混合動力技術(shù)在車輛工程領(lǐng)域的應(yīng)用與研究

杜秋實

摘 ? 要：車輛工程技術(shù)不僅能提升車輛動能利用率，同時節(jié)能減排效果良好。隨著私家車數(shù)量不斷增多，車輛工程領(lǐng)域也迎來了新的發(fā)展契機，但目前純電動車輛還沒有走向完全的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，無法全面替代燃油發(fā)動機車輛。混合動力車輛不僅具有燃油車優(yōu)點，同時綜合了電動車輛優(yōu)勢，將低排放、低油耗發(fā)揮到極致，大大提升車輛性能，在汽車領(lǐng)域具有重要的發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：混合動力 ?車輛工程 ?運用

中圖分類號：TU198 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）08（c）-0089-02

今天，節(jié)能減排已成為耳熟能詳?shù)拿~。汽車尾氣是目前地球主要污染源之一，雖然目前汽車在節(jié)能性能、減排性能方面不斷提升，但尾氣污染依舊十分嚴重，也是造成霧霾的重要原因。車輛工程發(fā)展中，不斷更新技術(shù)，燃氣、燃料電池等技術(shù)逐漸開始發(fā)揮作用。但目前純電動車輛還沒有走向完全的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，無法全面替代燃油發(fā)動機車輛?；旌蟿恿囕v不僅具有燃油車優(yōu)點，同時綜合了電動車輛優(yōu)勢，將低排放、低油耗發(fā)揮到極致，大大提升車輛性能，在汽車領(lǐng)域具有重要的發(fā)展前景。基于此，加強對混合動力技術(shù)在車輛工程中運用的研究具有十分現(xiàn)實的意義。

1 ?混合動力系統(tǒng)分類

車輛混合動力技術(shù)與傳統(tǒng)車輛動力技術(shù)有所不同，是一種新能源動力驅(qū)動，同時包括油、電混合動力，或者液壓混合動力。

1.1 油、電混合動力系統(tǒng)

其中，油電混合動力主要是在原有車輛動力系統(tǒng)中，包括原有的內(nèi)燃機功能，同時為車輛配置了輔助電力驅(qū)動系統(tǒng)，這種混合系統(tǒng)能夠根據(jù)車輛實際情況，在內(nèi)燃機動力驅(qū)動與電力驅(qū)動之間進行靈活的進行切換，實現(xiàn)最佳的節(jié)能減排目的。就目前車輛系統(tǒng)中的油電混合系統(tǒng)而言，連接方式有混連、并聯(lián)以及串聯(lián)三種，而混連是目前效果最佳的方式[1]。

1.2 液壓混合動力系統(tǒng)

液壓混合動力系統(tǒng)主要是包括液壓動力系統(tǒng)、發(fā)動機兩部分。其中，液壓動力系統(tǒng)利用液壓蓄能器作為主要的動力源泉，是一種關(guān)鍵的逆儲能元件。而液壓動力系統(tǒng)中的液壓馬達、液壓泵為主要動力元件。

液壓混合動力系統(tǒng)與油電混合系統(tǒng)有所不同，這種系統(tǒng)使用過程中更加經(jīng)濟，節(jié)能效果也更好。液壓混合動力系統(tǒng)與目前市場中一些汽車動力系統(tǒng)相比，經(jīng)濟性指標明顯較高。通過驅(qū)動電機模式，有利于汽車驅(qū)動能力的提升;而通過電磁裝甲防護模式、車輛負載綜合電子系統(tǒng)，對提高車輛運行效率、運行安全都大有幫助。

2 ?混合動力技術(shù)在車輛工程領(lǐng)域的具體運用

2.1 并聯(lián)式車輛系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計

并聯(lián)式車輛結(jié)構(gòu)中，發(fā)電機、電動機采用并聯(lián)的方式聯(lián)系在一塊，通過發(fā)動機為系統(tǒng)提供儲能元件所需要的動力能量。采用最為簡單的機械師連接模式，將電動機與發(fā)電機進行連接，而采用電氣聯(lián)接方式將電動機與儲能元件進行連接。采用這種連接方式，更加能夠提升系統(tǒng)的穩(wěn)定性，提升系統(tǒng)能量利用效率。另外，通過這種連接方式，為車輛提供的動力也更加充足。

在檢測中，還必須高度關(guān)注車輛的保養(yǎng)、維修工作，只有這樣，才能不斷提升汽車的動力效能?？茖W(xué)合理的使用汽車動力分配控制方式，同時有效調(diào)節(jié)制動踏板的角度，積極控制好車輛行駛過程中所需總制動力矩的長度，才能提升動能，為汽車提供更加充足的動能。為了有效的調(diào)節(jié)車輛車速，通常需要利用SOC模糊控制器完成。

2.2 合理分配動力能量系數(shù)

對于汽車混合動力系統(tǒng)高壓部分相關(guān)的指標檢測工作中，通常需要借助于流量計量單元對精濾器進行檢測，而通過軌壓傳感器優(yōu)化電控單元，提升其執(zhí)行效果，確保汽車噴油嘴在高壓狀態(tài)下亦能進行高度穩(wěn)定的運行;對于車輛低壓部分，為了能夠有效的控制其運行的效果，可以通過攜帶手油泵的粗濾器完成對其中油品的過濾工作，確保曲軸轉(zhuǎn)速傳感器能夠始終處于平穩(wěn)運行的狀態(tài)下;在監(jiān)控汽車加速踏板傳感器以及凸輪軸傳感器運行情況過程中，則需要借助于電控單元，取得其相應(yīng)的運行指標。科學(xué)合理的設(shè)計系統(tǒng)所需總制動力矩，能夠確保車輛運行過程中轉(zhuǎn)矩效果修正效果，而在修正轉(zhuǎn)矩的過程當中，共有兩種修正方式，即電液制動轉(zhuǎn)矩以及再生制動轉(zhuǎn)矩。通過修正轉(zhuǎn)矩，能進一步提升制動系統(tǒng)運行效果，減少外界對其的干擾。

