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《輕度混合動力汽車動力性能仿真及動力系統(tǒng)參數(shù)匹配研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、萬方數(shù)據(jù)第40卷第2期2004年2月機械工程學(xué)報v0140N02CHINESEJOURNALOFMECHANICALENGINEERrNGFeb2o4輕度混合動力汽車動力性能仿真及動力系統(tǒng)參數(shù)匹配研究4秦大同舒紅胡建軍胡明輝(重慶大學(xué)機械傳動國家重點實驗室重慶400044)摘要：介紹了采用起動機／發(fā)電機／電動機一體化技術(shù)的IsG(InteFated咖九cr／gcIlemtor)型混合動力汽車動力傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及控制策略-建立了裝各雙模式無級變速傳動系統(tǒng)的IsG型混合動力汽車起步加速過程的動力學(xué)模型，并進(jìn)行了計算機仿真。提出了輕度混合動力汽車動力系統(tǒng)的匹配設(shè)計方法，分析了電動機峰值
2、功率、啟動轉(zhuǎn)矩和發(fā)動機啟動轉(zhuǎn)速對整車動力性能和傳動系統(tǒng)轉(zhuǎn)矩響應(yīng)的影響，為輕度混合動力汽車總體設(shè)計提供了理論依據(jù)。關(guān)鍵詞：混合動力汽車無級變速器仿真動力系統(tǒng)參數(shù)匹配中圖分類號：u4610前言為了降低混合動力汽車的制造成本和整車整備質(zhì)量，目前對采用小功率電動機電池的輕度混合動力汽車的研制開發(fā)引起了廣泛關(guān)注Il’2J。其中，制造成本最低，最容易實現(xiàn)批量生產(chǎn)的是采用起動機，發(fā)電機／電動機一體化技術(shù)的IsG型輕度混合動力汽車。在這種系統(tǒng)中，電動機取代發(fā)動機原有飛輪，直接與發(fā)動機曲軸相連，通過IsG實現(xiàn)汽車的自動起停、功率補償和制動能量回收功能。由于發(fā)動機具備怠速停功能，有利于改善城市大氣
3、環(huán)境質(zhì)量和減低汽車燃油消耗。混合動力汽車的動力性、燃油經(jīng)濟(jì)性和排放性能主要取決于兩個方面：一是動力系統(tǒng)各部件特性及其匹配；二是整車控制策略。其中前者是最基本的一個重要因素，可根據(jù)整車控制策略和動力性能等要求確定。一般采用基于汽車驅(qū)動力一行駛阻力平衡方程式方法計算”J，但這種算法忽略了汽車起車階段的動力學(xué)過程。對裝備雙模式無級變速傳動系統(tǒng)的輕度混合動力汽車起步加速過程的動力學(xué)建模及其仿真進(jìn)行了研究，提出了輕度混合動力汽車動力系統(tǒng)特性參數(shù)的合理匹配方法。1動力傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及控制策略為了提高混合動力汽車的行駛性能和駕駛性能，采用了液力變矩器與金屬帶式自動無級變速器·國家863計劃r2
4、00lAA501300】．福特一NsFc中國研究與發(fā)展基金(50122l51)和重慶市科委(7523)資助項目，20020930收到初稿，20030728收到修改稿(contiIluouslyvariable廿ansmission，cvT)共同傳動的雙模式無級變速傳動方案。通過控制cvT速比，在純發(fā)動機驅(qū)動工況(包括電池充電工況)、再生制動工況和混合驅(qū)動工況，能使發(fā)動機、電動機／發(fā)電機、電池和cvT在系統(tǒng)的最佳綜合效率區(qū)工作，從而提高了整車的燃油經(jīng)濟(jì)性、動力性和排放性能。以帶鎖止離合器的液力變矩器作為起步裝置，能保證汽車起步平穩(wěn)無沖擊，自動變速增矩，降低電動機與發(fā)動機聯(lián)合驅(qū)動時
5、引起的傳動系統(tǒng)沖擊振動，且控制簡單。整車基本控制策略：在一般情況下，汽車由IsG電動機起動，當(dāng)電動機轉(zhuǎn)速到達(dá)設(shè)定值時，發(fā)動機啟動，電動機關(guān)閉，汽車由發(fā)動機單獨驅(qū)動；當(dāng)汽車全節(jié)氣門開度加速時，則由發(fā)動機和電動機聯(lián)合驅(qū)動；當(dāng)汽車勻速行駛時，如果電池組電量低于下限值，則發(fā)動機的一部分功率將向電池組充電；當(dāng)汽車減速制動或下坡緩行時，IsG作為發(fā)電機向電池組充電。整車參數(shù)：整車質(zhì)量m=1320kg；空氣阻力系數(shù)cb=0．34，迎風(fēng)面積一=1．87m2；cvT速比范圍0．442～2．432，主減速比ffd=5．2466，滾動阻力系數(shù)戶0．018；車輪半徑r=O．275m。2發(fā)動機選型由于輕
6、度混合動力汽車的電池容量小，為了避免電池頻繁充放電引起電池壽命下降，汽車起步加速到設(shè)定車速后，將由發(fā)動機單獨驅(qū)動，并通過控制發(fā)動機節(jié)氣門開度和cvT速比，使發(fā)動機按指定最佳特性運行。而當(dāng)汽車以最高車速行駛時，仍由發(fā)動機單獨驅(qū)動，因此發(fā)動機功率Pc應(yīng)滿足汽車最萬方數(shù)據(jù)2004年2月秦大同等：輕度混合動力汽車動力性能仿真及動力系統(tǒng)參數(shù)匹配研究79高車速行駛要求p。=(哪。。／3600+cD—Vi。／76140)／々。(1)式中v一——最高車速(kn汕)目r一傳動效率汽車最高車速取165km／11，計算得發(fā)動機功率52．3kw。為了減少全節(jié)氣門開度加速時對電動機的功率需求和保證汽車在
7、純發(fā)動機驅(qū)動工況(包括對電池充電1的動力性能，加上10％的功率裕量，得發(fā)動機功率57．5kw，再加上汽車附屬設(shè)備消耗的功率3kw。最后選擇功率為63kw、排量為13L的幾47401型閉環(huán)多點電噴發(fā)動機。通過發(fā)動機臺架試驗，建立了發(fā)動機數(shù)值模型(圖11、最佳經(jīng)濟(jì)性特性和最佳動力性特性曲線(圖2)。圖l發(fā)動機數(shù)值模型轉(zhuǎn)速^．／(r·min一1)圈2發(fā)動機萬有特性圖3起步加速過程建模與仿真3．1起步加速過程的動力學(xué)模型3．1．1電動機一液力變矩器空轉(zhuǎn)工況在汽車靜止起步前，cvT速比己在上一次制動結(jié)
