浅议混合动力电动汽车整车匹配与电机控制系统

吴恭敏

摘要： 进入到二十一世纪，全球石油能源呈现出明显的紧张趋势，促使新型汽车研究成为人们关注的重点问题。混合动力电力汽车重点在于续航能力，对电池性能要求较高，需要保证电力系统可以充分发挥出自身的作用。本文从混合动力电动汽车的优势入手，深入开展分析，明确其运行方式，探索电机控制系统，为各项工作的开展奠定良好的基础。

Abstract： Entering the 21st century， global petroleum energy has shown a clear trend of tension， prompting the research of new automobiles to become a key issue of people's attention. Hybrid electric vehicles focus on endurance， which requires high battery performance， and needs to ensure that the power system can fully play its role. This article starts with the advantages of hybrid electric vehicles， conducts in-depth analysis， clarifies its operation mode， explores the motor control system， and lays a good foundation for the development of various tasks.

关键词： 混合动力电动汽车;整车匹配;电机控制系统

Key words： hybrid electric vehicle;vehicle matching;motor control system

中图分类号：U471.14           文献标识码：A            文章编号：1674-957X（2021）17-0060-02

0  引言

汽车已经成为人们日常生活中必不可少出行工具，为人们提供便利的服务，但在使用过程中，不仅需要耗费较大的石油能源，还对环境产生明显的污染，造成不良影响。混合动力型电动汽车是现阶段出现的新型汽车，该汽车改变了传统的动力系统，以电机为基础，通过电力驱动，为人们提供优质的服务。

1  混合动力电动汽车的优势

在发展过程中，混合电动汽车技术越来越成熟，促使其成为现阶段汽车行业最具有市场化、产业化前景的车型之一，具有广阔的发展空间。混合动力汽车与传统汽车存在明显的差异性，以内燃机与电动机作为动力点，充分发挥出双方的优势，如既可以保证发动机具有良好的反应速度、动力性能以及长时间工作性能，又可以促使发动机的污染性、噪声降低，充分发挥出各自的优势，以满足实际需求，主要表现在以下几方面：第一，混合动力汽车通过以内燃机作为动力源来保证自身运行，因此在设计过程中设计者根据实际情况分析功率，确定内燃机的最大运行功率，如果汽车自身需要大功率，但内燃机难以满足时，可以充分发挥出电池的优势力来提供动力，保证动力充足，并且在运行过程中通过功率可以为电池充电，在内燃机的持续工作中形成良好的能量循环，达到最佳状态[1]。第二，相比于传统汽车或者纯电动汽车来说，混合动力汽车的更具有优势，不需要外界的充电系统，利用自身的系统实现一次充电续驶里程，提升能源的利用效率，解决基础设施问题。在城市繁华路段可以选择电池单独驱动，充分发挥出节能环保的优势，实现零排放，满足发展需求[2]。第三，混合动力汽车中内燃机充分发挥出自身的优势，解决了传统上存在的除霜、取暖、空调等耗能问题，提升能源的利用效率。电动机与发电机可以相互互补，如在低速时可以选择电机提供动力，降低内燃机消耗。与此同时，保证电池保持良好的状态，不会出现过充或者过放情况，延长电池使用寿命，降低费用成本[3]。例如图1为某品牌的混合动力汽车。

2  混合动力电动汽车的运行工作方式

现阶段，在发展过程中混合动力汽车呈现出多种工作方式，不同的方式呈现出不同的特点，常见并联式、串联式以及串并联混合工作：第一，并联式工作模式，该方式以二者结合为基础，以电动机为主要的动力能源，将电动马达作为辅助能源，形成完整的动力组合系统，为混合动力汽车提供充足的动力，该方式应用较为简单，可以合理的利用电动马达的优势来降低其耗油量，保证环保性[4]。第二， 串联工作方式，混合动力汽车自身蕴含内燃机与发动机两种动力系统，在汽车行驶过程中单纯依靠发动机作为动力能源来运行，进而保证自身运行稳定性，为人们提供优质的服务[5]。第三，串并联混合工作方式，该方式在应用过程中实现双方的合理配合，形成复杂的装置结构系统，在低速运行过程中利用马达来驱动，在高速运行过程中利用电机与马达的共同合作来驱动，以保证汽车具有良好的运行速度，满足运行需求。例如，表1为某汽车整车性能参数。

3  混合动力电动汽车的电机控制系统

混合动力汽车的动力系统较为复杂，包含的内容较多，如驱动系統、控制系统、辅助动力系统等，各个系统相互配合，形成完整的体系。混合动力汽车的控制系统实际上是指汽车的动力能源在运行过程中集中控制的部分，也是汽车运行的核心，直接影响汽车的运行。在传统内燃汽车中，其整体的控制系统包括点火控制、空燃比控制、怠速控制、变速器档位变换以及换挡感觉控制，而混合动力汽车在此基础上加入转速、车速、负荷等相关的信息状态与设备状态，以满足发展需求。通过对各项数据分析，合理的开展计算，明确电动机与发电机的功率分配比，确定功率分配方式，如根据汽车自身的负荷方式来确定电动机与发动机的输出功率比，在该比例确定过程中，需要保证各项内容合理，如排放性能、汽车动力性能、经济性能等各项指标满足实际需求，以保证比例合理，满足混合动力汽车的运行，合理设计混合动力系统，加强整体控制[6]。

