并联式混合动力商用车动力系统参数匹配研究.pdf

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1、并联混合动力商用车动力系统参数匹配研究卢元辉，高莹，李君吉林大学130025摘要：本文运用AVLCRUISE软件，针对某并联混合动力商用车的动力系统，建立原型车和混合动力商用车的仿真模型，并进行了系统参数匹配研究，结果表明，通过参数的优化匹配，在满足整车动力性能的前提下，经济性比原车节油37.76%。关键词：并联混合动力，参数匹配，CRUISE主要软件：CRUISE1前言混合动力汽车具有节能减排的突出优势，成为国际研发及推广的重点。其动力总成的结构选型、参数匹配、控制策略和控制算法，直接影响整车的排放和油耗，因此，本文运用AVLCRUISE软件，针

2、对某并联混合动力商用车的动力系统，建立原型车和混合动力商用车的仿真模型，并进行了系统参数匹配研究。2商用车混合动力总成参数设计混合动力商用车动力系统选型包括发动机选型、电机选型、动力电池选型等。2.1发动机参数设计本文的混合动力商用车动力总成采用发动机为主，电机为辅的混合驱动方式。发动机在汽车行驶过程中处于经常工作状态，电机的参与可使发动机功率满足汽车平均需求功率即可。为保证汽车动力性，在良好路面上纯发动机驱动模式仍能满足最高车速80km/h的要求，确定发动机提供的功率如下：21CAuDmaxPGfue360021.15maxT

3、其中：商用车满载G=26吨，此时滚阻系数f=0.01208（f=0.0076+0000056*u），Cd=0.67，2迎风面积A=6.7688m，umax=80km/h，传动效率=0.92，则Pe=107.5kW，加上车载附件13.2kW，增加10%裕量为电池组充电，同时发动机高效、低油耗区域大约位于负荷率80-90%之间，因此，综合各种因素，初步选取发动机功率为167.63kW(228马力)，则240马力系列发动机即可满足要求。2011AVL先进模拟技术中国用户大会论文2.2电机参数设计2.2.1电机转速范围确定混合动力总成的结构方案为单轴并联

4、且电机位于发动机和变速器之间，考虑到变速器的换档规律，电机的转速工作范围与发动机相当，由于240马力发动机的标定转速为2300r/min，所以，电机的最高转速为2300-2500r/min；当电机工作在基速范围内时，效率高，转矩大，且通常电机的扩大恒功率区系数β一般在2-3之间，因此，确定基速1200-1600r/min之间。2.2.2起动整车需求本混合动力总成采用纯电动起车方案。利用电机起动整车，实现在规定时间内单独起动整车到规定车速的需求。在水平良好路面上，车辆的行驶加速度为duFFFtwrdtm22IIIiiwemg0

5、12mRr1Vdt1Vmtdvdv3.60dv3.60FFFtw类别混合动力商用车电机传统商用车发动机动力源功率/kW140120100802160-5km/h0.3700.4340.5240.6620.28起动时间/s0-10km/h0.8701.0201.6301.7881.640-15km/h1.5641.8512.5403.5203.17注：电驱动提供电机的峰值功率仅能持续1min混合动力商用车的起动能力应与传统客车一致，则电机的峰值功率应大等于100kW。2.2.3持续纯电动爬坡需求电机应在5%坡道上以8km/h实现

6、20min的纯电驱动连续爬坡，此时需求功率为：21CDAuPGfGium1360021.15T则需求电机提供的额定功率应为38.24kW。2.2.4纯电动运行最高车速需求设电机提供纯电动行驶时的最高车速为25km/h，此时需求功率为：2011AVL先进模拟技术中国用户大会论文21CAuDmmaxPGfum2mmax3600T21.15则需求电机提供的额定功率应为24.24kW。综上所述，考虑到附件功耗以及电机效率，则可确定电机定额定功率为50kW，通常电机的过载系数峰值为2，因此，确定电机的峰值功率

7、为100kW。2.3电池参数设计动力电池提供电机能量，并向动力传动系输出峰值功率，同时，吸收再生制动能量并予以存储。要求电池应在长时间内能够接收制动功率（例如2min）。电池参数主要指电压等级、功率、容量及荷电状态(SOC)的应用范围。一般考虑如下原则：电压等级要与电力系统电压等级和变化范围一致；电池容量应满足电机的功率要求；2.3.1电压等级。电机的峰值功率越大，电系统的电压等级越高，对保证电流不超过一定限值是非常有利的。但电压等级也不能超过电系统的最高电压限值，否则系统高压安全问题难以解决。一般交流感应电机的电压等级可分为288V、336V

8、、600V，参照电驱动提供的电机产品系列，则确定动力电池组的额定电压为320V，当选用镍氢电池，其单体额定电压为1.2V，