車輛工程中混合動力技術(shù)的應(yīng)用

姜云斐 李蕓華 李晶

摘 要：隨著目前交通運輸行業(yè)的不斷快速發(fā)展，人們對于車輛的需求也越來越大，在這種情況下車輛工程得以快速發(fā)展，為更好進(jìn)行車輛生產(chǎn)，滿足人們的需求提供更好支持與保障。在當(dāng)前車輛工程中，為能夠使車車輛的性能及質(zhì)量得以有效提升，在實際生產(chǎn)中需要對相關(guān)的科學(xué)技術(shù)進(jìn)行有效應(yīng)用而混合動力技術(shù)就是比較理想的一種，有利于車輛整體品質(zhì)的提升，也就需要相關(guān)技術(shù)人員對該技術(shù)進(jìn)行科學(xué)合理的應(yīng)用，以實現(xiàn)更好生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：車輛工程;混合動力技術(shù);應(yīng)用

隨著目前人們生活水平的不斷提升，汽車在人們的日常生活中越來越普及，并且對于各種車輛的要求也越來越高，在這種情況下實現(xiàn)車輛工程的更合理建設(shè)也就十分必要。在就目前車輛工程發(fā)展的實際情況而言，十分重要的一點就是需要進(jìn)一步增強(qiáng)車輛的動力，而混合動力技術(shù)的應(yīng)用可使這一目標(biāo)有效實現(xiàn)因此，本文主要就針對車輛工程中混合動力技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行分析，從而使車輛工程的發(fā)展具有更好的技術(shù)支持。

1 車輛混合動力技術(shù)概述

1.1 混合動力技術(shù)概念

所謂混合動力技術(shù)所指的就是在車輛動力系統(tǒng)中對不同的兩種動力源進(jìn)行應(yīng)用，從而使車輛不但具備燃油汽車優(yōu)點，并且具備電動汽車優(yōu)點。就目前的汽車工程領(lǐng)域發(fā)展實際情況而言，混合動力技術(shù)已經(jīng)成為重點開發(fā)研究對象，就車輛工程長遠(yuǎn)發(fā)展角度而言，在實現(xiàn)混合動力技術(shù)合理應(yīng)用的基礎(chǔ)上，可使車輛節(jié)能減排更好實現(xiàn)，因而在促使車輛工程發(fā)展方面有著十分重要的價值及意義。對于應(yīng)用混合動力技術(shù)的車輛，可使內(nèi)燃機(jī)及電動機(jī)同時存在，這樣一來，車輛在實際運行過程中也就可以依據(jù)實際需求對適當(dāng)?shù)膭恿υ催M(jìn)行合理選擇，從而使車輛可以最理想狀態(tài)形行駛，可使汽車在運行中產(chǎn)生的能源消耗及尾氣污染都明顯減少，以保證車輛更好運行。

1.2 混合動力技術(shù)類型

就當(dāng)前車輛工程中混合動力技術(shù)的應(yīng)用實踐而言，混合動力技術(shù)類型主要包括兩種，即油電混合動力技術(shù)與液壓混合動力技術(shù)。其中，對于油電混合動力技術(shù)而言，其屬于新型的能源驅(qū)動技術(shù)，相比于傳統(tǒng)汽車動力技術(shù)，該技術(shù)所表現(xiàn)出的明顯優(yōu)點就是可以實現(xiàn)油電混合，將其共同作為汽車動力源，也就是在汽車原本內(nèi)燃機(jī)功能的基礎(chǔ)上融入電力驅(qū)動作為輔助動力系統(tǒng)，從而使車輛在實行動力調(diào)配方面更加靈活，并且可以實現(xiàn)十分理想的技能減排。在目前油電混合動力技術(shù)的實際應(yīng)用中，對于混合動力系統(tǒng)，其連接方式主要包括三種類型，即串聯(lián)連接、并聯(lián)連接與混連連接，其中混連連接方式效果最理想。

對于液壓混合動力系統(tǒng)，其主要包括兩個部分內(nèi)容，即液壓動力系統(tǒng)與發(fā)動機(jī)，除此之外還有一個比較重要的設(shè)備就是液壓蓄能器，該部件可以發(fā)揮出十分重要的作用，具備比較理想的可逆儲能功能。同時，該系統(tǒng)中的動力元件為液壓泵與液壓馬達(dá)。液壓混合動力系統(tǒng)相比于油電混合動力系統(tǒng)而言，其表現(xiàn)出的優(yōu)點就是具有更高的性價比，更具有經(jīng)濟(jì)性，實際應(yīng)用相對而更加廣泛。

