增程式电动汽车动力系统参数匹配

摘 要本文针一款两档增程式电动汽车,根据整车基本参数及性能指标,对动力系统部件的关键参数进行了匹配,结合搭建的整车性能仿真平台,对匹配参数和控制策略的合理性进行了仿真分析,结果表明续驶里程和动力性能都达标.

关 键 词增程式电动车动力传动系统参数匹配仿真

中图分类号：U469.72文献标识码：A

1引言

目前国内外对增程式电动汽车的研究重点主要放在车型的开发以及控制策略的研究上,而专门针对增程式电动汽车的参数匹配方面的研究较少.由于增程式电动汽车的动力系统结构布置、参数设计和驱动模式与传统纯电动汽车、混合动力电动汽车都有所不同,因此本文以满足整车动力性及续驶里程为目标对研究的增程式电动汽车动力系统进行参数匹配,通过制定相应的控制策略,结合整车仿真平台对匹配的准确性进行仿真分析.

初选电机的最高转速为10000rpm；初步选定二档速比ig2为7.36,电机的峰值功率需要同时满足以上3种动力性能指标的要求,所以电机的峰值功率取Pmax为52kw.选择电机额定转速为3800rpm.根据电机的过载系数通常为1.5～2左右,选择电机的额定功率为28kW,额定转矩为70.36N.m.

2.3电池参数匹配

结合电池应用趋势,选择单体额定电压为3.2V的磷酸铁锂电池,其标称容量为30Ah.根据电动汽车加速性能、爬坡性能的动力性能试验要求,所以电池单体的组数N1为N1等于,同时根据增程式电动车纯电动续驶里程要求,匹配电池的组数为N2等于.取N1和N2的最大值,所以电池为99组.

2.4增程器参数匹配

当蓄电池的SOC降到SOCmin后,开启增程器,发动机控制在恒定的转速和转矩点工作,输出恒定的功率,从而带动发电机产生电能.开启增程器后需提供的恒定功率为P等于,则发动机的功率为Pen等于,求得发动机额定功率为13.90kW.发电机为永磁同步电机,其恒定工作点的转速为3800rpm,所以发动机恒定工作点的转速也为3800rpm,发电机额定功率为12.23kW.为保证续驶里程达到400km,则所需油箱的容积V等于,求得油箱体积为19.76L.

2.5减速器速比匹配

2.6整车控制策略

本文增程式电动车的整车控制策略采用耗尽――维持型――开关式――恒功率控制策略,并且为减少电池的充放电损失,提高能量转换效率,蓄电池的SOC工作区间应该在其充放电时内阻相对较低的区域,以提高效率利用效率.因此确定蓄电池使用范围为0.3-1,增程模式下蓄电池维持范围为0.3-0.5.

3整车性能仿真平台构建

结合动力系统部件特性分析及整车控制策略基于Matlab/simulink搭建用于参数匹配和优化的性能仿真平台.

4匹配结果及仿真

匹配的动力系统参数下,纯电动NEDC工况续驶里程为53.24km,百公里加速时间为13.73S,最高车速为127.27km/h,爬坡度为0.2982.实际车速与NEDC工况车速更随情况可见车速跟随情况良好,表明部件匹配的参数以及制定的控制策略是合理的.并且增程器开启后,在整个工况下,SOC维持在0.3-0.5之间.

5结论

本文根据整车基本参数和性能指标,对动力系统关键部件的参数进行了匹配并制定了整车控制策略,结合性能仿真平台对匹配参数和控制策略的合理性进行验证,结果表明是匹配参数和制定的控制策略是合理的.