畢業(yè)設計（論文）Plugin混合動力轎車動力系統(tǒng)參數(shù)匹配方法研究

1、武漢理工大學畢業(yè)設計（論文）plug-inplug-in 混合動力轎車動力系統(tǒng)參數(shù)匹配混合動力轎車動力系統(tǒng)參數(shù)匹配方法研究方法研究學院（系）： 汽車工程學院 專業(yè)班級： 熱動 0704 班 學生姓名： 指導教師： 學位論文原創(chuàng)性聲明學位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標注引用的內(nèi)容外，本論文不包括任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。 作者簽名： 年 月 日學位論文版權使用授權書學位論文版權使用授權書本學位論文作者完全了解學校有關保障、使用學位論文的規(guī)定，同意學校保留并向有

2、關學位論文管理部門或機構送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權省級優(yōu)秀學士論文評選機構將本學位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關數(shù)據(jù)進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。本學位論文屬于 1、保密囗，在 年解密后適用本授權書2、不保密囗 。（請在以上相應方框內(nèi)打“”） 作者簽名： 年 月 日導師簽名： 年 月 日本科生畢業(yè)設計本科生畢業(yè)設計( (論文論文) )任務書任務書學生姓名：學生姓名：專業(yè)班級：專業(yè)班級： 熱能與動力工程熱能與動力工程 07040704指導教師：指導教師：工作單位：工作單位： 武漢理工大學武漢理工大學設計設計( (論文論文) )題目：

3、題目：plug-inplug-in 混合動力轎車動力系統(tǒng)參數(shù)匹配方法研究混合動力轎車動力系統(tǒng)參數(shù)匹配方法研究設計（論文）主要內(nèi)容：設計（論文）主要內(nèi)容：通過查閱混合動力電動汽車的相關文獻，掌握并聯(lián)式 plug-in 混合動力電動汽車動力系統(tǒng)結構形式及性能特點，以及并聯(lián)式 plug-in 混合動力轎車的動力系統(tǒng)參數(shù)匹配方法和基于規(guī)則的能量管理策略，學習動力系統(tǒng)及整車建模方法。按照給定的車型基本參數(shù)和性能指標，對某型并聯(lián)式 plug-in 混合動力轎車進行動力系統(tǒng)參數(shù)匹配，基于 gt-drive 的整車建模和仿真分析，驗證所匹配動力參數(shù)的合理性。要求完成的主要任務要求完成的主要任務: :1、獨立完

4、成 2 張 0 號圖紙工作量，其中手繪圖紙量折合不得少于一張 1 號圖紙，手繪圖紙不得與機繪圖紙重復；2、完成一到兩篇英文文獻的翻譯，要求內(nèi)容與選題相關，工作量約 20000 印刷字符，譯成中文不少于 5000 字；3、在畢業(yè)設計過程中，根據(jù)進展情況，完成參考文獻的查閱與檢索，要求 10 篇以上（其中英文文獻不少于 2 篇） ，并分別寫出不少于 200 字的摘要；4、撰寫畢業(yè)設計說明書，要求不少于 10000 字，并符合“武漢理工大學本科生畢業(yè)設計（論文）撰寫規(guī)范” ；必讀參考資料：必讀參考資料：電動汽車（第二版） 胡驊編人民交通出版社先進電動汽車技術陳全世編化學工業(yè)出版社電動汽車及其性能優(yōu)化

5、王貴明機械工業(yè)出版社指導教師簽名：指導教師簽名： 系主任簽名：系主任簽名： 院長簽名院長簽名(章章)_ _ 武漢理工大學武漢理工大學本科學生畢業(yè)設計（論文）開題報告本科學生畢業(yè)設計（論文）開題報告1、目的及意義（含國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀分析）1.1 目的通過查閱混合動力電動汽車的相關文獻，掌握并聯(lián)式 plug-in 混合動力電動汽車動力系統(tǒng)結構形式及性能特點，針對典型的并聯(lián)混合動力電動汽車(phev)，用工程分析與仿真校驗相結合的方法，對其動力系統(tǒng)中發(fā)動機功率、電動機參數(shù)、傳動系速比和電池參數(shù)等主要參數(shù)進行匹配，并通過實例加以說明和驗證。再通過學習和應用基于 gt-drive 的整車建模和仿真分析，

6、驗證所匹配動力參數(shù)的合理性。1.2 意義隨著汽車工業(yè)的高速發(fā)展，全球汽車保有量不斷增加，汽車所帶來的環(huán)境污染、能源短缺、資源枯竭等方面的問題越來越突出。為了保護人類的居住環(huán)境和保障能源供給，各國政府不惜投入大量人力、物力尋求解決這些問題的途徑。電動汽車具有高效、節(jié)能、低噪聲、零排放等顯著優(yōu)點，在環(huán)保和節(jié)能方面具有不可比擬的優(yōu)勢，因此目前電動汽車技術的研發(fā)已成為各國政府和汽車行業(yè)的熱點。電動汽車勢必成為 21 世紀重要的綠色交通工具。其中混合動力電動汽車(hybrid electric vehicle，hev)是在電動汽車發(fā)展過程中出現(xiàn)的一種低油耗、低排放、續(xù)駛里程長、價格適中、兼具純電動汽車和

7、傳統(tǒng)燃油汽車優(yōu)點的新型汽車。它具有良好的燃油經(jīng)濟性和極低的排放，對傳統(tǒng)汽車產(chǎn)業(yè)結構不會造成很大沖擊及無需改變現(xiàn)有能源供應基礎設施等優(yōu)點，正日益受到廣泛的關注。由于在技術、經(jīng)濟和環(huán)境等方面的綜合優(yōu)勢，hev 被認為是目前最切實可行的清潔汽車方案。未來 10 年，混合動力電動汽車(hev)將會迅速發(fā)展，并占有一定的市場規(guī)模。但是混合動力電動汽車由于存在著三大主要問題價格高、效率低、仍然使用較多汽油/柴油，因此遠景并不樂觀。目前 hev 的發(fā)展方向是可外接充電式混合動力電動汽車(plug-in hybrid electric vehicle，phev.)其特點有：具有純電動汽車的全部優(yōu)點；低噪音、零

8、排放及高能量效率；可以大大改善 hev 的有害氣體、溫室氣體的排放，提高混合動力汽車的燃油經(jīng)濟性和動力性能；具有純電動行駛較長距離的功能，但需要時仍然可以以全混合模式工作，其最大的特點是將混合動力驅(qū)動系統(tǒng)和純電動驅(qū)動系統(tǒng)相結合，里程短時采用純電動模式(例如，在一周工作日內(nèi)上下班)，里程長時采用以內(nèi)燃機為主的混合動力模式(例如，周末長途旅游)；可利用外部公用電網(wǎng)(主要是晚間低谷電力)對車載動力電池進行均衡充電，可改善電廠發(fā)電機組效率、消峰填谷緩解供電壓力；通過純電動行駛，可大大降低對石油的依賴，緩解石油危機。鑒于此我們可以得出這樣的結論，phev 是一種最有發(fā)展前景的混合動力電動汽車驅(qū)動模式，也

