并联式混合动力汽车架构研究

并联式混合动力汽车架构研究

美国能源部和通用汽车公司合作，举办了先进汽车技术竞赛EcoCAR 3比赛。该比赛要求参赛队伍将一辆2016款雪佛兰科迈罗改造成混合动力汽车，改造时需要权衡汽车的动力性、排放、燃油经济性和消费者接受程度。佐治亚理工学院参赛队将2016款雪佛兰科迈罗的动力系统改造为一种并联式混合动力架构。介绍了确定这种混合动力架构的过程。

在对2016款雪佛兰科迈罗进行改造时，需要确定其动力系统架构和部件。在确定之前，需要进行基于模型的仿真,以确定不同动力系统架构和部件对汽车动力性、排放和燃油经济性的影响。佐治亚理工学院参赛队在Simulink中建立整车模型。其中，基于Simulink中Simscape模块建立车身纵向动力学模型和内燃机气体流动模型，而电机模型通过一个可控的转矩模块模拟。建立模型后，将其用于动力系统架构和部件的确定中。首先，对动力系统架构进行确定，备选的动力系统架构包括串联式和并联式。仿真时，将动力系统涉及到的部件保持相同。仿真结果显示，串联式动力系统架构的燃油经济性为 8.78L/100km，CO2排放为263g/kW·h，百公里加速度为8.8s；而并联式动力系统架构的燃油经济性为6.16L/100km，CO2排放为181g/kW·h，百公里加速度为5.8s。显然，并联式动力系统架构表现出更优越的性能。之后，对动力系统部件进行确定，相关部件包括内燃机、电机、变速器和电池组。对动力系统部件的仿真，需要考虑市场上可用部件的规格，同时还考虑组件之间的耦合以及成本。佐治亚理工学院最终确定的动力系统在电荷耗尽模式（仅内燃机运行）下的燃油消耗为6.53L/100km，百公里加速度为7.5s。

Jonathan D.Cox et al.SAE 2016-01-1245.

编译：陈丁跃