插電式混合動(dòng)力汽車(chē)（PHEV）綜合了純電動(dòng)汽車(chē)（EV）和混合動(dòng)力汽車(chē)（HEV）減速機(jī)速比分配的優(yōu)點(diǎn)減速機(jī)速比分配，既可實(shí)現(xiàn)純電動(dòng)零排放行駛，也能通過(guò)混動(dòng)模式增加車(chē)輛的續(xù)駛里程。在后補(bǔ)貼時(shí)期，政府補(bǔ)貼減少、消費(fèi)者里程需求增加、電池成本降幅較小且車(chē)輛售價(jià)不能上漲，為PHEV提供了發(fā)展機(jī)遇?；靹?dòng)方案合理化、動(dòng)力系統(tǒng)集成化、核心部件專(zhuān)用化和控制策略創(chuàng)新性設(shè)計(jì)是提升PHEV性能的關(guān)鍵核心技術(shù)。

　　1.發(fā)展PHEV的原因

　　1.1 PHEV符合技術(shù)路線

　　節(jié)能和新能源汽車(chē)技術(shù)路線圖中規(guī)定，至2020年、乘用車(chē)新車(chē)平均油耗5L/100km，至2025年、乘用車(chē)新車(chē)平均油耗4 L/100km。

　　圖1為傳統(tǒng)車(chē)、HEV和PHEV油耗隨質(zhì)量的變化趨勢(shì)，隨著整備質(zhì)量增加，各車(chē)型的油耗均正比例上升。由圖1可知，整備質(zhì)量較大的B級(jí)車(chē)必須依靠PHEV技術(shù)才能將油耗控制在5或4L/100km以?xún)?nèi)，與“以緊湊型及以上車(chē)型規(guī)?；l(fā)展插電式混合動(dòng)力乘用車(chē)為主”技術(shù)路線保持一致。

　　圖1 車(chē)輛油耗與整車(chē)質(zhì)量變化關(guān)系

　　1.2兩級(jí)補(bǔ)貼大幅退坡

　　按照既定的退坡方案，250公里以上車(chē)型兩級(jí)補(bǔ)貼在北京和天津分別下降2.2和2.75萬(wàn)。從整車(chē)成本方面考慮，零部件成本下降是解決補(bǔ)貼退坡最直接途徑，但難度較大。

　　表1 補(bǔ)貼退坡統(tǒng)計(jì)

　　退坡價(jià)格

　　純電動(dòng)

　　插電混動(dòng)

　　100~150km

　　150~250km

　　250km以上

　　50km以上

　　國(guó)補(bǔ)退坡（萬(wàn)元）

　　0.5

　　0.9

　　1.1

　　0.6

　　北京退坡

　　（萬(wàn)元）

　　0.5

　　0.9

　　1.1

　　0.6

　　天津退坡

　?。ㄈf(wàn)元）

　　0.75

　　1.35

　　1.65

　　0.9

　　1.3零部件價(jià)格無(wú)大幅下降可能

　　理論上零部件價(jià)格下降可減少補(bǔ)貼退坡的壓力。但近期由于銅材等價(jià)格上揚(yáng)，零部件價(jià)格在2017年上半年只能維持現(xiàn)有狀態(tài)、小幅波動(dòng)，無(wú)大幅下降可能。因此，近期通過(guò)零部件降本平衡補(bǔ)貼退坡可能性不大。

　　1.4續(xù)駛里程持續(xù)增加

　　表3為熱銷(xiāo)車(chē)型續(xù)駛里程的統(tǒng)計(jì)情況，續(xù)駛里程需求持續(xù)增加。里程增加，除了輕量化和再生制動(dòng)優(yōu)化外，最直接方式就是增大電池容量，電量增加導(dǎo)致整車(chē)成本上升。

　　表3 熱銷(xiāo)車(chē)型續(xù)駛里程統(tǒng)計(jì)

　　熱銷(xiāo)車(chē)型

　　北汽EU260

　　帝豪EV

　　比亞迪EV300

　　華泰XEV260

　　260km

　　253km

　　300km

　　266km

　　1.5 PHEV可平衡各種制約因素

　　PHEV可平衡補(bǔ)貼退坡、零部件價(jià)格和里程增加之間的矛盾。 PHEV的混動(dòng)模式可解決純電動(dòng)里程問(wèn)題減速機(jī)速比分配；電池電量小，批量后可解決電量增加的成本問(wèn)題；電池成本所占比例減少，對(duì)電池成本的敏感度降低。

