混合動力汽車發動機電機拖動技術研究
現今，混合動力汽車發展逐步代替傳統的汽油機汽車應用，使清潔型能源可以廣泛的運用于汽車動力結構設計發展的各個領域，充分提高現代汽車使用的節能效益，尤其是混合動力汽車的發動機電機拖動技術運用，在提高汽車使用節能效益的同時，彌補傳統混合動力汽車發動機電機系統使用的性能不足，為混合動力汽車電力動力系統應用提供良好的技術發展契機。
1 混合動力發動機快速啟動GDI 臺架設計
GDI 發動機是現代混合動力發動機的主要燃油機械動力系統之一，GDI 發動機技術發展更大意義在于將有限的燃油資源發揮更高的使用價值，從技術上實現對能源消耗的控制。現代混合動力發動機快速啟動系統GDI 臺架設計主要采用轉矩模式及轉速模式控制兩種，通過電機控制器的計算對轉矩系統形成閉環控制空間，使電機輸出功率與電機轉速保持一致，采用單元內部指令進行系統控制操作，并在各系統單元系統模擬電壓控制器，使電壓輸出能夠充分的帶動GDI 發動機系統運行，以此突出GDI 可控性及安全性的運行特征。
2 混合動力發動機阻力矩解析
混合動力發動機阻力矩的形成用于平衡設備瞬時啟動壓力，將各項電壓控制在元器件系統運行可接受范圍內，并在啟動過程中產生固定量值，使系統啟動可以針對ISG 發動機系統做有效的數據源監控，采用電機驅動實現發動機拖動快慢的控制，一方面可以增加發動機潤滑劑粘度，另一方面亦可解決發動機曲軸及軸瓦摩擦過速而導致的供油不足問題。混合動力發動機啟動系統環境溫度較高，在快速啟動過程中必須利用冷卻設備對系統進行控溫處理，此時冷卻設備的冷卻溫度直接影響混合發動機的動力效益。例如冷卻設備冷卻溫度未能達到標準溫度，則易導致發動機啟動阻力矩值數失衡，從而轉速下降，難以保障各不同轉速下對發動機設備的有效控制。
3 混合動力發動機電機電流特征
混合動力汽車發動機電機拖動對阻力矩的控制僅是影響發動機電機性能的主要因素之一，在設備使用過程中同樣要注重對電機電流特征的分析，根據不同使用情況及電機運行狀態選擇多種控制策略，提高混合動力發動機的電機使用可靠性，以多種環境下的水溫冷卻為參考標準掌握電機性能的變化規律，從而有效解決混合動力發動機的電機設備技術問題，提升電機設備可用性。
3.1 快速啟動環境下混合動力發動機電流特性
快速啟動的混合動力發動機電機電流特征分析可以將水溫冷卻基礎值設置為25℃，基礎轉速指數通常不會超過400r/min，電流動態值隨電壓的增加而發生改變，初始值為0.03s，而后根據系統快速啟動需求，將電流流速及電壓在可控范圍內進一步提升，此時電機變化由初始值0.03s 增長至0.18s，同時轉速提高一倍，達到800r/min。所以根據電機電流動態變化信息可知，混合動力發動機電機電流特性不是單方面的數據疊加，而是根據電力輸出動力及電流速率的變化等不斷做出改變。水溫不同對于電機的影響同樣較大，如將基礎水溫調至45℃，則系統轉速最低可以達到600r/min 以上，最高峰值可達600r/min 左右，隨著溫度的不斷升高，系統電流為避免電流超調，一般情況下需要采用大轉矩拖動，以應對低速電流畸變，提高快速啟動環境下的混合發動機電機使用穩定性。
3.2 轉速控制模式下混合動力發動機電流特性
轉速模式下的混合動力發動機電機電流控制主要采用高精度傳感器、電流控制器及電機輸出控制等系統組成，按比電磁轉矩波動及數據燃動轉矩參數作為電流控制基礎，通俗模式下的電機電流速率相對較高，且波動值較大，車輛發動機運轉并不單一的依靠系統功率輸出，而是按冷卻水溫做目標控制匹配項，常溫環境下額定轉速指數為600r/min，非常規環境下數據波動為400-800r/min 之間，轉速模式下的電機電流控制應用在于保障電機使用安全性，避免過度的電壓浮動對電機元器件的使用產生拖動電流過大問題，確保各項電流壓力值均處于合理范圍內，為電機設備的使用提供電流超調控制保護。
4 混合動力ISG 發動機快速啟動轉速控制技術特點
ISG 電動發動機是現階段較為主流的混合發動機電力動力來源之一，由于其系統兼容性好且回程反應較快，所以在汽車快速啟動的過程中可以避免怠速狀態下的過度能源消耗，使汽車發動機的使用功耗得以充分控制，同時也為電動發動機性能的提升奠定堅實的基礎。ISG 電動發動機的使用同樣受到汽車發動機設備轉速及轉矩控制的影響，通過分析其不同使用模式下的快速啟動特點，對ISG 電動發動機使用特征進行解析，以此為ISG 發動機科學配置與使用提供理論參考。
