并联混合动力中型客车多能源动力优化控制策略(8)

2019-03-10 22:51

山东理工大学硕士学位论文 第三章 并联混合动力中型客车动力总成选型与参数匹配 所以在选择电动机转速时要综合考虑β值和整车动力传动系尺寸,就目前来看,一般都倾向于选择中高速电机(最高转速8000-15000r/min),这对于交流电机驱动系统己很容易实现,扩大恒功率区系数β值一般选择在4-6之间,相应地,电机额定转速:

Nmr?Nmmax? (3-6)

本文选取电动机额定转速2200rpm,则电动机的最大转速为9000rpm。 综上所述,得到电动机参数如表3-5所示:

表3-5 电动机参数

电动机额定功率/电压 电动机额定转速/最高转速

30kW/216V 2200rpm/9000rpm

电动机的效率曲线如图3-10:

图3-10 西门子30KW电动机效率曲线图

3.4.3 YTK6605QHEV电池参数的选择

电池是用来向电动机提供电力功率的,所以它必须满足电动机工作的要求。电池在不同的荷电状态(SOC)对应不同的内阻和峰值功率,在SOC工作区内峰值放电功率必须大于电动机的最大功率。另外,电池总电量也要满足汽车连续加速和爬坡时电动机做功的需求,即电池在SOC工作区内所能提供的电量必须大于电动机持续做的总功。

镍-氢(Ni-NH)电池具有很高的充放电循环寿命和充放电效率等优点,镍-氢电池SOC工作区在(0.2-0.8)之间具有较低的充放电内阻,故能满足混合动力汽车经常性充放电的要求具体确定方法如下:

由表3-2的动力性指标知,纯电动行驶能量需求以V=20km/h纯电动行驶里程超过

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山东理工大学硕士学位论文 第三章 并联混合动力中型客车动力总成选型与参数匹配 40km来进行确定

WnimhmgfcDAv3S?Wroad?Pt?(?)?(3-7)

360076140v

n?1000Wroad/UC (3-8)

Wimh—电池实际放出的能量,kwh Wroad—汽车行驶过程中所需要的能量,kwh P—纯电动行驶功率, t—续驶时间,n—电池数量, C—单节电池的容量,Ah U—单节电池的输出电压,V S—电池的续驶里程,km v—纯电动续驶车速,km/h。 计算得到:W=5.96kW,

n≥14.74

由此蓄电池选用仿真软件中自带的Ovonic 60Ah NiMH HEV battery,额定电压12V。 电池块数为:n=216/12=18 所以取n=18。综上所述得到电池参数如表3-6:

表3-6 Ovonic60AhNIMH电池参数

电池容量/电压 电池块数 电池外形尺寸 重量(kg) 冷却方式 风扇开启温度

60Ah/12V 18

385mm *102mm * 119mm 11.6 风冷 35

Ovonic镍氢电池(NIMH)模组的一些技术指标如图3-11至图3-15。

图3-11 不同放电深度的脉冲功率容量 图3-12 不同SOC下的电池内阻

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山东理工大学硕士学位论文 第三章 并联混合动力中型客车动力总成选型与参数匹配

图3-13 不同SOC下的电池开环电压 图3-14 不同SOC下的电池瞬时功率

图3-15 不同SOC下的电池电流

3.4.4 YTK6605QHEV传动系速比的选择

1.传动系最小传动比(即主减速器速比)的选择

本文PHEV的变速器仍然选用五挡自动变速器AMT,V挡为直接挡,所以主减速器速比就为车辆传动系统最小传动比。PHEV的最小传动比应从满足车辆最高车速的要求来选择。首先应满足最高车速要求,即

i0?0.377nemaxrruamax

其中,i0为主减速器速比;nemax为发动机最高转速;rr车轮滚动半径。 另外,发动机在最高车速时还应能发挥其最大功率,所以还应满足

umax

其中,nep为发动机最大功率点对应的转速。得到4.5?i0?7.4,综合考虑选择主减速器速比为6。

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i0?0.377neprr山东理工大学硕士学位论文 第三章 并联混合动力中型客车动力总成选型与参数匹配 2.变速器各档位传动比的选择

由于PHEV在启动和低速时一般由电动机单独驱动,而当电池荷电状态(SOC)过低时又只允许发动机单独驱动,所以最大传动比应根据电动机和发动机单独驱动时的最大爬坡度要求来设计,即

imax?mg(fcos?max?sin?max)rr

Tmaxi0?t其中,imax为最大传动比,?max为最大爬坡度,Tmax为动力源最大转矩。 计算得到: ima=7.8。根据一般汽车传动比大致符合如下关系: xig1ig2图标[35]。

?ig2ig3?ig3ig4?ig4ig5?q

得到各档位传动比为:7.8,4.96,2.91,1.71,1。图3-16至图3-18为变速器换挡

图3-16 变速箱降档表 图3-17 变速箱升档表

图3-18 变速箱换挡表

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山东理工大学硕士学位论文 第三章 并联混合动力中型客车动力总成选型与参数匹配 3.5 本章小结

本章主要介绍了并联混合动力客车动力总成选型,动力目标的制定、动力参数的选择以及对应的ADVISOR软件中各总成模块。具体工作如下:

(1)介绍了并联混合动力客车动力总成选型的原则。并且通过比较分析确定了并联混合动力系统各部分的选型。

(2)通过比较,对YTK6605QHEV中的发动机、电动机以及电池进行了选型,电机采用交流感应电动机,发动机采用四冲程柴油发动机,电池选用的是技术比较成熟的镍氢电池。另介绍了ADVISOR软件中的各客车总成模块,制定了并联混合动力系统的动力性指标。

(3)详细介绍了YTK6605QHEV动力总成中各个部件的参数匹配原则和方法。根据对YTK6605QHEV设计的动力性指标,在理论和实践相结合的条件下,针对各个动力总成部件的参数选择原则和方法进行了详细说明,并提出了部件参数的计算公式。

(4)根据制定的动力总成系统参数匹配原则和方法,结合该车的整车参数,完成了YTK6605QHEV的动力总成参数的选择与匹配。

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