基于機電復(fù)合傳動系統(tǒng)的發(fā)動機控制策略研究

龔守福

摘 要：文章首先介紹了機電復(fù)合傳動系統(tǒng)及其存在的優(yōu)勢，再以機電復(fù)合傳動系統(tǒng)為背景，就其中發(fā)電機的控制策略加以探究?；诖?，旨在細化機電復(fù)合傳動系統(tǒng)中的控制策略，增強策略的可行性，為我國未來車輛行業(yè)幾點復(fù)合傳動系統(tǒng)下的發(fā)動機控制技術(shù)提供些許參考意見。

關(guān)鍵詞：機電復(fù)合傳動系統(tǒng)；發(fā)動機；控制策略

一、機電復(fù)合傳動系統(tǒng)概述

就目前車輛行業(yè)來說，按其用途分類可大致分為民用與軍用兩種。民用汽車多采用混合動力，往往是將電動與傳統(tǒng)燃油相結(jié)合使用；軍用汽車其動力方式較為復(fù)雜，但就發(fā)展趨勢來看，全電化是軍用汽車未來發(fā)展的必經(jīng)之路，而電傳動技術(shù)成為其發(fā)展道路上不可忽視的重點技術(shù)之一。

機電復(fù)合傳動（Electro-mechanical transmission，EMT）是一種混聯(lián)式混合動力，其動力來源主要是電力與機械，在系統(tǒng)整體運行時，利用二者所傳遞出的功率流進入發(fā)動機后進行運轉(zhuǎn)。如下圖所示，機電復(fù)合傳動系統(tǒng)主要由發(fā)動機、發(fā)電機、電動機等一系列組成元件構(gòu)成，各元件之間相輔相成息息相關(guān)。

二、基于機電復(fù)合傳動系統(tǒng)的發(fā)動機控制策略

1.機電復(fù)合傳動系統(tǒng)工作模式分類下的發(fā)動機控制

機電復(fù)合傳動系統(tǒng)應(yīng)用于車輛運行可實現(xiàn)經(jīng)濟性與效率性的有效提高，在實際運行過程中，其工作模式不唯一，主要有制動模式、倒車模式與發(fā)動機驅(qū)動并發(fā)電模式三種。

在這三種模式中，三者的工作狀態(tài)各不相同，在制動模式與倒車模式下，發(fā)電機與電動機軍部工作，而電動機的作用各不相同，分別起到發(fā)電作用與電動作用；在發(fā)動機驅(qū)動并發(fā)電模式中，發(fā)動機則是處于工作狀態(tài)，發(fā)電機用于發(fā)電，電動機處于非工作狀態(tài)。實際上，在各工作模式下，發(fā)動機控制與發(fā)電機的運作關(guān)系尤為緊密。就實際經(jīng)驗來看，無論是在何種模式下，發(fā)電機最易出現(xiàn)問題，其影響因素也較多，最常見的問題是發(fā)電機出現(xiàn)轉(zhuǎn)速穿越零點的不穩(wěn)定性，由此引起發(fā)動機運行出現(xiàn)不同程度的問題。因此，實現(xiàn)發(fā)動機控制的前提與關(guān)鍵在于穩(wěn)定發(fā)電機的運行。此外，由于機電復(fù)合傳動系統(tǒng)自身是一項兼具機械功率與電力功率串聯(lián)與并聯(lián)的系統(tǒng)，其自身同時具備轉(zhuǎn)柜耦合與轉(zhuǎn)速耦合兩種存在形式。因此，在就發(fā)動機轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)柜的確定時，不能僅僅考慮驅(qū)動需求轉(zhuǎn)柜。在實際運行過程中，車輛的運行不僅需要考慮其經(jīng)濟性，同時還需受到寬調(diào)速范圍的限制。有時，當(dāng)寬調(diào)速范圍與最優(yōu)經(jīng)濟轉(zhuǎn)速范圍出現(xiàn)矛盾時，為了滿足這一限制條件，往往采用調(diào)整車輛的發(fā)動機工作點的方式進行，即表示如此將會超出最優(yōu)經(jīng)濟轉(zhuǎn)速的范圍。

2.機電復(fù)合傳動系統(tǒng)下以能量管理為目標(biāo)的發(fā)動機控制

時下，全球能源緊張局勢加劇，各國在能源節(jié)約方面均表現(xiàn)出積極而強勢的態(tài)度。在車輛行業(yè)，能源管理也是一直以來指導(dǎo)其技術(shù)改革與創(chuàng)新的重要思想。將機電復(fù)合傳動系統(tǒng)引入車輛中，即是一項節(jié)約能源的舉措。在此系統(tǒng)下，想要實現(xiàn)以能量管理為目標(biāo)的發(fā)動機控制，需要實現(xiàn)系統(tǒng)化管理過程。一方面，在機電復(fù)合傳動系統(tǒng)運行下，明確能量管理策略期望值，即將燃油經(jīng)濟、效率性目標(biāo)量化。另一方面，制定針對性能量管理的控制策略，通常是以機電復(fù)合傳動系統(tǒng)的運行流程與步驟為基礎(chǔ)設(shè)計，那么發(fā)動機則成為這一控制策略的開端。在實際進行過程中，需要對發(fā)動機功率及其工作點加以重視與控制。

三、結(jié)語

機電復(fù)合傳動系統(tǒng)作為一項混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)，在動力傳輸?shù)母咝耘c可靠性方面具有顯著優(yōu)勢，進而可實現(xiàn)在保證車輛動力性能的基礎(chǔ)上實現(xiàn)資源利用的高效性與經(jīng)濟性，符合時代發(fā)展需求與要求。文章以機電復(fù)合傳動系統(tǒng)為背景，對其進行簡要論述，著重進行了在這一系統(tǒng)下的發(fā)動機控制策略，旨在為我國未來車輛中機電復(fù)合傳動系統(tǒng)的發(fā)動機控制提供些許參考。

參考文獻：

[1]鄭海亮.機電復(fù)合傳動系統(tǒng)實時功率分配優(yōu)化控制研究[D].北京：北京理工大學(xué)，2015.

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