探究混合动力汽车控制策略的研究现状及其发展趋势

蒋锋

【摘要】随着人类社会飞速发展，全球能源储备的逐渐短缺，全球各个国家都已经加大了对能源问题的重视，汽车作为人们日常生活中的主要交通工具，其对于能源的消耗也是与日俱增的。因此研究混合动力汽车有助于减少汽油的消耗，通过其他能源替代汽油，有利于减少不可再生资源的使用。而混合动力汽车在技术方面还不够成熟，需要加强汽车控制策略方面的技术改进，进而让混合动力汽车更快的被应用普及。

【关键词】混合动力汽车；汽车控制策略；发展趋势

一、混合动力汽车控制策略的研究现状

（一）能量管理策略的研究

混合动力汽车的核心技术在于，其能对不同能源进行管理和应用，通过不同能源的整合和应用，在保证汽车动力性能的基础上，降低汽车对燃油的消耗和对环境的污染。能量管理策略能利用电力提高发动机的响应速度，并且提高发动机低速运转时的扭矩。能有效保证发动机的工作效率，降低燃油的尾气排放。通过能量管理策略能将电力发动和燃油发动进行合理的转换，在部分工况下实现汽车的电力发动，保证发动机的零排放，同时在汽车制动时通过电力回收系统对制动时产生的能量进行回收，将回收的电力储存回电池。通过电力进行发动机的启停工作，降低城市拥堵地段燃油发动产生的高油耗和高尾气排放。目前，在能量管理策略的研究工作中在排放量问题上还有待提高，对于发动机启停时产生的瞬时油耗的控制策略还有待改进。

对于瞬时油耗的控制策略主要采用控制功率损失和电能和热能的等量交换两种方法，瞬时油耗的计算方法是通过目标油耗与荷电状态SOC之间的关系计算的，通过热能和电能的效能进行等量置换，进而通过电力驱动电动机模拟发动机的扭转，在置换工作中需要加入松弛量，进而将不等式转变为等式。

（二）结构参数的研究

动力总成与参数配比直接决定了混合动力汽车的整体性能，汽车结构是否合理，直接影响到汽车的能耗。因此对于汽车质量和油耗平衡方面的问题，目前的计算公式如下：

通过油耗与重量及其加权值的运算，可以得到折衷权衡的结果，设计出最合理的参数配比。

对于串联混合动力汽车提高燃油经济性方面，做出了相应优化，具体计算公式如下：

（三）能量管理策略运用模糊逻辑规则的研究

在目前的研究阶段，对于使用模糊逻辑规则建立能量管理策略时，能量管理策略更适合进行混合动力非线性系统的控制，其更适合复杂性的系统，并不需要系统过于准确，有较好的推理性。由于其需要经验规则来实现对系统控制的精准性，因此基于模糊逻辑规则建立的能量管理策略需要其他智能控制算法的辅助，才能保证其控制性能，因此这种能量管理策略的建立方法还在做进一步的研究和改进工作。

二、混合动力汽车控制策略的发展趋势

（一）再生制动的控制策略

混合动力汽车控制策略在日后应该向着提高制动能量回收效率的方向发展，改进现有的再生制动控制策略，目前通过汽车制动所回收的能量，仅占制动产生能量总数的36%。因此，对于再生制动控制策略的改进空间还很大，可以从该角度出发，提高能量回收效率。

（二）降低瞬时油耗

对于瞬时油耗的控制策略方面应该向着更快速、更高效的切换模式方向进行改进，对于发动机低扭矩阶段，使用电能进行启动，可以有效的减少燃油消耗，降低瞬时工况的能量消耗，适用于城市拥堵的环境，在我国的一线城市中效果将尤为显著，例如北京、上海、苏州等地，车辆在这类城市时，汽车发动机有40%—60%的时间都是在启动加速和减速制动的循环中度过的，因此完善瞬时油耗的控制策略，有助于改善汽车瞬时工况的耗能，相对于其他策略的赶紧，更具经济价值。

（三）优化整车动力总成

在混合动力汽车的研发中，对于整车动力总成和系统参数配比方面也是优化的方向，合理的動力总成可以有效地提高混合动力汽车的性能，提高能量的利用率，建立发动机与电动机之间合理的传动结构，根据汽车燃油消、电能消耗、发动机等参数进行科学的配比，从整车参数合理化的角度提高整车性能。

（四）提高混合动力汽车的智能化

应该结合目前卫星定位、微型处理器等技术，提高混合动力汽车控制策略的智能化管理，通过传感器对地面路况数据进行收集，通过微型处理器进行对路况的分析，制定油、电切换模式；通过卫星定位技术提前掌握路面交通状态，制定启停模式，降低瞬时油耗。

三、结语

综上所述，我国混合动力汽车控制策略将会在不久的将来做出更大的改进，在提高整车智能化的基础上，减少多余的能量消耗。通过更加完善的能量管理方法提高混合动力汽车的能量使用率，同时进一步的提高整车性能。进而加快我国混合动力汽车的发展进程，早日实现新型动力汽车的换代工作，为节约能源做出贡献。