9、是向最終的清潔能源汽車(bev 和 fcev)過渡的最佳方案之一。而混合動力電動汽車(hev)的參數(shù)選擇是一個多變量多目標優(yōu)化問題，只有在精確、完整的仿真模型的基礎上，經(jīng)過反復的尋優(yōu)計算才能達到最佳的效果。此外，hev 的參數(shù)選擇與其行駛工況和控制策略緊密相關。在車輛設計初期，有必要從車輛設計要求出發(fā)，通過理論和工程分析，輔以適當精度的仿真校驗來匹配動力系統(tǒng)的主要參數(shù)(優(yōu)化問題初值)，為建立更加精確的仿真模型和進行優(yōu)化提供基礎。由此可見，本文對 phev 動力系統(tǒng)主要參數(shù)匹配與仿真的研究，對于推動和完善混合動力汽車的研發(fā)，解決目前的各種問題具有重大的現(xiàn)實意義。1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀國內(nèi)混合動力

10、汽車的研發(fā)起始于 20 世紀 70 年代，但由于其技術含量高，結構復雜以及造價較高，實現(xiàn)困難等原因，直到 20 世紀 90 年代，各國才相繼推出混合動力樣車。我國的混合動力轎車起步較晚，直到 2001 年國家“十五”才將混合動力轎車的研發(fā)列入 863 計劃電動車重大專項。國外混合動力汽車的開發(fā)已經(jīng)取得了重大的進展，目前日本在混合動力電動汽車技術開發(fā)方面居于世界領先地位。豐田公司(toyota)開發(fā)的 prius、本田公司(honda)開發(fā)的 insight 和 clvle、日產(chǎn)川 tima 都已經(jīng)實現(xiàn)了產(chǎn)品化生產(chǎn)。另外，美國的通用(gm)、福特(ford)、荷蘭 tno 公司、戴姆勒一克萊斯勒

11、汽車公司(daimlerchrysler)、韓國現(xiàn)代汽車公司(hyundai)、法國雷諾汽車公司(renaun)等都對混合動力汽車進行了相關的研究。其中福特 escape 混合動力電動汽車和通用土星 aura 動力系統(tǒng)比較復雜，采用的是一種雙軸復合式混合動力系統(tǒng)，其中前輪由電機驅(qū)動，后輪由混合動力驅(qū)動。2、基本內(nèi)容和技術方案充電式混合動力電動汽車動力系統(tǒng)參數(shù)的選擇不僅與整車動力性和經(jīng)濟性要求有關，而且，還與動力系統(tǒng)構成型式、控制策略和行駛工況等緊密相關。文中以 phev 典型的并聯(lián)型轉(zhuǎn)矩合成動力總成為研究對象，提出其參數(shù)匹配的原則和實施步驟、方法。首先，從車輛設計要求出發(fā)，通過理論和工程分析確

12、定發(fā)動機功率、電機參數(shù)、傳動系速比和電池參數(shù)等動力系統(tǒng)組成的主要部件，然后，通過一實例對該方法的可行性和有效性進行分析驗證，最后基于 gt-drive 的整車建模和仿真分析，驗證所匹配動力參數(shù)的合理性。具體方案如下：1查閱文獻明確參數(shù)匹配的條件，包括參數(shù)匹配原則、步驟和 phev 動力系統(tǒng)的結構和控制策略2具體研究參數(shù)匹配的方法，包括電機參數(shù)的選擇、電池參數(shù)的選擇、發(fā)動機功率的選擇、變速器參數(shù)的設計等 phev 動力系統(tǒng)主要參數(shù)的計算3. 計算實例，按照給定的車型基本參數(shù)和性能指標，對某型并聯(lián)式 plug-in 混合動力轎車進行動力系統(tǒng)參數(shù)匹配，得出參數(shù)匹配結果。4. 基于 gt-drive

13、的整車建模和仿真分析，驗證所匹配動力參數(shù)的合理性。如不合理，則反復修改直至合理。論文提綱：第 1 章 緒論 1.1 引言 1.2 傳統(tǒng)汽車工業(yè)面對的挑戰(zhàn)及對策 1.3 國內(nèi)外混合動力汽車的發(fā)展概況 1.4 本文主要研究內(nèi)容第 2 章 混合動力系統(tǒng)原理和選型分析 2.1 混合動力車概念 2.2 混合動力車分類及各自特點 2.3 混合動力車發(fā)展趨勢 2.4 典型 plug-in hev 的整車動力系統(tǒng)結構分析 第 3 章 動力系統(tǒng)各部件選型及參數(shù)設計 3.1 混合動力轎車整車方案確定 3.2 動力總成主要部件選型及參數(shù)設計 3.2.1 整車參數(shù)及動力性指標 3.2.2 電機選型及參數(shù)設計 3.2.

14、3 發(fā)動機選型及參數(shù)設計 3.2.4 車用動力電池組選型及參數(shù)設計 3.2.5 變速器參數(shù)設計第 4 章 混合動力系統(tǒng)模型的建立 4.1 gt-drive 軟件簡介 4.2 整車系統(tǒng)模型的建立和參數(shù)的設置 4.3 仿真結果第 5 章 全文總結及展望 5.1 本文所做的工作5.2 研究展望參考文獻3、進度安排13 周分組、確定選題、搜索資料和外文翻譯資料、寫出文獻檢索摘要45 周赴外地實習，搜集資料，提交實習日記、實習報告67 周整理資料、論文提綱、設計概要、撰寫開題報告和外文翻譯譯文 810 周提交開題報告和外文翻譯譯文，開始繪圖1113 周撰寫論文，繪圖14 周論文、圖紙審查和打印1516

15、周提出答辯申請，準備答辯；老師審閱圖紙（論文）和答辯資格17 周答辯4、指導教師意見 指導教師簽名： 年 月 日 目錄目錄摘要 .1abstract .2第 1 章 緒論 .31.1 研究背景介紹 .31.1.1 引言 .31.1.2 傳統(tǒng)汽車工業(yè)面臨的挑戰(zhàn) .31.1.3 應對挑戰(zhàn)的新對策 .31.2 phev 的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 .41.3 本文主要研究內(nèi)容和技術方案 .5第 2 章 混合動力系統(tǒng)的原理和選型分析 .62.1 混合動力汽車概念 .62.2 混合動力汽車的分類及各自的特點 .62.2.1 從系統(tǒng)能量流和功率流的配置結構關系分類 .62.2.2 從使用動力電池-電機與內(nèi)燃機的搭配

