一、前言
为了降低汽车成本和总质量,提高汽车燃油经济性和排放性能,通过合理匹配动力系统参数来提高汽车性能的研究越来越多,动力装置选型和传动系统优化匹配是混合动力汽车研究的重要内容之一。文中针对国家863计划电动汽车重大专项“EQ61 OHEV混合动力城市客车研发”动力系统参数提出了优化匹配方法,并对匹配结果进行了模拟计算。仿真与试验结果比较说明,基于轻度混合控制策略的混合动力汽车动力系统的参数匹配,对降低汽车成本和质量,提高汽车动力性和经济性是有利的,对混合动力客车进一步研究有重要参考价值。
二、混合动力总成结构及控制策略
混合动力汽车是高度集成、多系统协同工作的集成控制系统。为了提高整个系统性能(包括动力性、经济性和驾驶性能),采用如图1所示的并联混合动力总成+机械自动变速器(automated mechanicaltransmission, AMT)结构,发动机和电机并联协同工作,可以实现纯发动机驱动、纯电机驱动、混合驱动和行车发电等模式,通过控制AMT和自动离合器,可以实现再生能量回馈和滑行等工况。为了获得良好的动力性和经济性,通过合理分配发动机和电机功率以及AMT的换挡规律,使2种动力装置在常用车速范围内都工作在高效、低能耗和低排放工作区。

在并联轻混混合动力系统中,发动机是主动力源,电机为辅助动力源,它仅对外界需求功率起调峰调谷作用。混合动力客车的动力性和燃油经济性不仅取决于传动系统参数的选择,混合动力系统采用的控制策略即发动机和电机的转矩分配策略也有很大影响。在参数匹配研究中采用的是并联轻混控制策略,该策略的基本思路是:汽车起动时,由电机拖动汽车,当发动机速度达到起动速度时,发动机工作,关闭电机,由发动机单、独驱动汽车;当汽车加速或爬坡时,发动机和电机共同驱动;在正常行驶工况,发动机单独驱动汽车,当电池SOC小于下限值时,可利用发动机剩余功率为电池充电;当汽车减速或制动时,电动机用作发电机向电池充电。另外,从发动机摩擦功和混合动力系统能量转换效率角度考虑,AMT采用速度换挡策略,控制发动机转速在经济转速区,而且尽量少用电机驱动。
驾驶循环工况对汽车的燃油经济性有很大影响,为使匹配结果更适合实际运营工况,在匹配计算中采用武汉公交循环工况,如图2所示,该循环工况最高车速为50 km/h,平均车速13. 9 km/h,平均加速度0.43 m/s+2 ,平均减速度-0.47 m/s+2,循环时间1 400 s,行驶距离5. 39 km。
