鍵詞：混合動力;動力轉(zhuǎn)化;優(yōu)化研究

1 緒論

1.1 研究背景和意義

近幾年，隨著石油不斷消耗以及機(jī)動車保有量迅速增加，氣候變暖使人類面臨的環(huán)境問題日益嚴(yán)峻。因此新能源汽車成為汽車領(lǐng)域研究和發(fā)展的方向，尤其是對混合動力汽車及電動汽車的開發(fā)。目前各大汽車企業(yè)陸續(xù)開發(fā)了混合動力汽車，但汽車的燃油消耗依舊較高，開發(fā)出動力性能良好，低油耗節(jié)能環(huán)保的混合動力汽車來取代傳統(tǒng)汽車，有很強(qiáng)的研究意義。

1.2 混合動力汽車的發(fā)展現(xiàn)狀及前景

近年來，混合動力汽車是我國汽車行業(yè)發(fā)展的新趨勢[1]，如今新能源技術(shù)應(yīng)用、節(jié)能減排已經(jīng)成為社會發(fā)展的熱點(diǎn)話題，新能源技術(shù)在汽車上的應(yīng)用很好地契合了社會的發(fā)展需求。目前，我國在新能源汽車的研發(fā)過程中，確立了以混合電動汽車、純電動汽車[2]、燃料電池汽車為主的研發(fā)布局，通過產(chǎn)學(xué)研緊密合作，以動力汽車整車為模型，進(jìn)行動力性能與經(jīng)濟(jì)性能的仿真，對變速器速比進(jìn)行優(yōu)化，不斷提高汽車的經(jīng)濟(jì)性。

2 混合動力汽車的特點(diǎn)及性能

2.1 混合動力汽車的分類及特點(diǎn)

混合動力汽車是指驅(qū)動系統(tǒng)由兩個(gè)或以上能夠同時(shí)運(yùn)作的驅(qū)動系統(tǒng)組成的汽車[3]，汽車的功率是通過實(shí)時(shí)行駛狀態(tài)由單個(gè)系統(tǒng)提供或多個(gè)系統(tǒng)共同提供。根據(jù)其驅(qū)動系統(tǒng)的配置和組合方式不同，可分為串聯(lián)式、并聯(lián)式和混聯(lián)式3種形式，大部分混合動力汽車都采用電力系統(tǒng)與熱能系統(tǒng)混合應(yīng)用的模式，通過電能或熱能作為汽車動力從而驅(qū)動汽車。

在目前所有的新能源汽車中，混合動力汽車的發(fā)展被認(rèn)為是發(fā)展最好的?；旌蟿恿ζ嚹軌?qū)崟r(shí)根據(jù)駕駛狀況來選擇發(fā)動機(jī)[4]，發(fā)動機(jī)與蓄電池之間的不同組合形式，從而滿足驅(qū)動車輛的功率需求。若汽車選擇復(fù)合動力模式，可根據(jù)需求功率來調(diào)整不同系統(tǒng)的輸出功率，當(dāng)需求功率較大時(shí)，電池能夠?yàn)閯恿ο到y(tǒng)提供功率，當(dāng)需求功率較小時(shí)，多余的功率能夠輸入蓄電池作為儲備電能。

2.2 混合動力汽車對動力性能的要求

為了確?；旌蟿恿ζ嚭侠淼男旭傂阅?，要求其具有高比能量，以確?；旌蟿恿ζ囘_(dá)到合理的行駛里程，具有高比功率，確保其加速和爬坡性能。串聯(lián)式混合動力汽車完全由電機(jī)驅(qū)動，內(nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)總成與電池組起提供電機(jī)所需要的電能，電池處于較高水平，對電池系統(tǒng)功率的要求與純電動汽車相似，但容量要低。并聯(lián)式混合電動車內(nèi)燃機(jī)和電機(jī)都可以直接對車輪提供驅(qū)動力，整車的駕駛要求可以由不同的動力組合結(jié)構(gòu)來滿足。電池的容量可以更小，但是電池組瞬時(shí)提供的功率要滿足汽車加速或爬坡要求。

