车辆工程领域中混合动力技术分析

刘健伯

（大连民族大学，辽宁 大连 116600）

一般所指的混合动力是油电混合动力，相对于传统单一的动力，这种混合动力有着更好的节能减排效果，并且还能够有效提升车辆运行性能，有效推动了车辆工程领域的建设发展。基于此，有必要在对车辆工程中的混合动力技术进行讨论分析，从而使混合动力技术发挥出更大的价值，实现更好的节能降耗效果。

1 混合动力汽车的优势分析

首先，传统车辆在实际运行时，由于只有一个以燃油为主的发动机作为动力源支持车辆运行，而发动机本身的功率输出与车速、扭矩有着直接的关系，这就决定了发动机工况一直处于时刻变化的状态中，尽管能够在变速器的帮助下进行调节，但在大量工况下，传统单一动力系统的发动机功率一直处于较低的状态，同时在遇到刹车制动等工况时，发动机还会出现很多无效输出，因此导致大量能源被白白损耗。而对基于混合动力系统的汽车而言，由于汽车存在两种不同的动力源（电能能源与燃油能源），能够在良好的混合动力控制技术下，促使不同动力源都能够在各自最高效工作区间内进行工作，就是所谓的“解耦”，从而可以提升能源利用率。其次，混合动力系统能够通过控制发动机怠速启停，降低系统在怠速时产生的无效输出，同时混合动力汽车还能够通过进行制动能量回收，降低无谓能源损耗，起到良好的节能效果。最后，混合动力汽车除了具备节能效果外，还能够有效提升车辆驾乘体验，混合动力系统能够通过发动机输出与发电机输出相配合，为车辆启动提供充足的能源支持，提升车辆起步加速感，同时混合汽车中的动力分流构型的EVT 混合动力变速箱还能够输出传统CVT 难以企及的扭矩，能够提供持续不间断的动力输出，不会出现换挡动力中断问题，极大地提升了驾驶者的驾驶体验。

2 混合动力汽车类别分析

在车辆工程领域中，混合动力汽车基于驱动联结方式的不同，总体可分为三类：第一类是串联式混合动力汽车（SHEV），这种汽车在动力驱动上，主要由发动机、发电机、驱动电机三大动力混合提供动力支持，并且这三大动力主要采用了串联方式，共同组成了HEV 动力系统。第二类是并联式混合动力汽车（PHEV），这种汽车在动力驱动方面，主要由发动机与发电机两大动力提供动力支持，并且这两大动力在具体功率输出上，既能够互相叠加输出，也能够独立作为汽车驱动进行功率输出。最后一类是混联式混合动力汽车（PSHEV），这种混合式动力汽车是上述两种类别的动力汽车综合体，综合了串联式和并联式的结构，主要动力由发动机、电动-发电机和驱动电机三大动力混合提供动力支持。

此外，从汽车混合动力系统的角度来看，基于混合度的不同，系统总共可分为四类：第一类是微混合动力系统，这种系统的典型代表有PSA 的混合动力版C3 与丰田的混合动力版Vitz，但从严格意义的角度来看，配置有微混合动力系统的汽车尚不属于真正混合动力汽车范畴，究其原因在于，这种微混动力系统电机在实际运行时，并没有为汽车行驶提供持续稳定的驱动力，发挥作用较小。第二类是轻混合动力系统，比较典型的代表车辆类型为当下常见的混合动力皮卡车。这种轻混合动力系统混合程度一般在20%以下，并且有着非常好的控制力，能够通过控制发电机，来对车辆发动机的启动和停止进行灵活控制，除此之外，还具备如下优势：一是当车辆处于减速刹车工况下，系统还能够回收能量，降低车辆能源损耗，所谓能量回收即是在车辆刹车减速的情况下，电动机将会转换为发电机，将车辆制动产生的多余能量回收，并存储在高压蓄电池中，供车辆后续驱动进行应用；二是在车辆行驶过程中，在轻混合动力系统的作用下，能够促使发动机实现等速运转，并且发动机在能量产生上，能够充分平衡调节车轮驱动与发电机充电实际需求，在保障车辆运行能源充足供应的前提下，有效降低车辆能量损耗；三是中混合动力系统，在该系统中，电动机采用的是高压电机，同时在具备轻混合动力系统的优势基础上，还额外具备一种优势，即是汽车在进行加速或者承受较大的运载负荷时，电动机能够参与车辆驱动动力提供中，从而有效地弥补发动机本身存在动力输出的不足的缺陷，促使整个车辆性能得到有效的提升，中混合动力系统混合程度在程度在30%左右，并且这种混合技术本身已经在众多车辆中得到了广泛的应用。例如，本田旗下的Accord、Civic 等都应用了这种中混合动力系统。最后一类是高混合动力系统。这种系统采用了高压启动电机，最高电压能够在650V 左右，并且相对于中混合动力系统，高混合动力系统有着更高的混合度，最高可超过50%，从而在动机强力电能的辅助下，使得汽车起步、加速性能更好，同时还能够有效降低车辆油耗，在未来，随着节能环保理念在车辆工程领域中的进一步发展，高混合动力系统将会成为混合动力技术的主要发展方向。

