插电式混合动力汽车动力系统的研究与仿真

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1、第14卷第5期2014年2月科学技术与工程Vol.14No.5Feb．20141671—1815(2014)05-0155-08ScienceTechnologyandEngineering2014Sci.Tech.Engrg.插电式混合动力汽车动力系统的研究与仿真何畏熊尉伶孙宇李波周晓敏王向涛(西南石油大学机电工程学院，成都610500)摘要随着汽车工业的飞速发展，节能与环保成为汽车工业发展的重要方向。提出新型插电式气电混合动力轿车综合了天然气汽车和PHEV的优势，通过对城市道路循环和高速道

2、路循环两种工况的分析，搭建了合适的动力系统结构，并选定了基于逻辑门限的电力辅助和基于神经网络的多目标实施的两种控制控制策略。利用ADVISOＲ软件对两种控制策略进行仿真，得到后一种控制策略明显优于前者的结果;并且排放标准完全达到了国IV标准，其工作效率也大大提高了，完全达到了节能减排的目的。关键词插电式气电混合动力轿车工况仿真节能减排中图法分类号U469.72;文献标志码A如今石油资源过度消耗，环境污染日益严重，这路或高速公路通常路况良好，不用频繁地起步停车，两大问题直接威胁着传统内燃机汽车的可

3、持续发车速较高，发动机运行在其最佳的工作区间内，油耗展，国内外各大汽车制造厂商都在致力于开发新能和排放指标较好。源汽车;而插电式混合动力汽车(PHEV)节能环保、为了满足插电式气电混合动力轿车在城市市区技术成熟、成本相对较低，是新能源汽车的主要发展和郊区两种工况下的行驶要求，达到既能增加纯电方向。这种新车型可以通过接入家用电源(110V/动续驶里程，又能满足车辆动力性的要求，提高燃料220V)或专用电源(380V/500V)对动力电池充经济性，降低排放污染，从而实现节能减排和美化环电，只要单次使

4、用不超过电池可提供的续驶里程境，新车型选用单轴并联式结构。(一般可以达到50km)，它就可以用纯电动模式行本文是实用新型专利(专利号201220560439.6，［1］驶，实现零油耗和零排放。由于动力电池容量相公开号:CN202847410U，名称:一种插电式气电混合对较大，使PHEV纯电动续驶里程较长;并且在更多动力轿车的动力系统)的实施研究。结合行驶工况的行驶工况中依靠电机驱动，从而减少发动机的使的要求，并从最大限度地降低整车成本和重量的原［2］用。PHEV从供电网获取电能后，在一定的行驶则

5、出发，本车选用大功率电机、大容量动力电池和小里程内以纯电动状态行驶，特别适合在频繁起停和排量发动机。新车型动力系统主要由LNG发动机、低速运行的城市工况下运行，使发动机避免了怠速电机、动力控制单元、动力电池、机械传动装置组成，和低速运转的工况，降低对石油资源的依赖［3］;城LNG发动机通过自动离合器与电机同轴连接，电机市郊区道路或高速公路通常路况良好，不用频繁地通过机械传动装置将动力传递到前驱动轴的车轮起步停车，并且速度较高，适合以混合驱动模式(以上，LNG发动机、电机悬置于轿车前舱内，LNG气

6、罐发动机为主)行驶，此时发动机稳定运行在其最佳置于后备箱内，动力电池设计成T型，置于轿车底工作区间，油耗和排放指标较好［4］。部中央通道和后排车座下，动力电池通过动力控制单元与电机串联连接，动力电池可以通过充电接头1动力系统结构连接外部电网进行充电。动力系统具体布置方式如目前，我国城市市区的行车条件普遍较差，道路图1所示。不畅使汽车始终处于长时间怠速、频繁起步和低速2整车控制策略运行工况，恶劣的行驶工况既增加了汽车排放污染，［5］。而在城市郊区道2.1本车工作模式分析同时也使得燃料经济性降低PH

7、EV动力系统是一个集机械、电气、化学和热［6］2013年9月26日收到力学等为一体的非线性动态系统，PHEV动力系第一作者简介:何畏(1961—)，男，四川南充人，西南石油大学机统设计的关键是制定合理的整车控制策略;而工作电工程学院副教授。研究方向:天然气发动机的设计。E-mail:模式分析是制定整车控制策略的基础，只有根据实1160467087@qq．com。际运行状况切换不同的工作模式，才能在满足动力156科学技术与工程14卷2.2整车控制策略制定整车控制策略是混合动力汽车的核心，其根本是对

8、各部件间的能量流动进行瞬态管理，根据车辆行驶过程中对动力系统的能量需求，动态分配发动机和电机系统的输出扭矩，尽量使发动机工作在最优工作区，电动机工作在低速、低负荷及助力工况区间，从而［8］达到节能、减排的目的。［9］整车控制策略的制定要满足以下要求:(1)动力系统输出总功率始终等于车辆行驶的需求功率，公式表示为:1为加气口，2为阀体总成，3为汽化器，4为低压电磁阀，5为电控Pt=Pe+Pm(1)调压器，6为中央控制器，7为电控燃气喷射器，8为电缆，9为式(1)中:Pt为汽车行驶需求功率;Pe为发