3 混合動力汽車控制策略研究

3.1 混合動力汽車的動力轉(zhuǎn)化優(yōu)化研究

汽車的產(chǎn)生和發(fā)展極大的影響了人們的生活方式和社會生產(chǎn)方式，針對目前汽車工業(yè)發(fā)展所引發(fā)的環(huán)境及資源問題，必須開發(fā)更節(jié)能、更環(huán)保和使用替代能源的先進(jìn)技術(shù)，解決傳統(tǒng)汽車所帶來的問題，必須滿足：減少能源消耗，降低成本，提高可靠性;減少或杜絕有害物質(zhì)的排放;降低體積質(zhì)量，減少阻力，提高整車及零部件性能，提高舒適性、安全性和機(jī)動性的要求?；旌蟿恿ζ嚳梢詽M足對汽車動力性的要求[5]，且易于改進(jìn)，目前成為具有實(shí)用價(jià)值的新技術(shù)。

3.2 混合動力汽車的動力匹配控制策略

傳統(tǒng)汽車傳動比的設(shè)計(jì)主要包括主減速器和變速器的傳動比設(shè)計(jì)，由于沒有變速器部分，所以主要是對主減速速比和行星排的齒圈齒輪比進(jìn)行匹配。它主要有最大和最小傳動比，即滿足汽車行駛的最高車速所得出最小傳動比與滿足汽車爬坡性能時(shí)的最高傳動比?；炻?lián)式混合動力汽車有三個(gè)動力輸出部件，即發(fā)動機(jī)、ISG電機(jī)與主驅(qū)動電機(jī)，工作狀態(tài)復(fù)雜，需要對各個(gè)動力部件輸出動力、動力的復(fù)合及分配進(jìn)行控制。因此，對混合動力汽車控制策略進(jìn)行研究并搭建控制策略[6]。

4 總結(jié)

本文講述了混合動力汽車控制策略，首先根據(jù)所研究的混聯(lián)式混合動力汽車進(jìn)行了混合動力汽車工作模式的選擇，及各個(gè)模式下的發(fā)動機(jī)、ISG電機(jī)、主驅(qū)動電機(jī)的開關(guān)狀態(tài)及開關(guān)條件，控制策略;其次進(jìn)行了混合動力汽車發(fā)動機(jī)、電機(jī)、主驅(qū)動電機(jī)的轉(zhuǎn)矩輸出進(jìn)行了分析，建立了動力部件轉(zhuǎn)矩輸出的控制策略。

參考文獻(xiàn)：

[1]郭海龍.基于行駛狀況識別的混聯(lián)式HEV多模式能量控制策略研究[D].廣東：華南理工大學(xué)機(jī)械電子工程學(xué)科博士學(xué)位論文，2013.

[2]彭金雷.純電動汽車整車控制策略研究[D].廣東：華南理工大學(xué)車輛工程學(xué)科碩士學(xué)位論文，2013.

[3]孫遠(yuǎn)濤，王亮，等.混聯(lián)式混合動力汽車動力系統(tǒng)參數(shù)匹配的研究[J].黑龍江工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2014，28（06）：21-28.

[4]周美蘭，張昊，等.混合動力電動汽車的動力系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì)與仿真[J].哈爾濱理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2011，16（04）：36-39.

[5]Tsutomu Tashiro. Power management of a hybrid electric vehicle during warm-up periodconsidering energy consumption of cabin heat components[J].IFAC-PapersOnLine.

[6]Zlatina Dimitrova，F(xiàn)ran?ois Marechal.Energy integration study on a hybrid electricvehicle energy system，using process integration techniques[J].AppliedThermalEngineering.

作者簡介：郭建宏（1989-），男，甘肅張掖人，碩士研究生，研究方向：汽車系統(tǒng)動力學(xué)。