董立凡

摘 要：汽車在人類生活中扮演的非常重要的角色，但是也帶來了負(fù)面的影響，比如說能源威脅、環(huán)境威脅等等?，F(xiàn)如今汽車的發(fā)展方向是新能源汽車，串聯(lián)式混合動(dòng)力汽車的發(fā)展越來越受到重視。本文對混合動(dòng)力技術(shù)在汽車中的應(yīng)用做了深入的研究，對車輛的動(dòng)力性能和經(jīng)濟(jì)性研究，得到最好的參數(shù)設(shè)計(jì)方案，以供參考。

關(guān)鍵詞：串聯(lián)式；混合動(dòng)力；參數(shù)

一、混合動(dòng)力汽車發(fā)展及現(xiàn)狀

（一）混合動(dòng)力汽車發(fā)展?；旌蟿?dòng)力汽車是和普通汽車一起出現(xiàn)的。最初的目的只是協(xié)助發(fā)動(dòng)機(jī)工作，不是為了省油節(jié)能。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)的制造越來越好，混合動(dòng)力汽車最初的作用慢慢就消失了，導(dǎo)致混合動(dòng)力汽車就慢慢的不太使用了。到了二十世紀(jì)九十年代人類逐步重視環(huán)保問題，開始思考如何減少汽車尾氣等污染，慢慢的開始對混合動(dòng)力汽車感興趣了，混合動(dòng)力汽車的各方面研究也慢慢開展了。

（二）國內(nèi)混合動(dòng)力汽車現(xiàn)狀。我國在汽車領(lǐng)域起步較晚，對混合動(dòng)力的研究更是晚于歐美發(fā)達(dá)國家，總體水平不及歐美等工業(yè)老牌國家。但是隨著我們國家的經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，在國家政策的大力支持下，我國可喜的出現(xiàn)了一批混合動(dòng)力企業(yè)，像大家所熟知的奇瑞、江淮、比亞迪等等都是做的比較好的汽車企業(yè)，這些企業(yè)也看重混合動(dòng)力汽車市場，開展推出了自己的混合動(dòng)力汽車。

二、動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和控制研究

（一）動(dòng)力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。物理學(xué)中我們知道有串聯(lián)、并聯(lián)、和混聯(lián)三種連接方式，本文選擇的是串聯(lián)系統(tǒng)來研究。串聯(lián)系統(tǒng)汽車的組成部分有發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)動(dòng)力。汽車能夠驅(qū)動(dòng)是牽引電動(dòng)機(jī)的作用，一般配置一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)或者兩個(gè)，以滿足汽車的動(dòng)力性能要求。

（二）控制策略。汽車企業(yè)針對消費(fèi)者的需求在設(shè)計(jì)過程中需要遵守幾個(gè)控制原則：1、內(nèi)燃機(jī)的安裝位置，內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩來決定內(nèi)燃機(jī)的最佳工作點(diǎn)；2、內(nèi)燃機(jī)的工作曲線，內(nèi)燃機(jī)最佳的工作點(diǎn)組成了內(nèi)燃機(jī)的最佳工作曲線；3、內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)態(tài)波動(dòng)，內(nèi)燃機(jī)的震動(dòng)帶來更多的油耗，注意需要調(diào)整內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)的轉(zhuǎn)速；4、內(nèi)燃機(jī)的最低轉(zhuǎn)速，低轉(zhuǎn)速就意味著汽油的使用效率低，設(shè)置最低轉(zhuǎn)速當(dāng)達(dá)到這個(gè)下限內(nèi)燃機(jī)關(guān)閉。為的就是避免這種情況等。

（三）混合動(dòng)力汽車的工作模式。串聯(lián)混合動(dòng)力汽車的動(dòng)力靠的是發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)兩個(gè)動(dòng)力源，依據(jù)駕駛路況和駕駛員的操作動(dòng)力源的能量分配是不同的，有多個(gè)運(yùn)行模式：混合牽引模式、單峰值電源牽引模式、單發(fā)動(dòng)機(jī)牽引模式等等，汽車在正常行駛過程中，需要發(fā)動(dòng)機(jī)保持效率高、排放較低的單一工況。

