液壓混合動(dòng)力汽車自動(dòng)怠速系統(tǒng)控制策略

路 顏， 高攀科， 程光威， 李紅宇

(1.陜西鐵路工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院 城軌工程學(xué)院, 陜西 渭南 714099;2.三門峽速達(dá)交通節(jié)能科技股份有限公司 研發(fā)部, 河南 三門峽 472000)

引言

液壓混合動(dòng)力汽車作為混合動(dòng)力技術(shù)的一個(gè)重要分支，具有良好的經(jīng)濟(jì)性和排放性，已經(jīng)受到越來越多國(guó)家和汽車研究機(jī)構(gòu)的重視[1]。該類型汽車采用液壓蓄能器作為輔助動(dòng)力源，工作過程中蓄能器本身具有可回收制動(dòng)能量、工作可靠、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，故液壓混合動(dòng)力汽車作為新能源汽車之一有很大的發(fā)展空間，目前該類型汽車主要用于中小型城際巴士及軍用車輛等。巴士在城際間往返過程中自動(dòng)怠速時(shí)間大概占總運(yùn)行時(shí)間的30%[2]，而液壓混合動(dòng)力汽車在自動(dòng)怠速階段出工不出力，即發(fā)動(dòng)機(jī)依然在運(yùn)轉(zhuǎn)而車速逐漸減小，這樣勢(shì)必會(huì)造成能量的損耗，故減小發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)怠速時(shí)的輸出功率以實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗受到越來越多學(xué)者的關(guān)切。李順等[3]設(shè)計(jì)了一種基于發(fā)動(dòng)機(jī)功率匹配的自動(dòng)怠速控制模式，但發(fā)動(dòng)機(jī)高低速切換時(shí)間過長(zhǎng)。王聰聰?shù)萚4]采用調(diào)整油門開度來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)減速調(diào)節(jié)控制，減少了10%左右的能量損耗。由于發(fā)動(dòng)機(jī)的響應(yīng)速度慢，無法快速實(shí)現(xiàn)高低速的切換，故影響自動(dòng)怠速系統(tǒng)進(jìn)一步節(jié)能減耗[5-6]。本研究針對(duì)串聯(lián)式液壓混合動(dòng)力汽車，提出采用電液泵結(jié)合蓄能器的自動(dòng)怠速系統(tǒng)替代傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)-泵組自動(dòng)怠速系統(tǒng)，通過建立分段控制策略，充分利用蓄能器作為應(yīng)急能源可在短時(shí)提供動(dòng)力的特點(diǎn)，并結(jié)合所搭建試驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行節(jié)能試驗(yàn)研究，結(jié)果表明：該自動(dòng)怠速系統(tǒng)在分段控制策略下，比傳統(tǒng)自動(dòng)怠速系統(tǒng)的效率提高了5%左右。

1 串聯(lián)式液壓混合動(dòng)力汽車結(jié)構(gòu)與原理

如圖1所示為串聯(lián)式液壓混合動(dòng)力汽車的結(jié)構(gòu)原理圖，由圖1可以看出，串聯(lián)式液壓混合動(dòng)力汽車由發(fā)動(dòng)機(jī)、油泵、高壓蓄能器、 雙向變量泵/馬達(dá)(P/M)及儲(chǔ)油箱等組成。發(fā)動(dòng)機(jī)直接與油泵相連接， 通過管路連接到P/M， 使發(fā)動(dòng)機(jī)與車輛負(fù)載相分離， 提高了發(fā)動(dòng)機(jī)工作效率。具體工作原理為：正常行駛過程中P/M 工作于馬達(dá)模式，由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)油泵，通過將泵出的液壓能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能驅(qū)動(dòng)汽車行駛或加速，必要時(shí)可由蓄能器與油泵同時(shí)供油，以備爬坡或進(jìn)一步加速使用；當(dāng)汽車制動(dòng)時(shí)，P/M 工作于油泵模式，將油液由儲(chǔ)油箱泵出到蓄能器進(jìn)行儲(chǔ)存，實(shí)現(xiàn)機(jī)械能轉(zhuǎn)化為液壓能的過程；當(dāng)汽車怠速時(shí)，由發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)油泵獨(dú)立驅(qū)動(dòng)汽車降速行駛。