3 车辆工程领域中混合动力技术应用分析

3.1 混合动力分流技术

这种技术在混联式混合动力汽车中有着广泛的应用，在具体实现方式上，可包含多种，例如输入/输出动力分流、混合动力分流等，但总体而言，基本思路都是通过借助一组或多组行星齿轮，将发电机与发动机耦合在一起进行工作运行，从而以此实现发动机转速、扭矩与输出轴解耦。本文以丰田Prius 混合动力汽车为例，在该汽车行星齿轮的齿轮架上，连接有发动机输出轴，同时驱动电机与齿圈相连，并输出到半轴上。发动机与电机在具体输出上，经由行星齿轮进行耦合。当汽车处于正常行驶状态下，电机能够结合汽车实际需要，自由进行发电状态与驱动状态切换，通过调整电机的转速与功率，保障汽车发动机始终处于最为经济的运行状态，提升能源利用率，降低能耗。在汽车进行启动或执行倒挡操作时，发动机可以不参与动力源提供过程，整个过程都由发电机提供驱动力，在车辆制动时，驱动电机作为发电机为电池充电，同时提供制动扭矩。通过这种方式，丰田Prius 体现了显著的节能效果。

3.2 城市公交车中混合技术的应用

在城市公交车辆运行中，通过应用将混合动力技术，不仅与当下城市节能减排政策相符，同时还能够有效降低城市公交车辆的运营成本，推动城市公交实现更好的发展。在实际应用混合动力技术的过程中，针对同一路线的公交车，可以通过制定灵活的车辆管理策略，针对车辆内部多能源管理系统，加强智能化设计，从而确保在车辆运行中能够实现不同动力源无缝切换，有效提升动力源输出功率。在混合动力技术的帮助下，能够使得车辆在满足实际运营需求的前提下，有效节约能源，并促使不同工作能源都能够处于高效的工作区间内。例如，当公交当车辆承载负荷较小时，一般可以直接由发电机作为驱动动力工作，在负荷逐渐变大的情况下，启动混合动力公交车辆内部的内燃机，通过电动机与内燃机结合，促使城市公交车辆得以实现更加节能稳定的运行。除此之外，还可以通过引入新能源混合动力平台，并充分利用现有的智能技术、信息化技术等，例如，公交GPS 智能调度系统，从而对混合动力公交车运行进行实时监控，收集相应的行驶数据、耗油参数等，产品状况，自动生成数据报表，并直接上传至混合动力智能平台，从而结合相关数据分析，做好公交车辆混合动力运行策略调整优化，促使公交车实现更好的节能效果。

3.3 混合动力装载机车的参数

对于混合动力装载机车而言，一般采用的是液压动力混合方式，在实际混合动力技术应用上，做好对其参数控制非常重要，一般需要在智能传感器的帮助下，有效控制车辆发动机运转，保障发动机功率输出与实际工况相符，降低能源损耗，实现开关量模拟，同时，在具体实践过程中，还需要技术人员注重提高对传感器控制重视程度，实现脉冲信号频率合理调节，从而促使车辆运行能够处于一个更加稳定的状态。此外，在实际进行控制过程中，还需要加强对离合器控制分析，通过采用液压控制方式，促使混合动力装载机在车辆工程领域中的作用价值得以充分的彰显。

4 结语

综上所述，在车辆工程领域中，做好混合动力技术的应用，不仅能够有效节约燃油，提升燃油利用率，起到良好节能减排的作用，还能够有效提升汽车驾乘体验，保障车辆安全稳定运行。因此，需要相应技术人员加强对混合动力技术的研究与应用，促使混合动力技术在车辆工程领域中发挥出更大的价值，推动车辆工程建设实现更好的发展。