混合動(dòng)力汽車動(dòng)力系統(tǒng)參數(shù)匹配與仿真

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1、第２９卷第２期德州學(xué)院學(xué)報(bào)Ｖｏｌ．２９，Ｎｏ．２２０１３年４月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＤｅｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＡｐｒ．，２０１３混合動(dòng)力汽車動(dòng)力系統(tǒng)參數(shù)匹配與仿真張琦（德州學(xué)院汽車工程系，山東德州２５３０２３）摘要：介紹了混合動(dòng)力汽車動(dòng)力系統(tǒng)的控制策略，并根據(jù)設(shè)計(jì)性能要求對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行了匹配，用電動(dòng)汽車仿真軟件ＡＤＶＩＳＯＲ對(duì)整車性能進(jìn)行了仿真計(jì)算，驗(yàn)證了參數(shù)設(shè)計(jì)的合理性．關(guān)鍵詞：混合動(dòng)力汽車；動(dòng)力系統(tǒng)；參數(shù)匹配；仿真中圖分類號(hào)：Ｕ４６９．７２文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Ａ文章編號(hào)：１００４－９４４４（２０１３）０２－００６６－０３ｖａｍａｘ１２（ｍｇｆ＋）

2、Ｐｅｍａｘ＝１０００ηρＣＤＡｖａｍａｘ０前言Ｔ２其中，Ｐｅｍａｘ為發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率；ηＴ為傳動(dòng)系新能源汽車，作為我國(guó)汽車行業(yè)的戰(zhàn)略性發(fā)展效率；Ｖａｍａｘ為最高車速；ｍ為汽車的總質(zhì)量；ｆ為方向，能夠緩解能源供給和環(huán)境保護(hù)壓力，并大幅降滾動(dòng)阻力系數(shù)；ρ為空氣密度；ＣＤ為空氣阻力系數(shù)；低使用中的經(jīng)濟(jì)成本．在新能源汽車中，混合動(dòng)力汽Ａ為迎風(fēng)面積．車?yán)^承了石油燃料高比能量和高比功率的優(yōu)點(diǎn)，彌由于混合動(dòng)力汽車發(fā)動(dòng)機(jī)提供的是汽車正常行補(bǔ)了純電動(dòng)汽車?yán)m(xù)駛里程短的不足，使其成為當(dāng)前駛時(shí)的平均功率，因此，發(fā)動(dòng)機(jī)功率的選擇主要是根［１］據(jù)汽車勻速行駛的工況下功率的值，使

3、發(fā)動(dòng)機(jī)工作新能源汽車領(lǐng)域最為切實(shí)可行的方案．在經(jīng)濟(jì)性能最好的區(qū)域，用下式計(jì)算１混合動(dòng)力汽車動(dòng)力系統(tǒng)控制策略和ｖａ１２ｐｅ＝（ｍｇｆ＋ρＣＤＡｖａ）１０００ηＴ２參數(shù)設(shè)計(jì)其中，Ｐｅ為汽車正常行駛時(shí)的功率；νａ為汽車的平均行駛速度．１．１動(dòng)力系統(tǒng)控制策略通常情況下，混合動(dòng)力汽車由電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，電動(dòng)１．３電機(jī)參數(shù)設(shè)計(jì)機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)到一定值時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)開始工作，電動(dòng)機(jī)停混合動(dòng)力汽車使用的電機(jī)具有這樣的特性：電止，汽車由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)行駛；汽車在全節(jié)氣門開度進(jìn)機(jī)以小于額定轉(zhuǎn)速Ｎｍｒ工作時(shí)，處于恒定轉(zhuǎn)矩的工行加速的情況下，電動(dòng)機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)共同提供驅(qū)動(dòng)力；作模式，反之，處于恒

4、定功率的工作模式．汽車在勻速或減速制動(dòng)的情況下，電池開始充電．１）電機(jī)額定轉(zhuǎn)速Ｎｍｒ和最高轉(zhuǎn)速Ｎｍｍａｘ的設(shè)計(jì)１．２發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)設(shè)計(jì)電機(jī)本身的質(zhì)量、尺寸、損耗等因素都直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)是混合動(dòng)力汽車的主要?jiǎng)恿?lái)源，因此，著最高轉(zhuǎn)速，對(duì)傳動(dòng)系尺寸的大小也有較大的影發(fā)動(dòng)機(jī)的參數(shù)選擇是整個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì)的重要響．電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速Ｎｍｍａｘ與額定轉(zhuǎn)速Ｎｍｒ的比值，部分．對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)的設(shè)計(jì)主要工作是對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)功稱為電機(jī)擴(kuò)大恒功率區(qū)系數(shù)β．當(dāng)電機(jī)功率為定值，率的選擇．如果發(fā)動(dòng)機(jī)功率選擇過(guò)大，汽車的燃油消隨β增大，電機(jī)轉(zhuǎn)速降低，電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩增大，對(duì)電耗就會(huì)嚴(yán)重，經(jīng)濟(jì)性能

