文档介绍：学兔兔
第 1期(总第 158期) 机械工程与自动化
2010年 2月 M ECHANICAL ENGINEERING & AUT0MATION Feb.
文章编号:1672—6413(2O1O)O1一O167一O3
混合动力汽车发动机匹配的研究
那鹏飞
(中北大学, 山西太原 030051)
摘要:混合动力汽车是电动汽车中最具市场化前景的车型。发动机匹配是混合动力汽车设计中最重要的内容之
一
。从发动机选型和发动机功率计算两个方面讨论了混合动力汽车发动机匹配的相关问题,认为混合动力汽车
的发动机应在传统发动机的基础上进行改进,才能更大地发挥混合动力汽车的优势。混合动力汽车发动机功率
的计算以路面负载和循环工况计算为基础,但需要考虑不同混合动力系统的结构和控制策略。
关键词:发动机; 混合动力汽车; 匹配
中图分类号:U464 文献标识码:A
0 0 引言汽车,根据车辆行驶状态的不同,它的发动机共有 5种
环保和节能是当今汽车工业发展的两大主题,围工作状态:①在起车和低速时,发动机运行效率低,停
绕这两大主题各国竞相开展绿色环保汽车的开发,电止工作,电机运行于电动机状态,单独驱动汽车,见
动汽车成为主要的解决方案之一。一般地,电动汽车图 1(a);②正常行驶时,发动机的功率被分为两部分,
可分为纯电动汽车、混合动力汽车和燃料电池汽车 3 一部分功率带动发电机发电,并通过控制单元驱动电
大类。纯电动汽车由于现有动力电池的续驶里程短和机,电机运行于电动机状态驱动车轮,另一部分功率
成本高,其应用领域主要限制在小型车辆,市场化推直接驱动车轮,见图 1(b),这样,可以使发动机运行
广进程十分缓慢。燃料电池汽车由于燃料电池技术尚于最高效率下;③突然加速或爬坡时,发动机和电机
未突破以及由此形成的成本问题,大批量投人市场也同时工作,额外的功率由电池来提供,见图 1(c);④
需很长一段时间。在上述背景下,以传统汽车发动机减速或制动时,发动机不工作,电机运行于发电机状
和电动机为动力源的汽车——混合动力汽车应运而态,制动能量回馈到电池,见图 1(d);⑤停车时,如
生,成为目前电动汽车中最具有产业化和市场化前景果电池容量不足,发动机带动发电机给电池充电,见
的车型之一。图 l(e)。
混合动力汽车分为 4种基本结构,即串联混合动普锐斯的例子说明,混合动力汽车发动机的运行
力、并联混合动力、混联混合动力和复合式混合动力。模式与传统汽车发动机完全不同。发动机与电驱动系
无论采用哪种结构,都涉及到发动机、电动机、电池、统(电池、电动机和发电机)配合运行,从而使发动机在
传动系统等部件的匹配问题,它是混合动力汽车设计绝大多数时间运行于最高效率区间,提高汽车的燃油
中最重要的内容之一。本文将从发动机选型和发动机经济性。因此,混合动力汽车发动机的选择应考虑所
功率计算两个方面讨论混合动力汽车发动机匹配的相选择的}昆合动力系统结构、与电驱动系统的混合程度、
关问题。混合动力系统的控制方式和整车燃油经济性。普锐斯
1 发动机选型所配置的发动机,特别考虑了 3个方面,即提高发动
在发动机选型之前,首先应确定发动机的运行模