3.1 混合动力汽车控制系统

混合动力汽车电机驱动系统中包含的内容较为广泛，以控制系统、驱动电机组成，其中控制系统涉及的内容较多，如电控、电机、电池等，通过相互配合来促使其稳定发挥出自身的作用。混合动力汽车的电机驱动系统组合形式较多，如机电集成化驱动系统、机械驱动式、轮轮电机驱动以及机电一体化驱动系统等，不同的系统呈现出明显的差异性，需要结合实际情况选择，以满足实际需求。

3.2 混合动力汽车控制策略

现阶段，混合动力汽车的类型较多，进而其在结构上呈现出明显的差异性，因此在控制过程中，需要选择合理的控制策略，以不同的控制策略来调节混合动力汽车，充分发挥出汽车自身的模式，实现稳定的运行。保证控制功率流在不同元件间流动，促使整体系统在车辆运行过程中可以充分发挥出自身的优势，保证各项经济性良好，如燃油经济性，在实践过程中可以充分发挥出混合动力汽车的优势与价值，保证系统成本降低，低排放。驱动性能良好，满足各项要求[7]。

3.3 混合动力汽车电机驱动系统

对于混合动力汽车来说，其自身的电机驱动系统较为复杂，因而对其提出合理的要求，具体来说主要表现在以下几方面：①转矩、功率密度大。实际上，现阶段无论是混合动力汽车还是纯电动汽车，其自身的由于性质因素的影响，前整体的汽车结构中，动力组织的空间较小，因此给电动机驱动系统预留的空间也较小，为保证其稳定性，需要合理控制电机的体积，保证其满足实际需求，以提升整体的性能，但在设计过程中，需要保证电机体积减小时不能影响其自身的功率与转矩，进而保证其满足现阶段的需求。②电机工作速域宽。在运行过程中，想要保证现阶段的混合动力汽车运行中转速达到最大化，需要保证其具备良好的条件，第一保证混合动力汽车运行过程中行驶速度比基速低，进而输出电机的最大转矩，以保证混合动力汽车在运行过程中可以具备运行条件，如启动、加速、爬坡等。第二当混合动力汽车运行过程中，自身的车速超过基速时，应保证其电机恒定功率运行，主要的目的在于促使车辆在运行过程中可以保证车辆适应超车、最高车速，以保证车辆安全运行[8]。③系统的效率高。对于现阶段的混合动力汽车来说，在运行过程中以电机作为驱动能源，但传统发展过程中，受现阶段技术因素限制，电动车的供电能力受限较为明显，进而影响其整体性，降低整体的经济效果以及车辆运行里程，影响驾驶者的体验感。因此在发展过程中，需要技术有效的改善现阶段存在的问题，解决影响混合动力汽车运行的因素，改善其问题，以提升汽车的运行效率与工作效率，为人们提供优质的服务。④系统较强的环境适应能力。混合动力汽车的电机具备的性能较多，为人们提供优质的服务，如良好的防水性能、防震性能、防水性能等，因此在汽车运行过程中，充分利用各种性能开来保证自身的服务，可以有效的适应各种环境，提升自身的性能，进而汽车的电机自身也能合理的适应环境，优化其性能，为人们提供优质的服务。对于混合动力电动汽车来说，为保证其具有良好的性能，应积极的开展优化，从体积、质量方面控制，保证其体积小、质量轻、性能强，移动较为便捷，可以满足现阶段的需求。⑤电磁良好的兼容性。混合动力汽车的性质加较为特殊，在不同的状态下，其自身有两种动力系统，根据实际情况来选择，以保证其动力合理，可以为混合动力汽车提供最合理的动力支撑，以保证汽车稳定的运行。但受其自身的性质因素影响，两个不同的动力能源在运行过程中可能出现相互干扰情况，进而影响其功能发挥，造成不良的影响，因此在设计过程中，应根据实际情况来优化，合理设计，保证其电磁兼容性良好，可以充分发挥出自身的作用，降低电磁干扰，通过合理的电磁兼容性设置来促使系统性能提升，尽量降低驱动系统对车辆其他部分产生的影响，实现稳定运行。

4  结论

综上所述，在当前的时代背景下，混合动力汽车成为人们关注的重点，逐渐成为人们出行的主要交通工具，提供便捷的服务，因此在发展过程中应合理的开展优化，明确其运行情况，结合实际开展创新，优化混合动力汽车电机控制系统，完善现有的发展模式，以需求为基础，提升混合动力汽车的整体性能，满足时代发展需求。

参考文献：

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[3]陈志鹏，杨俊伟，祁克光.混合动力电动汽车整车热管理控制器硬件需求分析[J].汽车电器，2020，12（05）：13-14，18.

[4]陈祥.电动汽车充电设施：建立标准统一的软件系统和数据平台[J].中国战略新兴产业，2018，16（Z2）：92-94.

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