三、動(dòng)力系統(tǒng)部件選型及參數(shù)匹配

（一）混合動(dòng)力汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)選型。汽車電動(dòng)機(jī)比其他普通電動(dòng)機(jī)有更高的要求，主要要求有以下幾點(diǎn)：1、強(qiáng)大的電動(dòng)機(jī)過載能力，以滿足汽車啟動(dòng)加速上坡的動(dòng)力需求；2、強(qiáng)大的電動(dòng)機(jī)調(diào)節(jié)能力，為了適應(yīng)汽車行駛路況的變化，以便調(diào)節(jié)；3、高效的電動(dòng)機(jī)效率、優(yōu)良的逆向工作性能，以便進(jìn)一步提高續(xù)駛里程，提高使用壽命；4、優(yōu)秀的電動(dòng)機(jī)工作可靠性、較小的結(jié)構(gòu)尺寸要求，利于汽車的整車空間布置，減輕車身自重，減少油耗。

（二）動(dòng)力系統(tǒng)參數(shù)匹配。混合動(dòng)力汽車在采用串聯(lián)式時(shí)，它的動(dòng)力系統(tǒng)有一定的匹配原則，具體有：1、各個(gè)參數(shù)的選擇需要滿足動(dòng)力的要求，特別是加速時(shí)間是消費(fèi)者比較關(guān)心的；2、電池的電壓力和電力系統(tǒng)的電壓力等級和波動(dòng)范圍需要一致；3、最大充放電功率也要滿足電動(dòng)機(jī)的功率需求；4、還有滿足行駛過程中的能量消耗。

（三）驅(qū)動(dòng)電機(jī)參數(shù)匹配。電機(jī)的參數(shù)主要有以下幾點(diǎn)：1、額定轉(zhuǎn)速、2、最高轉(zhuǎn)速、3、額定功率、4、峰值功率、5、額定轉(zhuǎn)矩、6、最大轉(zhuǎn)矩。其中電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速和最高轉(zhuǎn)速匹配，電機(jī)最高轉(zhuǎn)速小于6000的屬于普通電機(jī)，大于6000的屬于高速電機(jī)。本文選擇的是轉(zhuǎn)速為6000r/min的高速電機(jī)。

四、建模與仿真

（一）計(jì)算機(jī)模擬仿真的概念。計(jì)算機(jī)模擬仿真技術(shù)是利用計(jì)算機(jī)科學(xué)和技術(shù)建立被仿真的系統(tǒng)模型。它具有高效、安全、受環(huán)境條件約束小、可改變時(shí)間尺寸等優(yōu)點(diǎn)，已成為分析、設(shè)計(jì)、運(yùn)行、評價(jià)、培訓(xùn)系統(tǒng)的重要工具。在汽車領(lǐng)域該技術(shù)也被廣泛應(yīng)用，幫助設(shè)計(jì)人員縮短開發(fā)周期、對新產(chǎn)品能進(jìn)行科學(xué)的評估檢測。

（二）驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)建模。對汽車進(jìn)行建模仿真的目的是：預(yù)測汽車在特點(diǎn)循環(huán)的工作狀況下的性能；評估所選設(shè)備的優(yōu)缺點(diǎn)；進(jìn)行一步優(yōu)化設(shè)計(jì)。需要建立的模型主要有：整車模型、電機(jī)模型等等。實(shí)際建模時(shí)，很多企業(yè)選擇的是advisor這款軟件，整車參數(shù)輸入后再進(jìn)行其他的一些參數(shù)輸入就算創(chuàng)建了這個(gè)仿真模型。

另外其他的模型的建立需要多種軟件配合完成，在本文就不詳細(xì)贅述了。

五、結(jié)束語

由于我國的混合動(dòng)力汽車技術(shù)不夠成熟，還需要在很多關(guān)鍵技術(shù)上攻堅(jiān)克難。所以要實(shí)現(xiàn)跨越式的發(fā)展不僅需要傳統(tǒng)汽車企業(yè)努力，還需要政府和科研單位的大力支持，克服關(guān)鍵技術(shù)上的難過，實(shí)現(xiàn)中國節(jié)能環(huán)保汽車的質(zhì)的飛躍。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙文章.增程式客車整車控制器與控制策略研究[D].哈爾濱：哈爾濱理工大學(xué)，2011.

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