混合动力汽车动力系统参数匹配与仿真

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1、第２９卷第２期德州学院学报Ｖｏｌ．２９，Ｎｏ．２２０１３年４月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＤｅｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＡｐｒ．，２０１３混合动力汽车动力系统参数匹配与仿真张琦（德州学院汽车工程系，山东德州２５３０２３）摘要：介绍了混合动力汽车动力系统的控制策略，并根据设计性能要求对动力系统参数进行了匹配，用电动汽车仿真软件ＡＤＶＩＳＯＲ对整车性能进行了仿真计算，验证了参数设计的合理性．关键词：混合动力汽车；动力系统；参数匹配；仿真中图分类号：Ｕ４６９．７２文献标识码：Ａ文章编号：１００４－９４４４（２０１３）０２－００６６－０３ｖａｍａｘ１２（ｍｇｆ＋）

2、Ｐｅｍａｘ＝１０００ηρＣＤＡｖａｍａｘ０前言Ｔ２其中，Ｐｅｍａｘ为发动机最大功率；ηＴ为传动系新能源汽车，作为我国汽车行业的战略性发展效率；Ｖａｍａｘ为最高车速；ｍ为汽车的总质量；ｆ为方向，能够缓解能源供给和环境保护压力，并大幅降滚动阻力系数；ρ为空气密度；ＣＤ为空气阻力系数；低使用中的经济成本．在新能源汽车中，混合动力汽Ａ为迎风面积．车继承了石油燃料高比能量和高比功率的优点，弥由于混合动力汽车发动机提供的是汽车正常行补了纯电动汽车续驶里程短的不足，使其成为当前驶时的平均功率，因此，发动机功率的选择主要是根［１］据汽车匀速行驶的工况下功率的值，使

3、发动机工作新能源汽车领域最为切实可行的方案．在经济性能最好的区域，用下式计算１混合动力汽车动力系统控制策略和ｖａ１２ｐｅ＝（ｍｇｆ＋ρＣＤＡｖａ）１０００ηＴ２参数设计其中，Ｐｅ为汽车正常行驶时的功率；νａ为汽车的平均行驶速度．１．１动力系统控制策略通常情况下，混合动力汽车由电动机启动，电动１．３电机参数设计机的转速达到一定值时，发动机开始工作，电动机停混合动力汽车使用的电机具有这样的特性：电止，汽车由发动机驱动行驶；汽车在全节气门开度进机以小于额定转速Ｎｍｒ工作时，处于恒定转矩的工行加速的情况下，电动机和发动机共同提供驱动力；作模式，反之，处于恒

4、定功率的工作模式．汽车在匀速或减速制动的情况下，电池开始充电．１）电机额定转速Ｎｍｒ和最高转速Ｎｍｍａｘ的设计１．２发动机参数设计电机本身的质量、尺寸、损耗等因素都直接影响发动机是混合动力汽车的主要动力来源，因此，着最高转速，对传动系尺寸的大小也有较大的影发动机的参数选择是整个动力系统参数设计的重要响．电机的最高转速Ｎｍｍａｘ与额定转速Ｎｍｒ的比值，部分．对发动机参数的设计主要工作是对发动机功称为电机扩大恒功率区系数β．当电机功率为定值，率的选择．如果发动机功率选择过大，汽车的燃油消随β增大，电机转速降低，电机额定转矩增大，对电耗就会严重，经济性能

5、差；如果发动机功率选择较机支撑要求就越高，同时，电机会使传动比和齿轮应小，后备功率就小，动力性能不足．发动机功率的选力增大．低速电机β小，额定转矩大，电机尺寸和重择是由汽车在单驱动工况下行驶的最大速度及其爬量也较大，损耗也就增加，同时汽车起步加速和稳定坡度来决定的，即行驶要求电机具有较大的β值．因此，电机的选择要收稿日期：２０１２－０５－０７作者简介：张琦（１９８３－），男，河南商丘人，助教，硕士，主要从事车辆电子控制的研究．第２期张琦：混合动力汽车动力系统参数匹配与仿真６７综合考虑最高转速、传动系尺寸和齿轮应力等因素．高车速也要能达到蓄电池充电时

6、对发动机后备功率［５］一般情况下选择中高速电机，即最高转速在９０００～的要求，即１５０００ｒ／ｍｉｎ，β的取值为４～６，电机的额定转速Ｎｍｒｉ０＝０．３７７ｒｒｎｅｍａｘ／ｖａｍａｘ＝Ｎｍｍａｘ／β．其中，ｉｏ为主减速器速比；ｒｒ为轮胎的滚动半２）电机功率的设计径；ｎｅｍａｘ为发动机的最高转速．电机的功率要能满足汽车在最高车速行驶的需２）变速器最大传动比的设计要，设计时要综合考虑发动机的功率，电机的最大功变速器的最大传动比应根据发动机单独驱动时［２］率至少应等于加速时的最大功率，即的最大爬坡度来设计，同时，还要考虑各种阻力的影ｍ（ｖ２２）响．变速器

7、传动比的设计满足下式Ｐｍｍａｘ＝ｂ＋ｖｆ２０００ｔｆｍｇ（ｆｃｏｓαｍａｘ＋ｓｉｎαｍａｘ）ｒｒｉｍａｘｖｂ＝ｖａｍａｘ／（３．６β）ＴｍａｘηＴ其中，Ｐｍｍａｘ为电机最大功率；ｔｆｍａｘ为加速其中，ｉｍａｘ为变速器的最大传动比；αｍａｘ为最大时间；ｖｂ为与电机额定转速相应的车速；ｖｆ为加速爬坡度；Ｔｍａｘ为发动机最大输出转矩．后的车速．１．４电池参数设计２整车动力系统参数匹配与仿真电池参数的设计主要考虑汽车电机的最大功率［３］需求和汽车续驶里程能量的需求．电池在不同的２．１动力系统参数的匹配荷电状态下具有不同的内阻值和峰值功率，在正常整车基本参

8、数及设计性能要求如表１所示．工作过程中峰值放电功率要大于电机的最大功表１整车基本参数及设计性能要求［４］率，此外，电池的总