基于电气变速器的混合动力汽车参数匹配研究

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1、2013年2月电工技术学报Vol.28No.2第28卷第2期TRANSACTIONSOFCHINAELECTROTECHNICALSOCIETYFeb.2013基于电气变速器的混合动力汽车参数匹配研究崔淑梅葛浩马泽涛（哈尔滨工业大学电磁与电子技术研究所哈尔滨150001）摘要为使电气无级变速器能在混合动力系统中合理应用，研究其最优参数匹配方法。电气无级变速器从本质上来说与丰田Prius的THS系统相同，均属于双电机功率分流型混合动力。本文首先从经典的混合度入手，推导了双电机功率分流型混合动力汽车混合度的定义。随后研究了电气无级变速器的功率最优匹配方法，使其

2、在满足整车性能的条件下，内外电机功率最小，并证明了全混合动力系统是电气无级变速器的最佳应用场合。通过仿真分析表明，按所述匹配方法设计的基于电气无级变速器的混合动力，具有与丰田Prius相当的性能。关键词：混合动力汽车电气无级变速器混合度参数匹配中图分类号：TM315StudyonParameterMatchingforHybridElectricVehicleBasedonElectricVariableTransmissionCuiShumeiGeHaoMaZetao（HarbinInstituteofTechnologyHarbin150001Chin

3、a）AbstractTheoptimalparametermatchingmethodforHEVbaseonelectricvariabletransmission(EVT)hasbeenstudiedinthispaper.Essentially,EVTisassameasthePriusTHSwhichbelongstopowerspitdevicesusingdoublemotors.Thedegreeofhybridization(DOH)definitionofEVTbasedhybridvehicleaswellasthemethodofmi

4、nimizingEVTpowerisderivedtominizethepowerofinnerandouttermotorwhenvehicleperformanceissatisfied.ItisprovedinthispaperthatEVTisfavoredinthefull-hybridapplication.SimulaitonresultshowsthatperfermanceofEVTbasedHEVdesignedastheproposedmethodisequivalenttoaPrius.Keywords：Hybridelectric

5、vehicle,electricvariabletransmission,degreeofhybridization,parametermatching示，其中内转子与外转子的内笼构成双转子电机1引言EM1，外转子的外笼与定子构成定子电机EM2。将混合动力技术通过提高传动系统效率的方法降EVT的内转子与内燃机直接相连，外转子与主减速低汽车的燃油消耗和排放，成为现阶段解决能源问器相连，即可构成基于EVT的混合动力汽车传动系题，缓解环境压力的非常好的方案。四端口机电能统。EVT作为具有双机械端口和双电气端口的新型量变换器（FPEMC），又可以称之为电气变速器电

6、机系统，可以同时实现无级变速与混合动力，与（ElectricVariableTransmission，EVT），由具有双转丰田Prius的THS系统功能类似，是非常好的混合子的内电机和外电机复合构成[1-5]，其结构如图1所动力集成解决方案。电气无级变速器与丰田Prius的THS系统均可国家高技术研究发展计划（863计划）（2012AA111003）和国家自视为双电机功率分流型的混合动力机电能量耦合装然科学基金（50577010）资助项目。置。为合理确定电气无级变速器的内外电机、发动收稿日期2012-9-20改稿日期2013-01-10第28卷第2期崔淑梅

7、等基于电气变速器的混合动力汽车参数匹配研究37PPPmotorgenbattery（5）对于THS系统，式（5）中Pmotor为MG2电机的功率，Pgen为MG1电机的功率；对于EVT系统，Pmotor为EM2电机的功率，Pgen为EM1电机的功率。将式（5）代入式（3），则可得双电机功率分流型混联混合动力的混合度可以表达为PPbatterymotorPgenH（6）PPvehicleICEPPmotorgen3EVT混合动力汽车的功率最优匹配混合动力汽车运行过程中，发动机绝大部分时图1EVT结构示意图候工作在最佳燃油经济性曲线附近，在此范围

8、内，Fig.1StructureofEVT[9]发动机转矩近似为一