　　表4 PHEV綜合優(yōu)勢(shì)

　　轎車(chē)

　　SUV

　　電池9~16kWh

　　電池13~18kWh

　　PHEV的混動(dòng)模式可解決純電動(dòng)里程問(wèn)題

　　電池電量小，批量后可解決電量增加的成本問(wèn)題

　　電池成本所占比例減少，對(duì)電池成本的敏感度降低

　　PHEV可規(guī)避穿電動(dòng)“怕熱怕冷”環(huán)境適應(yīng)性問(wèn)題

　　PHEV在國(guó)內(nèi)推廣阻力之一，就是認(rèn)為在不充電的情況下、即進(jìn)入能量維持CS階段后，此時(shí)車(chē)輛與傳統(tǒng)車(chē)無(wú)異，給出了“95%以上的車(chē)主都在以傳統(tǒng)汽油車(chē)的模式運(yùn)行插電混動(dòng)車(chē)，建議取消插電混動(dòng)的特定補(bǔ)貼”的建議，作者發(fā)表了“插電式混合動(dòng)力＝純電動(dòng)＋強(qiáng)混≠純電動(dòng)+傳統(tǒng)車(chē)”，解釋了不充電情況下PHEV仍省油的原理。不充電情況下，PHEV比同等重量燃油車(chē)省油30%，這是獲得兩級(jí)補(bǔ)貼最基本條件，性能較好的PHEV在CS階段可節(jié)油40%。

　　2.PHEV關(guān)鍵核心技術(shù)

　　2.1 混動(dòng)方案合理化設(shè)計(jì)

　　表5為國(guó)內(nèi)外各主流混動(dòng)方案的對(duì)比分析， EDU代表上汽的雙電機(jī)、雙離合器、兩擋AMT的集成方案；PGS為行星排耦合方案；P系列根據(jù)電機(jī)位置進(jìn)行定義，P0和P1分別表示BSG和ISG方案，這兩種方案不能實(shí)現(xiàn)純電動(dòng)模式，不能用于PHEV；P2和P3分別表示電機(jī)集成于變速器的輸入和輸出端，P4表示電機(jī)集成于后橋的ERAD結(jié)構(gòu)，P04表示前軸為P0方案、后軸為P4結(jié)構(gòu)。三菱歐藍(lán)德更加復(fù)雜，前軸為P12、后軸為P4，組成了P124混動(dòng)架構(gòu)。

　　由表5可知，可作為PHEV結(jié)構(gòu)的各種方案均可實(shí)現(xiàn)30%以上的節(jié)油效果，相對(duì)于其減速機(jī)速比分配他方案，電機(jī)與有級(jí)式自動(dòng)變速器方案比較適合于自主品牌，P2和P3方案更適用于自主品牌新能源轎車(chē)，P04可實(shí)現(xiàn)電子全時(shí)四驅(qū)功能、適用于SUV。

　　表5 各種混動(dòng)方案對(duì)比

　　2.2動(dòng)力系統(tǒng)集成化設(shè)計(jì)

　　前艙的總布置是乘用車(chē)混動(dòng)系統(tǒng)的難題之一，由于發(fā)動(dòng)機(jī)、離合器和變速器均集成于此，橫向尺寸非常吃緊、總布置上為ISG電機(jī)留出50mm的空間也比較難，所以很多方案放棄了效率較高的ISG方案，采用BSG方案解決總布置問(wèn)題。廣汽的GA5增程式混動(dòng)更是采用發(fā)動(dòng)機(jī)縱置方案，這種方案布置相對(duì)容易、但對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)NVH優(yōu)化提出了很大挑戰(zhàn)。對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)頻繁啟停的插電式混動(dòng)而言、發(fā)動(dòng)機(jī)縱置可行性不大。

