基于机电复合传动系统的发动机控制策略研究

龚守福

摘 要：文章首先介绍了机电复合传动系统及其存在的优势，再以机电复合传动系统为背景，就其中发电机的控制策略加以探究。基于此，旨在细化机电复合传动系统中的控制策略，增强策略的可行性，为我国未来车辆行业几点复合传动系统下的发动机控制技术提供些许参考意见。

关键词：机电复合传动系统；发动机；控制策略

一、机电复合传动系统概述

就目前车辆行业来说，按其用途分类可大致分为民用与军用两种。民用汽车多采用混合动力，往往是将电动与传统燃油相结合使用；军用汽车其动力方式较为复杂，但就发展趋势来看，全电化是军用汽车未来发展的必经之路，而电传动技术成为其发展道路上不可忽视的重点技术之一。

机电复合传动（Electro-mechanical transmission，EMT）是一种混联式混合动力，其动力来源主要是电力与机械，在系统整体运行时，利用二者所传递出的功率流进入发动机后进行运转。如下图所示，机电复合传动系统主要由发动机、发电机、电动机等一系列组成元件构成，各元件之间相辅相成息息相关。

二、基于机电复合传动系统的发动机控制策略

1.机电复合传动系统工作模式分类下的发动机控制

机电复合传動系统应用于车辆运行可实现经济性与效率性的有效提高，在实际运行过程中，其工作模式不唯一，主要有制动模式、倒车模式与发动机驱动并发电模式三种。

在这三种模式中，三者的工作状态各不相同，在制动模式与倒车模式下，发电机与电动机军部工作，而电动机的作用各不相同，分别起到发电作用与电动作用；在发动机驱动并发电模式中，发动机则是处于工作状态，发电机用于发电，电动机处于非工作状态。实际上，在各工作模式下，发动机控制与发电机的运作关系尤为紧密。就实际经验来看，无论是在何种模式下，发电机最易出现问题，其影响因素也较多，最常见的问题是发电机出现转速穿越零点的不稳定性，由此引起发动机运行出现不同程度的问题。因此，实现发动机控制的前提与关键在于稳定发电机的运行。此外，由于机电复合传动系统自身是一项兼具机械功率与电力功率串联与并联的系统，其自身同时具备转柜耦合与转速耦合两种存在形式。因此，在就发动机转速或转柜的确定时，不能仅仅考虑驱动需求转柜。在实际运行过程中，车辆的运行不仅需要考虑其经济性，同时还需受到宽调速范围的限制。有时，当宽调速范围与最优经济转速范围出现矛盾时，为了满足这一限制条件，往往采用调整车辆的发动机工作点的方式进行，即表示如此将会超出最优经济转速的范围。

2.机电复合传动系统下以能量管理为目标的发动机控制

时下，全球能源紧张局势加剧，各国在能源节约方面均表现出积极而强势的态度。在车辆行业，能源管理也是一直以来指导其技术改革与创新的重要思想。将机电复合传动系统引入车辆中，即是一项节约能源的举措。在此系统下，想要实现以能量管理为目标的发动机控制，需要实现系统化管理过程。一方面，在机电复合传动系统运行下，明确能量管理策略期望值，即将燃油经济、效率性目标量化。另一方面，制定针对性能量管理的控制策略，通常是以机电复合传动系统的运行流程与步骤为基础设计，那么发动机则成为这一控制策略的开端。在实际进行过程中，需要对发动机功率及其工作点加以重视与控制。

三、结语

机电复合传动系统作为一项混联式混合动力系统，在动力传输的高效性与可靠性方面具有显著优势，进而可实现在保证车辆动力性能的基础上实现资源利用的高效性与经济性，符合时代发展需求与要求。文章以机电复合传动系统为背景，对其进行简要论述，着重进行了在这一系统下的发动机控制策略，旨在为我国未来车辆中机电复合传动系统的发动机控制提供些许参考。

参考文献：

[1]郑海亮.机电复合传动系统实时功率分配优化控制研究[D].北京：北京理工大学，2015.

[2]底 翔.基于机电复合传动系统的发动机控制策略研究[D].北京：北京理工大学，2015.endprint