1.3 混合動力車輛的優(yōu)缺點

就目前混合動力車輛的實際應(yīng)用而言，在所表現(xiàn)出的優(yōu)點主要包括以下三個方面。第一，相比于傳統(tǒng)燃油動力汽車而言，混合動力汽車可以使發(fā)動機(jī)保持更加穩(wěn)定良好的運行狀態(tài)，并且在實際運行中所產(chǎn)生的油耗比較低，能源消耗比較少，所產(chǎn)生的污染也比較少。第二，混合動力汽車不同普通純電動汽車，并不需要經(jīng)常充電，其主要就是利用混合動力系統(tǒng)自身優(yōu)勢，實現(xiàn)自我滿足。第三，混合動力車輛能夠進(jìn)行自由切換運行系統(tǒng)，可以依據(jù)實際需求及喜好選擇電動系統(tǒng)與燃油系統(tǒng)。但是，由于目前經(jīng)濟(jì)條件及技術(shù)條件方面的限制，混合動力汽車開發(fā)需要的成本仍舊比較高，相比于傳統(tǒng)汽車的售價也就較高，這也就影響混動汽車的普及。

2 混合動力技術(shù)在車輛工程中的應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1 混合動力技術(shù)在乘用車輛中的應(yīng)用

就目前車輛工程中混合動力技術(shù)的應(yīng)用實踐而言，最早就是在乘用車輛中進(jìn)行應(yīng)用，隨著混合動力技術(shù)越來越成熟，目前在客車及公交車中也有著廣泛的應(yīng)用。以公交車中的應(yīng)用為例，在公交車行駛過程中，由于需要反復(fù)進(jìn)行啟停、制動以及加減速等操作，導(dǎo)致車輛在行駛過程中動能嚴(yán)重浪費，所產(chǎn)生的油耗比較，同時還會導(dǎo)致汽車尾氣排放量比較大，影響城市環(huán)境。而在混合動力技術(shù)得以應(yīng)用的基礎(chǔ)上，對于處于低速行駛狀態(tài)的車輛，可以選擇純電力驅(qū)動模式，從而使油耗減少，并且可以使尾氣排放減少，還能夠保證汽車發(fā)動機(jī)的更平穩(wěn)運行。

2.2 混合動力技術(shù)在工程車輛中的應(yīng)用

對于工程車輛，其運行特點就是體積比較大，負(fù)載變化比較大，工作環(huán)境比較惡劣，作業(yè)周期也比較長，在減速制動中往往會有十分嚴(yán)重的能量浪費情況出現(xiàn)，還有可能會產(chǎn)生系統(tǒng)發(fā)熱情況，車輛有關(guān)元件壽命會縮短。而在混合動力技術(shù)得以應(yīng)用的基礎(chǔ)上，對于浪費掉的一些制動能量，可以實行回收利用，可使車輛的節(jié)能降耗性能有效降低。就目前的混合動力車輛實際應(yīng)用來看，主要動力類型就是油電混合與液壓混合，兩者工作原理雖然比較類型，但是性能差距比較大。其中，挖掘機(jī)中應(yīng)用比較多的為液壓混合動力，具有比較明顯的能源節(jié)約效果。

2.3 混合動力技術(shù)在軍用車輛中的應(yīng)用

就當(dāng)前車輛工程發(fā)展實際情況而言，混合動力技術(shù)雖然有著十分廣泛的應(yīng)用，然而大多數(shù)軍用車輛鞥就比較重視燃油，混合動力技術(shù)在軍用車輛中雖然未得到普及，但是仍有所應(yīng)用。在軍用車輛中，混合動力技術(shù)的應(yīng)用可以提供兩種動力源，在其中一種動力源受到破壞的情況下，還有另外一種動力源作為備用，以保證軍用車輛正常運行，有利于增強(qiáng)隨車士兵的生存能力。同時，軍車中混合動力技術(shù)的應(yīng)用還能夠?qū)崿F(xiàn)排溫排煙的有效降低，使車輛紅外特點及可見特點減少，在純電動模式下還能夠使車輛熱特點及噪聲明顯降低，這對于保證軍用車輛的安全性具有重要的價值及意義[1-2]。