　　造成總布置困難的主要原因，就是總布置時(shí)采用簡(jiǎn)單的迭代累加方案，零部件越多、橫向尺寸越長(zhǎng)。

　　豐田等在集成化設(shè)計(jì)方向取得較大進(jìn)展，作為全球銷(xiāo)量即將邁入千萬(wàn)銷(xiāo)量的THS系統(tǒng)、仍在不斷探索混動(dòng)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)問(wèn)題。最新的第四代THS驅(qū)動(dòng)電機(jī)MG2不再同軸，通過(guò)一個(gè)反轉(zhuǎn)從動(dòng)齒輪減速，并與行星齒輪組的齒圈結(jié)合。基于新的齒輪傳動(dòng)、新的電機(jī)和雙電機(jī)平行布置，結(jié)構(gòu)更緊湊，重量更輕，而扭矩相差不大?？傞L(zhǎng)度比第三代縮小了47mm，零件數(shù)量和總重量分別降低20%和6.3%。

　　2.3 核心部件專(zhuān)用化設(shè)計(jì)

　　對(duì)于常用的P2或P3結(jié)構(gòu)而言，可將減震系統(tǒng)或離合器集成到電機(jī)轉(zhuǎn)子內(nèi)，縮短橫向尺寸。格特拉克等企業(yè)也在試驗(yàn)將電機(jī)集成于DCT中的結(jié)構(gòu)方式，根本上解決前艙總布置的空間尺寸難題。

　　近幾年純電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展帶動(dòng)電驅(qū)動(dòng)技術(shù)的迅速提升，規(guī)模較大的主機(jī)廠均已掌握整車(chē)電控技術(shù)、已經(jīng)有廠家通過(guò)ISO26262的嚴(yán)格認(rèn)證。電機(jī)和控制器技術(shù)可比肩世界先進(jìn)水平，配電箱和充電機(jī)等附件技術(shù)也取得較快發(fā)展。針對(duì)PHEV而言，發(fā)動(dòng)機(jī)和自動(dòng)變速器技術(shù)仍需加強(qiáng)，尤其是阿特金森循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)和帶電動(dòng)油泵的自動(dòng)變速器。

　　2.3.1專(zhuān)用發(fā)動(dòng)機(jī)

　　與增程式混動(dòng)動(dòng)力相比，PHEV發(fā)動(dòng)機(jī)工作比較頻繁，在能量維持CS階段的啟停、助力、行車(chē)發(fā)電和串聯(lián)模式中，都需要發(fā)動(dòng)機(jī)參與驅(qū)動(dòng)、使電池SOC維持在恒定值（例如20%）附近。即使在能量消耗CD階段，在油門(mén)踏板開(kāi)度較大的加速模式中，為了滿(mǎn)足車(chē)輛加速需求，仍需要發(fā)動(dòng)機(jī)助力驅(qū)動(dòng)，例如沃藍(lán)達(dá)在踏板開(kāi)度較大時(shí)，即使電池SOC較高，發(fā)動(dòng)機(jī)仍會(huì)立即參與驅(qū)動(dòng)。

　　由此可見(jiàn)，發(fā)動(dòng)機(jī)性能對(duì)插電式混合動(dòng)力性能影響較大，尤其是發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率直接影響著CS階段和綜合油耗。

　　表6為當(dāng)前市場(chǎng)上幾款代表性PHEV的發(fā)動(dòng)機(jī)，由表中可以看出，日美代表性車(chē)輛均裝配阿特金森循環(huán)特性的發(fā)動(dòng)機(jī)、重視車(chē)輛油耗，歐洲沿用了傳統(tǒng)汽車(chē)渦輪增壓方式、突出動(dòng)力性能。國(guó)內(nèi)比亞迪秦和上汽榮威950與歐洲類(lèi)似，采用增壓發(fā)動(dòng)機(jī)。

　　表7為三款典型阿特金森循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的特性，熱效率均大于38%、甚至達(dá)到40%，比油耗小于等于220g/kWh；而渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)比油耗最小一般在240 g/kWh，從油耗角度性能不及阿特金森循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)。

　　表7 阿特金森發(fā)動(dòng)機(jī)特性

　　發(fā)動(dòng)機(jī)廠商

　　發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率

　　比油耗

　　本田i-MMD混系統(tǒng)

　　38.9%

　　小于等于220g/kWh

　　豐田普銳斯第四代

　　40%

　　豐田普銳斯第三代

　　38.5%

　　田雅閣雙電機(jī)混動(dòng)車(chē)輛，重量達(dá)1.723噸，SOC平衡階段、即不充電情況下油耗僅為5.1L/100km；1.435噸的第三代普銳斯，油耗僅為4.7L/100km，第四代系統(tǒng)油耗更低；卡羅拉和雷凌普通混動(dòng)車(chē)輛油耗僅為4.2L/100km；取得如此低的油耗，熱效率高、比油耗低的阿特金森發(fā)動(dòng)機(jī)是主要原因之一。

