插电式混合动力汽车的设计与开发

插电式混合动力汽车的设计与开发

EcoCAR3比赛要求各参赛队伍对2016款雪佛兰科迈罗进行重新设计，使其在保证汽车性能的前提下，改善汽车燃油效率、降低汽车排放。在汽车设计过程中，确定汽车架构和汽车性能是最为关键的部分。因而，俄亥俄州立大学参赛队在进行重新设计时，将重点放在缩小汽车架构选择范围和确定汽车所需性能上。设计时，首先对客户需求进行调查，确定客户所关心的主要问题，如汽车性能、汽车功能的新颖性、燃油经济性、纯电动行驶范围、驾驶舒适性；之后将调查结果反映在汽车百公里加速时间、爬坡要求、汽车燃料类型、纯电动模式行驶里程、电池尺寸（容量）、汽车运行模式和汽车总成本等指标上，从而缩小汽车架构的选择范围；最终确定了采用1台排量2.0L、额定功率119kW的直列缸内直喷发动机、1台峰值功率150kW的异步感应电机、1套5挡自动变速器。发动机采用E85燃料（85%乙醇和15%汽油混合物），电机由容量为18.9kWh的锂电池组驱动。在确定汽车整体架构时，通过仿真方法对串联、并联和混联3种不同架构下汽车燃油效率进行计算，确定了采用变速器后置的并联混合动力系统架构。

对重新设计的系统架构进行仿真验证。仿真结果表明，重新设计的雪佛兰科迈罗在纯电动条件下的行驶里程为70km、等效温室气体排放为116.2g/km、燃料消耗为3.67L/100km、电池消耗为139.5Wh/km。该设计已经得到美国能源部、通用汽车公司、阿贡国家实验室、俄亥俄州立大学的支持。

Sam Yacinthe etal.SAE 2016-01-1257.

编译：张振伟