16、比例分類 .72.3 混合動力電動汽車發(fā)展趨勢分析 .82.4 典型 plug-in hev 的整車動力系統(tǒng)結構分析 .82.4.1 串聯(lián)型 plug-in hev .82.4.2 并聯(lián)型 plug in hev .92.4.3 混聯(lián)型 plug-in hev .112.5 混合動力系統(tǒng)結構選型依據(jù) .122.6 本章小結 .12第 3 章 動力系統(tǒng)部件選型和參數(shù)設計 .133.1 參數(shù)匹配原則、步驟 .133.2 phev 動力系統(tǒng)的結構和控制策略 .133.3 動力總成主要部件選型及參數(shù)設計 .133.4 參數(shù)匹配的方法 .153.4.1 電機的選型及參數(shù)的選擇 .153.4.2 電池的選

17、型及參數(shù)選擇 .183.4.3 發(fā)動機功率的選擇 .193.4.4 變速器參數(shù)的設計 .203.5 本章小結 .21第 4 章 混合動力系統(tǒng)模型的建立 .224.1 gt-drive 軟件簡介 .224.1.1 gt-drive 軟件功能與特點 .224.1.2 gt-drive 的程序結構 .234.1.3 程序的應用 .244.2 整車系統(tǒng)模型的建立和參數(shù)的設置 .244.2.1 整車模型的建立 .244.2.2 主要部件參數(shù)的設置 .244.3 仿真結果.314.4 本章小結 .31第 5 章 全文總結及展望 .325.1 本文所做的工作 .325.2 研究展望 .32參考文獻 .33致

18、 謝 .34摘要摘要本文首先通過對多種新能源汽車優(yōu)缺點的比較，得出可外接充電式混合動力汽車不僅能解決傳統(tǒng)混合動力汽車仍然消耗大量化石燃料的問題，而且也能解決純電動汽車續(xù)駛里程短等問題，被認為是向最終的清潔能源汽車過渡的最佳方案。然后在現(xiàn)有方案的基礎上，進一步對動力系統(tǒng)各關鍵部件進行了選型研究，并逐一進行了參數(shù)匹配方案的研究和計算，提出了動力系統(tǒng)整體匹配方案。接著針對動力系統(tǒng)中各主要部件提出了各自的建模方法，并建立了基于 gt 的仿真模型，對所得參數(shù)匹配方案進行了仿真，以確定其準確性。關鍵字關鍵字:可外接充電，混合動力轎車，參數(shù)匹配，建模仿真abstractby comparing to dis

19、advantages and advantages on many different kinds of new energy vehicles firstly，it could be concluded that this plug-in hybrid electric vehicle not only could solve the problem of the excessive fuel consumption of the traditional hybrid vehicle, but also could solve the problem of the short range o

20、f the pure electric vehicle, as a result, this scheme was regarded as the best one in transition to the final clean energy vehicle. and then，by further researching on the key components of the dynamic system and mathematical calculation of key parameters on important components. a matching scheme on

21、 the dynamic system was proposed based on the current effortsfurther more，methods of simulation on the main parts of dynamic system were proposed respectively，and a simulation model，based on gt，was modeledsimulation on parameters derived from matching programmer to determine their accuracy.key words

22、: plug-in, hybrid electric vehicle, modeling and simulation第第 1 章章 緒論緒論1.1 研究背景介紹研究背景介紹1.1.1 引言引言改革開放以來，尤其是進入 21 世紀，我國汽車工業(yè)出現(xiàn)了“井噴式”發(fā)展局面。汽車產(chǎn)量每年以超過 100 萬輛速度增長，汽車進入尋常百姓家庭已經(jīng)是不爭的事實。按照國家統(tǒng)計局發(fā)布的初步統(tǒng)計資料表明，2006 年我國汽車產(chǎn)量已達到 720 多萬輛，汽車保有量達到 3500 多萬輛，成為世界第三大汽車制造國和第二大汽車銷售國。按照我國的經(jīng)濟發(fā)展速度和國土面積與人口總量預測，到 2030 年，我國的汽車保有量的低

23、限預測(按照目前世界平均水平估計)，將超過 1 億輛，中國將真正進入汽車社會。1.1.2 傳統(tǒng)汽車工業(yè)面臨的挑戰(zhàn)傳統(tǒng)汽車工業(yè)面臨的挑戰(zhàn)汽車不僅僅是人類社會不可缺少的交通工具，而且是很多人的生活必需品和文化生活的一部分。它對人類社會進步產(chǎn)生的巨大推動作用是不可替代的。但汽車的大量生產(chǎn)和廣泛使用也帶來了環(huán)境、能源和道路安全方面的嚴峻問題。(一)能源緊缺目前，我國已經(jīng)面臨石油資源短缺的局面，石油對外的依存度接近 50%，專家預測，到 2020 年中國石油需求量將達到 4 億噸，其中 1/3 來自于汽車，而中國的石油產(chǎn)量只有1.6 億噸到 1.7 億噸左右，屆時將有 2.4 億噸的石油缺口。石油問題已

24、經(jīng)不僅僅是狹義的能源問題，而是上升到國家能源安全的高度。(二)環(huán)境及排放汽車從開發(fā)生產(chǎn)到使用，直至最后報廢的生命周期中，對環(huán)境的破壞是全方位的。汽車在使用階段對環(huán)境的破壞最為嚴重，主要包括尾氣有害排放物、溫室氣體、噪聲等。汽車尾氣的排放已經(jīng)成為我國大氣污染的重要來源，汽車工業(yè)的發(fā)展必然受到環(huán)境容量的限制，而二氧化碳排放問題已經(jīng)成為國際政治問題。1.1.3 應對挑戰(zhàn)的新對策應對挑戰(zhàn)的新對策面臨能源枯竭和大氣污染的雙重威脅，包括美國、日本和歐盟在內(nèi)的汽車生產(chǎn)大國都己相繼制定出日益嚴格的燃油消耗和汽車排放法規(guī)，傳統(tǒng)汽車受發(fā)動機本身技術發(fā)展的局限難以滿足日益苛刻的法規(guī)要求，汽車新技術的發(fā)展勢在必行。純