圖1 串聯(lián)式液壓混合動(dòng)力汽車結(jié)構(gòu)原理圖

2 電液泵的結(jié)構(gòu)與原理

本研究介紹一種軸向柱塞式電液泵，其電動(dòng)機(jī)與液壓泵共軸、共殼體，結(jié)構(gòu)更加緊湊，與傳統(tǒng)的利用聯(lián)軸器將電動(dòng)機(jī)與液壓泵相連接的泵組相比，具有更低的機(jī)械磨損及更高的總效率，該電液泵的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖2所示。

圖2 電液泵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

該泵的工作原理類似于一般的斜盤式柱塞泵，也是由配流盤組件、滑靴組件及柱塞組件等組成。不同的是將泵軸與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子進(jìn)行了高度融合，電動(dòng)機(jī)原理類似于永磁同步電機(jī)原理，工作過程中通過接線座為定子繞組供電，進(jìn)而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割轉(zhuǎn)子繞組，當(dāng)轉(zhuǎn)子繞組在電磁感應(yīng)原理下產(chǎn)生感應(yīng)電流時(shí)，轉(zhuǎn)子在電磁轉(zhuǎn)矩作用下運(yùn)轉(zhuǎn)起來，同時(shí)轉(zhuǎn)子內(nèi)的柱塞亦會(huì)隨著轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)而做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)泵的吸排油過程。內(nèi)泄漏的油液則會(huì)積聚在殼體內(nèi)，通過回油口流回油箱并帶走大量的熱，以降低油溫，保障電液泵正常運(yùn)行。

3 能量轉(zhuǎn)化效率分析

為了準(zhǔn)確得到電液泵的能量轉(zhuǎn)化效率，并與傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)-泵組在油隙損耗、容積效率、機(jī)械效率、電磁效率、總效率等方面進(jìn)行對(duì)比，特選擇相關(guān)主要計(jì)算參數(shù)如表1所示。

表1 相關(guān)主要計(jì)算參數(shù)列表

3.1 油隙損耗

電液泵輸入總功率為：

P0=QTp1+Pm+Pe

(1)

式中,QT—— 理論流量

p1—— 負(fù)載壓力

Pm[7]—— 機(jī)械損耗功率

Pe[8]—— 電磁損耗功率

機(jī)械損耗Pm為：

Pm=Pc+Pv+Pb

(2)

式中，Pc—— 庫(kù)侖摩擦損耗功率

Pv—— 黏性摩擦損耗功率

Pb—— 滾動(dòng)摩擦損耗功率

庫(kù)侖摩擦損耗功率Pc[9]為：

(3)

式中，R1，R2—— 配流盤內(nèi)封油帶內(nèi)外半徑

R3，R4—— 配流盤外封油帶內(nèi)外半徑

Rc—— 配流盤凹槽分布圓半徑

μc1—— 庫(kù)侖摩擦因數(shù)

ω—— 轉(zhuǎn)子角速度

p0—— 電液泵入口壓力

黏性摩擦損耗功率Pv[10]為：

(4)

式中，Rr—— 轉(zhuǎn)子半徑

L—— 轉(zhuǎn)子長(zhǎng)度

δg—— 定轉(zhuǎn)子間的油隙厚度

μ—— 油液動(dòng)力黏度

油液黏度μ[11]為：

μ=μ0exp[αp1-λ(th-t0)]

(5)

式中，μ0—— 油液在t0時(shí)的動(dòng)力黏度

α—— 油液的黏壓系數(shù)

λ—— 油液的黏溫系數(shù)

th—— 油液溫度

t0—— 常溫(25 ℃)

滾動(dòng)摩擦損耗功率Pb[12]為：

(6)

式中，μb—— 滾柱軸承摩擦因數(shù)

db—— 軸承內(nèi)徑

電液泵輸入總功率中的電磁損耗功率Pe為：

Pe=PFe+PCu+Ps

(7)

式中，PFe—— 鐵芯損耗功率

PCu—— 線圈銅損耗功率

Ps—— 雜散損耗功率

其中鐵芯損耗功率PFe[13]為：

(8)

式中，P10/50—— 電樞損耗功率

f—— 轉(zhuǎn)子繞組磁場(chǎng)頻率，f=nx/60

n—— 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速

x—— 磁極對(duì)數(shù)

Kt，Kj—— 工藝系數(shù)

Gt1，Gj1—— 轉(zhuǎn)子齒、轉(zhuǎn)子軛的質(zhì)量

Btld，Bjld—— 定子齒、定子軛的磁通密度

定子線圈銅損耗功率PCu[14]為：

PCu=mI2R

(9)

