并聯(lián)混合動力汽車動力系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計及仿真

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1、·學(xué)術(shù)論壇(RESEARCHFORUMS)·文章編號:1002-4581(2006)01-0024-05并聯(lián)混合動力汽車動力系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計及仿真張林,杜子學(xué),文孝霞,欒彥龍,周均ZHANGLin,DUZi-xue,WENXiao-xia,LUANYan-long,ZHOUJun(重慶交通學(xué)院重慶400074)摘要:先對一常規(guī)車型用CRUISE軟件進行仿真分析,得出其動力性和經(jīng)濟性結(jié)果。再改裝此車型為并聯(lián)混合動力汽車,并選擇設(shè)計動力系統(tǒng)各參數(shù)。再次通過仿真得出改裝后的性能。和原車型相比,動力性基本不變,燃油經(jīng)濟性卻有較明顯的改善,說明動力

2、系統(tǒng)參數(shù)的匹配是合理的。關(guān)鍵詞:常規(guī)車型;并聯(lián)混合動力汽車;參數(shù)設(shè)計;仿真中圖分類號:U469.7文獻標識碼:B能源短缺和環(huán)境污染兩大問題已成為世界性擬分析,得出其動力性及燃油經(jīng)濟性。然后將此的挑戰(zhàn)。而汽車在這兩大問題中均扮演著主要的車型改裝設(shè)計成為并聯(lián)混合動力汽車(PHEV),北負面角色。如何減少汽車對能源的消耗和對環(huán)境在滿足原有車型動力性的要求下,以混合動力汽的污染關(guān)系到人類的可持續(xù)發(fā)展。由于蓄電池技車燃油經(jīng)濟性為設(shè)計目標,對動力系統(tǒng)進行參數(shù)京術(shù)尚未成熟,純電動汽車的發(fā)展受到制約。無疑,匹配設(shè)計,再以CRUISE和MATLAB/S

3、IMULINK混合動力汽車是目前比較理想的發(fā)展方向之一。為平臺,對其模擬分析,最終實現(xiàn)一個理想的燃汽混合動力汽車動力系統(tǒng)參數(shù)(發(fā)動機功率、油經(jīng)濟性。車電動機功率和扭矩及傳動系速比等)對車輛的動力性、燃油經(jīng)濟性和排放性能均有顯著影響,其1,原車型各參數(shù)、動力性要求及性動力系統(tǒng)參數(shù)之間是否協(xié)調(diào)匹配將直接決定混合能仿真動力汽車能否達到節(jié)能和環(huán)保的要求。所以在研制混合動力汽車的過程中,混合動力車的動力傳所選的某常規(guī)車型的各參數(shù)及動力性要求見動系統(tǒng)匹配設(shè)計的研究在車型開發(fā)和仿真分析中表1。選用ECE-R15城市循環(huán)工況,對其進行性都有著舉足輕重

4、的作用。能仿真,得到相應(yīng)的動力性、經(jīng)濟性和排放性結(jié)首先選擇一種現(xiàn)有成熟的常規(guī)車型,使用先果(表2)。主要以燃油經(jīng)濟性為設(shè)計目標,所以進的汽車整車模擬分析軟件CRUISE對其進行模排放性結(jié)果在這里并未給出。表1常規(guī)車型各參數(shù)及動力性要求《北京汽車》2006.No.1·29··學(xué)術(shù)論壇(RESEARCHFORUMS)·表2常規(guī)車型性能仿真結(jié)果這些仿真結(jié)果在這里只起個參照物的作用,3.1,發(fā)動機功率的選擇我們的目的是設(shè)計并優(yōu)化并聯(lián)混合動力汽車傳動選擇發(fā)動機的功率是很關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)。如系統(tǒng)各參數(shù),得到的PHEV仿真結(jié)果與這里的結(jié)果發(fā)動機功率選

5、擇過大,車輛燃油經(jīng)濟性和排放果進行對比,判斷設(shè)計的參數(shù)是否合理匹配。性能就得不到改善;發(fā)動機功率偏小,后備功率就會小,又不能滿足車輛動力性要求。在設(shè)計常規(guī)汽車時,通常從保證汽車預(yù)期的最高車速來初2,PHEV布置方案和能量管理策略步選擇發(fā)動機的功率,即混合動力汽車不同于純電動汽車,它要求電1mgfCDAPemax=!u+u3"!!!!!!(1)amaxamax池電量在循環(huán)工況的始末能夠?qū)崿F(xiàn)基本平衡,而ηT360076140不需要外界對其進行能量補充,電動機的作用主其中,Pemax—發(fā)動機最大功率;ηT—傳動系效率;北要是協(xié)調(diào)發(fā)動機不合理

6、的工況而使發(fā)動機盡量工m—汽車總質(zhì)量;f—車輪滾動阻力系數(shù);uamax—京作在最佳經(jīng)濟區(qū)域,從而降低發(fā)動機燃油消耗率最高車速;CD—空氣阻力系數(shù);A—汽車迎風(fēng)面和減少排放。在車輛制動時,電動機轉(zhuǎn)換為發(fā)電積。汽機回收制動能量給電池充電。由于本文并聯(lián)混合動力汽車采用由發(fā)動機提混合動力汽車有串聯(lián)、并聯(lián)和混聯(lián)3種布置供車輛平均行駛功率,由電動機提供峰值功率的車方式,本文采用發(fā)動機軸組合式并聯(lián)混合動力汽控制策略,因此其功率值的選擇主要應(yīng)考慮車輛車的布置方案。采用的能量管理策略與Honda勻速行駛時的功率需求,確保在巡航車速uc下,lnsight

7、混合動力汽車類似。在車輛啟動或節(jié)氣門發(fā)動機能工作在最佳經(jīng)濟區(qū)。下式為車速在uc下全開加速時,發(fā)動機和電動機同時工作,共同分發(fā)動機應(yīng)提供的行駛功率:擔(dān)驅(qū)動車輛所需的動力;車輛正常行駛時,電動1mgfCDA機關(guān)閉,僅由發(fā)動機工作提供車輛行駛所需動Pc=!u+u3"!!!!!!(2)ccηT360076140力,若車輛輕載,發(fā)動機發(fā)出的功率可以一部分除了車輛行駛需求的功率外,發(fā)動機單獨驅(qū)通過電動機轉(zhuǎn)化為電能給蓄電池充電:車輛制動動車輛勻速行駛時還應(yīng)有一定的為電池充電的功或減速行駛時,電動機工作于發(fā)電機模式,通過率裕量(10%左右)、1%～2

8、%的爬坡功率裕量、附功率轉(zhuǎn)換器給蓄電池充電。件功率(特別是有空調(diào)時)。這些功率之和應(yīng)該是發(fā)動機工作在經(jīng)濟區(qū)能輸出的功率。3,動力元件的選擇及參數(shù)匹配本文選定某汽油發(fā)動機,最大功率為37kW。其燃油消耗特性曲線如圖1所示,