双耦合电机混合动力系统能量分配与协调控制

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1、双耦合电机混合动力系统能量分配和协调控制术王锋卓斌(上海海能汽车电子有限公司，上海201806)【摘要】双耦合电机混合动力系统由发电机和电动机组成。能量分配控制策略基于系统效率最优化确定了各个系统部件目标运行点。建立在能量分配基础上的协调控制算法考虑了发动机和双电机的动态特性来满足驾驶员的动力性需求；同时发动机瞬态优化控制避免了发动机加浓喷油并改善了燃油经济性。【Abstract】Thehybridsystemwithtwocoupledmotorconsistsofonegeneratorandonemotor．Thecoordinatedcontrol

2、isconstructedonthebasisofthepowerdistribution．Thecoordinatedcontrolisimplementedtosatisfythedrivergpowerdemand，inwhichboththedynamiccharacteristicsoftheen-gineandthedualelectricmachineareexplicitlytakenintoaccount．Moreover，theenginetransient—stateoptimizationissuggestedtosuppresse

3、nginerichfuelinjectionandimprovefueleconomy．【关键词】混合动力系统汽车双耦合电机系统效率doi：10．3969／j．issn．1007-4554．2015．09．01制、发动机实际转矩反馈、电动机转矩补偿控制的0引言基础上，运用发动机瞬态优化避免了发动机过浓喷油，进一步改善了燃油经济性。混合动力汽车是目前电动汽车中最为现实的节油方案。目前在中国商用车公交市场，有以伊1系统特性顿和玉柴为代表的带AMT变速器的并联混合动力系统；还有以宇通为代表的混联混合动力系统。双耦合电机混合动力系统方案，如图1所示。强混合技术方案

4、在交通拥挤的城市路段，节油率它由双电机(发电机+电动机)、双电机逆变器和达50％以上一。复合电源(电池+电容)组成。．双电机安装在发动本文设计了双耦合电机混合动力系统，发动机和主减速器之间。内部装有永磁体的发电机转机一直运行在最佳经济运行线上而不受轮边负荷子和发动机曲轴直接机械连接，作为输入轴。装有约束，在保证功能的同时解决了现有强混合方案三相线圈的发电机定子通过滑环和电刷与电机逆成本高的问题。能量分配和协调控制为此系统主变器相连，并和外部装有永磁体的电动机转子直接要的控制问题。本文提出基于系统效率最优化的能量分配控制策略，不仅考虑了发动机效率，也考机械连

5、接，作为输出轴。装有三相线圈的电动机定虑了双耦合电机的变速传动效率。协调控制算法子也和电机逆变器相连，且定子和整车底盘固连。在发动机目标油门开环控制、发电机目标转速控输出轴通过一个连轴器和主减速器相连。为国家高技术研究发展计划(“863”计划)项目(编号：2011AA11A204863)。收稿日期：2015—04—13上海汽车2015．09·3·电池获得或消耗的实际电功率P为fPD×BPD<0PRP。≥0L‘，，B式中：电池效率田根据电池内阻模型和效率脉谱，由P。和电池SOC确定。双电机变速传动效率叼为叼赢(3)式中：P为整车需求功率。整个系统效率叼为图1

6、双耦合电机混合动力系统结构叼s=IcE×叼T(4)因此能量分配发动机运行点控制的目标方程为2能量分配(／7,。pl'Topt)=argmax,?s(5)寻找最优化的发动机目标运行点(。To)，常规的能量分配策略以发动机效率眦最优使发动机在此运行点下叼最大，即系统效率化为目标来确定系统运行点。双电机保证发动机最高。在任何工况下都运行于最优效率运行点。发电机根据上述系统工作原理可知，发动机运行点将发动机转速调整为主减速器输入端需求转速n控制是能量分配的核心问题。一旦发动机运行点(转速控制，调转速)，其目标转速为它们的转速确定了，双电机运行点可随即确定。差；并传

7、递发动机发出的转矩。电动机将发动机转矩调整为主减速器输入端需求转矩(转矩控3协调控制制，调转矩)，其目标转矩为它们的转矩差；且其转速和主减速器输入端需求转速保持一致。当整车运行模式切换，整车总需求功率快速根据发动机的万有特性可知，当发动机处于轻变化时，将引起发动机目标运行点发生大幅度变载区和重载区时，效率均较低。因此当PP2时，发在动态工况下，因为机械惯性和燃烧恶化等动机功率被限制在P：，其余需求功率由电池提供；因素的影响，发动机的动态特性将偏离稳态特当P≤P≤P2时，

8、发动机独立提供需求功率。性j，其达到新的稳态目标运行点存在延迟滞后