并联混合动力汽车动力系统匹配与控制研究.pdf

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1、第6期机械设计与制造2010年6月MachineryDesign&Manufacturel03文章编号：1001—3997(2010)06-0103—03并联混合动力汽车动力系统匹配与控制研究伊海霞杨正林蒋元广吴海啸(，南京航空航天大学能源与动力学院，南京210016)(南京汽车集团有限公司汽车工程研究院，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】针对轻型商用车，进行了发动机轴动力组合式并联轻度混系统关键零部件进行参数匹配和设计。设计了整车控制策略并利用MATIBmulink离线仿真验证的混合动力汽车控制系统模型生成快速中图分类号：TH16，U469．7文献

4、标识码：A●—一——～目采用ISG型轻度混合动力系统结构，其动力驱动系统结构简1日IJ吾图，如图1所示。目前，国内}昆合动力汽车的开发主要集中在大客车与乘用车，而对于中小型客车、城市物流载货车等城市轻型商用车的}昆3关键部件参数匹配与设计合动力研发还基本处于空白。选择轻型商用车进行混合动力开3．1车辆性能指标要求发，是企业实现自主创新的一个机遇。与乘用车相比，轻型商用车所选取的原型车整车参数，如表l所示。的布置空间较大，对于混合动力系统关键零部件的安装空间约束表1原型车整车参数较小，动力部件选型较为灵活，可更多的兼顾燃油经

5、济性ll。满鞔质量(kg)空气阻力系数迎风面积m)滚动半径(m)滚动阻力系数35500．54．325O-340．0l1文章介绍了在某轻型商用车基础上开发的轻度混合动力汽车的动力系统设计以及关键零部件的选型匹配，在此基础上进行按照项目目标，混合动力样车性能不低于原型车动力性能指标，并具有一定得纯电动续驶历程，样车开发初确定主要性能指了控制系统的开发，并对控制系统的性能进行了实车试验。标如下：(1)巡航车速：80km／h；(2)最大车速：V⋯>=120km／h；(3)最大爬坡度：30％，爬坡车速：lOkm／h；(4)0～lOO

6、km／h的加速时间：t<=40s；(5)纯电动匀速30krn／h行驶1．5kin。3．2关键部件参数匹配3．2．1发动机项目动力系统采用ISG型轻度混合动力驱动系统，为电辅助型混合动力系统。发动机主要提供车辆平均行驶功率，由电机提供峰值功率，因此发动机功率的选择主要依据是车辆在经济巡航车速行驶时使发动机工作在最佳工作区间。图1动力系统结构简图发动机工作于最佳工作区间时应该满足以下动力性要求：2动力系统结构设计(1)发动机单独驱动能达到最大巡航车速80klrdh；(2)发动机单本项目目标为混合动力功能样车的研制，在某轻型商用

7、车的独驱动车辆能在车速为60km／h时爬坡度为6％。平台上进行混合动力系统的开发。考虑技术可行性并尽可能的节约成本，在充分利用现有资源，并对原型车改造较小的基础上，项—Fle一专Ue一j=25·6kw(1)★来稿日期：2009—08—13-R基金项目：国家高技术研究发展计划(863计划)资助(2008AA1IA122)104伊海霞等：并联混合动力汽车动力系统匹配与控制研究第6期力电池组的容量由纯电动行驶里程决定。动力电池组的总能量[。s(a)u。++mgsin()“。]C按下式计算[41：=524kW(2)Cb。『S』’丽

8、12kw·h(6)式中：—最大巡航车速；‰一发动机单独驱动经济车速；一式中：一纯电动行驶功率需求；一蓄电池效率；一电机效发动机单独驱动最小坡度；一整车动力传动系统效率。率；s一纯电动续驶里程；u一纯电动车速；SOc、．sOc一计算得到车辆需求功率，考虑空调等附件的功率为5kW和蓄电池最高和最低荷电状态。10％的充电功率裕量日，则发动机需求功率为63kW。为节约成本，3．2．4主减速器与变速器参数匹配利用现有资源，选择MG1．4L汽油机。该发动机的的主要参数，如经过验证原车的主减速器与变速器可以满足车辆性能要求，表2所示。为

9、节约开发成本，并联式混合动力汽车采用原车型的主减速器与表2MG1．4L汽油机技术参数变速器。变速速比具体数值，如表3所示。表3原型车传动系统速比情况3．2．2电动机(1)电动机额定转速和最高转速选择4整车控制系统设计分析电机特性，当电机功率一定时，随着电机最高转速增加，并联式混合动力汽车要实现节能环保的