Hyboost车型性能优化分析

郭正默，刘闪闪，钟磊，孔皓

（安徽江淮汽车集团股份有限公司技术中心，安徽 合肥 230601）

引言

随着油耗和排放法规的愈发严格，传统的纯燃油车已经无法满足市场和客户的需求，混合动力汽车具备油耗较低的优势，在未来一段时间内具有良好的发展前景。本文对一种Hyboost车型进行研究，在 MWorks软件中建立整车模型，重点是建立混合动力模块及Hyboost控制模块模型。通过对所建模型进行仿真计算，分析出Hyboost车型的性能优势。

1 Hyboost车型控制策略设计

相对于传统车型，Hyboost车型增加了由BSG、48V电池以及负载等子模块构成的混合动力模块和Hyboost控制模块。在车辆起步或接近停止时，发动机停机并由电池驱动；当车辆加速时，动力输出端的能量经传动系传递至车轮，发动机输出能量，HyBoost系统根据车辆的当前状态决定输出或存储能量；车辆制动时，BSG发电回收能量存储在电池中。这样就避免了发动机在较低效率区间工作，达到了降低油耗的目的。

图1 Hyboost车型控制策略逻辑示意图

2 Hyboost车型模型搭建

2.1 整车模型搭建

根据实车参数及工作原理，在MWorks中搭建出整车模型如图2所示。整车模型中包括车身、驾驶舱、发动机、离合器、变速箱等传统车型模块及Hyboost车型特有的混合动力模块和Hyboost控制模块。

图2 Hyboost车型整车模型搭建示意图

2.2 混合动力模块模型搭建

由图2中可见，混合动力模块由电池、电负载、BSG和皮带等子模块组成。电池子模块模型的主要功能是计算电池温升、剩余电量、开路及端路电压、总电阻和输出功率范围；电负载模拟车辆上的耗电附件；皮带传递转矩；BSG子模块主要功能是计算BSG模块温升、BSG输出扭矩以及BSG模块中的角速度和角加速度。

以BSG子模块中的BSG核心模块模型为例，如图3所示。BSG扭矩管理系统通过输入的需求扭矩和BSG可输出扭矩的范围确定输出扭矩，根据输出扭矩判断BSG模块进入起动机模式辅助驱动车辆或是发电机模式向电池充电。这两种模式下都会有输出电流、功率、扭矩和功率损失。输出的功率损失用以计算模块的温升，输出的扭矩用来计算模块的角速度和角加速度。

图3 BSG核心模块模型搭建示意图

表1 Hyboost控制模块各子模块工作原理

2.3 Hyboost控制模块模型搭建

Hyboost控制模块由如图4所示的6个子模块构成，分别为电怠速、制动能量回收、扭矩需求、智能发电、辅助驱动和扭矩管理系统模块。

图4 Hyboost控制模块模型搭建示意图

Hyboost控制模块通过对输入的各种车辆状态信号进行处理，输出控制信号，达到降低整车油耗的目的。各模块的工作原理见表1。

3 仿真结果分析

基于上述控制策略搭建的Hyboost车型主要仿真参数如表2所示。

表2 Hyboost车型主要仿真参数

对所搭建的Hyboost车型模型进行了动力性和经济性仿真计算，可以获得计算数据结果，并与传统无Hyboost模块车型仿真结果进行对比，如图5、6所示，结果汇总见表3。

图5 80-120km/h加速曲线对比

图6 NEDC循环平均油耗对比

表3 动力性、经济性仿真结果对比

由仿真数据可得，Hyboost车型与传统车型相比动力性略有提升，经济性提升了10%以上。

4 结论

Hyboost车型相对于传统车型在经济性方面具有较明显的优势。本文在MWorks软件中针对Hyboost车型进行了模型搭建和仿真计算，模型中相对于传统车型增加了混合动力模块和 Hyboost控制模块。经过对仿真计算结果的分析，Hyboost车型在NEDC循环工况下较传统车型的动力性略有提升，经济性可提升10%以上。

参考文献

[1] 陈福忠,韩立金等.混联混合动力特种车辆参数匹配与性能优化研究[J].重型机械,2012.5∶25-31.

[2] 张东好,项昌乐等.基于驾驶性能优化的混合动力车辆动态控制策略研究[J].中国机械工程,2015.26（11）∶1550-1555.