并聯(lián)混合動(dòng)力汽車動(dòng)力系統(tǒng)匹配與控制研究

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1、第6期機(jī)械設(shè)計(jì)與制造2010年6月MachineryDesign&Manufacturel03文章編號(hào)：1001—3997(2010)06-0103—03并聯(lián)混合動(dòng)力汽車動(dòng)力系統(tǒng)匹配與控制研究伊海霞楊正林蔣元廣吳海嘯(，南京航空航天大學(xué)能源與動(dòng)力學(xué)院，南京210016)(南京汽車集團(tuán)有限公司汽車工程研究院，南京210028)ResearchoftheapplicationandcontrolofparallelhybridpowertrainsystemYIHai—xia，YANGZheng—lin，JIANGYuan—guanf,WUHai-

2、xiao(NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing210016，China)(NanjingAutomobileGroupCorporation，Nanjing210028，China)▲溘，，▲，▲▲▲‘

3、i=¨“警【摘要】針對(duì)輕型商用車，進(jìn)行了發(fā)動(dòng)機(jī)軸動(dòng)力組合式并聯(lián)輕度混系統(tǒng)關(guān)鍵零部件進(jìn)行參數(shù)匹配和設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)了整車控制策略并利用MATIBmulink離線仿真驗(yàn)證的混合動(dòng)力汽車控制系統(tǒng)模型生成快速中圖分類號(hào)：TH16，U469．7文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A●—一——～目采用ISG型輕度混合

4、動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)1日IJ吾圖，如圖1所示。目前，國(guó)內(nèi)}昆合動(dòng)力汽車的開(kāi)發(fā)主要集中在大客車與乘用車，而對(duì)于中小型客車、城市物流載貨車等城市輕型商用車的}昆3關(guān)鍵部件參數(shù)匹配與設(shè)計(jì)合動(dòng)力研發(fā)還基本處于空白。選擇輕型商用車進(jìn)行混合動(dòng)力開(kāi)3．1車輛性能指標(biāo)要求發(fā)，是企業(yè)實(shí)現(xiàn)自主創(chuàng)新的一個(gè)機(jī)遇。與乘用車相比，輕型商用車所選取的原型車整車參數(shù)，如表l所示。的布置空間較大，對(duì)于混合動(dòng)力系統(tǒng)關(guān)鍵零部件的安裝空間約束表1原型車整車參數(shù)較小，動(dòng)力部件選型較為靈活，可更多的兼顧燃油經(jīng)濟(jì)性ll。滿鞔質(zhì)量(kg)空氣阻力系數(shù)迎風(fēng)面積m)滾動(dòng)半徑(m)滾

5、動(dòng)阻力系數(shù)35500．54．325O-340．0l1文章介紹了在某輕型商用車基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的輕度混合動(dòng)力汽車的動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及關(guān)鍵零部件的選型匹配，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行按照項(xiàng)目目標(biāo)，混合動(dòng)力樣車性能不低于原型車動(dòng)力性能指標(biāo)，并具有一定得純電動(dòng)續(xù)駛歷程，樣車開(kāi)發(fā)初確定主要性能指了控制系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，并對(duì)控制系統(tǒng)的性能進(jìn)行了實(shí)車試驗(yàn)。標(biāo)如下：(1)巡航車速：80km／h；(2)最大車速：V?>=120km／h；(3)最大爬坡度：30％，爬坡車速：lOkm／h；(4)0～lOOkm／h的加速時(shí)間：t<=40s；(5)純電動(dòng)勻速30krn／h行駛1．5kin。3．2

6、關(guān)鍵部件參數(shù)匹配3．2．1發(fā)動(dòng)機(jī)項(xiàng)目動(dòng)力系統(tǒng)采用ISG型輕度混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，為電輔助型混合動(dòng)力系統(tǒng)。發(fā)動(dòng)機(jī)主要提供車輛平均行駛功率，由電機(jī)提供峰值功率，因此發(fā)動(dòng)機(jī)功率的選擇主要依據(jù)是車輛在經(jīng)濟(jì)巡航車速行駛時(shí)使發(fā)動(dòng)機(jī)工作在最佳工作區(qū)間。圖1動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖發(fā)動(dòng)機(jī)工作于最佳工作區(qū)間時(shí)應(yīng)該滿足以下動(dòng)力性要求：2動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(1)發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)能達(dá)到最大巡航車速80klrdh；(2)發(fā)動(dòng)機(jī)單本項(xiàng)目目標(biāo)為混合動(dòng)力功能樣車的研制，在某輕型商用車的獨(dú)驅(qū)動(dòng)車輛能在車速為60km／h時(shí)爬坡度為6％。平臺(tái)上進(jìn)行混合動(dòng)力系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。考慮技術(shù)可行性并盡可能的節(jié)約

7、成本，在充分利用現(xiàn)有資源，并對(duì)原型車改造較小的基礎(chǔ)上，項(xiàng)—Fle一專Ue一j=25·6kw(1)★來(lái)稿日期：2009—08—13-R基金項(xiàng)目：國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(863計(jì)劃)資助(2008AA1IA122)104伊海霞等：并聯(lián)混合動(dòng)力汽車動(dòng)力系統(tǒng)匹配與控制研究第6期力電池組的容量由純電動(dòng)行駛里程決定。動(dòng)力電池組的總能量[。s(a)u。++mgsin()“。]C按下式計(jì)算[41：=524kW(2)Cb?！篠』’麗12kw·h(6)式中：—最大巡航車速；‰一發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)經(jīng)濟(jì)車速；一式中：一純電動(dòng)行駛功率需求；一蓄電池效率；一電機(jī)效發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)

8、動(dòng)最小坡度；一整車動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)效率。率；s一純電動(dòng)續(xù)駛里程；u一純電動(dòng)車速；SOc、．sOc一計(jì)算得到車輛需求功率，考慮空調(diào)等附件的功率為5kW和蓄電池最高和最低荷電狀態(tài)。10％的充電功率裕量日，則發(fā)動(dòng)機(jī)需求功率為63kW。為節(jié)約成本，3．2．4主減速器與變速器參數(shù)匹配利用現(xiàn)有資源，選擇MG1．4L汽油機(jī)。該發(fā)動(dòng)機(jī)的的主要參數(shù)，如經(jīng)過(guò)驗(yàn)證原車的主減速器與變速器可以滿足車輛性能要求，表2所示。為節(jié)約開(kāi)發(fā)成本，并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車采用原車型的主減速器與表2MG1．4L汽油機(jī)技術(shù)參數(shù)變速器。變速速比具體數(shù)值，如表3所示。表3原型車傳動(dòng)系統(tǒng)速比情況3．2

9、．2電動(dòng)機(jī)(1)電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速和最高轉(zhuǎn)速選擇4整車控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析電機(jī)特性，當(dāng)電機(jī)功率一定時(shí)，隨著電機(jī)最高轉(zhuǎn)速增加，并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車要實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的