混合动力总成架构对商用车辆性能的影响

《IEEE Access》：Impact of Hybrid Powertrain Architectures on Commercial Vehicle Performance

　　

摘要：

为了研究混合动力传动系统架构对轻型商用车辆动态性能和燃油经济性的影响，本研究以一款国内轻型商用车辆作为研究对象。在Matlab/Simulink中建立了一个前向仿真模型，用于比较两种混合动力配置（串联-并联（P13）和动力分割（PS）的性能。通过多因素敏感性分析量化了关键参数的影响机制，并根据GB/T 27840-2021标准通过实际车辆测试验证了仿真模型的准确性。首先，优化了P13配置的发动机直驱齿轮比，以揭示其在中高速恒定燃油消耗与加速性能之间的权衡关系。其次，分解了驾驶循环、电机效率、电机空载损耗和传动比等敏感性因素，以确定仿真与测试偏差的核心原因。最后，系统地比较了两种配置在CHTC-LT循环和多速恒定条件下的燃油消耗情况。结果表明，P13配置的最佳发动机直驱齿轮比范围为0.6–0.65，这使得动态性能和燃油经济性达到了最佳的平衡。驾驶循环类型和电机效率是导致仿真与测试偏差的主要因素，分别占总误差的12.3%和9.6%。PS配置将发动机工作点集中在高效区域，在CHTC-LT循环下的燃油消耗为8.37L/100km，比P13配置（8.75L/100km）低4.3%；在40公里/小时的恒定速度下，其节油优势达到了7.7%。本研究为轻型商用车辆的混合动力传动系统架构选择和参数优化提供了直接的工程指导。