4.1 轉矩控制模式的ISG 發動機快速啟動轉速控制
ISG 發動機操作反應速度較快，100%額定功率下的發動機運轉可以克服電機阻力矩提升而產生的轉速上升動力不足問題，使不同冷卻水溫環境下的電力運轉速率差距可控制在合理范圍內。常溫環境下ISG 發動機電力拖動轉速達到800r/min 僅需0.4 秒，而拖動轉速達到1100min 則僅增加0.2 秒，相比于傳統電機設備及汽油機設備均有明顯的速度優勢，且轉速冷卻水溫環境的上升可以進一步提高設備運行性能，45℃溫度環境下設備從800r/min 轉速到1100r/min 同樣僅需3 秒，相比于常規環境溫度速度提升達到近1 倍左右，充分提高汽車混合動力電力發動機的啟動速度。發動機設備冷啟動對部件運行的協調性要求較高，如發動機起步溫度為25℃，則在其轉速快速啟動的加速過程中阻力矩增加比例通常為12%-36%之間，因此在發動機冷啟動過程中常規溫度的發動機使用實際上限制了ISG 電動發動機的快速啟動性能，只有溫度達到45℃以上方可有效的突出ISG 發動機的快速啟動使用效果。
4.2 轉速控制的ISG 發動機快速啟動特點
轉速模式控制下的ISG 發動機快速啟動可以發揮混合發動機的最大性能，由于轉速控制ISG 發動機啟動無需復雜的處理流程，所以啟動時間周期將大大縮短，即便在低溫環境下仍可保障良好的汽車使用性能。常規溫度的25℃環境下車輛發動機啟動僅為0.25 秒，而在溫度達到85℃以上汽車啟動速度可以長時間保持0.1 秒左右，即便在低溫的10℃以下，發動機啟動速度仍可達到轉矩控制下45℃的0.3 秒啟動標準，其啟動速度相對較高，且易于根據電流值陡升改變轉速速率，基礎速率通常可以達到800r/min，所以綜合以上信息轉速控制模式下的ISG 發動機啟動性能最佳，是ISG 混合動力發動機技術發展應用的主要方向，對降低外界環境溫度干擾及提高綜合發動機使用性能具有重要意義。
5 混合動力汽車發動機電機拖動技術應用所需基礎條件
混合動力汽車電機拖動技術的應用雖優勢明顯，但仍需注意水溫環境、啟動模式及基礎元件數據參數等對汽車發動機使用的實際影響，進一步排除發動機電機使用的排除印象因素，提高混合動力汽車發動機電機拖動技術應用有效性，通過技術防控、風險預防及技術資源整合等保障混合動力汽車發動機電機拖動技術應用可以發揮實際的理論效果，使混合動力汽車發動機電力動力成為未來階段汽車驅動發展的主要趨勢。
5.1 冷卻水溫對發動機電機拖動的影響
溫度是影響發動機電力拖動的主要因素，受冷卻水溫影響低溫環境下的混合發動機電機運轉性能通常不高，即便在轉速控制模式下低溫環境與高溫環境的電機性能參數仍有一定的差距，所以電機的拖動技術應用必須將冷卻水溫環境作為設備運行的主要考慮因素，采用低溫低速啟動降低阻力矩，實現多種溫度環境下的電機性能優化，有效解決因阻力矩增加也產生的電機性能問題，提高混合動力發動機的使用效益。
5.2 啟動模式對發動機電機拖動的影響
混合發動機電機運行通常由轉矩控制及轉速控制兩種模式，轉矩控制模式下電機啟動應采取低速拖動，以避免其出現電流超調問題，尤其在非常規溫度環境下更要重視對低速拖動的控制。而轉速模式下的電機電流流速較快，溫度相對較高，所以可以將拖動速度做進一步提升，基礎數值控制在800r/min 即可，從而使混合發動機電機運轉可以適應多種使用模式。
5.3 綜合數據參數對發動機的電機拖動影響
綜合數據參數對發動機電機拖動的影響主要指啟動阻力矩、電機電流及電力轉速等參數，不同參數模式電機運轉協調性格局差異，同時冷卻水溫差別較大，所以不同參數數據環境所選的發動機電機拖動方式必須符合發動機快速啟動需求，以便通過數據調節實現對發動機快速啟動的控制，使混合動力汽車發動機可以在使用過程中發揮最佳性能。
6 結語
綜上所述，混合動力汽車發動機電機拖動技術的應用一定程度上解決汽車怠速能耗過高問題，對提高電動力汽車的電機使用性能意義重大，是未來階段混合動力汽車發動機電機設計所需應用的主要核心技術之一，使傳統意義上的現代混合動力汽車使用更具有節能性、安全性及穩定性等特征，進一步為混合動力汽車發展夯實動力技術基礎。