　　國(guó)內(nèi)宣傳綜合油耗為1.6L/100km的PHEV，按照GB/T

　　19753折算后，CS階段油耗在6.1L/100km以上，與國(guó)外差距較大。

　　因此，國(guó)內(nèi)PHEV也應(yīng)嘗試采用阿特金森循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)，降低CS階段油耗，這樣即使不充電、也能達(dá)到節(jié)能降耗的目標(biāo)。國(guó)內(nèi)有些車(chē)企在2009年成功開(kāi)發(fā)了阿特金森循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)，可見(jiàn)具備這方面研發(fā)能力，后續(xù)應(yīng)加大該類(lèi)型發(fā)動(dòng)機(jī)的匹配和裝車(chē)力度，

　　2.3.2自動(dòng)變速器

　　國(guó)內(nèi)自動(dòng)變速器技術(shù)發(fā)展嚴(yán)重滯后于整車(chē)技術(shù)的發(fā)展，即使是傳統(tǒng)車(chē)，除了奇瑞CVT和比亞迪DCT技術(shù)初具規(guī)模外，上汽DCT、青山DCT、北汽引進(jìn)CVT、容大CVT、盛瑞8AT、吉利前期引進(jìn)DSI的AT和華泰6AT技術(shù)取得了一定發(fā)展，但與國(guó)外先進(jìn)自動(dòng)變速技術(shù)相比差距很大，始終突破不了自動(dòng)變速器特有的機(jī)電液綜合難點(diǎn)技術(shù)。

　　插電式混合動(dòng)力由于具有純電動(dòng)等運(yùn)行模式，對(duì)變速箱提出特殊要求、應(yīng)做專(zhuān)用化設(shè)計(jì)，主要如表8中以下四點(diǎn)所示。

　　表8 PHEV變速器的專(zhuān)用設(shè)計(jì)

　　功能

　　功能解釋

　　支持純電動(dòng)功能

　　變速箱需要匹配電動(dòng)油泵，確保純電動(dòng)模式下潤(rùn)滑和冷卻；如果沒(méi)有電動(dòng)油泵，只能控制發(fā)動(dòng)機(jī)保持怠速、為變速器提供潤(rùn)滑和散熱的動(dòng)力，但會(huì)導(dǎo)致油耗和排放增加。

　　支持啟停功能

　　有啟停電機(jī)裝置，變速箱端通過(guò)離合器或空擋設(shè)置，保持發(fā)動(dòng)機(jī)與動(dòng)力系統(tǒng)分離、快速啟停；無(wú)啟停裝置，通過(guò)離合器滑磨、利用慣性啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的車(chē)輛，離合器需做強(qiáng)化設(shè)計(jì)，確保壽命。

　　換擋器解耦

　　換檔器與實(shí)際擋位輸入解耦，變速器桿位和擋位，需經(jīng)整車(chē)控制器根據(jù)車(chē)速、實(shí)際擋位輸入及發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速等條件，綜合判別后確定。

　　輸入扭矩增加

　　電機(jī)置于變速器輸入端的結(jié)構(gòu)，由于電機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩疊加增大，變速器軸承等部件需要強(qiáng)化設(shè)計(jì)；承受扭矩較小時(shí)，可將電機(jī)置于變速器輸出端，電機(jī)動(dòng)力與變速器輸出動(dòng)力進(jìn)行耦合。<span background:yellow;"="" style="box-sizing: border-box;">

　　國(guó)內(nèi)外主流PHEV采用的變速器類(lèi)型如下表所示，由此可知，各種變速器均有各自?xún)?yōu)點(diǎn)、都進(jìn)入了PHEV應(yīng)用范疇，主機(jī)廠應(yīng)根據(jù)在動(dòng)力系統(tǒng)方面的研發(fā)積累，選擇適用于自己PHEV的動(dòng)力系統(tǒng)。

　　表9 PHEV變速器類(lèi)型分析

　　變速器

　　廠商

　　備注

　　DCT

　　比亞迪秦

　　6擋

　　長(zhǎng)城

　　2017年上市

　　大眾高爾夫GTE

　　6擋

　　CVT

　　奇瑞艾瑞澤7

　　自主開(kāi)發(fā)