25、電動汽車 (electric vehicle，ev)是一種真正意義上的清潔汽車，但受動力電池技術的制約，純電動汽車單次充電的續(xù)駛里程還未取得突破性進展，很難為市場所接受，目前純電動汽車在續(xù)駛里程和初始成本方面都不能和傳統(tǒng)汽車相抗衡。燃料電池汽車 (fuel cell electric vehicle，fcev)的研究也在持續(xù)升溫，但目前生產(chǎn)成本過高，技術也不是很成熟，很難實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化?；旌蟿恿﹄妱悠?(hybrid electric vehicle，hev)是在電動汽車發(fā)展過程中出現(xiàn)的一種低油耗、低排放、續(xù)駛里程長、價格適中、兼具純電動汽車和傳統(tǒng)燃油汽車優(yōu)點的新型汽車。它具有良好的燃油經(jīng)濟性和

26、極低的排放，對傳統(tǒng)汽車產(chǎn)業(yè)結構不會造成很大沖擊及無需改變現(xiàn)有能源供應基礎設施等優(yōu)點，正日益受到廣泛的關注。由于在技術、經(jīng)濟和環(huán)境等方面的綜合優(yōu)勢，hev 被認為是目前最切實可行的清潔汽車方案。1.2 phev 的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀由于環(huán)保和能源問題，世界各大汽車企業(yè)積極投入到綠色車輛的設計制造中，其中外接充電式混合動力汽車也是重點發(fā)展產(chǎn)品之一。（1）美國目前外接充電混合動力汽車以 gm 于 2007 年 11 月洛杉磯車展與 2008 年 1 月底特律車展推出的 chevy volt 系列概念車款為代表。chevy volt 平均每公升汽油約可行駛約 21公里。相比 2007 年美

27、國同級車型平均值，每公升汽油可行駛的距離增加 64%。 （依照cafe 計算的平均值為每公升 12.8 公里） 。該車款約需充電 6-6.5 小時，續(xù)航力約 64.4 公里，該引擎可使用汽油、e85 燃油與生物燃料，預計該款車將于 2010 年量產(chǎn)面市。此外gm 計劃于 2009 年推出 saturn vue green line phev，可在家使用 110v 充電，充電 4-5小時后，可以純電力行駛 16 公里。預計該車款將在 20102011 年成為北美地區(qū)第一部phev 的 suv 車。daimlerchrysler 是目前唯一由消費者主導、在現(xiàn)實生活中進行各種不同 phev 動力系統(tǒng)

28、測試的汽車企業(yè)。2007 年 daimlerchrysler 將 20 輛 dodge sprinter 列入phev 計劃，并進行道路測試，現(xiàn)已有四臺車進入消費者試駕階段。部份車輛裝上了輕型鋰電池，透過消費者實際駕駛使用，搜集 dodge sprinter 的 phev 車款的時效、性能以及電池成本等相關信息。2007 年初 ford 推出全球首款采用氫燃料電池的 phev：ford edge hyseries。該概念車可以純電力行駛 58.25 公里。同時 ford 與南加州愛迪生電力公司(southern california edison)宣布合作規(guī)劃外接充電式混合動力車(phev)的

29、商業(yè)化道路，降低與石油相關的排放并提升國家電網(wǎng)的成本效益。（2）日本由于成功將 prius、lexus rx400h 與 lexus gs450h 等 hev 車型銷售至歐洲市場，toyota 成為歐洲唯一的 hev 汽車制造商。2007 年與法國電力公司(edf, electric de france)締約成為技術聯(lián)盟，共同合作評估與測試歐洲 prius 的 phev 車款市場。edf 計劃將在法國設立 phev 相關配套的基礎設施建設，以滿足未來成長的 phev 市場需求。nissan 與nec 簽訂技術合作契約，共同合作開發(fā) li-ion 電池，該成果預計使用于 nissan 2009

30、年推出的 hev 車款。由于較晚進入 phev 研發(fā)領域，預計到了 2012 年才會有具體產(chǎn)品推出。（3）中國比亞迪 f3dm低碳版，屬于外接充電式混合動力汽車，它搭載的 1.0l 全鋁發(fā)動機，配合 75kw 的電機，f3dm 低碳版輸出功率達到 125kw，可以媲美 2.4l 自然進氣發(fā)動機。通過一塊類似全景天窗的太陽能電池板，f3dm 可以將太陽能轉(zhuǎn)換為電能存儲在鐵電池中，這也是除了充電站和家用插座充電外，f3dm 低碳版提供的第三種充電方式。通過按鍵可以使車輛在純電動(ev)和混合動力(hev)兩種模式之間自由切換。而純電動模式下，f3dm（低碳版）城市綜合工況續(xù)航里程達到 60 公里。

31、并且，f3dm 低碳版突破了反復充電和家用插座充電兩大技術瓶頸，在專業(yè)充電站 10 分鐘可充滿 50%，在家用電源上慢充需 7 小時充滿。1.3 本文主要研究內(nèi)容和技術方案本文主要研究內(nèi)容和技術方案充電式混合動力電動汽車動力系統(tǒng)參數(shù)的選擇不僅與整車動力性和經(jīng)濟性要求有關，而且，還與動力系統(tǒng)構成型式、控制策略和行駛工況等緊密相關。文中以 phev 典型的并聯(lián)型轉(zhuǎn)矩合成動力總成為研究對象，提出其參數(shù)匹配的原則和實施步驟、方法。首先，從車輛設計要求出發(fā)，通過理論和工程分析確定發(fā)動機功率、電機參數(shù)、傳動系速比和電池參數(shù)等動力系統(tǒng)組成的主要部件，然后，通過一實例對該方法的可行性和有效性進行分析驗證，最后

32、基于 gt-drive 的整車建模和仿真分析，驗證所匹配動力參數(shù)的合理性。具體方案如下：1查閱文獻明確參數(shù)匹配的條件，包括參數(shù)匹配原則、步驟和 phev 動力系統(tǒng)的結構和控制策略2具體研究參數(shù)匹配的方法，包括電機參數(shù)的選擇、電池參數(shù)的選擇、發(fā)動機功率的選擇、變速器參數(shù)的設計等 phev 動力系統(tǒng)主要參數(shù)的計算3. 計算實例，按照給定的車型基本參數(shù)和性能指標，對某型并聯(lián)式 plug-in 混合動力轎車進行動力系統(tǒng)參數(shù)匹配，得出參數(shù)匹配結果。4. 基于 gt-drive 的整車建模和仿真分析，驗證所匹配動力參數(shù)的合理性。如不合理，則反復修改直至合理。第第 2 章章 混合動力系統(tǒng)的原理和選型分析混合

33、動力系統(tǒng)的原理和選型分析2.1 混合動力汽車概念混合動力汽車概念根據(jù)國際電工委員會電動汽車技術委員會的建議,混合動力汽車 hev(hybridelectric vehicle)的定義為:多于一種能量轉(zhuǎn)換器來提供驅(qū)動動力的混合型電動汽車。hev是傳統(tǒng)內(nèi)燃機車輛與電動車輛產(chǎn)生的混血兒，它繼承了電動汽車低排放的優(yōu)點，又發(fā)揚了石油燃料高的比能量和比功率的長處，顯著改善了傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車的排放和燃油經(jīng)濟性，增加了電動汽車的續(xù)駛里程。2.2 混合動力汽車的分類及各自的特點混合動力汽車的分類及各自的特點混合動力電動汽車的分類可用拓撲圖形的方式來表達，如圖 2-1 所示。圖 2-1 混合動力電動汽車的拓撲分類如

