混合动力汽车动力系统优化策略研究

刘轩晓

摘要：随着环境污染的加剧，汽车作为造成环境污染的一个重要因素，对其动力系统进行改造就成为一个重要的措施。环保和节能这是目前汽车发展的两个重要方向，按照对环境的污染程度来看纯电动汽车是最为优质的汽车发展方向和方案，但是在技术还没有完全攻克的当下，混合动力汽车就成为了最好的选择。所谓的混合动力汽车简单来讲就是企业的动力系统有两套，分别是电动机和内燃机，其不仅仅集中了两者的优点，而且还具有低排放的优势，相比于传统汽车经济性也更高。但是因为技术的不成熟，混合动力汽车的动力系统并不是很完美，本文就主要针对混合动力汽车动力系统优化策略進行探究，以供参考。

关键词：混合动力汽车;动力系统;优化策略

引言

汽车是目前人类最主要的一种交通工具，而且随着人类社会的发展，汽车的保有量还会不断上升。但是汽车对于环境的污染是非常大的，其尾气中含有大量的二氧化硫等物质，在激烈到一定程度之后会形成酸雨，严重影响生态环境。所以在这个背景下各国政府都在大力的推动无污染企业的研发，在这其中电动汽车占据了很重要的地位。但是电动汽车因为配套设施不足，以及动力不完善等原因，实用性并不是很强。因此这就出现了混合动力汽车，这种汽车既有内燃汽车的动力，而且还有电动汽车的环保性能，可以说是在电动汽车完全成熟之前最好的一种交通工具。

一、混动汽车动力系统现状

混动汽车动力系统主要可以分为三种类型，第一种类型是并联型的混动汽车动力系统，其主要的特点就是利用机械装置会将电动机以及内燃机进行并联，然后再具体应用的过程中可以进行分别驱动和联合驱动[1]。第二种类型是串联型的混动汽车动力系统，这种类型的主要特点是发动机的主要作用就是驱动发电机工作，然后再由发电机驱动电动机实现动力输出，这种方式虽然提高了能量利用效率，但是尾气排放量还是比较大，而且电动机驱动的汽车动力并不是充足。第三种类型是混连式动力系统，这种动力系统的应用并不是很广泛，而且相关技术的实用性并不是很强。目前大多数混动型汽车采用的是并联式动力系统，因为这个类型的汽车实用性较强，而且动力也较足，同时也符合国家节能环保的要求。我国的混动式汽车发展是比较晚的，自主品牌中比亚迪是比较有技术实力的，其使用的就是并联型的混动汽车动力系统。

二、优化策略研究

（一）动力系统控制方面

对于汽车来讲动力系统就是核心，如何做好动力系统的控制优化工作，这就成为了一个很值得研究的问题。尤其是对于混合动力汽车来讲，其本身具有两套动力装置，那么在进行控制的时候就需要对整个控制系统进行优化，在适应内燃机动力的情况下也要适应电动机动力。这不仅仅是汽车运行的要求，而且还是企业环保特点的需求。因为在内燃机动力下，混合动力汽车和传统汽车是没有任何区别的，其尾气排放量会比较多。而在电动机驱动的状态下，混合动力汽车的应用才具有很强的经济适用性，符合国家相关标准的要求。其实从本质上，混合动力汽车并不是完全实现了零排放，而是减少了排放。因此在进行动力系统优化的过程中首先应该对控制系统的最优方案进行探索，利用不断的实践找到电动机驱动和内燃机驱动状态下的平衡点，然后设定切换方案，此时混动汽车的实用性会增强。其次，要加强混动汽车的信息技术含量，利用各种电子技术以及信息技术强化动力系统的控制，比如说对内燃机和电动机的运行状态进行监测，然后在进行动力系统切换的过程中系统会自动地找到平衡点再进行切换，虽然这个过程需要一定的反应时间，但是完成切换之后的动力系统运行会十分的流畅，避免各种问题的出现。

（二）能量输出方面

内燃机的能量输出主要依靠的是化石燃料燃烧做功，而电动机的能量输出主要依靠的电池组。目前汽车使用的电池组实用性虽然有了很大的提升，但是相比于传统汽车的动力输出还是有很多的问题，比如说续航时间短并且电池组的寿命比较短，这也就造成了汽车的维护成本提高[2]。而且很多电池的能量输出并不是很稳定，尤其是对于混动汽车来讲，动力系统在完成切换之后整个车需要一定的时间进行反应，此时电池的能量输出就会出现问题，不但会影响汽车的正常行驶，而且还有可能造成混动汽车动力系统不工作。所以保障稳定的能量输出是非常重要的，这就需要相关研究部门提高科研投入，对电池组的能量输出进行优化，或者是直接发明一种具有稳定能量输出的电池，比如说石墨烯电池，其不仅仅具有很强的能源储存能力，而且还具有稳定的能量输出，并且使用寿命也非常久。同时，还可以对能源的输出方式进行改变，传统混动汽车的能源输出方式是集中输出，这样汽车的动力会更加充足，但是这种方式的能量输出稳定性不能保障。所以可以进行分散式输出，然后在应用的时候再进行集中，这种方式可以有效的减低能源输出不稳定的情况。

三、结束语

总而言之，混合动力汽车作为在一个汽车内装载有两套动力系统的交通工具，其实用性还是比较强的。但是在具体的运行过程中，动力系统还是存在一些问题，比如说动力切换迟钝等。要想解决这些问题，那么首先就需要加强科技投入，研发新型技术，促进电动机和内燃机的结合。其次，还需要对电池组的能量输出进行优化，这很好地保障电池组的能量输出的稳定性，进而提高电动机的工作效率。最后，还需要优化传动机构，作为动力系统的一个重要组成部分，其不仅仅要适应内燃机环境下的动力传输;而且还需要适应电动机情况下的动力传输特点，进而保障汽车平稳安全运行。

参考文献：

[1]宋娟娟， 杨歆豪， 李则，等. 重载混合动力汽车能量管理策略的优化研究[J]. 电子科技， 2018， v.31;No. 345（06）：39-42.

[2]王喜明. 基于最优化能量管理策略的混合动力系统参数优化[J]. 客车技术与研究， 2018， v.40;No.194（04）：14-16.

[3] 朱红雨， 郝鹏， 刘国志， et al. 混合动力系统效率研究及控制策略优化[J]. 机械传动， 2020（8）.

作者单位：河南工学院