　　AMT

　　PSA3008

　　6擋，PHEV2019年上市

　　上汽

　　2擋

　　AT

　　沃爾沃S60

　　8擋

　　寶馬X1

　　6擋

　　行星排

　　豐田普銳斯

　　單行星輪系

　　通用沃藍(lán)達(dá)

　　單行星輪系

　　吉利CHS

　　雙行星輪系

　　離合器耦合

　　本田i-MMD

　　雙電機(jī)

　　三菱歐藍(lán)德

　　四驅(qū)結(jié)構(gòu)

　　自動(dòng)變速器是PHEV中動(dòng)力耦合和傳遞的重要一環(huán)，隨著對(duì)PHEV的重視的大量研發(fā)投入，PHEV反過(guò)來(lái)會(huì)促進(jìn)自主自動(dòng)變速技術(shù)的發(fā)展。

　　2.4控制策略創(chuàng)新性設(shè)計(jì)

　　控制策略對(duì)PHEV在CS階段的油耗影響較大，控制目標(biāo)就是在滿(mǎn)足動(dòng)力性需求前提下，使發(fā)動(dòng)機(jī)工作于高效區(qū)、同時(shí)盡量減少能量轉(zhuǎn)換次數(shù)，綜合降低油耗。

　　匹配DCT、AMT和AT等有級(jí)式自動(dòng)變速器的混動(dòng)系統(tǒng)是國(guó)內(nèi)PHEV的主流，針對(duì)此類(lèi)控制系統(tǒng)，兩參數(shù)或三參數(shù)換擋規(guī)律，以及三線四區(qū)扭矩分配方法是當(dāng)前主要采用的控制方法。相關(guān)控制方法的缺點(diǎn)是，兩參數(shù)或三參數(shù)換擋規(guī)律不適用于多動(dòng)力源的PHEV系統(tǒng)；在扭矩分配方面，通過(guò)電機(jī)助力或行車(chē)發(fā)電作用，使發(fā)動(dòng)機(jī)工作于最佳燃油經(jīng)濟(jì)性曲線或高效區(qū)，盡管提高了發(fā)動(dòng)機(jī)工作效率，但由于助力或發(fā)電時(shí)電能和機(jī)械能的連續(xù)轉(zhuǎn)換、導(dǎo)致電耗增加，車(chē)輛的綜合油耗沒(méi)有達(dá)到最優(yōu)、考慮并不全面。

　　作者自2001年開(kāi)始參與混合動(dòng)力科研項(xiàng)目，根據(jù)研究積累，分享基于電耗補(bǔ)償?shù)膿Q擋規(guī)律和扭矩分配策略。

　　2.4.1控制方法優(yōu)化

　　基于電耗補(bǔ)償?shù)目刂撇呗灾?，參考?chē)速、需求扭矩和工作模式，確定出所有可能的擋位和扭矩分配組合，發(fā)動(dòng)機(jī)比油耗修正后最低組合對(duì)應(yīng)的擋位和扭矩，即為發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)的控制指令。比油耗的修正是指根據(jù)電機(jī)功率大小，在發(fā)動(dòng)機(jī)比油耗數(shù)值基礎(chǔ)上疊加一個(gè)懲罰因子，體現(xiàn)出對(duì)電動(dòng)部件電耗的綜合考慮；同時(shí)該懲罰因子與發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率相關(guān)，電機(jī)功率一定的情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)功率越小，懲罰因子越大，反之越小。圖3為換擋規(guī)律和扭矩分配控制流程框圖。

　　以7擋P2結(jié)構(gòu)PHEV為例，對(duì)控制方法進(jìn)行舉例說(shuō)明。

　　圖4中曲線Ⅰ表示變速器處于1擋，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行于最佳燃油經(jīng)濟(jì)性曲線的轉(zhuǎn)速區(qū)間（800～6000

　　rpm）時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)傳遞至車(chē)輪處的扭矩隨車(chē)速的變化關(guān)系。同理，曲線Ⅱ～Ⅶ分別表示2～7擋，發(fā)動(dòng)機(jī)傳遞至車(chē)輪的扭矩曲線。