式中，m—— 電動(dòng)機(jī)相數(shù)

I—— 電動(dòng)機(jī)相電流

R—— 線圈電阻

雜散損耗功率Ps為：

(10)

式中，IN—— 額定相電流

PN—— 額定功率

油隙損耗Lg為油隙黏性阻尼功率Pv在輸入總功率P0中的比重，故有：

(11)

如圖3、圖4所示為油液溫度在48 ℃時(shí)，分別在等壓力、等轉(zhuǎn)速條件下，定子與轉(zhuǎn)子間的油隙損耗變化情況。

圖3 油隙損耗nL與轉(zhuǎn)速關(guān)系曲線圖

圖4 油隙損耗nL與負(fù)載壓力關(guān)系曲線圖

由圖3和圖4所示曲線可以看出，電液泵的油隙損耗與轉(zhuǎn)速成正相關(guān)關(guān)系。而油液壓力增大，油隙損耗則減小，當(dāng)油溫為48 ℃，壓力為30 MPa，轉(zhuǎn)速為4000 r/min時(shí)，電液泵的油隙損耗為1.81%。

如圖5所示為等壓力、等轉(zhuǎn)速條件下，油隙損耗隨溫度的變化關(guān)系曲線。

圖5 油隙損耗nL與溫度關(guān)系曲線圖

油隙損耗是油液黏性損耗的一種反映，隨著油溫的升高，油液黏性減小，故由圖5可以看出，油隙損耗與溫度是反相關(guān)關(guān)系。由式(4)可看出，增大定轉(zhuǎn)子之間的厚度可減小油隙損耗，但需考慮厚度增大對(duì)電磁驅(qū)動(dòng)能力的影響。

3.2 效率分析

電液泵容積效率為：

(12)

式中，Qv為流量損失。

機(jī)械效率為：

(13)

電磁效率為：

(14)

電液泵總效率為：

(15)

如圖6所示為電液泵在溫度48 ℃、壓力30 MPa條件下各效率隨轉(zhuǎn)速變化的關(guān)系曲線。

圖6 效率與轉(zhuǎn)速關(guān)系曲線圖

由圖6可以看出，電磁效率、容積效率隨著轉(zhuǎn)速的增大逐漸增大，而轉(zhuǎn)速增大的同時(shí)勢(shì)必會(huì)增大機(jī)械損耗，故機(jī)械效率呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，總效率在變化過程中先升后降，存在極大值點(diǎn)，當(dāng)超過此極大值點(diǎn)后，總效率主要受機(jī)械效率的影響，會(huì)隨著機(jī)械損耗的增大而直線下降。

如圖7所示為電液泵在溫度48 ℃，轉(zhuǎn)速4000 r/min條件下各個(gè)效率隨壓力變化的關(guān)系曲線。

由圖7可以看出，電磁效率、機(jī)械效率隨著壓力的增大逐漸增大，而壓力增大的同時(shí)勢(shì)必會(huì)增大泵的容積損失，故容積效率呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，總效率在變化過程中先升后降，存在極大值點(diǎn)，當(dāng)超過此極大值點(diǎn)后，總效率主要受容積效率的影響，會(huì)隨著容積損失的增大而直線下降。

圖7 效率與壓力關(guān)系曲線圖

如圖8所示為電液泵在轉(zhuǎn)速4000 r/min、壓力30 MPa 條件下各效率隨溫度變化的關(guān)系曲線。

圖8 效率與溫度關(guān)系曲線圖

由圖8可以看出，溫度對(duì)電磁效率幾乎沒有影響，而隨著溫度升高，油液黏性下降，勢(shì)必會(huì)增大泵的容積損失，但定轉(zhuǎn)子間的機(jī)械損耗會(huì)減小，故泵的容積效率逐漸減小而機(jī)械效率逐漸增大，總效率在變化過程中存在極大值點(diǎn)，當(dāng)超過此極大值點(diǎn)后，總效率主要受容積效率的影響，會(huì)隨著容積損失的增大而直線下降。經(jīng)計(jì)算可知，油液溫度在65 ℃時(shí)泵的總效率達(dá)到極大值的82.5%。

