发动机启停技术
摘 要：本文介绍了PHEV混合动力汽车的架构，主要包括动力架构、高压架构、热管理架构、发动机启停架构的规划。
关键词：PHEV;动力;高压;热管理;发动机启停;架构
1 引言
相对与传统燃油车或纯电动汽车，PHEV插电式混合动力汽车是综合了两种能源的新能源汽车，当整车在行驶工况下，能量来源发动机或高压电池或同时来自于发动机和高压电池，整车控制器根据相应的行驶工况优化分配整车动力来源，从而将能量转化效率控制在较高水平，故能实现低能耗，另外当整车高压电池或发动机其一不能正常工作时，整车仍可以按一定的策略行驶，故提高了整车可靠性。因PHEV融合了纯电动汽车和传统燃油车的技术，故整车控制复杂，本文以某PHEV混合动力车型为例，从动力架构、高压架构、热管理架构、发动机启停架构几方面进行介绍，对从事混动汽车相关工作的人员有一定的参考借鉴意义。
2 PHEV插电式混合动力汽车动力架构
2.1 动力系统组成
PHEV是Plug-in Hybrid Electric Vehicle的缩写，即插电式混合动力汽车。PHEV可以使用电力网（包括家用电源插座）对动力电池充电，其次发动机也是动力源之一，同时可以将发动机的动能转化高压电池电能，动力系统主要结构见图1。
动力系统—电传动动力系统。主要包括：高压电池、高压电池控制器（BMS）、P2电机、P2电机控制器（PEU1）、P4电机、P4电机控制器（PEU2）、DC/DC（直流变压器）、车载充电机（OBC）、电源分配单元（PDU）、变速箱、K1离合器。
动力系统—发动机动力系统。主要包括：发动机、K0离合器、变速箱、K1离合器。
其中K0离合器位于发动机和P2电机之间，用于控制发动机飞轮和P2电机轮端的结合与断开，K1位于P2和变速箱之间，K1离合器控制P2与变速箱之间的结合与断开。P2电机由电驱动所输出扭矩和发动机输出扭矩在P2动力输出轴进行叠加。其中发动机、K0离合器、P2电机、K1离合器、变速器位于前轴，P4电机位于后轴。
2.2 整车驾驶模式
EV NORMAL：纯电-标准模式。P2电机驱动车辆，K0离合器分离，发动机未启动。行驶时K1闭合，在换挡过程中K1断开， P4电机补偿换挡期间驾驶员对扭矩的需求。
EV ECO：纯电-经济模式。P2电机驱动车辆，K0离合器分离，发动机未启动。行驶时K1闭合，在换挡过程中K1断开，P4电机补偿换挡期间驾驶员对扭矩的需求。
EV AWD：纯电-四驱模式。K0离合器分离，发动机未启动。P2、P4共同驱动车辆，行驶时K1闭合，在换挡过程中K1断开。
HEV NORMAL：混动-标准模式。发动机和P2电机一同驱动车辆，但发动机不一定一直运行。当需要发动机介入驱动或利用P2电机将发动机动力转化为电能给高压电池充电时，K0离合器结合，行驶时K1闭合，在换挡过程中K1断开，P4电机补偿换挡期间驾驶员对扭矩的需求。
HEV ECO：混动-经济模式。发动机和P2电机一同驱动车辆，但发动机不一定一直运行。当需要发动机介入驱动利用P2电机将发动机动力转化为电能给高压电池充电时，K0离合器结合。行驶时K1闭合，在换挡过程中K1断开，P4电机补偿驾驶员对扭矩的需求。
HEV AWD：混动-四驱模式。发动机、P2、P4一同驱动车辆。但发动机不一定一直运行。行驶时K0、K1闭合，在换挡过程中K1断开，K0结合。
HEV SPORT：混动-运动模式。发动机、P2、P4一同驱动车辆。发动机一直运行。行驶时K0、K1闭合，在换挡过程中K1断开，K0结合。相比较HEV AWD模式，SPORT模式动力响应更快更强。
HEV SAVE：混动-保电模式。发动机和P2电机一同驱动车辆，但发动机不一定一直运行。当需要发动机介入驱动或利用P2电机将发动机动力转化为电能给高压电池充电时，K0离合器结合。行驶时K1闭合，在换挡过程中K1断开，P4电机补偿驾驶员对扭矩的需求。高压电池电量按驾驶员设定的目标SOC进行充电，通常目标SOC可选范围设计在50%以上。
以上所有模式都是用各自对应的pedal map和gear shift map进行整车的驾驶扭矩需求响应，正是因为每种驾驶模式下系统设定了不同pedal map和gear shift map，动力响应及燃油经济性才会有所不同，驾驶员才会有不同的驾驶体验。EV NORMAL、EV ECO、EV AWD模式下，当动力电池SOC低于标定值时，整车控制器会控制发动机强制启动，整车驾驶模式会跳转到相应的HEV NORMAL、HEV ECO、HEV AWD模式。
市面上的混合动力汽车有的会配置雪地、泥地、沙漠、山地、EV SPORT模式等等，具体可根据整車实际情况及定位用户需求进行设计，各个主机厂的设计都不尽相同。驾驶模式一般是在车机端虚拟按键、中控按钮、换挡杆上进行切换选择。
2.3 能量回收
混合动力汽车需进行要能量回收设计，在汽车制动过程中或挂档（D档或R档）滑行时进行能量回收。一般能量回收可分为“低”、“中”、“高”三个等级，有的厂家会分两个等级如“标准”、“较大”。回收等级可设计成由用户自定义，即在每种驾驶模式下，用户都可以根据自己的喜好去选择相应的回收等级，此设计更多体现用户选择最大化。回收等级也可以设计成和驾驶模式关联的回收等级，如在雪地模式设计成默认低回收等级，以达到尽量避免车轮出现抱死的现象，山地模式设计成默认高回收等级，以达到在不影响驾驶性前提下，尽量多的回收能量，此设计更多体现在保证汽车的最佳性能及在条件允许情况下更多的进行能量回收。每个厂家的侧重点不尽相同。
能量回收功能一般由整车控制器来控制，同时需要和车身稳定系统（ESC）进行协调控制，以达到在车身稳定的前提下最大程度的进行能量回收。当涉及到车身稳定系统的某些功能激活时（如ABS功能），能量回收功能是需要被抑制的，以免能量回收功能影响行车安全。
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