增程式客车动力系统参数计算及仿真分析

针对目前旅游出行，新能源客车存在动力性能不足及续航里程焦虑问题，本文基于某城市客车匹配出一款增程式客车。根据目标任务需求、工作场景、整车驱动结构布置和行驶动力性能等，对客车增程器系统、驱动电机及动力电池进行参数匹配计算。利用AVL-CRUISE软件搭建整车模型、设置仿真任务并验证了匹配的合理性，结果表明：在中国普通客车行驶工况(CHTC-C)下车辆运动跟随情况良好、客车最高车速达到99 km/h、0~50 km/h加速时间为17.99 s较指标要求提升21.78%、最大爬坡度20.8%、续航里程为692 km相比指标要求提高了38.4%，各方面均达到指标要求。

在当前低碳环保及能源危机的背景下，2021 年《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰中和工作的意见》指出要加快可再生能源技术发展及关键技术的研发和应用[1]。现今交通工具成为了制约旅游业发展的决定因素，传统燃油客车因排放对环境有污染且运营成本高逐渐被市场淘汰；纯电客车动力性能差且服务于旅游景点之间繁重的运输作业使得车辆需要频繁充电再加之充电时间长，并不适合作为旅游行业主流的交通工具。增程式客车相比传统燃油客车和纯电动客车，既有动力电池作为动力源又有发动机和发电机组成的增程器用于发电，解决了用于旅游出行的新能源客车动力性能差和续航里程忧虑的问题。

盛广庆[2]采用多目标优化控制策略对增程式汽车的增程器工作点进行设计，以提高增程器系统排放性能及燃油经济性；王玉猛[3]设计了一款双驱动四驱增程式电动汽车，并且基于所匹配动力系统设计了驱动控制策略和电池控制策略，使汽车有更好的燃油经济性，同时可有效减少电池充放电频率延长寿命；刘钊[4]对增程式电动客车动力系统研究结合了增程式客车动力性能及续驶里程方面，提出了一种关于动力系统匹配及整车能效提升的方案。但目前大量学者主要集中于研究增程式汽车的储能装置中动力电池的技术开发，动力系统的设计优化，以及能量管理控制策略的开发及设计。突出研究的是某一板块，而缺少对整车动力系统的研究。本文动力结构布置选用串联式系统，对增程器系统、驱动电机及动力电池系统进行参数匹配；在AVL-CRUISE 软件上面搭建整车模型及设置仿真任务。结果表明，在中国普通客车CHTC-C 行驶工况下客车速度跟随状态良好，动力性能达到指标，即增程式客车参数匹配合理。

2. 动力系统能量流 增程式客车因为同时兼有增程器和动力电池，所以其具备增程和纯电动两种工作模式[5]。其动力系统能量传输示意如图1 所示，在客车动力电池电量未低于设定临界点30%则为纯电动行驶；当低于临界点或者客车纯电输出功率不足以满足整车行驶功率时，则增程器开始工作与动力电池共同满足整车需求