混合动力汽车控制策略研究现状及发展趋势

【摘 要】混合动力汽车是贯彻节能环保理念的新技术，是现代汽车研发的重点。但是由于技术的简直，混合动力汽车的控制策略尚存在许多问题，有待进一步解决。因此，文章主要针对混合动力汽车控制策略的研究现状及发展趋势展开分析。

【关键词】混合动力汽车；控制策略；研究现状；发展趋势

随着现代人们节能、环保理念的提升，汽车制造业也越来越重视开发节能环保型汽车。混合动力汽车具备传统汽车以及电动汽车的优势，具有耗油少、排放低、动力性能不弱于传统汽车且造价成本显著低于电动汽车，成为现代各大汽车生产公司以及相关结构的研究热点。

一、控制策略对混合动力汽车的重要性

混合动力汽车与传统汽车及电动汽车最大的不同之处在与其拥有两种或以上车载能量源，其中有一种为高功率能量源，通过两种能量源之间的互补，能够提高汽车的性能。要想协调两种能量源，就需要具备科学的控制策略。控制策略是混合动力汽车的核心，其能够根据汽车在形式过程中对动力的需求，自动调节发动机与电动机的输出功率[1]。应用控制策略有助于优化动力系统设计，达到最好的燃油效益、最低成本、最号的动力性能。目前常见的混合动力汽车主要分为串联式、并联式、混联式。当混合动力汽车的生产类型确定后，制定科学的控制策略是保障节能环保的关键。

目前的混合动力汽车控制策略仍存在实用性不高、可行性较低的问题，只有通过实践才能够提高设计与实际驱动的相符性。随着现代科学技术的不断进步，自适应控制、模糊理论等在混合动力汽车的控制策略中也有一定的应用价值。自适应控制通过考虑到发动机的能耗和废气排放，保障驱动的效率和质量。；但是在实际过程中对各部件性能的参数要求高，且受到电池老化、发动机特征等方面的影响，容易出现动力过低等问题。模糊理论在混合动力切除的控制策略中具有较高的应用价值，具有鲁棒性高的优势，因此，其在混合动力汽车中的应用成为研究热点之一[2]。总而言之，控制策略与混合动力汽车的使用性能具有较大的影响，需要重视控制策略的创新，推动我国混合动力汽车的研发。

二、混合动力汽车类型、特点及控制策略

混合动力汽车主要分为串联式、并联式、混联式这三种类型，因此，文章主要针对串联式、并联式、混联式驱动系统及控制策略展开分析：

（一）串联式驱动系统

串联式驱动系统主要由發电机和电动机组成。电动机通过发电实现控制器对汽车的驱动，在此过程中，电池起到平衡电动机输入、输出功率的效果：当电动机发电功率超过驱动汽车所需功率时，控制器能够控制电流进入电池；若电动机发电功率低于驱动汽车所需功率时，控制器则控制电池提供所需功能[3]。该系统具有自由性高、操纵简单的优点，但是且也存在效率低、持续时间短的问题。

在串联式驱动系统中，发动机与汽车行驶工作无直接影响，因此，控制策略的主要任务是优化驱动系统的运行效率和减少排放。笔者主要针对功率跟踪式控制模式展开分析，该控制模式主要是根据电池的点亮以及电荷来控制发动机的运行与否，并能够有效调节发动机的输出功率，从而满足汽车驱动的需求[4]。当发动机功率低于驱动所需功率时，控制器可以将发动机输出功率使得调高；当电量下降，驱动汽车所需功率超过发动机最大功率时，可以通过提高电池的功率来实现。

（二）并联式驱动模式

并联式驱动系统能够实现发动机与电动器的共同运行或独立运行，当电动机作为辅助动力来源时，可以适当调节功率。其与串联式驱动模式相比，具有较高的运行效率，且经济性能显著优于串联式驱动模式。并联式驱动模式能够有效提高发动机的经济效益，并且能够有效提高汽车的稳定性。但是由于其结构复杂，成本高昂等因素的影响，导致其在混合动力汽车中的实际应用受到限制。

并联式混合动力汽车控制策略仍存在一定的问题，有待进一步解决。笔者主要阐述实际运用最广泛的以车速为参数的控制策略：该方法主要根据车速进行控制，当车速低于一定标准的车速时，电动机能够单独承担驱动车辆的任务；当车速高于标准车速后，电动机停止工作，并由发动机来驱动车辆；当车载负荷量较大时，可以采用联合驱动的方式，能够有效保障驱动系统的运作效率。

（三）混联式驱动模式

混联式是综合了上述两种模式，当汽车慢速行驶时，汽车主要采用串联方式驱动；当汽车快速行驶时，主要采用并联方式驱动[5]。这种模式能够有效满足汽车行驶的各方面需求，但是由于使用技术较为高端，对于汽车结构设计以及制造技术的要求较高。这种方式能够有效保障驱动系统的效率，并且实现了低排放和低能耗，具有较高的绿色环保效果。

笔者主要分析了发动机恒定工作的控制策略，该方法是采用发动机作为主要动力源，通过电动机辅助驱动的方式来保障汽车的功率。由于这种模式采取的是齿轮结构设计，车速对于发动机转速的影响小，能够保障发动机的运作效率，电动机能够通过动态调节，弥补了驱动系统的不足，提高了驱动系统的运行效率。

结束语

文章首先分析了控制策略对混合动力汽车的重要性，然后阐述了混合动力汽车类型、特点及控制策略，旨在提高我国混合动力汽车的研究。

参考文献：

[1]赵峰，罗禹贡，李克强等.混合动力汽车牵引力分层控制与硬件在环试验[J].农业机械学报，2013，42（4）：8-12.

[2]连静，韩虎，李琳辉等.基于传动系统效率最优的混合动力汽车控制策略研究[J].大连理工大学学报，2013，53（5）：666-670.

[3]于秀敏，曹珊，李君等.混合动力汽车控制策略的研究现状及其发展趋势[J].机械工程学报，2016，42（11）：10-16.

[4]于海生，张建武，张彤等.电磁功率分流混合动力汽车传动控制模式研究[J].农业机械学报，2012，43（6）：1-7.

[5]朱庆林，王庆年，曾小华等.基于V模式的混合动力汽车多能源动力总成控制器开发平台[J].吉林大学学报（工学版），2013，37（6）：1242-1246.

作者简介：张骞，1985年11月，男，河南新乡人，硕士研究生，助教，主要研究方向为汽车检测与诊断技术，汽车电子控制，新能源汽车系统等。