34、果只有內(nèi)燃機一種動力源，全部由燃油箱給汽車提供能量，就是傳統(tǒng)汽車;如果只有電機一種動力源，同時給汽車提供能量的能量源是動力電池或者氫燃料電池，則分別為純電動汽車或純?nèi)剂想姵仉妱悠嚒恿﹄姵睾蜌淙剂想姵氐陌l(fā)展最終導致不同的汽車技術向純電動汽車和燃料電池電動汽車發(fā)展。2.2.1 從系統(tǒng)能量流和功率流的配置結構關系分類從系統(tǒng)能量流和功率流的配置結構關系分類從圖 2-1 可知，以純電動汽車為分界，上部為并聯(lián)混合系統(tǒng)，下部為串聯(lián)混合系統(tǒng)。凡是同時具有兩種驅(qū)動動力源的車輛，例如車輪同時由內(nèi)燃機和電機驅(qū)動，則為并聯(lián)混合動力汽車 phev(parallel hybrid electric vehicle);

35、凡是驅(qū)動車輛的動力源只有電機一種，但給電機供應能量的能量源有兩種(如動力電池、輔助動力單元或燃料電池)，則為串聯(lián)混合動力汽車 shev(series hybrid electric vehicle)。2.2.2 從使用動力電池從使用動力電池-電機與內(nèi)燃機的搭配比例分類電機與內(nèi)燃機的搭配比例分類混合動力電動汽車可分為四種類型：(1)微混合系統(tǒng) (micro hybrids)，有時也叫“起一?；旌稀痹摲N類型的混合動力電動汽車依靠電池的比例很小，驅(qū)動車輛的兩種動力源中電機功率的比例也很小，而內(nèi)燃機功率的比例很大。代表車型奇瑞 asbsg 微混合動力轎車。微混合動力汽車的特點有:微混合系統(tǒng)，電機僅作為

36、內(nèi)燃機的起動機/發(fā)電機使用，對它管理的控制策略是，需要時(如遇到紅燈車輛停止)使內(nèi)燃機熄火，并當車輛再次行駛時，立即重新起動內(nèi)燃機；以及制動時發(fā)電，實現(xiàn)能量回收。一般來說，當車輛行駛時，僅由內(nèi)燃機驅(qū)動，電機不提供能使車輛行駛的附加力矩;也有一些結構在車輛加速時，電機輔助內(nèi)燃機加速車輛；微混合可實現(xiàn) 5%15%的節(jié)油效果。(2)輕度混合系統(tǒng) (mild hybrids)該種類型的混合動力電動汽車相對于微混合系統(tǒng)依靠電池的比例較大，驅(qū)動車輛的兩種動力源中電機功率的比例增大，內(nèi)燃機功率的比例減少。代表車型 honda 的insight。微混合動力汽車的特點有:.輕度混合系統(tǒng)，電機可給內(nèi)燃機提供輔助的

37、驅(qū)動力矩，但不能單獨驅(qū)動車輛，這種系統(tǒng)同樣具有能量回收、發(fā)動機熄火/重起動等功能，其電機、電池功率都比微混合大，作用也強，內(nèi)燃機功率可以小一些;.輕混合電機功率一般不超過發(fā)動機最大功率的 10%；節(jié)油可達 2025%。(3)全混合系統(tǒng) (full hybrids)該種類型的混合動力電動汽車依靠電池的比例更大，與輕混合系統(tǒng)相比，驅(qū)動車輛的兩種動力源中電機功率的比例也更大，內(nèi)燃機功率的比例更小。代表車型為 toyota prius。全混合動力汽車的特點有：全混合車輛，電機和內(nèi)燃機都可以獨立或一起驅(qū)動車輛，因此在低速、軟加速行駛(如交通堵塞，不斷起步停車)、車輛起步加速和倒車等情況下，車輛可以全電動

38、行駛；硬加速時電機和內(nèi)燃機一起驅(qū)動車輛，也有制動能量回收的能力；全混合系統(tǒng)內(nèi)燃機和電機的功率水平不同，典型的情況是電機功率約為內(nèi)燃機最大功率的 40%左右；節(jié)油達 5056%。(4)可外接充電混合系統(tǒng)(plug- in hybrids)該種類型的混合動力電動汽車電機功率比例與純電動相當，內(nèi)燃機功率比例與全混合系統(tǒng)相當，同時電池容量應保證必要的行駛里程。其主要特點有:.具有純電動汽車的全部優(yōu)點：低噪音、零排放及高能量效率；可以大大改善 hev 的有害氣體、溫室氣體的排放，提高混合動力汽車的燃油經(jīng)濟性和動力性能;具有純電動行駛較長距離的功能，但需要時仍然可以以全混合模式工作，其最大的特點是將混合動

39、力驅(qū)動系統(tǒng)和純電動驅(qū)動系統(tǒng)相結合，里程短時采用純電動模式(例如，在一周工作日內(nèi)上下班)，里程長時采用以內(nèi)燃機為主的混合動力模式(例如，周末長途旅游)；可利用外部公用電網(wǎng)(主要是晚間低谷電力)對車載動力電池進行均衡充電，可改善電廠發(fā)電機組效率、消峰填谷緩解供電壓力:通過純電動行駛，可大大降低對石油的依賴，緩解石油危機。2.3 混合動力電動汽車發(fā)展趨勢分析混合動力電動汽車發(fā)展趨勢分析未來 10 年，混合動力電動汽車(hev)將會迅速發(fā)展，并占有一定的市場規(guī)模。但是混合動力電動汽車由于存在著三大主要問題-價格高、效率低、仍然使用較多汽油/柴油，因此遠景并不樂觀。目前 hev 的發(fā)展方向是可外接充電式

40、混合動力電動汽車(plug- in hybrid electric vehicle，plug-in hev)。plug-in hev 的諸多特點在 2.2.2 節(jié)中做了詳細的論述，鑒于此我們可以得出這樣的結論， plug- in hev 是一種最有發(fā)展前景的混合動力電動汽車驅(qū)動模式，也是向最終的清潔能源汽車(bev 和 fcev)過渡的最佳方案之一。鑒于 plug-in hev 的諸多優(yōu)點和發(fā)展的可行性，本章將以 plug-in hev 為重點，對其結構型式及其相應的特點進行具體分析。2.4 典型典型 plug-in hev 的整車動力系統(tǒng)結構分析的整車動力系統(tǒng)結構分析plug-in hev

