| 专利名称： |
一种双模功率分流式混合动力系统的参数匹配方法 |
| 摘要： |
本发明提供一种双模功率分流式混合动力系统的参数匹配方法，旨在解决双模功率分流式混合动力系统的参数设计问题。包括如下步骤：首先建立双模功率分流式混合动力系统的杠杆模型，得到系统不同模式下的效率特性与切换条件；然后综合考虑动力性指标、循环行驶工况、模式切换条件以及基本控制思想，依次进行发动机、电机和电池的选型设计；最后，利用前向仿真模型开展仿真计算，分别对整车动力性能与经济性能进行验证。本发明的匹配方法简单有效，可以节省前期匹配费用，缩短开发周期，显著提高整车动力性能与经济性能。 |
| 专利类型： |
发明专利 |
| 国家地区组织代码： |
吉林;22 |
| 申请人： |
吉林大学 |
| 发明人： |
曾小华;王振伟;宋大凤;杨南南;王越;李广含;黄海瑞;崔皓勇;董兵兵;孙可华 |
| 专利状态： |
有效 |
| 发布日期： |
2019-01-01T00:00:00+0800 |
| 申请号： |
CN201810265384.8 |
| 公开号： |
CN108466544A |
| 代理机构： |
长春市恒誉专利代理事务所(普通合伙) 22212 |
| 代理人： |
李荣武 |
| 分类号： |
B60K6/365(2007.10)I;B60K6/38(2007.01)I;G06F17/50(2006.01)I;B;G;B60;G06;B60K;G06F;B60K6;G06F17;B60K6/365;B60K6/38;G06F17/50 |
| 申请人地址： |
130012 吉林省长春市前进大街2699号 |
| 主权项： |
1.一种双模功率分流式混合动力系统的参数匹配方法，包括效率计算与模式切换条件确定、发动机选型、电机选型、电池选型和匹配结果验证，其特征在于：(1)效率计算与模式切换条件确定：首先利用杠杆法计算输入功率分流模式下各部件的转速、转矩关系为：![]() 计算复合功率分流模式下各部件的转速、转矩关系为：![]() 式中，w为转速，T为转矩；下标S1、R1分别为前行星排的太阳轮和齿圈；下标R2为后行星排的齿圈；下标e、out分别为发动机和输出轴；下标MG1、MG2分别为第一电机和第二电机；k1、k2分别为前后行星排的特征参数；然后，根据输入功率分流模式和复合功率分流模式下各部件的转速转矩关系，计算输入功率分流模式下系统传递效率为：![]() 复合功率分流模式下系统传递效率为：![]() 式中，ηtr1、ηtr2分别为输入功率分流和复合功率分流模式的系统传递效率；SR为发动机转速与输出轴转速的比值；γinput为输入功率分流模式的机械点；γ1、γ2分别为复合功率分流模式的第一个、第二个机械点；η1、η2分别为输入功率分流模式和复合功率分流模式的电路径效率；ηchg、ηdis分别为电机的充、放电效率；最后，以效率最优为目标，将输入功率分流模式和复合功率分流模式的效率进行对比，确定控制策略的模式切换条件；(2)发动机选型：发动机主要满足最高车速时的功率Pe1、最大爬坡度时的功率Pe2和附件功率Pe3，如式(5)所示：Pe_max≥max(Pe1,Pe2)+Pe3 (5)其中，![]() ![]() 考虑工程经验，Pe3取(15～20)kW；式中，vmax为最高车速，单位为km/h；ηt为传动系总效率；m为整车性能计算用质量，单位kg；g为重力加速度，单位m/s2；f为滚动阻力系数；A为迎风面积，单位m2；CD为空气阻力系数；vi为最大爬坡车速，单位km/h；αmax为最大爬坡度，单位％；最终，根据计算得到的Pe_max，选择合适的发动机产品及参数；(3)电机选型：发动机产品及参数确定之后，根据动力性指标、工况要求、模式切换条件以及控制策略选定第一电机参数和第二电机参数，其基本流程为：首先，针对输入工况的任何一工况点，计算出该工况点对应的需求功率和需求转矩；其次，确定发动机最优控制策略作为参数匹配的基础：需求功率低于纯电动模式向功率分流模式切换的功率门限值时，系统工作在纯电动模式；需求功率高于纯电动模式向功率分流模式切换的功率门限值时，系统工作在功率分流模式；由于发动机最优曲线上的功率与转速呈单调映射关系，任一时刻的发动机的转速、转矩唯一确定；最后，需求车速确定后，计算得到输出轴转速，如式(8)所示：wout＝v/3.6/r*pi/30*i0 (8)式中，v为车速，单位km/h；v为车轮半径，单位m；i0为主减速比；输出轴转速与发动机的转速确定后，根据步骤(1)的模式切换条件确定整车工作模式；将以上参数代入到式(1)和式(2)，得到第一电机和第二电机参数，包括电机峰值功率、电机额定功率、电机峰值转矩、电机额定转矩、电机最高转速；(4)电池选型：首先，电池功率需要满足驱动工况需求，如式(9)所示：![]() 式中，Pbat为电池功率，单位为kW；PMG1、PMG2分别为第一电机功率和第二电机功率，单位为kW；ηbat为电池效率；ηMG1、ηMG2分别为第一电机效率和第二电机效率；其次，根据国家标准GB/T 31466‑2015《电动汽车高压系统电压等级》确定电池电压，根据常用电池产品类型确定电池最大放电倍率；最后，根据电池容量与电池最大放电倍率、电池功率、电池电压关系确定电池容量，如式(10)所示：![]() 式中，Cb为电池容量，单位为Ah；Cbat为电池最大放电倍率；Ubat为电池电压，单位为V；(5)匹配结果验证：利用前向仿真模型分别对整车动力性能与经济性能进行匹配结果验证。 |
| 所属类别： |
发明专利 |