　　假設(shè)車(chē)速為50km/h時(shí)，根據(jù)加速踏板和車(chē)速判斷，此時(shí)需求扭矩為2000Nm。由圖4可知，

　　2～6擋時(shí)、可使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速處于800～6000

　　rpm之間，2～6擋時(shí)對(duì)應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為n2,

　　n3, n4, n5和n6。n2～n6分別插值出在OEC曲線上對(duì)應(yīng)扭矩，乘以各擋位速比、主減速器速比和傳動(dòng)效率，即可得到Te2,

　　Te3, Te4, Te5和Te6，如圖中A,

　　B, C, D和E所示。如果此時(shí)是行車(chē)助力模式，

　　由于A點(diǎn)扭矩大于需求扭矩，此時(shí)電機(jī)輸出動(dòng)力時(shí)、發(fā)動(dòng)機(jī)工作點(diǎn)會(huì)遠(yuǎn)離最佳經(jīng)濟(jì)性曲線，整車(chē)經(jīng)濟(jì)性反而不好，因此2擋時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)提供需求扭矩、為T(mén)e2，M輸出扭矩為0；

　　3～6擋發(fā)動(dòng)機(jī)最佳經(jīng)濟(jì)點(diǎn)扭矩小于需求扭矩，假如此時(shí)電池放電功率和電機(jī)輸出扭矩均可補(bǔ)償發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩、使發(fā)動(dòng)機(jī)分別工作B～E點(diǎn)，計(jì)算出電機(jī)輸出扭矩Tm3,

　　Tm4, Tm5和Tm6。根據(jù)扭矩和轉(zhuǎn)速，可得到發(fā)動(dòng)機(jī)工作在B～E點(diǎn)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率Pe3,

　　Pe4, Pe5和Pe6，以及電機(jī)輸出功率Pm3,

　　Pm4, Pm5和Pm6。（n2,

　　Te2）,

　?。╪3,

　　Te3）,

　　（n4,

　　Te4）,

　?。╪5,

　　Te5）和（n6,

　　Te6）在發(fā)動(dòng)機(jī)萬(wàn)有特性對(duì)應(yīng)比油耗分別為g2,

　　g3, g4, g5和g6，發(fā)動(dòng)機(jī)萬(wàn)有特性數(shù)據(jù)應(yīng)該考慮曲軸加速度、插值出的比油耗與實(shí)車(chē)一致。（Pe3,

　　Pm3）,

　?。≒e4,

　　Pm4）,

　?。≒e5,

　　Pm5）和（Pe6,

　　Pm6）插值出比油耗修正值△g3, △g4, △g5和△g6。油耗修正主要是考慮電耗的影響，在某一擋位時(shí)盡管發(fā)動(dòng)機(jī)比油耗最低，但此時(shí)如果電機(jī)輸出功率較大、導(dǎo)致電機(jī)和電池的損耗增加，從動(dòng)力系統(tǒng)角度未必是最優(yōu)經(jīng)濟(jì)性選擇。由于2擋時(shí)電機(jī)輸出功率為0、綜合比油耗為g2，3～6擋時(shí)綜合比油耗分別為g3+△g3, g4+△g4, g5+△g5和g6+△g6，綜合油耗最低擋位為確定的目標(biāo)擋位，對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)輸出扭矩是對(duì)應(yīng)部件的目標(biāo)扭矩。

　　如果此時(shí)是行車(chē)發(fā)電模式，2擋時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)工作在A點(diǎn)對(duì)應(yīng)扭矩、盈余動(dòng)力由電機(jī)發(fā)電給蓄電池充電；3～6擋時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)最佳扭矩小于需求扭矩，如果發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)滿(mǎn)足需求、純發(fā)動(dòng)機(jī)工況經(jīng)濟(jì)性較好；參考行車(chē)助力模式的判定步驟，即可確定出目標(biāo)擋位和目標(biāo)扭矩。

　　控制指令仲裁和輸出時(shí)應(yīng)避免頻繁換擋，限定兩次相鄰換擋的最短時(shí)間（例如5s），輸出最終的擋位和扭矩指令。

　　其余工況與以上控制過(guò)程類(lèi)同。

　　2.4.2 分析結(jié)果驗(yàn)證

　　以?xún)煞N典型的客車(chē)SUV為例，對(duì)各種策略性能進(jìn)行了分析計(jì)算，客車(chē)和SUV整備質(zhì)量分別為12噸和1.9噸。

