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1、第6期機械設計與制造2010年6月MachineryDesign&Manufacturel03文章編號：1001—3997(2010)06-0103—03并聯(lián)混合動力汽車動力系統(tǒng)匹配與控制研究伊海霞楊正林蔣元廣吳海嘯(，南京航空航天大學能源與動力學院，南京210016)(南京汽車集團有限公司汽車工程研究院，南京210028)ResearchoftheapplicationandcontrolofparallelhybridpowertrainsystemYIHai—xia，YANGZheng—lin，JIANGYuan—g
2、uanf,WUHai-xiao(NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing210016，China)(NanjingAutomobileGroupCorporation，Nanjing210028，China)▲溘，，▲，▲▲▲‘
3、i=¨“警【摘要】針對輕型商用車，進行了發(fā)動機軸動力組合式并聯(lián)輕度混系統(tǒng)關鍵零部件進行參數(shù)匹配和設計。設計了整車控制策略并利用MATIBmulink離線仿真驗證的混合動力汽車控制系統(tǒng)模型生成快速中圖分類號：TH16，U469．7文獻
4、標識碼：A●—一——～目采用ISG型輕度混合動力系統(tǒng)結構，其動力驅動系統(tǒng)結構簡1日IJ吾圖，如圖1所示。目前，國內}昆合動力汽車的開發(fā)主要集中在大客車與乘用車，而對于中小型客車、城市物流載貨車等城市輕型商用車的}昆3關鍵部件參數(shù)匹配與設計合動力研發(fā)還基本處于空白。選擇輕型商用車進行混合動力開3．1車輛性能指標要求發(fā)，是企業(yè)實現(xiàn)自主創(chuàng)新的一個機遇。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，對于混合動力系統(tǒng)關鍵零部件的安裝空間約束表1原型車整車參數(shù)較小，動力部件選型較為靈活，可更多的兼顧燃油經(jīng)
5、濟性ll。滿鞔質量(kg)空氣阻力系數(shù)迎風面積m)滾動半徑(m)滾動阻力系數(shù)35500．54．325O-340．0l1文章介紹了在某輕型商用車基礎上開發(fā)的輕度混合動力汽車的動力系統(tǒng)設計以及關鍵零部件的選型匹配，在此基礎上進行按照項目目標，混合動力樣車性能不低于原型車動力性能指標，并具有一定得純電動續(xù)駛歷程，樣車開發(fā)初確定主要性能指了控制系統(tǒng)的開發(fā)，并對控制系統(tǒng)的性能進行了實車試驗。標如下：(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～lOO
6、km／h的加速時間：t<=40s；(5)純電動勻速30krn／h行駛1．5kin。3．2關鍵部件參數(shù)匹配3．2．1發(fā)動機項目動力系統(tǒng)采用ISG型輕度混合動力驅動系統(tǒng)，為電輔助型混合動力系統(tǒng)。發(fā)動機主要提供車輛平均行駛功率，由電機提供峰值功率，因此發(fā)動機功率的選擇主要依據(jù)是車輛在經(jīng)濟巡航車速行駛時使發(fā)動機工作在最佳工作區(qū)間。圖1動力系統(tǒng)結構簡圖發(fā)動機工作于最佳工作區(qū)間時應該滿足以下動力性要求：2動力系統(tǒng)結構設計(1)發(fā)動機單獨驅動能達到最大巡航車速80klrdh；(2)發(fā)動機單本項目目標為混合動力功能樣車的研制，在某輕型商用
7、車的獨驅動車輛能在車速為60km／h時爬坡度為6％。平臺上進行混合動力系統(tǒng)的開發(fā)。考慮技術可行性并盡可能的節(jié)約成本，在充分利用現(xiàn)有資源，并對原型車改造較小的基礎上，項—Fle一專Ue一j=25·6kw(1)★來稿日期：2009—08—13-R基金項目：國家高技術研究發(fā)展計劃(863計劃)資助(2008AA1IA122)104伊海霞等：并聯(lián)混合動力汽車動力系統(tǒng)匹配與控制研究第6期力電池組的容量由純電動行駛里程決定。動力電池組的總能量[。s(a)u。++mgsin()“。]C按下式計算[41：=524kW(2)Cb。『S』’麗
8、12kw·h(6)式中：—最大巡航車速；‰一發(fā)動機單獨驅動經(jīng)濟車速；一式中：一純電動行駛功率需求；一蓄電池效率；一電機效發(fā)動機單獨驅動最小坡度；一整車動力傳動系統(tǒng)效率。率；s一純電動續(xù)駛里程；u一純電動車速；SOc、．sOc一計算得到車輛需求功率，考慮空調等附件的功率為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)動機需求功率為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。該發(fā)動機的的主要參數(shù)，如經(jīng)過驗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
9、節(jié)約開發(fā)成本，并聯(lián)式混合動力汽車采用原車型的主減速器與表2MG1．4L汽油機技術參數(shù)變速器。變速速比具體數(shù)值，如表3所示。表3原型車傳動系統(tǒng)速比情況3．2．2電動機(1)電動機額定轉速和最高轉速選擇4整車控制系統(tǒng)設計分析電機特性，當電機功率一定時，隨著電機最高轉速增加，并聯(lián)式混合動力汽車要實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的