通過計(jì)算得到，電液泵在油溫48 ℃、轉(zhuǎn)速4000 r/min、壓力30 MPa時(shí)的電磁效率為97.8%，機(jī)械效率為89.9%，容積效率為92.5%，總效率為81.5%。

3.3 對(duì)比分析

通過以上分析可知，電液泵的油隙損耗占輸入總功率的1.81%，相同條件下發(fā)動(dòng)機(jī)-泵組油隙損耗占輸入總功率的1.62%，故同等條件下電液泵油隙損耗較大。但電液泵的高度融合結(jié)構(gòu)規(guī)避了發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇散熱損耗及發(fā)動(dòng)機(jī)與聯(lián)軸器之間的摩擦損耗，這兩部分損耗在發(fā)動(dòng)機(jī)-泵組的輸入總功率中可占到6%～11%，完全大于電液泵流道結(jié)構(gòu)和液壓油流動(dòng)狀態(tài)等造成的散熱損耗、機(jī)械損耗及電液泵本身的油隙損耗之和。軸向柱塞式電液泵在溫度48 ℃、轉(zhuǎn)速4000 r/min、壓力30 MPa時(shí)的總效率為81.5%，與之對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)-泵組的總效率約在71%～76%之間[15-16]，相關(guān)對(duì)比曲線如圖9～圖12所示。綜上所述，電液泵的能量轉(zhuǎn)化效率明顯優(yōu)于發(fā)動(dòng)機(jī)-泵組。

圖9 不同轉(zhuǎn)速下油隙損耗nL曲線(30 MPa)

圖10 不同壓力下油隙損耗nL曲線(4000 r/min)

圖11 不同轉(zhuǎn)速下總效率曲線(30 MPa)

圖12 不同壓力下總效率曲線(4000 r/min)

4 自動(dòng)怠速系統(tǒng)工作原理

自動(dòng)怠速液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖如圖13所示，傳統(tǒng)自動(dòng)怠速系統(tǒng)是依靠發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)高低速的切換，本研究所述自動(dòng)怠速系統(tǒng)采用變頻器控制電液泵，利用電液泵本身低損耗、高效率的工作特性及泵出口處電磁換向閥、蓄能器、壓力傳感器的相互作用實(shí)現(xiàn)自動(dòng)怠速。具體工作過程為：電磁換向閥與蓄能器相連接，壓力傳感器用來檢測(cè)外部負(fù)載壓力，自動(dòng)怠速時(shí)，對(duì)蓄能器充壓以適應(yīng)外部負(fù)載壓力的變化，此時(shí)電液泵的轉(zhuǎn)速可降為整機(jī)能耗的最低點(diǎn)，從而在自動(dòng)怠速過程中實(shí)現(xiàn)節(jié)能減耗；取消自動(dòng)怠速過程中，當(dāng)電液泵轉(zhuǎn)速不足時(shí)，亦可利用蓄能器建立起適應(yīng)外部負(fù)載變化的壓力。

圖13 自動(dòng)怠速液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖

5 系統(tǒng)分段控制策略研究

自動(dòng)怠速系統(tǒng)控制策略的關(guān)鍵點(diǎn)是電液泵轉(zhuǎn)速的高低切換，對(duì)于減速過程，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減耗是控制策略的核心，而自動(dòng)怠速系統(tǒng)轉(zhuǎn)速的高低是影響能耗的主要因素。對(duì)于增速過程，實(shí)現(xiàn)快速、平穩(wěn)的由怠速過渡到正常運(yùn)行是控制策略的核心。故可設(shè)系統(tǒng)一級(jí)怠速轉(zhuǎn)速為750 r/min，二級(jí)怠速轉(zhuǎn)速為450 r/min，設(shè)計(jì)系統(tǒng)分段控制策略流程圖如圖14所示。

圖14 系統(tǒng)分段控制策略流程圖

流程圖中先導(dǎo)控制信號(hào)Δpc為先導(dǎo)控制器兩端的壓力差，即Δpc=pi1-pi2，其中pi1為先導(dǎo)控制器一端壓力，pi2為另一端壓力。

5.1 一級(jí)自動(dòng)怠速控制策略

系統(tǒng)一級(jí)自動(dòng)怠速采用負(fù)載最大適應(yīng)性控制，即利用電液泵和蓄能器共同適應(yīng)外部負(fù)載的壓力變化，利用壓力傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)蓄能器出口端壓力pi3及執(zhí)行器兩端的最大壓力pL=max {pi4,pi5}，其中pi4，pi5分別為執(zhí)行器兩端的壓力，依據(jù)蓄能器設(shè)置的壓力判斷閾值Δpa進(jìn)行最大負(fù)載適應(yīng)性控制，具體控制過程如下：