　　在扭矩分配方面，三線四區(qū)和五線六區(qū)法得到廣泛應(yīng)用，三線四區(qū)是指發(fā)動(dòng)機(jī)萬(wàn)有特性圖形由外特性、最佳燃油經(jīng)濟(jì)性和最小工作扭矩曲線分成四個(gè)工作區(qū)域；在最佳燃油經(jīng)濟(jì)性曲線上下各添加一條曲線，兩條曲線之間為純發(fā)動(dòng)機(jī)工作區(qū)域、稱(chēng)之為五線六區(qū)；

　　各種策略性能對(duì)比如表10所示，前面兩種是工程實(shí)際中最常用的“兩參數(shù)+三線四區(qū)”和“兩參數(shù)+五線六區(qū)”；第三和第四為基于功耗補(bǔ)償?shù)目刂品椒ǎ谌N方法表示懲罰因子均為0，第四種方法中懲罰因子按照實(shí)際參數(shù)設(shè)定。

　　表10 整車(chē)燃油經(jīng)濟(jì)性

　　控制方法

　　客車(chē)/(L/100km)

　　SUV/(L/100km)

　　兩參數(shù)+三線四區(qū)

　　22.4

　　6.22

　　兩參數(shù)+五線六區(qū)

　　22.3

　　6.09

　　電耗補(bǔ)償(無(wú)懲罰因子)

　　20.85

　　5.92

　　電耗補(bǔ)償(有懲罰因子)

　　20.22

　　5.81

　　第三和第四與第一和第二兩種方法相比，燃油經(jīng)濟(jì)性均得到了較大提高，證明從多種擋位和扭矩分配組合中選擇較好組合的合理性。第四種方法優(yōu)于第三種，證明利用懲罰因子修正發(fā)動(dòng)機(jī)比油耗的必要性?？傊?，與常用的第一和第二兩種方法相比，基于電耗補(bǔ)償?shù)牡谒姆N方法在SUV上分別提高6.60%和4.60%，客車(chē)上分別提高9.72%和9.32%，證明了新型控制方法的優(yōu)點(diǎn)。

　　3.總結(jié)

　　插電式混合動(dòng)力汽車(chē)可平衡補(bǔ)貼退坡、零部件價(jià)格和里程需求增加之間的矛盾，符合國(guó)家電動(dòng)化發(fā)展戰(zhàn)略需求，是對(duì)純電動(dòng)平臺(tái)技術(shù)的有益補(bǔ)充。混動(dòng)方案合理化設(shè)計(jì)、動(dòng)力系統(tǒng)集成化設(shè)計(jì)、核心部件專(zhuān)用化設(shè)計(jì)和控制策略創(chuàng)新性設(shè)計(jì)是PHEV的關(guān)鍵核心技術(shù)，國(guó)內(nèi)外在核心技術(shù)方面均處于發(fā)展探索階段，車(chē)企尤其自主品牌應(yīng)加大核心技術(shù)研發(fā)投入，推動(dòng)PHEV核心技術(shù)快速發(fā)展。

　　作者系華泰汽車(chē)新能源研究院院長(zhǎng)、清華大學(xué)博士后、教授級(jí)高工

　　力朗電池專(zhuān)門(mén)為電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池研發(fā)高品質(zhì)26650鋰電池、采用邦定焊接工藝的高安全性水冷電池模組、更可靠的BMS產(chǎn)品。擁有15年以上鋰電池研發(fā)、制造行業(yè)經(jīng)驗(yàn)的專(zhuān)家團(tuán)隊(duì)和業(yè)內(nèi)一流的BMS和PACK團(tuán)隊(duì)，免費(fèi)為您提供從設(shè)計(jì)、制造、售后為一體的全方位咨詢(xún)服務(wù)。如果您在電動(dòng)汽車(chē)電池、設(shè)備配套電池、應(yīng)用類(lèi)消費(fèi)電子產(chǎn)品電池應(yīng)用或技術(shù)細(xì)節(jié)有任何疑問(wèn)，請(qǐng)?jiān)L問(wèn)力朗電池官網(wǎng)（www.plb.com.cn）或撥打全國(guó)免費(fèi)服務(wù)熱線減速機(jī)速比分配：400-816-6036