2015年第1期设计开发
国外内燃机
小型车用液压混合动力系统的开发
【日】加藤雅士佐藤大榭木村安成石川一郎
33
摘要：开发了一种紧漆、低成本且结构简单的液压混合动力系统。该系统具有能量再生、动力辅助及起动-停止功能等多种运行状态。这些运行状态由1个常滑阀和线性电磁阅的液压国路控制。为新混合动力系统开发了2项重要技术：齿轮式泵/马达可以同时作为泵和马达高效率地工作；低流体动力的滑带有压力控制槽。应用上述技术，并配合发动机控制技术，新混合动力系统配装小型车后，实现了能量再生及动力辅助状态下的平稳运行，并且具有低噪声性能和发动机快速再起动性能。在日本JC08工况下，该系统能改善车辆燃油经济性约10.1%。
关键词：动力传动系统液压混合动力系统
系统结构
能量再生
0前言
近年来，在全球暖化及石油资源紧缺的社会背
景下，改善汽车燃油经济性的要求变得越来越迫切。作为降低车辆燃油耗的有效方法，研究人员开发了制动能量再生系统，即将车辆减速时产生的运动能转化为电能储存起来，并在加速时予以再利用的技术，利用这一技术的混合动力电动车现已进人普及阶段。另一方面，简化系统结构、降低成本，以及减少稀有金属的使用量等间题也随之显现，目前仍在进行相关的研究。作为解决上述课题的技术之一，本次研究着眼于液压混合动力技术，开发了能降低车辆市区道路行驶燃油耗的液压动力辅助系统(HAS)。研发过程中，以构建适用于小型车的结构简单、低成本，以及不使用稀有金属的再生技术为目标，从组成HAS的关键技术与系统控制技术两方面
开展相关研究工作。 1系统概要
1.1整车系统结构与基本技术规格的设定
图1为HAS的简要示意图。HAS由液压票液压马达、切换阀、低压及高压蒂能器组成
车辆减速时，通过液压泵压送机油，机油压缩高
压蓄能器中的氮气并由此储存能量。其后，切换油路，液压泵转换为液压马达工作，此时，放出高压蓄能器中储存的能量，对发动机起动或车辆加速实施动力辅助。
作为液压混合动力系统的特征之一，高压蓄能器具有高功率密度和低能量容量的特性。因此，为充分发挥这种混合动力系统改善燃油经济性的效
万方数据
减速减速扭矩
高压蓄能器
N,
低压著能器泵工作状态
加速加速扭矩
马达工作状态
图1HAS示意图
果，就势必要增大高压蓄能器的体积。此外，为了在宽广的运行范围内获取再生能量，液压泵/液压马达的尺寸必须是可变的[1-3]。然而，从装置尺寸、质量及成本的角度考虑，将大型系统用于小型车辆是不现实的。为此，以改善车辆在市区道路行驶时的燃油经济性为目的，开发了可适用于小型车的液压混合动力系统，即HAS。表1列出了HAS适用于小型车时的基本技术规格。
在探讨HAS的基本技术规格时，从车载性的观点出发，首先确定了对系统布局影响最大的高压及低压蓄能器的容量，然后以此为前提条件，利用工况燃油耗模拟方法，算出对燃油经济性最为有利的其他参数。
采用容量为1200mL的隔膜式蓄能器作为高压蓄能器，蓄能器中的压缩气体是具有不燃性的稳定气体氮气。