41、動力系統(tǒng)主要可分為串聯(lián)式、并聯(lián)式和混聯(lián)式三種結構。其結構特點就是在傳統(tǒng) hev 上改裝或加裝可充電的動力電池，因此不同類型傳統(tǒng) hev 所具備的特點在相應類型的 plug-in hev 上依然具備，所不同的是 plug-in hev 用發(fā)動機功率比傳統(tǒng)hev 的小，電機和電池功率比傳統(tǒng) hev 的大，電池可通過電網(wǎng)進行充電。2.4.1 串聯(lián)型串聯(lián)型 plug-in hev2.4.1.1 串聯(lián)型串聯(lián)型 plug-in hev 結構特點結構特點串聯(lián)型 plug-in hev 系統(tǒng)的結構原理圖如圖 2-2。圖 2-2 串聯(lián)型 plug-in hev 動力系統(tǒng)簡圖從圖 2-2 中我們可以看出，發(fā)動機帶

42、動發(fā)電機發(fā)電，其電能通過電動機控制器直接送給電動機，由電動機產(chǎn)生電磁力矩驅(qū)動汽車。在發(fā)動機與驅(qū)動橋之間通過電能實現(xiàn)動力傳遞，因此更像是電傳動汽車。電池通過控制器串接在發(fā)電機和電動機之間，其功能相當于發(fā)電機與電動機之間的“水庫” ，起功率平衡作用，即當發(fā)電機的發(fā)電功率大于電動機所需的功率時(如汽車減速滑行、低速行駛或短時停車等工況)，控制器控制發(fā)電機向電池充電;而當發(fā)電機發(fā)出的功率低于電動機所需的功率時(如汽車起步、加速、高速行駛、爬坡等工況)，電池則向電動機提供額外的電能;在條件允許的情況下，可通過切斷發(fā)動機的動力實現(xiàn)純電動行駛;當電池組不起作用或不能使用時，發(fā)動機可單獨驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電，滿足電

43、機驅(qū)動汽車行駛的電能需求;在停車狀態(tài)下可對動力電池進行充電。2.4.1.2 串聯(lián)型串聯(lián)型 plug-in hev 性能特點性能特點發(fā)動機功率是以汽車某一速度下穩(wěn)定運行工況所需的功率選定的。當汽車運行工況變化，電動機所需的驅(qū)動功率與發(fā)動機輸出功率不一致時，由控制器控制發(fā)電機向電池充電(吸收發(fā)電機富裕的電能)或使電池向電動機放電(協(xié)助發(fā)電機供電)，電池充電和放電電流的大小由控制器根據(jù)電動機驅(qū)動功率的變化情況進行控制。這樣的結構形式和控制方式，使串聯(lián)型 plug- in hev 具有如下性能特點：發(fā)動機工作狀態(tài)不受汽車行駛工況的影響，始終在其最佳的工作區(qū)域內(nèi)穩(wěn)定運行，因此，發(fā)動機具有良好的經(jīng)濟性和較

44、低的排放指標;由于有電池進行驅(qū)動功率“調(diào)峰” ，發(fā)動機的功率只需滿足汽車在某一速度下穩(wěn)定運行工況所需的功率，因此可選擇功率較小的發(fā)動機；發(fā)動機與驅(qū)動橋之間無機械連接，因此，對發(fā)動機的轉(zhuǎn)速無任何要求，發(fā)動機的選擇范圍較大，比如，可選用高速燃氣輪機等效率高的原動機；發(fā)動機與電動機之間無機械連接，整車的結構布置自由度較大;發(fā)動機的輸出需全部轉(zhuǎn)化為電能再轉(zhuǎn)變?yōu)轵?qū)動汽車的機械能，所以需要功率足夠大的發(fā)電機和電動機；要起到良好的發(fā)電機輸出功率平衡作用，又要避免電池出現(xiàn)過充電和過放電，就需要較大的電池容量；將機械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?、電動機將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能、電池的充電和放電都有能量損失，因此，發(fā)動機輸出的能量利用

45、率比較低。串聯(lián)型 plug- in hev 發(fā)動機能保持在最佳工作區(qū)域內(nèi)穩(wěn)定運行這一特點的優(yōu)越性主要表現(xiàn)在低速、加速等運行工況，而在汽車中、高速行駛時，由于其電傳動效率低，抵消了發(fā)動機油耗低的優(yōu)點，因此，串聯(lián)型 plug-in hev 混合動力電動汽車更適用于在市內(nèi)低速運行的工況;在繁華的市區(qū)，汽車在起步和低速時還可以關閉發(fā)動機，只利用電池進行功率輸出，使汽車達到零排放的要求。2.4.2 并聯(lián)型并聯(lián)型 plug in hev2.4.2.1 并聯(lián)型并聯(lián)型 plug-in hev 結構特點結構特點并聯(lián)型 plug- in hev 動力系統(tǒng)的結構原理圖如圖 2-3。和串聯(lián) plug-in hev 動

46、系統(tǒng)布置不同的是，并聯(lián)式布置保留了發(fā)動機及其后續(xù)傳動的機械連接，由電池組一電動機所提供的動力在原驅(qū)動系統(tǒng)的某一處和主動力匯合，或者發(fā)動機和電動機產(chǎn)生的力完全分開用以驅(qū)動不同的驅(qū)動橋，即汽車可由發(fā)動機和電動機共同驅(qū)動或者各自單獨驅(qū)動。發(fā)動機和電機是兩個相互獨立的系統(tǒng)，即可實現(xiàn)純電動行駛，又可實現(xiàn)內(nèi)燃機驅(qū)動行駛，在功率需求較大時還可以實現(xiàn)全混合動力行駛，在停車狀態(tài)下可進行外接充電。并聯(lián)型plug-in hev 的結構形式更像是附加了一個電動機驅(qū)動系統(tǒng)的普通內(nèi)燃機汽車。并聯(lián)型plug-in hev 動力系統(tǒng)同串聯(lián)型 plug-in hev 動力系統(tǒng)的布置比較起來，其結構相對復雜，實現(xiàn)形式也趨多樣化。

47、圖 2-3 并聯(lián)型 plug-in hev 動力系統(tǒng)簡圖2.4.2.2 并聯(lián)型并聯(lián)型 plug-in hev 性能特點性能特點并聯(lián)型 plug- in hev 其發(fā)動機功率也是以汽車某一速度下穩(wěn)定行駛工況所需功率選定的，當汽車在低速或變速工況行駛時，需通過加速踏板和變速器來調(diào)節(jié)發(fā)動機的功率輸出;而在汽車高速行駛，發(fā)動機的輸出功率低于汽車行駛所需功率時，由控制器控制電動機協(xié)助驅(qū)動。這樣的結構形式和控制方式，使并聯(lián)型 plug- in hev 具有如下性能特點： 發(fā)動機通過機械傳動機構直接驅(qū)動汽車，沒有機-電能量轉(zhuǎn)換損失，因此發(fā)動機輸出能量的利用率相對較高，當汽車的行駛工況使發(fā)動機在其最佳的工作范

48、圍內(nèi)運行時，并聯(lián)型 plug- in hev 燃油經(jīng)濟性比串聯(lián)的高；1) 有電動機進行“調(diào)峰”作用時，發(fā)動機的功率也可適當減??；2) 當發(fā)動機只是作為輔助驅(qū)動系統(tǒng)時，其功率也可以比較??；3) 如果裝備發(fā)電機，發(fā)電機的功率也可較?。?) 由于有發(fā)電機補充電能，比較小的電池容量即可滿足使用要求；5) 由于并聯(lián)型 plug-in hev 驅(qū)動系統(tǒng)的發(fā)動機的運行工況要受汽車行駛工況的影響，因此在汽車行駛工況變化較多、較大時，發(fā)動機就會比較多地在其不良工況下運行，因此，發(fā)動機的排污比串聯(lián)式的高； 由于發(fā)動機與驅(qū)動橋之間直接機械連接，需要通過變速裝置來適應汽車運行工況的變化，此外，發(fā)動機與電動機并聯(lián)驅(qū)動，

49、還需要動力禍合裝置，因此并聯(lián)型 plug-in hev驅(qū)動系統(tǒng)其傳動機構較為復雜。并聯(lián)型 plug-in hev 驅(qū)動系統(tǒng)最適合于汽車在中高速穩(wěn)定行駛的工況。在其它的行駛工況，由于發(fā)動機不在最佳的工況區(qū)域內(nèi)運行，發(fā)動機的油耗和排污指標不如串聯(lián)式plug-in hev.并聯(lián)型 ping-in hev 也可實現(xiàn)零排放控制，在繁華的市區(qū)低速行駛時，可通過關閉發(fā)動機使汽車以純電動方式運行。但這樣就需要功率足夠大的電動機，所需的電池容量也相應要大.2.4.3 混聯(lián)型混聯(lián)型 plug-in hev混聯(lián)型 plug-in hev 驅(qū)動系統(tǒng)是串聯(lián)式與并聯(lián)式的綜合，圖 2-4 為一種典型的混聯(lián)型plug-in

50、hev 動力系統(tǒng)(hymotion plug-in prius)結構原理圖。發(fā)動機發(fā)出的功率一部分通過機械傳動輸送給驅(qū)動橋，另一部分則驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電。發(fā)電機發(fā)出的電能由控制器控制，輸送給電動機或電池，電動機產(chǎn)生的驅(qū)動力矩通過動力耦合裝置傳送給驅(qū)動橋。混聯(lián)型plug-in hev 驅(qū)動系統(tǒng)的控制策略是:在汽車低速行駛時，驅(qū)動系統(tǒng)主要以串聯(lián)方式工作;當汽車高速穩(wěn)定行駛時，則以并聯(lián)工作方式為主;當停車時，通過車載充電器對其進行外接充電混聯(lián)型 plug-in hev 驅(qū)動系統(tǒng)的結構形式和控制方式充分發(fā)揮了串聯(lián)式和并聯(lián)式的優(yōu)點，能夠使發(fā)動機、發(fā)電機、電動機等部件進行更好的優(yōu)化匹配，從而在結構上保證了在復

51、雜工況下使系統(tǒng)工作在最優(yōu)狀態(tài)，因此更容易實現(xiàn)排放和油耗的控制目標圖 2-4 豐田 prius 混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)簡圖與并聯(lián)型 plug-in hev 相比，混聯(lián)型 plug-in hev 的動力復合形式更復雜，因此對動力藕合裝置的要求更高。目前的混聯(lián)型 plug-in hev 結構一般以行星齒輪作為動力耦合裝置的基本構架。圖 2-4 為豐田公司 prius 車的驅(qū)動系統(tǒng)結構示意圖，它的驅(qū)動系統(tǒng)被公認為目前最成功的結構之一。2.5 混合動力系統(tǒng)結構選型依據(jù)混合動力系統(tǒng)結構選型依據(jù)基于以上對 plug-in hev 動力系統(tǒng)的分析，在動力系統(tǒng)選型中著重考慮以下幾個因素:(1)使用環(huán)境plug-in

52、 hev 的動力系統(tǒng)一般基于特定工況進行設計，這是因為多數(shù)動力系統(tǒng)對工況比較敏感，不同工況性能差別很大，只有在特定的工況下才能充分發(fā)揮低油耗、低排放的優(yōu)點。(2)性能要求不同類型的 plug-in hev 之間性能差異十分明顯，在選型時必須注意由動力系統(tǒng)結構引發(fā)的性能差異。如果對加速性能要求高，就有必要選擇配有峰值功率調(diào)節(jié)器的結構型式。如果對經(jīng)濟性要求苛刻，并聯(lián)式可以成為合適的選擇。(3)技術條件所謂技術條件，除研究開發(fā)的條件和力量外，還包括工業(yè)基礎。強調(diào)工業(yè)基礎是因為一些常見的動力系統(tǒng)部件，我國的產(chǎn)品水平還不能滿足需要或尚無法生產(chǎn)。進行新產(chǎn)品開發(fā)總會有一定的進度要求，如果技術條件無法保證，就

53、難以實現(xiàn)預定開發(fā)目標。(4)開發(fā)性開發(fā)性是指動力系統(tǒng)需要進一步完善的空間。產(chǎn)品性能是一個完善的過程，同樣開發(fā)工作也不可能一步到位，也需要進行不斷的完善。在具體開發(fā)工作中應該遵循由簡單到復雜、由易到難的思路，先選擇對技術條件要求較低的結構進行開發(fā)。(5)成本和使用維護費用動力系統(tǒng)的結構對 plug-in hev 成本影響很大，這是因為不同類型的動力系統(tǒng)對部件的種類、數(shù)量和性能要求差別很大。而部件的種類、數(shù)量和性能指標是影響 plug-in hev成本的主要因素。選型時還應考慮使用、維護費用，結構越復雜，故障率越高，使用和維護費用也越高。價格和使用維護費用直接關系到 plug-in hev 的產(chǎn)業(yè)

54、化，如果不能產(chǎn)業(yè)化，就不能為進一步開發(fā)提供資金，也就難以促進技術水平的提高和服務性能的改善。事實上，性能優(yōu)良但價格過高無法商業(yè)化，甚至被迫放棄 plug-in hev 開發(fā)的實例很多，我們不應重蹈覆轍。2.6 本章小結本章小結本章主要研究論述了混合動力電動汽車的概念、分類和不同類型的主要特點。結合現(xiàn)有的技術條件和各種類型的不同特點，歸納總結出:plug-in hev 是一種最有發(fā)展前景的混合動力電動汽車驅(qū)動模式，也是向最終的清潔能源汽車(bev 和 fcev)過渡的最佳方案之一。第第 3 章章 動力系統(tǒng)部件選型和參數(shù)設計動力系統(tǒng)部件選型和參數(shù)設計3.1 參數(shù)匹配原則、步驟參數(shù)匹配原則、步驟ph

55、ev 參數(shù)匹配的原則是針對給定的車型、目標工況和基本控制策略，在保證車輛純電動行駛里程(aer)和整車動力性要求的前提下，以經(jīng)濟性為主要目標進行設計。phev參數(shù)匹配的基本步驟是：電機功率及轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速范圍-電池功率-發(fā)動機功率-電池容量。 圖 3-1 “高混合率”phev 結構3.2 phev 動力系統(tǒng)的結構和控制策略動力系統(tǒng)的結構和控制策略phev 動力傳動系主要有并聯(lián)式和串聯(lián)式兩種典型結構。本文中主要針對并聯(lián)型的phev 結構進行討論。phev 有電量耗盡型、電量維持型、純電動和純發(fā)動機模式等能量管理模式，文中主要采用混合控制策略，該控制策略由電量耗盡型和電量維持型兩種模式構成(1) 電量耗

56、盡型(cd) 電能作為主要能量源，發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩使車輛在電能耗盡之前能行駛盡可能長的路程，發(fā)動機的開關由諸如電池荷電狀態(tài)(soc)、電機功率限制和車速等決定，電池 soc在整個操作過程中逐漸減少。(2) 電量維持型(cs) 這一模式與普通的 hev 控制策略類似，發(fā)動機和電機協(xié)同工作，電池 soc 可以波動，但其波動范圍僅限于一個很小的操作帶。在電池 soc 值高于其最小門檻值時采用電量耗盡型工作模式，當電池 soc 達到最小門檻值時采用電量維持型工作模式。3.3 動力總成主要部件選型及參數(shù)設計動力總成主要部件選型及參數(shù)設計對動力總成各主要部件進行參數(shù)選擇，以使整車在兼顧動力性和經(jīng)濟性的情況下

57、，達到預期的指標。動力系統(tǒng)部件的參數(shù)可以根據(jù)動力系統(tǒng)的控制策略、決定載荷的整車參數(shù)(如整車整備質(zhì)量、空氣阻力系數(shù)、滾動阻力系數(shù)等)和車輛的性能要求等來初步確定。目前的 hev 研究，通常是從某一種成熟的常規(guī)車型出發(fā)，對其動力系統(tǒng)進行改造和重新設計。參數(shù)匹配的初始條件包括了從原車型和設計目標獲得的車輛和行駛參數(shù)，尤其是預先估計的整車質(zhì)量。本文實例使用的車輛和行駛參數(shù)如下：(1)整車參數(shù)整備質(zhì)量 1630kg(估計)總質(zhì)量 m l766kg(136kg 負載)迎風面積 a 2.17風阻系數(shù) 0.3dc輪胎滾動半徑 0.32mrr滾動阻力系數(shù) 0.01rfhev 參數(shù)匹配的要求主要包括基本的動力性要

58、求和目標循環(huán)工況下的經(jīng)濟性和排放要求。本文針對的車型為轎車或多用途車輛(mpv)，因此城市和公路這兩種循環(huán)工況在匹配中都應當考慮。(2)循環(huán)工況選擇城市工況 udds，公路工況 hwfet(3)動力性指標加速性能：混合驅(qū)動 096km/h12s電機單獨驅(qū)動 048km/h5s爬坡度：混合驅(qū)動 最大爬坡度30混合驅(qū)動 車速 88km/h 持續(xù)爬坡能力6.5(1200s)發(fā)動機單獨驅(qū)動 最大爬坡度20發(fā)動機單獨驅(qū)動 車速 88km/h 最大爬坡度5最高車速：發(fā)動機單獨驅(qū)動 144km/h混合驅(qū)動 170km/h純電動驅(qū)動 100 km/h純電動行駛里程(aer) 70km3.4 參數(shù)匹配的方法參數(shù)

59、匹配的方法3.4.1 電機的選型及參數(shù)的選擇電機的選型及參數(shù)的選擇（一）電機的選型車用驅(qū)動電機系統(tǒng)是新能源汽車的關鍵零部件?，F(xiàn)在混合動力電動轎車上己逐步采用機電一體化驅(qū)動系統(tǒng)來驅(qū)動汽車，驅(qū)動系統(tǒng)的結構變得更加緊湊，傳動效率大大提高，控制也更加方便，混合動力電動汽車的驅(qū)動系統(tǒng)正由通用化向?qū)Ｓ没较虬l(fā)展?，F(xiàn)代混合動力電動轎車對電機驅(qū)動系統(tǒng)的基本要求如下:高密度小型輕量化，高效率，高可靠性，較強的耐久性、適應性，低速時的高轉(zhuǎn)矩，調(diào)速范圍寬等。我國電動汽車用驅(qū)動電機系統(tǒng)經(jīng)過“十五 863”的集中研發(fā)，完成了國家重點專項預定指標，開發(fā)出了一系列滿足各類整車要求的樣機系統(tǒng)，其中包括交流感應電機、開關磁阻電

60、機、永磁無刷電機(包括無刷直流電機和永磁同步電機)等。通過主要類型電機性能和優(yōu)缺點的逐一遴選，該新型 plug-hev 選用永磁同步電機。（二）電機參數(shù)的選擇通常，適用于電動車輛的電機外特性為：在額定轉(zhuǎn)速以下，電機以恒轉(zhuǎn)矩模式工mrn作，在以上，以恒功率模式工作。電機參數(shù)選擇包括：電機額定轉(zhuǎn)速電機最大轉(zhuǎn)mrnmrn速、電機最大功率。 maxmnmaxmp(1)電機額定轉(zhuǎn)速和最高轉(zhuǎn)速的選擇電機的最高轉(zhuǎn)速和本身的尺寸、質(zhì)量、內(nèi)在損耗等都有直接的關系，對傳動系尺寸也有很大的影響。電機的最高轉(zhuǎn)速與額定轉(zhuǎn)速的比值，稱為電機擴大恒功率區(qū)系數(shù)，電機功率一定的前提下，隨值增大，轉(zhuǎn)速越低，對應的電機額定轉(zhuǎn)矩越高