2.4 混合動力技術(shù)在礦用車輛中的應(yīng)用

就目前礦用車輛的實際應(yīng)用而言，其主要就是在井下執(zhí)行運輸作業(yè)，因而工作環(huán)境相對比較復(fù)雜，并且比較惡劣。相比于普通車輛而言，這種礦用車輛在實際運行過程中所產(chǎn)生的油耗非常大，并且污染物的排放也比較嚴(yán)重，減少能源消耗及環(huán)境污染也就成為這種類型車輛運行中需要解決的重要問題。通過將混合動力技術(shù)應(yīng)用到礦用車輛中，可以通過能量的轉(zhuǎn)換實現(xiàn)能源消耗的有效降低，并且由于有些情況下可以利用電能作為驅(qū)動，也就可以使環(huán)境污染減少。

3 混合動力技術(shù)在車輛工程中應(yīng)用問題

3.1 混動系統(tǒng)參數(shù)控制難度比較大

在當(dāng)前的混動汽車中，其前驅(qū)裝置大部分都是使用高壓蓄能器，在對智能傳感器進(jìn)行合理利用的基礎(chǔ)上，對于車輛可以實現(xiàn)直接的智能操控，如控制脈沖信號頻率，保證車輛驅(qū)動系統(tǒng)的高效穩(wěn)定運行。在當(dāng)前的車輛混動系統(tǒng)中，由于包含動力輸入源及動目標(biāo)控制系統(tǒng)，故而制動能量回收、動力系統(tǒng)匹配及協(xié)同控制流程等都比較復(fù)雜，在研發(fā)的整個過程中，需要對不同條件下汽車相應(yīng)的燃油性能及動力性能特點進(jìn)行分析，且需要考慮汽車零部件壽命及成本等相關(guān)因素。另外，對于混動系統(tǒng)控制參數(shù)，其參數(shù)控制相對困難，所使用的動力耦合裝飾由于自身客觀因素影響，在生產(chǎn)階段無法實現(xiàn)有效應(yīng)用，因而在目前混動技術(shù)的應(yīng)用方面，改善混動系統(tǒng)控制性能屬于關(guān)鍵。

3.2 充電電池組性能不夠理想

對于油電混合動力系統(tǒng)汽車而言，在電池系統(tǒng)方面具有嚴(yán)格要求，在理想狀況下需要系統(tǒng)運行能夠滿意以下條件，儲存量理想，具有較高功率，具有較高充電效率及良好續(xù)航能力，且具有較強(qiáng)使用壽命。然而，目前很多混動汽車的電池成本都比較高，而且使用壽命也比較短，蓄電池水平比較差，存在的這些問題都會影響混合動力技術(shù)的應(yīng)用，需要進(jìn)一步改進(jìn)。

4 混合動力技術(shù)在車輛工程中的具體應(yīng)用

4.1 合理設(shè)計串并聯(lián)式車輛系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

依據(jù)混合動力車輛系統(tǒng)構(gòu)成，串并聯(lián)式車輛系統(tǒng)中的主要連接形式就是電動機(jī)與發(fā)電機(jī)之間相互連接，在形成這種結(jié)構(gòu)設(shè)計的情況下，對于汽車內(nèi)部系統(tǒng)中的有關(guān)元件可以得到比較理想的儲存模式，并且利用汽車內(nèi)部儲能元件，對于能力需求及發(fā)電機(jī)所供應(yīng)的相關(guān)能力可以實現(xiàn)整合分析，這樣一來也就可以使汽車具備一定的驅(qū)動力。另外，在汽車內(nèi)部發(fā)電機(jī)與汽車發(fā)電機(jī)實現(xiàn)相互連接的情況下，由于其屬于簡單機(jī)械聯(lián)動模式，在與汽車內(nèi)部電動機(jī)及儲能元件實現(xiàn)有效連接的基礎(chǔ)上，可使汽車內(nèi)部電器件連接的有關(guān)根本條件可以在一定程度上得以實現(xiàn)，也就可以實現(xiàn)更理想的能量利用。因此，對于這種串并聯(lián)式車輛系統(tǒng)而言，相比于單純串聯(lián)方式與單純并聯(lián)方式，在車輛運行過程中可以提供更加豐富充足的動力，實現(xiàn)汽車的更好運行。

4.2 合理確定車輛混動分配系數(shù)

