單軸并聯(lián)式混合動(dòng)力總成的設(shè)計(jì)

1、單軸并聯(lián)式混合動(dòng)力總成的設(shè)計(jì) 關(guān)鍵詞!共軌柴油機(jī)!直流電機(jī)!并聯(lián)混合動(dòng)力總成!單片機(jī)!實(shí)時(shí)掌握策略。 第-期總第-車!用!發(fā)!動(dòng)!機(jī)#)6期#3I-%;DCE3I-)6 ! #6年月!98+$(J883$38;L#6 !K 單軸并聯(lián)式混合動(dòng)力總成的設(shè)計(jì) 韓同群!羅永革!佘建強(qiáng)!呂!科 湖北汽車工業(yè)學(xué)院!湖北十堰!#!# 該總成用于單軸并聯(lián)式混! 關(guān)鍵詞!共軌柴油機(jī)!直流電機(jī)!并聯(lián)混合動(dòng)力總成!單片機(jī)!實(shí)時(shí)掌握策略。 0:#6年月!韓同群!等*單軸并聯(lián)式混合動(dòng)力總成的設(shè)計(jì)! 下!曲軸與$在轉(zhuǎn)子上再裝發(fā)動(dòng)%電機(jī)轉(zhuǎn)子對(duì)接!機(jī)飛輪飛輪后是離合器#!電機(jī)外殼裝于發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸體上!飛輪殼及離合器殼與電機(jī)殼相

2、接$由于盤式電機(jī)很薄!只有-徑向尺寸與發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪-#AA!殼尺寸相同!因此!整個(gè)總成結(jié)構(gòu)非常緊湊$ 在進(jìn)行整車匹配之前!可以進(jìn)行臺(tái)架試驗(yàn)的總成只包括離合器之前的部分!不包括離合器%24及其掌握$ !關(guān)重件的選用 !$% !本總成選用永磁無(wú)刷直流盤式電動(dòng)機(jī)!由于其轉(zhuǎn)子與發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸同軸!因而不需齒輪傳動(dòng)裝置!可以實(shí)現(xiàn)低速%高扭矩%高效率及變速運(yùn)行$采納方波供電!在相同的峰值電壓和峰值電流下!可產(chǎn)生更大的扭矩$在本方案下通過(guò)電氣掌握實(shí)現(xiàn)調(diào)速和挺直驅(qū)動(dòng)!省去了簡(jiǎn)單的齒輪變速機(jī)構(gòu)!結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化!質(zhì)量大為減輕$同時(shí)!該電動(dòng)機(jī)又是發(fā)電機(jī)!當(dāng)用法發(fā)電功能時(shí)!發(fā)出的溝通電經(jīng)整流后向蓄電池充電$!柴油機(jī) !柴油機(jī)

3、是基于數(shù)字電子掌握的柴油機(jī)!裝備了I=HF高壓共軌系統(tǒng)! 提高了動(dòng)力性!降低了排放和噪聲!滿足歐排放標(biāo)準(zhǔn)!主要參數(shù)見表-$ 表!#$!#$柴油機(jī)主要技術(shù)參數(shù) 型式立式直列水冷!行程燃油系統(tǒng)1I=HF高壓共軌系統(tǒng)燃燒室型式直噴!縮口#型進(jìn)氣方式增壓中冷 氣缸數(shù)!氣缸直徑AA-#活塞行程AA -#壓縮比-60M-標(biāo)定功率NO-#標(biāo)定轉(zhuǎn)速ADGP-0# %!掌握模塊設(shè)計(jì) 整車8(Q也稱多能源動(dòng)力總成掌握器!與發(fā)動(dòng)機(jī)8(Q%電機(jī)8(Q等掌握模塊通過(guò)(23總線 實(shí)現(xiàn)通信與掌握(076 )$整車8(Q為自行設(shè)計(jì)! 硬件基于摩托羅拉()*+,%-./0)1單片機(jī)! 軟件采納面對(duì)對(duì)象的程序設(shè)計(jì)方法!能夠完成對(duì)

4、發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)的掌握!通過(guò)了試驗(yàn)標(biāo)定和功能驗(yàn)證$整車(Q及其掌握原理如圖:所示$ 圖:!整車8(Q及其掌握系統(tǒng)的原理 !整車8 (Q依據(jù)各種輸入量推斷汽車的行駛工況并進(jìn)行計(jì)算!通過(guò)(23總線對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)進(jìn)行掌握$ 本總成根據(jù)臺(tái)架試驗(yàn)的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)與掌握!因此!只對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)進(jìn)行掌握!其他輸入輸出掌握暫不應(yīng)用!掌握模塊如圖!和圖0所示$摩托羅拉()*+,%-./0)1單片機(jī)有0個(gè)獨(dú)立的 23掌握器!編程時(shí)須考慮(23協(xié)議%速率及中斷等$ 圖!發(fā)動(dòng)機(jī)掌握模塊原理 圖0!電機(jī)掌握模塊原理 !發(fā)動(dòng)機(jī)8 (Q是$%1;柴油機(jī)原機(jī)配置!有:個(gè)連接器端口*:)腳的端口2與發(fā)動(dòng)機(jī)傳感器相連!主要功能是接收發(fā)

5、動(dòng)機(jī)工況信息+-)腳的端口(與 !1(!8 關(guān)鍵詞!共軌柴油機(jī)!直流電機(jī)!并聯(lián)混合動(dòng)力總成!單片機(jī)!實(shí)時(shí)掌握策略。 *0車!用!發(fā)!動(dòng)!機(jī)!*#6年第-期! 噴油器相連!掌握?qǐng)?zhí)行器電控噴油器產(chǎn)生和結(jié)束噴射#*,腳的端口1是原始設(shè)備制造商$R8%電氣配線接口!用于裝備車輛時(shí)的信號(hào)輸入輸出端口1設(shè)有S即運(yùn)用(-,:,數(shù)據(jù)線!23技術(shù)進(jìn)行信號(hào)輸入輸出的雙路復(fù)用數(shù)據(jù)線電機(jī)8(Q由其供應(yīng)商按要求供應(yīng)電氣功能接口!也能與整車8(Q通過(guò)(23掌握器實(shí)現(xiàn)通信 出用單值函數(shù)表示!因此!推理方法采納%U;GI74;類型XWT !掌握策略 圖6!輸入變量$!的隸屬度函數(shù) !模糊掌握策略 !掌握策略就是在燃油消耗最小

6、的目標(biāo)下實(shí)現(xiàn)電池的充放電平衡由于道路工況和驅(qū)動(dòng)條件的非線性!對(duì)電動(dòng)機(jī)何時(shí)產(chǎn)生幫助扭矩或?qū)﹄姵爻潆姷恼莆兆兊幂^簡(jiǎn)單另外!由于不同駕駛員的操作方法不盡相同!所以!較難實(shí)現(xiàn)電池充放電平衡 模糊規(guī)律掌握策略能解決非線性簡(jiǎn)單問(wèn)題!適 用于并聯(lián)混合動(dòng)力汽車的掌握( *) 模糊規(guī)律可以由多個(gè)輸入?yún)?shù)根據(jù)肯定的法則生成多種模糊規(guī)章本討論模糊掌握器的輸入?yún)?shù)為臺(tái)架懇求扭矩$!?;?%與發(fā)動(dòng)機(jī)優(yōu)化扭矩$!?IT %的差值$!和電池的荷電態(tài)$IH%!輸出參數(shù)為一系數(shù)%!掌握策略見圖) 圖)!模糊規(guī)律掌握策略 !其中!發(fā)動(dòng)機(jī)優(yōu)化扭矩!?IT是從靜態(tài)條件下發(fā)動(dòng)機(jī)萬(wàn)有特性曲線動(dòng)身!以燃油消耗率最小為目標(biāo)函數(shù)!通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)

7、在不同轉(zhuǎn)速下發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩范圍不一樣!因此!用總扭矩和優(yōu)化扭矩的差值$! 作為輸入?yún)?shù)!也起到了掌握發(fā)動(dòng)機(jī)工作范圍的作用通過(guò)模糊掌握器掌握后!得到發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)擔(dān)當(dāng)?shù)膶?shí)際扭矩!?;%*!?IT!電動(dòng)機(jī)的扭矩通過(guò)計(jì)算總扭矩與發(fā)動(dòng)機(jī)所需扭矩的差值獲得 ()*+,%-./0)1單片機(jī)具備KUVVW功能設(shè)計(jì)時(shí)!輸入變量為$!和電池的$IH!輸出變量為系數(shù)%!輸入變量的隸屬度函數(shù)分別見圖6和圖*輸出變量系數(shù)%值分別取#!#60!#*#!#*0!,#!#,0!-#!-#0!-#!-0和-#! 由于輸圖*!輸入變量$IH的隸屬度函數(shù) !模糊推理的關(guān)鍵是規(guī)章的建立! 建立原則是在保證電池充放電平衡的條件下!盡量使發(fā)動(dòng)

8、機(jī)工作在最佳燃油消耗線附近!部分規(guī)章見表 表!模糊規(guī)律掌握規(guī)章 $Y$!D=負(fù)大%CGZ$IHD=偏低%4F;G%D=-#$Y$!D=負(fù)大%CGZ$IHD=低%4F;G%D=#,#$Y$!D=負(fù)大%CGZ$IHD=適中%4F;G%D=#*#$Y$!D=負(fù)小%CGZ$IHD=低%4F;G%D=-#$Y$!D=負(fù)小%CGZ$IHD=適中%4F;G%D=#,#$Y$!D=負(fù)小%CGZ$IHD=偏高%4F;G%D=#60$Y$!D=零%CGZ$IHD=偏低%4F;G%D=-#$Y$!D=零%CGZ$IH D=適中%4F;G% D=-#0!掌握任務(wù)與流程 !混合動(dòng)力汽車綜合管理系統(tǒng)$ 整車8(Q%要實(shí)現(xiàn)

9、的掌握功能許多!整車運(yùn)行工況可分為!發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)+怠速+停車充電+起步加速+勻速+超車加速+全松加速踏板+換擋+滑行+制動(dòng)和減速臺(tái)架試驗(yàn)與整車不同!要求實(shí)現(xiàn)以下運(yùn)行模式, *$%起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)#*發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行# *$%停車發(fā)電!測(cè)功機(jī)無(wú)負(fù)荷!發(fā)動(dòng)機(jī)按電池組的負(fù)荷特性運(yùn)轉(zhuǎn)# *$%行車電動(dòng)和行車發(fā)電,發(fā)動(dòng)機(jī)不著火!%帶動(dòng)測(cè)功機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)! 調(diào)整測(cè)功機(jī)負(fù)載$發(fā)動(dòng)機(jī)本身也成為負(fù)載%!在電機(jī)各種油門開度下運(yùn)行#發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)!電機(jī)為驅(qū)動(dòng)模式!測(cè)功機(jī)為負(fù)載#發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)!電機(jī)為發(fā)電模式!測(cè)功機(jī)和電池組同時(shí)成為負(fù)載# *各種運(yùn)行模式間進(jìn)行切換掌握流程見圖, $# 關(guān)鍵詞!共軌柴油機(jī)!直流電機(jī)!并聯(lián)混合動(dòng)力總成!單片機(jī)!實(shí)時(shí)掌

10、握策略。 00#6年月!韓同群#等(單軸并聯(lián)式混合動(dòng)力總成的設(shè)計(jì)! %!試驗(yàn)結(jié)果 !對(duì)混合動(dòng)力總成綜合掌握功能的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了試 驗(yàn)驗(yàn)證!輸入綜合油門信號(hào)開度分別選取-#:#!#0#)#6#*#,# 此為整車8而非發(fā)動(dòng)機(jī)油-#(Q的油門信號(hào)#門信號(hào)$#每工況穩(wěn)定運(yùn)行-A記錄#DG以上#等參數(shù)#同時(shí)從/(機(jī)上讀取!($?及燃油消耗率 發(fā)動(dòng)機(jī)油門%電機(jī)油門或負(fù)載$%發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷百分比類似于發(fā)動(dòng)機(jī)部分油門速度特性和外及$IH值等#特性!現(xiàn)將0#綜合油門的測(cè)試結(jié)果列于表:!電機(jī)的驅(qū)動(dòng)充電功能得以實(shí)!由表:可看出#現(xiàn)#柴油機(jī)基本上可以在)0%*0的負(fù)荷率下工作#即工作在高效率區(qū)!表中的(與發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)運(yùn) 圖,!

11、綜合掌握流程 轉(zhuǎn)不同#它受電機(jī)工作的影響! 表%!#$綜合油門開度的掌握測(cè)試結(jié)果 轉(zhuǎn)速ADGP-!)6#-*#-)#-!#-#-#*# 扭矩 功率NO#-#,!:*:!,)#)0):*00# 燃油消耗量FP-)NX #6#,*60*,0,-!-#:-0 燃油消耗率 P-$NOFX 發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷百分比 #)0)6#66006)#600600*0# 發(fā)動(dòng)機(jī)電機(jī)油門 $IH 0!0#)!0#!,#00)0!00!#0:00:# 時(shí)間ADG-#-#:#00#0:#-0#0 !?3A #!6:-0!#:-,):!-#)0-6)#,0) 0) 油門負(fù)載$ #!)!60#0#0#000) :)#60PP:0)

12、#6#*#,# #,6*!0-*#!-0-*-06-)-6!-!#,!0 P表示電機(jī)為負(fù)載!注( !結(jié)束語(yