混合動(dòng)力汽車動(dòng)力系統(tǒng)優(yōu)化策略研究

劉軒曉

摘要：隨著環(huán)境污染的加劇，汽車作為造成環(huán)境污染的一個(gè)重要因素，對(duì)其動(dòng)力系統(tǒng)進(jìn)行改造就成為一個(gè)重要的措施。環(huán)保和節(jié)能這是目前汽車發(fā)展的兩個(gè)重要方向，按照對(duì)環(huán)境的污染程度來看純電動(dòng)汽車是最為優(yōu)質(zhì)的汽車發(fā)展方向和方案，但是在技術(shù)還沒有完全攻克的當(dāng)下，混合動(dòng)力汽車就成為了最好的選擇。所謂的混合動(dòng)力汽車簡單來講就是企業(yè)的動(dòng)力系統(tǒng)有兩套，分別是電動(dòng)機(jī)和內(nèi)燃機(jī)，其不僅僅集中了兩者的優(yōu)點(diǎn)，而且還具有低排放的優(yōu)勢，相比于傳統(tǒng)汽車經(jīng)濟(jì)性也更高。但是因?yàn)榧夹g(shù)的不成熟，混合動(dòng)力汽車的動(dòng)力系統(tǒng)并不是很完美，本文就主要針對(duì)混合動(dòng)力汽車動(dòng)力系統(tǒng)優(yōu)化策略進(jìn)行探究，以供參考。

關(guān)鍵詞：混合動(dòng)力汽車;動(dòng)力系統(tǒng);優(yōu)化策略

引言

汽車是目前人類最主要的一種交通工具，而且隨著人類社會(huì)的發(fā)展，汽車的保有量還會(huì)不斷上升。但是汽車對(duì)于環(huán)境的污染是非常大的，其尾氣中含有大量的二氧化硫等物質(zhì)，在激烈到一定程度之后會(huì)形成酸雨，嚴(yán)重影響生態(tài)環(huán)境。所以在這個(gè)背景下各國政府都在大力的推動(dòng)無污染企業(yè)的研發(fā)，在這其中電動(dòng)汽車占據(jù)了很重要的地位。但是電動(dòng)汽車因?yàn)榕涮自O(shè)施不足，以及動(dòng)力不完善等原因，實(shí)用性并不是很強(qiáng)。因此這就出現(xiàn)了混合動(dòng)力汽車，這種汽車既有內(nèi)燃汽車的動(dòng)力，而且還有電動(dòng)汽車的環(huán)保性能，可以說是在電動(dòng)汽車完全成熟之前最好的一種交通工具。

一、混動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)現(xiàn)狀

混動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)主要可以分為三種類型，第一種類型是并聯(lián)型的混動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)，其主要的特點(diǎn)就是利用機(jī)械裝置會(huì)將電動(dòng)機(jī)以及內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行并聯(lián)，然后再具體應(yīng)用的過程中可以進(jìn)行分別驅(qū)動(dòng)和聯(lián)合驅(qū)動(dòng)[1]。第二種類型是串聯(lián)型的混動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)，這種類型的主要特點(diǎn)是發(fā)動(dòng)機(jī)的主要作用就是驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)工作，然后再由發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)動(dòng)力輸出，這種方式雖然提高了能量利用效率，但是尾氣排放量還是比較大，而且電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的汽車動(dòng)力并不是充足。第三種類型是混連式動(dòng)力系統(tǒng)，這種動(dòng)力系統(tǒng)的應(yīng)用并不是很廣泛，而且相關(guān)技術(shù)的實(shí)用性并不是很強(qiáng)。目前大多數(shù)混動(dòng)型汽車采用的是并聯(lián)式動(dòng)力系統(tǒng)，因?yàn)檫@個(gè)類型的汽車實(shí)用性較強(qiáng)，而且動(dòng)力也較足，同時(shí)也符合國家節(jié)能環(huán)保的要求。我國的混動(dòng)式汽車發(fā)展是比較晚的，自主品牌中比亞迪是比較有技術(shù)實(shí)力的，其使用的就是并聯(lián)型的混動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)。

二、優(yōu)化策略研究

（一）動(dòng)力系統(tǒng)控制方面

對(duì)于汽車來講動(dòng)力系統(tǒng)就是核心，如何做好動(dòng)力系統(tǒng)的控制優(yōu)化工作，這就成為了一個(gè)很值得研究的問題。尤其是對(duì)于混合動(dòng)力汽車來講，其本身具有兩套動(dòng)力裝置，那么在進(jìn)行控制的時(shí)候就需要對(duì)整個(gè)控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，在適應(yīng)內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力的情況下也要適應(yīng)電動(dòng)機(jī)動(dòng)力。這不僅僅是汽車運(yùn)行的要求，而且還是企業(yè)環(huán)保特點(diǎn)的需求。因?yàn)樵趦?nèi)燃機(jī)動(dòng)力下，混合動(dòng)力汽車和傳統(tǒng)汽車是沒有任何區(qū)別的，其尾氣排放量會(huì)比較多。而在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的狀態(tài)下，混合動(dòng)力汽車的應(yīng)用才具有很強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)適用性，符合國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。其實(shí)從本質(zhì)上，混合動(dòng)力汽車并不是完全實(shí)現(xiàn)了零排放，而是減少了排放。因此在進(jìn)行動(dòng)力系統(tǒng)優(yōu)化的過程中首先應(yīng)該對(duì)控制系統(tǒng)的最優(yōu)方案進(jìn)行探索，利用不斷的實(shí)踐找到電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)和內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下的平衡點(diǎn)，然后設(shè)定切換方案，此時(shí)混動(dòng)汽車的實(shí)用性會(huì)增強(qiáng)。其次，要加強(qiáng)混動(dòng)汽車的信息技術(shù)含量，利用各種電子技術(shù)以及信息技術(shù)強(qiáng)化動(dòng)力系統(tǒng)的控制，比如說對(duì)內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，然后在進(jìn)行動(dòng)力系統(tǒng)切換的過程中系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)地找到平衡點(diǎn)再進(jìn)行切換，雖然這個(gè)過程需要一定的反應(yīng)時(shí)間，但是完成切換之后的動(dòng)力系統(tǒng)運(yùn)行會(huì)十分的流暢，避免各種問題的出現(xiàn)。

（二）能量輸出方面

內(nèi)燃機(jī)的能量輸出主要依靠的是化石燃料燃燒做功，而電動(dòng)機(jī)的能量輸出主要依靠的電池組。目前汽車使用的電池組實(shí)用性雖然有了很大的提升，但是相比于傳統(tǒng)汽車的動(dòng)力輸出還是有很多的問題，比如說續(xù)航時(shí)間短并且電池組的壽命比較短，這也就造成了汽車的維護(hù)成本提高[2]。而且很多電池的能量輸出并不是很穩(wěn)定，尤其是對(duì)于混動(dòng)汽車來講，動(dòng)力系統(tǒng)在完成切換之后整個(gè)車需要一定的時(shí)間進(jìn)行反應(yīng)，此時(shí)電池的能量輸出就會(huì)出現(xiàn)問題，不但會(huì)影響汽車的正常行駛，而且還有可能造成混動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)不工作。所以保障穩(wěn)定的能量輸出是非常重要的，這就需要相關(guān)研究部門提高科研投入，對(duì)電池組的能量輸出進(jìn)行優(yōu)化，或者是直接發(fā)明一種具有穩(wěn)定能量輸出的電池，比如說石墨烯電池，其不僅僅具有很強(qiáng)的能源儲(chǔ)存能力，而且還具有穩(wěn)定的能量輸出，并且使用壽命也非常久。同時(shí)，還可以對(duì)能源的輸出方式進(jìn)行改變，傳統(tǒng)混動(dòng)汽車的能源輸出方式是集中輸出，這樣汽車的動(dòng)力會(huì)更加充足，但是這種方式的能量輸出穩(wěn)定性不能保障。所以可以進(jìn)行分散式輸出，然后在應(yīng)用的時(shí)候再進(jìn)行集中，這種方式可以有效的減低能源輸出不穩(wěn)定的情況。

三、結(jié)束語

總而言之，混合動(dòng)力汽車作為在一個(gè)汽車內(nèi)裝載有兩套動(dòng)力系統(tǒng)的交通工具，其實(shí)用性還是比較強(qiáng)的。但是在具體的運(yùn)行過程中，動(dòng)力系統(tǒng)還是存在一些問題，比如說動(dòng)力切換遲鈍等。要想解決這些問題，那么首先就需要加強(qiáng)科技投入，研發(fā)新型技術(shù)，促進(jìn)電動(dòng)機(jī)和內(nèi)燃機(jī)的結(jié)合。其次，還需要對(duì)電池組的能量輸出進(jìn)行優(yōu)化，這很好地保障電池組的能量輸出的穩(wěn)定性，進(jìn)而提高電動(dòng)機(jī)的工作效率。最后，還需要優(yōu)化傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，作為動(dòng)力系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，其不僅僅要適應(yīng)內(nèi)燃機(jī)環(huán)境下的動(dòng)力傳輸;而且還需要適應(yīng)電動(dòng)機(jī)情況下的動(dòng)力傳輸特點(diǎn)，進(jìn)而保障汽車平穩(wěn)安全運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]宋娟娟， 楊歆豪， 李則，等. 重載混合動(dòng)力汽車能量管理策略的優(yōu)化研究[J]. 電子科技， 2018， v.31;No. 345（06）：39-42.

[2]王喜明. 基于最優(yōu)化能量管理策略的混合動(dòng)力系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化[J]. 客車技術(shù)與研究， 2018， v.40;No.194（04）：14-16.

[3] 朱紅雨， 郝鵬， 劉國志， et al. 混合動(dòng)力系統(tǒng)效率研究及控制策略優(yōu)化[J]. 機(jī)械傳動(dòng)， 2020（8）.

作者單位：河南工學(xué)院