在對車輛混動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實行設(shè)計過程中，需要對精濾器進(jìn)行合理應(yīng)用，從而對測量流量進(jìn)行更準(zhǔn)確把握，并且可以對相關(guān)數(shù)據(jù)分析工作實行同步優(yōu)化，在此基礎(chǔ)上將混動項目實際檢測目的確定。在對電控單元運行結(jié)果進(jìn)行研究方面，對于汽車內(nèi)部傳感器完善方案需要反復(fù)審核，不斷進(jìn)行優(yōu)化修正，以便對汽車內(nèi)部狀況可以更好進(jìn)行檢測了解。在這一過程中，比較關(guān)鍵的一點就是需要對車輛低壓部分實行詳細(xì)解析，將汽車實際運行中狀態(tài)作為切入點，在對狀態(tài)進(jìn)行合理分析的基礎(chǔ)上，通過過濾油品之后所得到的效果，對手油泵粗濾器改進(jìn)方案進(jìn)行科學(xué)合理地設(shè)計，從而使汽車的整體安全性及穩(wěn)定性可以得到更好保證，滿足汽車運行的需求。

4.3 合理控制裝卸機(jī)車參數(shù)

在液壓混合動力技術(shù)的實際應(yīng)用過程中，在對高壓儲能器進(jìn)行合理應(yīng)用的基礎(chǔ)上，可使汽車傳動裝飾驅(qū)動力實現(xiàn)有效提升，因而在裝載機(jī)車過程中需要對高壓儲能器參數(shù)實行科學(xué)合理控制，這也是比較關(guān)鍵的問題。在確保高壓儲能器參數(shù)控制水平實現(xiàn)有效提升的基礎(chǔ)上，才能夠使液壓混合動力系統(tǒng)的作用及功能實現(xiàn)充分發(fā)揮。另外，還需要注意的一點就是對于裝載機(jī)車參數(shù)控制，需要利用智能傳感器及電液比例合理調(diào)控，在此基礎(chǔ)上才能夠得到更精準(zhǔn)控制，在此基礎(chǔ)上可使機(jī)車內(nèi)部系統(tǒng)進(jìn)展流程得以簡化。為能夠使這一目標(biāo)實現(xiàn)，作為相關(guān)技術(shù)人員，對于汽車傳感器管控需要充分重視，并且需要利用智能控制系統(tǒng)中的相關(guān)控制手段，對脈沖信號離散信號頻率進(jìn)行合理調(diào)整，從而保證汽車始終都能夠具有比較理想的驅(qū)動力，實現(xiàn)汽車的更加合理運行。

4.4 動力耦合裝置的合理設(shè)計

就目前車輛工程中混合動力技術(shù)的實際應(yīng)用而言，動力耦合裝置的設(shè)置也是比較重要的一點，會直接影響車輛綜合性能。就目前混合動力車輛實踐而言對于動力耦合裝置，其形式主要包括三種，分別為轉(zhuǎn)矩結(jié)合形式、驅(qū)動力結(jié)合形式以及轉(zhuǎn)速結(jié)合形式。其中，對于轉(zhuǎn)矩結(jié)合方式，其能夠使車輛中傳動系統(tǒng)直接驅(qū)動車輛，且能夠帶動發(fā)電機(jī)，使電池蓄電。驅(qū)動結(jié)合形式的主要目的及作用就是使車輛驅(qū)動力實現(xiàn)有效提升，因而在實際設(shè)計中需要對面附著力進(jìn)行合理應(yīng)用。而對于動力耦合裝置而言，由于組成系統(tǒng)比較復(fù)雜，在系數(shù)控制方面的要求也就比較高。轉(zhuǎn)速結(jié)合形式是這三種中應(yīng)用最少的一種，其主要原因就是這種形式在實際運行過程中會受到自身因素的影響，從而對車輛的性能會產(chǎn)生一定的影響[3-4]。

5 結(jié)語

在當(dāng)前的車輛工程中，越來越多的現(xiàn)代化技術(shù)手段得以應(yīng)用，在提升車輛性能方面發(fā)揮著重要的價值及意義，而混合動力技術(shù)就是其中比較重要的一種。因此，在當(dāng)前的車輛工程中需要對這種混合動力技術(shù)進(jìn)行合理應(yīng)用，從而使車輛工程的發(fā)展具有更理想的技術(shù)支持，并且可以得到更滿意的成果。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡介：姜云斐（1986-），女，江西贛州人，碩士，講師，研究方向：車輛工程。