混合動力汽車動力系統優化策略研究

劉軒曉

摘要：隨著環境污染的加劇，汽車作為造成環境污染的一個重要因素，對其動力系統進行改造就成為一個重要的措施。環保和節能這是目前汽車發展的兩個重要方向，按照對環境的污染程度來看純電動汽車是最為優質的汽車發展方向和方案，但是在技術還沒有完全攻克的當下，混合動力汽車就成為了最好的選擇。所謂的混合動力汽車簡單來講就是企業的動力系統有兩套，分別是電動機和內燃機，其不僅僅集中了兩者的優點，而且還具有低排放的優勢，相比于傳統汽車經濟性也更高。但是因為技術的不成熟，混合動力汽車的動力系統并不是很完美，本文就主要針對混合動力汽車動力系統優化策略進行探究，以供參考。

關鍵詞：混合動力汽車;動力系統;優化策略

引言

汽車是目前人類最主要的一種交通工具，而且隨著人類社會的發展，汽車的保有量還會不斷上升。但是汽車對于環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，在激烈到一定程度之后會形成酸雨，嚴重影響生態環境。所以在這個背景下各國政府都在大力的推動無污染企業的研發，在這其中電動汽車占據了很重要的地位。但是電動汽車因為配套設施不足，以及動力不完善等原因，實用性并不是很強。因此這就出現了混合動力汽車，這種汽車既有內燃汽車的動力，而且還有電動汽車的環保性能，可以說是在電動汽車完全成熟之前最好的一種交通工具。

一、混動汽車動力系統現狀

混動汽車動力系統主要可以分為三種類型，第一種類型是并聯型的混動汽車動力系統，其主要的特點就是利用機械裝置會將電動機以及內燃機進行并聯，然后再具體應用的過程中可以進行分別驅動和聯合驅動[1]。第二種類型是串聯型的混動汽車動力系統，這種類型的主要特點是發動機的主要作用就是驅動發電機工作，然后再由發電機驅動電動機實現動力輸出，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，而且電動機驅動的汽車動力并不是充足。第三種類型是混連式動力系統，這種動力系統的應用并不是很廣泛，而且相關技術的實用性并不是很強。目前大多數混動型汽車采用的是并聯式動力系統，因為這個類型的汽車實用性較強，而且動力也較足，同時也符合國家節能環保的要求。我國的混動式汽車發展是比較晚的，自主品牌中比亞迪是比較有技術實力的，其使用的就是并聯型的混動汽車動力系統。

二、優化策略研究

（一）動力系統控制方面

對于汽車來講動力系統就是核心，如何做好動力系統的控制優化工作，這就成為了一個很值得研究的問題。尤其是對于混合動力汽車來講，其本身具有兩套動力裝置，那么在進行控制的時候就需要對整個控制系統進行優化，在適應內燃機動力的情況下也要適應電動機動力。這不僅僅是汽車運行的要求，而且還是企業環保特點的需求。因為在內燃機動力下，混合動力汽車和傳統汽車是沒有任何區別的，其尾氣排放量會比較多。而在電動機驅動的狀態下，混合動力汽車的應用才具有很強的經濟適用性，符合國家相關標準的要求。其實從本質上，混合動力汽車并不是完全實現了零排放，而是減少了排放。因此在進行動力系統優化的過程中首先應該對控制系統的最優方案進行探索，利用不斷的實踐找到電動機驅動和內燃機驅動狀態下的平衡點，然后設定切換方案，此時混動汽車的實用性會增強。其次，要加強混動汽車的信息技術含量，利用各種電子技術以及信息技術強化動力系統的控制，比如說對內燃機和電動機的運行狀態進行監測，然后在進行動力系統切換的過程中系統會自動地找到平衡點再進行切換，雖然這個過程需要一定的反應時間，但是完成切換之后的動力系統運行會十分的流暢，避免各種問題的出現。

（二）能量輸出方面

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

三、結束語

總而言之，混合動力汽車作為在一個汽車內裝載有兩套動力系統的交通工具，其實用性還是比較強的。但是在具體的運行過程中，動力系統還是存在一些問題，比如說動力切換遲鈍等。要想解決這些問題，那么首先就需要加強科技投入，研發新型技術，促進電動機和內燃機的結合。其次，還需要對電池組的能量輸出進行優化，這很好地保障電池組的能量輸出的穩定性，進而提高電動機的工作效率。最后，還需要優化傳動機構，作為動力系統的一個重要組成部分，其不僅僅要適應內燃機環境下的動力傳輸;而且還需要適應電動機情況下的動力傳輸特點，進而保障汽車平穩安全運行。

參考文獻：

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

[2]王喜明. 基于最優化能量管理策略的混合動力系統參數優化[J]. 客車技術與研究， 2018， v.40;No.194（04）：14-16.

[3] 朱紅雨， 郝鵬， 劉國志， et al. 混合動力系統效率研究及控制策略優化[J]. 機械傳動， 2020（8）.

作者單位：河南工學院