混合动力电动汽车结构与控制策略

摘 要：随着世界汽车工业的快速发展，对能源和资源都产生了较大的消耗，因此各国政府纷纷开展了关于节能型汽车技术的研究，混合动力电动汽车成为了新时期汽车节能产业发展的新方向。混合动力电动汽车市场的形成，为现代汽车产业的发展指明了方向，同时也极大的提高了汽车产业的环境效益，有利于促进环保战略的可持续发展。文章主要针对几种不同类型混合动力电动汽车的结构与控制策略进行简单的分析。

关键词：汽车产业；混合动力电动汽车；汽车结构；控制策略

电动汽车是近些年来兴起的一种新型汽车构造，其使用的过程中可以实现零排放、零污染，而且可以利用煤炭、水等资源代替传统的石油资源作为燃料，因此可以在节约燃油成本的同时，减少对环境产生的污染。随着电动汽车技术的不断发展，产生了混合动力电动汽车，这种新型汽车的开发热点在于电力驱动系统和辅助动力单元结构的应用，形成了不同的结构的布置形式，降低了电动汽车的生产成本，延长使用寿命。

1 混合动力电动汽车结构类型

1.1 串联式动力系统

串联式混合动力电动汽车是由发动机、发电机、驱动电机三个主要的构件组成，发电机的作用是用来发电，将电能提供给电动机，由电动机驱动汽车行驶。除了提供汽车驱动的电能以外，其他的电能也可以为电池蓄电，延长电能的供给时间，为汽车的驱动提供电能支持。另外，也可以单独使用电池作为驱动力，这种驱动状态可以实现汽车的零排放和零污染。

1.2 并联式动力系统

并联式混合动力电动汽车的结构，主要包括发动机、电动/发电机两个构件，可以单独运作，也可以协调合作，因此并联式混合动力电动汽车的结构形式较为多样，可以满足不同的运行需求。在需要的情况下，两种动力系统产生的公路可以实现叠加，这时发动机的功率就会增强，可以增强混合动力电动汽车自身的驱动力，降低驱动成本。这种并联式动力系统的运作方式，与内燃机汽车的运作原理存在很大相似之处，但是其在动力驱动的行程方面比串联式动力系统的支撑时间更长，效率也更高。另外，并联式混合动力电动汽车可以依靠两套动力系统实现长效工作机制，可以根据汽车行驶的环境、路况等差异随时调整动力系统的运行状态，减少汽车磨损，有利于延长汽车使用寿命。

1.3 混联式动力系统

混联式动力系统的应用是混合动力电动汽车结构的最优化设计，也是几种汽车结构中作为复杂的结构。在汽车启动和低速运转时发动机是处于关闭状态的，而这时系统启动的能量来源于电池中的电能；当发动机处在匀速运行状态时，根据电池对电能的供给程度，随时由发电机承担起发电和输送电能的责任，保证结构的持续运行；制动时由发电机和发动机共同承担制动能量的回收责任，并且开启电池充电功能。

1.4 电动轮式动力系统

上述三种动力系统都是运用动力传送的基本原理，新型的电动轮式动力系统则用电子差速器取代了传统的汽车差速器和半轴结构，直接将电动机安装在汽车的驱动轮上，这样可以使整个驱动结构变得简洁，也提高了系统运行的效率。

2 混合动力电动汽车控制策略

2.1 串联式混合动力电动汽车控制策略

串联混合动力电动汽车的控制策略，主要的着力点在于发动机的功效区和排放区的控制，同时考虑到电池、电动传送系统的总体功率，根据驱动系统的运行要求，分别采用恒温器控制、发动机跟踪器控制的策略。恒温器控制策略的原理是要保证发动机在启动和运行过程中保持恒定的功率排放，当其超过特定数值时则发动机关闭，由电动机驱动车轮。发动机跟踪器控制策略是随时跟踪发动机的功率变化与车轮功率的变化情况，避免过高的发动机功率对车辆驱动系统造成的损坏。

2.2 并联式混合动力电动汽车控制策略

并联式混合动力汽车系统的控制策略的实施，要保证在汽车性能稳定运行的基础上，降低燃料消耗，减少污染排放，所以针对并联式混合动力系统的控制策略，需要着重针对发动机的运行进行控制，运用“削峰补谷”的策略稳定汽车运行状态。同时，利用回收功能对汽车制动过程中产生的能量进行回收和再利用，可以提高能量的利用效率。并联式混合动力电动系统的控制策略需要具备较强的电池功率、加速踏板和驱动功率等相关数据的支持，根据特定的计算规则，将其转化为系统控制的曲线，从而满足系统驱动的要求。当前，针对并联式混合动力电动汽车的控制策略，主要有电力辅助控制策略、SOC扭矩平衡式控制策略、自适应控制策略、模糊逻辑控制策略等几种类型，在实际的运用过程中，需要根据并联式混合电动汽车的控制要求，采用有针对性的控制策略，可以达到更好的效果。

2.3 混联式混合动力汽车的控制策略

混联式混合动力结构的控制策略相比前两种更加复杂，而且在控制形式方面较多样，所以在控制策略方面需要结合串联和并联结构的特点，灵活采用有针对性的控制策略，才能达到控制目标。一是发动机恒定工作地点的控制策略，将发动机作为主要的控制点，通过调节功率调峰达到瞬时功率的控制，这种控制策略可以减少发动机长期运行产生的磨损，而且具有更高的灵敏度。二是发动机的曲线控制策略，这种控制方法通常是从发动机静止状态进行跟踪控制，对发动机的运转状态形成一个工作曲线，根据曲线的调整使油耗始终处在最佳标准。当发动机关闭以后，对其进行调整，回到最优的静止状态。三是瞬时优化控制策略。这种控制策略主要是以曲线模式思想为基本原理，对混合动力电动汽车的动力系统运行状态进行优化，可以在瞬时达到最优，再以这个最优为基点，对每个变量进行动态控制，减少油耗。四是全局优化控制策略。全局优化策略，可以保证车辆在整个运行过程中都可以保持最优状态，虽然计算方法较为复杂，但是可以通过全局优化的算法对发动机工作状态进行实时监控，保证可靠性的基础上实现优化调整。

2.4 电动轮式混合动力汽车的控制策略

电动轮式混合动力汽车主要是借助计算机技术的运用实现其电子差速的有效控制，这也是新时期混合动力电动汽车技术发展的新方向。电动轮式混合动力汽车的电子差速器的控制策略，主要是运用汽车行驶过程中左右两侧产生的车轮转速将传感器信号传输到中央处理器，再由中央处理器对左右两轮的转速进行对比后，确保处于相同的距离，再将控制的结果传输到转向盘，根据路面状况和车速情况对转向盘的角度进行控制，从而保证电动轮的差速得到有效控制，保证车速平稳。

3 结束语

综上所述，混合动力电动汽车是新时期汽车产业发展的一个新型汽车结构，其具有更高的制动功率，可以减少燃油的损耗，真正实现零排放和零污染，具有较高的环保效益。随着我国汽车行业的不断发展，在混合动力电动汽车的技术方面也将不断完善，而实现汽车行业的清洁生产是促进能源可持续发展战略的重要举措，有利于解决城市环境污染问题，为人类创造健康的生活环境。

参考文献

[1]欧阳海，付淑丰，应丽菲.混合动力电动汽车控制策略[J].北京汽车，2013（6）.

[2]邓国红，周挺，杨鄂川，等.ISG混合动力电动汽车的转矩控制策略[J].重庆理工大学学报（自然科学），2014（11）.

[3]过磊.并联式混合动力电动汽车模糊逻辑控制策略的设计与仿真[J].上海汽车，2013（2）.

[4]钟宛余，李春贵.混合动力电动汽车能量管理控制策略及仿真[J].计算机仿真，2014（2）.

作者简介：赵鑫（1994，3-），男，汉族，黑龙江省哈尔滨市人，中国人民解放军军事交通学院学生，本科，研究方向：车辆运用工程。

推荐访问:混合动力 电动汽车 策略 结构 控制