2.3 對混合動力裝載機車參數(shù)進行控制

智能傳感器在車輛自動化控制系統(tǒng)中發(fā)揮了重要的作用，混合動力系統(tǒng)中，通過智能傳感器控制發(fā)動機，同時通過調(diào)整開關(guān)量模擬量，控制電壓比例閥之間關(guān)系。在系統(tǒng)實踐運行過程中，技術(shù)人員需要通過特定的方式，采集各個傳感器開關(guān)量中的模擬量脈沖信號頻率，利用智能控制系統(tǒng)控制車輛相關(guān)驅(qū)動設(shè)備。為了有效保證技術(shù)實現(xiàn)，對于離合器的開斷，技術(shù)人員還能夠方式液壓控濕方式加以控制。如果車輛發(fā)動機系統(tǒng)為串聯(lián)連接模式，則其內(nèi)部結(jié)構(gòu)相對簡單，電動機運轉(zhuǎn)也基本上需要依靠發(fā)動機，當然，電動機的運轉(zhuǎn)需要充足動能，系統(tǒng)內(nèi)部儲能元件也能為此提供動能[2]。在發(fā)動機與電動機用機械連接模式進行連接，盡管其穩(wěn)定性步入電氣連接方式，也容易受到外界因素的干擾，但具體使用中整體效果較好。

3 ?目前混合動力車輛運用現(xiàn)狀分析

3.1 乘用車輛

乘用車輛使用混合動力系統(tǒng)開始于20世紀末，批量生產(chǎn)為1997年，也是打開混合動力汽車的重要契機。后來隨著汽車行業(yè)發(fā)展，在客車、公交車輛中也廣泛運用混合動力技術(shù)。以公交車輛為例，由于公交車在行駛過程當中，需要頻繁進行啟停、制動、加速、減速，對車輛行駛動能會造成嚴重浪費，油耗相對較大。另外，汽車在加速、啟動過程中，尾氣排放量也相對較大，對城市環(huán)境會造成一定的影響。而采用混合動力技術(shù)，對于低速行駛的車輛，可以改用純電力驅(qū)動模式，減少油耗、減少尾氣排放，同時也保證汽車發(fā)動機處于平穩(wěn)狀態(tài)。

3.2 工程車輛

工程車輛具有工作環(huán)境惡劣、體積大、負載變化大、作業(yè)周期長等特點，在減速制動過程中會浪費大量的能量，還可能導(dǎo)致系統(tǒng)發(fā)熱，車輛相關(guān)元件壽命會減少。利用混合動力技術(shù)，能夠?qū)⒗速M掉的制動能量進行回收，大大提升車輛節(jié)能降耗性能。油電混合動力與液壓混合動力技術(shù)是混合動力工程車輛的主要動力類型，兩者在工作原理上大致相似，但在性能上有很大差距。相比之下，液壓混合動力在挖掘機中運用十分廣泛，節(jié)能效果也最為明顯。

3.3 軍用車輛

目前，混合動力技術(shù)在車輛領(lǐng)域運用已經(jīng)十分廣泛，在國際市場中占領(lǐng)很大份額，但軍用車輛中絕大多數(shù)還是用重質(zhì)燃油。盡管如此，在軍車領(lǐng)域混合動力技術(shù)依然被重視。其中，中國、美國等軍事大國，將混合動力技術(shù)作為未來軍事車輛核心動力技術(shù)，其不僅能夠滿足戰(zhàn)場形勢，為軍車提供更好的動力?；旌蟿恿ο到y(tǒng)為軍車提供兩套動力源，在一套動力源被損壞后，還能夠有另一個備用，保證軍車的正常工作，提升隨車軍士的生存能力;同時，混合動力技術(shù)在軍用車輛中的利用，還能夠降低排溫、排煙，減少車輛紅外特征、可見特征，在純電動模式下，車輛熱特征、噪聲也會大大降低，減少被地方命中的幾率。

3.4 礦用車輛

礦用車輛通常在復(fù)雜的條件下工作，工作環(huán)境變換十分頻繁。與普通的汽車相比，防爆柴油機驅(qū)動車輛發(fā)動機油耗較大，排放污染物也更為嚴重。所以，采用清潔能源能夠減低污染排放，甚至實現(xiàn)零排污。現(xiàn)階段，我國對防爆發(fā)動機研究不斷深入，在此基礎(chǔ)上也逐漸研究出礦用蓄電池技術(shù)，而混合動力礦用機械車輛還處于起步階段，缺少核心技術(shù)，還需要相關(guān)領(lǐng)域人員不斷努力，以便于同時滿足防爆、動力等要求。

總之，混合動力技術(shù)不僅能夠提升車輛動力性能，保證車輛安全運行，同時還能夠提高系統(tǒng)運行經(jīng)濟性，但在大力研發(fā)和批量推廣中還存在諸多困難，還需要不斷努力。

參考文獻

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