5、差；如果發(fā)動(dòng)機(jī)功率選擇較機(jī)支撐要求就越高，同時(shí)，電機(jī)會(huì)使傳動(dòng)比和齒輪應(yīng)小，后備功率就小，動(dòng)力性能不足．發(fā)動(dòng)機(jī)功率的選力增大．低速電機(jī)β小，額定轉(zhuǎn)矩大，電機(jī)尺寸和重?fù)袷怯善囋趩悟?qū)動(dòng)工況下行駛的最大速度及其爬量也較大，損耗也就增加，同時(shí)汽車起步加速和穩(wěn)定坡度來(lái)決定的，即行駛要求電機(jī)具有較大的β值．因此，電機(jī)的選擇要收稿日期：２０１２－０５－０７作者簡(jiǎn)介：張琦（１９８３－），男，河南商丘人，助教，碩士，主要從事車輛電子控制的研究．第２期張琦：混合動(dòng)力汽車動(dòng)力系統(tǒng)參數(shù)匹配與仿真６７綜合考慮最高轉(zhuǎn)速、傳動(dòng)系尺寸和齒輪應(yīng)力等因素．高車速也要能達(dá)到蓄電池充電時(shí)

6、對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)后備功率［５］一般情況下選擇中高速電機(jī)，即最高轉(zhuǎn)速在９０００～的要求，即１５０００ｒ／ｍｉｎ，β的取值為４～６，電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速Ｎｍｒｉ０＝０．３７７ｒｒｎｅｍａｘ／ｖａｍａｘ＝Ｎｍｍａｘ／β．其中，ｉｏ為主減速器速比；ｒｒ?yàn)檩喬サ臐L動(dòng)半２）電機(jī)功率的設(shè)計(jì)徑；ｎｅｍａｘ為發(fā)動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速．電機(jī)的功率要能滿足汽車在最高車速行駛的需２）變速器最大傳動(dòng)比的設(shè)計(jì)要，設(shè)計(jì)時(shí)要綜合考慮發(fā)動(dòng)機(jī)的功率，電機(jī)的最大功變速器的最大傳動(dòng)比應(yīng)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)時(shí)［２］率至少應(yīng)等于加速時(shí)的最大功率，即的最大爬坡度來(lái)設(shè)計(jì)，同時(shí)，還要考慮各種阻力的影ｍ（ｖ２２）響．變速器

7、傳動(dòng)比的設(shè)計(jì)滿足下式Ｐｍｍａｘ＝ｂ＋ｖｆ２０００ｔｆｍｇ（ｆｃｏｓαｍａｘ＋ｓｉｎαｍａｘ）ｒｒｉｍａｘｖｂ＝ｖａｍａｘ／（３．６β）ＴｍａｘηＴ其中，Ｐｍｍａｘ為電機(jī)最大功率；ｔｆｍａｘ為加速其中，ｉｍａｘ為變速器的最大傳動(dòng)比；αｍａｘ為最大時(shí)間；ｖｂ為與電機(jī)額定轉(zhuǎn)速相應(yīng)的車速；ｖｆ為加速爬坡度；Ｔｍａｘ為發(fā)動(dòng)機(jī)最大輸出轉(zhuǎn)矩．后的車速．１．４電池參數(shù)設(shè)計(jì)２整車動(dòng)力系統(tǒng)參數(shù)匹配與仿真電池參數(shù)的設(shè)計(jì)主要考慮汽車電機(jī)的最大功率［３］需求和汽車?yán)m(xù)駛里程能量的需求．電池在不同的２．１動(dòng)力系統(tǒng)參數(shù)的匹配荷電狀態(tài)下具有不同的內(nèi)阻值和峰值功率，在正常整車基本參

8、數(shù)及設(shè)計(jì)性能要求如表１所示．工作過(guò)程中峰值放電功率要大于電機(jī)的最大功表１整車基本參數(shù)及設(shè)計(jì)性能要求［４］率，此外，電池的總