一种新型的双电机混合动力系统

《一种新型的双电机混合动力系统》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、一种新型的双电机混合动力系统赵雷，李彦，陈健（四川大学制造科学与工程学院,四川成都610065）摘要：以并联式结构为基础•提出了一种新的双电机混合动力系统；这种动力系统是以较低的成本通过对传统传动系统进行较简单的改造来实现混联式结构，并达到与传统混联式相当的多能源优化控制效果。在这种新型混联式结构的设计过程中，以理论研究和分析为基础•看重讨论了作为核心问题的双电机的工作状态分析和控制策略•这为电机控制系统的实际制作、相关原动力部件的调整以及最终实现新型动力系统在整车上的应用提供了理论支持。关键词：混合动力电动汽车；动力系统；电机控制中图分类号：U464

2、.11文献标志码：A文章编号：1001-2222（2006）02-0009-04收稿日期：2005-11-14；修回日期：2006-02-15基金项目：四川汽车工业集团委托项目（04H718〉作者简加磁（擱1982—）・男•四川省乐山市人，硕士•主要从爭混合动力电动汽车等的研究.混合动力电动汽车（HEV）具有低油耗低排放的优点，同时乂能避免纯电动汽车的技术难点，因此，在未来的20年内，它将成为传统内燃机汽车的替代者⑴。但由于IIEV结构较传统汽车和电动汽车更加复杂，为了能在短期内实现产业化，确立一种高效和易实施的动力系统是HEV设计和生产的基础。HEV

3、按照能量系统布置的不同大体可以分为串联式、并联式和混联式3种类型针对多能源优化控制的目标，以丰田Prius为代表的混联式结构最具优势，但这种结构也是3者中最为复杂、开发成本最高的一种。若在传统汽车上通过改装实现混联式结构，难度比较大，并且整车的使用可靠性也会降低；因此，一般采用混联式结构的HEV需要进行全新的整车设计。结构相对简单的并联方式能够以较低的成本同样满足一定的HEV设计要求，但是这种结构在多能源的协调工作以及整车优化目标上不及混联式结构。为了以较低的成本通过对传统传动系统进行较简单的改造来实现混联式结构，并达到与传统混联式相当的多能源优化控制

4、效果。本文提出了一种新的HEV动力系统结构，这种结构在发动机与变速箱之间采用了双电机布置方案，由离合器从中分离两电机。在这种混联式结构设计中,以理论研究和分析为基础•主要讨论了作为核心问题的双电机工作模式的确定以及协调控制。1新型混联式结构1.1设计基础在HEV的3种类型中，并联式较混联式结构更加简单，而相对于串联式又具有更好的整车优化效果，这种结构对传统汽车的传动系统改动也较小。因此，通过对基础的并联式结构进行分析，综合并联式几种实现方法的优点，可以在原有并联式的基础上进行改进来实现与混联式相当的多能源优化控制。并联式HEV有4种不同实现方式（见图1

5、）国，图1并联式的儿种实现方式在P1和P2这两种结构中，电动机的转速与发动机曲轴的转速相同。P1是一种比较成熟的结构，日本本田的整个HEV车系（Insight,Civic和Accord）都采用了这种结构⑷汙2结构也在戴姆勒・克莱斯勒的HEV上得到了实际应用⑸。在P3结构中，电动机的转速则与变速箱输出轴的转速有关。而P4结构主要用于四轮驱动。1.2新型混联式结构的提出以野马汽车对HEV设计要求和原型车后轮驱动的结构布局为前提比较4种并联方式，由于P1和P2有成熟的开发背景和可借鉴经验，且对传统车型的传动系统改动较小，新型混合动力是以这两种结构为基础，采用

6、双电机的布置方式来实现混联式结构，并达到与混联式柑当的多能源优化控制目的的（见图2）。新型混联式结构在保留了原野马SUV的发动机、离合器和变速器3大动力部件的基础上增加了两台电机，一台是MG1,位于发动机与离合器之间,功率为20kW；另一台为MG2,安装在离合器和变速箱之间，功率也为20kW。两电机与发动机在整体上为轴动力组合方式。MG1的定子和转子分别固定在发动机输出轴一端的壳体端面上和发动机的飞轮上⑷。在充当电动/发电机的角色中，MG1可提供起动、发电、助力等工作形式，其屮起动和发电是主要的功能。驱动电机MG2的定子和转子均套在变速箱的输入轴上，其

7、定子安装在变速箱的壳休端面上，而转子直接安装在变速箱的输入轴上并与其同速旋转。驱动电机MG2参与怠速起步、加速助力、能量反馈制动以及独立驱动车辆行驶等工作形式。由于野马HEV安装的两台电机功率较大，其发热量也大，需在电机本体上采用水冷却散热系统。电机整套水冷却散热系统的安装和水循环路线的布宜等需要结合原车型相关保留部件的尺寸进行设计，而电机水冷却散热系统中水循环的流量等具体参数是由电机的功率大小确定的。保留的原野马SUV动力部分的改装，大体包括发动机输岀轴和变速箱输入轴的长度变化，动力源安装点的重新调整等。如图2所示，根据MG1安装位置的要求，需加长发

8、动机输出轴的长度。由于MG1的定子固定在发动机输岀轴一端的壳体端面上9发动机输岀轴增加的长度取