當(dāng)|Δpc|<Δpa且t≥Tc1時(shí)，控制器通過變頻器調(diào)節(jié)電液泵的目標(biāo)轉(zhuǎn)速nt為750 r/min，其中t為自動(dòng)怠速時(shí)間，Tc1為一級(jí)自動(dòng)怠速設(shè)定時(shí)間；

若(pi3-pL)>Δpa，則只須蓄能器出口端壓力與外部負(fù)載壓力相適應(yīng)即可，多余壓力油可供其他回路使用，系統(tǒng)進(jìn)入二級(jí)自動(dòng)怠速判斷環(huán)節(jié)；

若(pi3-pL)<-Δpa，則電磁換向閥1接通，電磁換向閥2關(guān)閉，電液泵為蓄能器充液，使蓄能器出口端壓力與外負(fù)載最大壓力相適應(yīng)，此時(shí)電磁換向閥1關(guān)閉，電磁換向閥2接通，使電液泵通過多路換向閥的中位機(jī)能卸荷，系統(tǒng)進(jìn)入二級(jí)自動(dòng)怠速判斷環(huán)節(jié)；

若-Δpa≤pi3-pL≤Δpa，則蓄能器出口端壓力與外負(fù)載最大壓力相適應(yīng)，系統(tǒng)進(jìn)入二級(jí)自動(dòng)怠速判斷環(huán)節(jié)。

電磁換向閥的通斷信號(hào)控制策略如下：

當(dāng)(pi3-pL)<-Δpa時(shí)，C1=C2=1；

當(dāng)(pi3-pL)≥-Δpa時(shí)，C1=C2=0。

5.2 二級(jí)自動(dòng)怠速控制策略

二級(jí)怠速過程中無需滿足蓄能器出口端壓力與外負(fù)載最大壓力相匹配的要求，電液泵的轉(zhuǎn)速直接降為整機(jī)能耗的最低點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減耗。當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)入一級(jí)自動(dòng)怠速環(huán)節(jié)，若自動(dòng)怠速時(shí)間t大于二級(jí)自動(dòng)怠速設(shè)定時(shí)間Tc2，即當(dāng)|Δpc|<Δpa且(t-Tc1)≥Tc2時(shí)，系統(tǒng)直接進(jìn)入二級(jí)自動(dòng)怠速環(huán)節(jié)，控制器通過變頻器調(diào)節(jié)電液泵的目標(biāo)轉(zhuǎn)速nt為450 r/min。

5.3 取消自動(dòng)怠速控制策略

若|Δpc|≥Δpa，則系統(tǒng)進(jìn)入正常工作環(huán)節(jié)，此時(shí)由電液泵與蓄能器共同匹配外負(fù)載的壓力變化，即由電液泵和蓄能器同時(shí)為執(zhí)行器供油，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器動(dòng)作。

由于蓄能器具有吸收壓力緩沖，減小流量脈動(dòng)的作用，故電液泵供油管道的壓力緩沖及流量脈動(dòng)可以忽略不計(jì)。此時(shí)執(zhí)行器所需流量與電液泵和蓄能器所供流量相匹配，滿足如下關(guān)系式：

Qz=Qp+Qa

(16)

式中,Qz—— 執(zhí)行器工作腔所需流量

Qp—— 電液泵輸出流量

Qa—— 蓄能器輸出流量

6 試驗(yàn)研究

為了研究并驗(yàn)證自動(dòng)怠速系統(tǒng)的節(jié)能特性，搭建自動(dòng)怠速系統(tǒng)試驗(yàn)平臺(tái)如圖15所示。

圖15 自動(dòng)怠速系統(tǒng)試驗(yàn)平臺(tái)

6.1 分段控制策略試驗(yàn)

如圖16所示為分段控制策略試驗(yàn)分布圖。可以看出，自動(dòng)怠速系統(tǒng)分為一級(jí)自動(dòng)怠速、二級(jí)自動(dòng)怠速和取消自動(dòng)怠速3個(gè)階段。工作過程中系統(tǒng)不僅由先導(dǎo)控制器與計(jì)時(shí)器控制，而且還須由壓力傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)蓄能器出口端及執(zhí)行器兩端的油液壓力，依據(jù)分段控制策略最終決定系統(tǒng)的工作模式。若整機(jī)控制器給先導(dǎo)控制器一個(gè)較小的壓力信號(hào)，則電液泵開始運(yùn)轉(zhuǎn)，并在900 r/min轉(zhuǎn)速下工作，當(dāng)?shù)?秒時(shí)，取消整機(jī)控制器壓力信號(hào)，此時(shí)執(zhí)行器停止工作，系統(tǒng)進(jìn)入自動(dòng)怠速環(huán)節(jié)；當(dāng)在第18秒，即Δt=9 s時(shí)，整機(jī)控制器發(fā)出信號(hào)將電液泵轉(zhuǎn)速降為750 r/min 左右，系統(tǒng)進(jìn)入一級(jí)自動(dòng)怠速環(huán)節(jié)；當(dāng)執(zhí)行器繼續(xù)停止工作30 s，即系統(tǒng)繼續(xù)自動(dòng)怠速30 s，則整機(jī)控制器將電液泵轉(zhuǎn)速降為450 r/min，進(jìn)一步節(jié)能減耗，此時(shí)系統(tǒng)進(jìn)入二級(jí)自動(dòng)怠速環(huán)節(jié)；當(dāng)在第54秒，即Δt=45 s時(shí)，整機(jī)控制器給先導(dǎo)控制器一個(gè)較大的壓力信號(hào)，則系統(tǒng)取消自動(dòng)怠速，電液泵恢復(fù)至目標(biāo)轉(zhuǎn)速。

圖16 分段控制策略試驗(yàn)分布圖

6.2 系統(tǒng)節(jié)能試驗(yàn)

針對(duì)一級(jí)自動(dòng)怠速到二級(jí)自動(dòng)怠速區(qū)間段，即t為9～45 s時(shí)間段，對(duì)系統(tǒng)無自動(dòng)怠速、發(fā)動(dòng)機(jī)-泵組自動(dòng)怠速及電液泵結(jié)合蓄能器自動(dòng)怠速進(jìn)行節(jié)能試驗(yàn)研究，油泵消耗能量曲線如圖17、圖18所示。

圖17 油泵消耗能量曲線圖

圖18 油泵45 s后消耗能量曲線圖

由圖17可以看出，無自動(dòng)怠速系統(tǒng)消耗能量約為40.186 kJ，發(fā)動(dòng)機(jī)-泵組自動(dòng)怠速系統(tǒng)消耗能量約為25.292 kJ，電液泵結(jié)合蓄能器自動(dòng)怠速系統(tǒng)消耗能量約為23.281 kJ，兩種自動(dòng)怠速系統(tǒng)相較于無自動(dòng)怠速系統(tǒng)節(jié)能效率分別提高了37.1%和42.1%。圖18則可以看出電液泵結(jié)合蓄能器自動(dòng)怠速系統(tǒng)與發(fā)動(dòng)機(jī)-泵組自動(dòng)怠速系統(tǒng)在第45秒時(shí)消耗能量非常接近，但可看出隨著時(shí)間推移電液泵結(jié)合蓄能器自動(dòng)怠速系統(tǒng)具有更高的節(jié)能效率。

7 結(jié)論

針對(duì)串聯(lián)式液壓混合動(dòng)力汽車自動(dòng)怠速時(shí)的節(jié)能減耗問題，提出一種采用電液泵結(jié)合蓄能器的自動(dòng)怠速系統(tǒng)替代傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)-泵組自動(dòng)怠速系統(tǒng)，通過分析計(jì)算電液泵在油溫48 ℃、轉(zhuǎn)速4000 r/min、壓力30 MPa 時(shí)的油隙損耗和總效率，計(jì)算結(jié)果證明該泵比傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)-泵組有更低的機(jī)械損耗和更高的總效率。利用建立的分段控制策略及蓄能器作為應(yīng)急能源可在短時(shí)提供動(dòng)力的特點(diǎn)，結(jié)合所搭建試驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行了節(jié)能試驗(yàn)研究，結(jié)果表明：采用電液泵結(jié)合蓄能器的自動(dòng)怠速系統(tǒng)，在分段控制策略下，比發(fā)動(dòng)機(jī)-泵組自動(dòng)怠速系統(tǒng)的效率提高了5%左右。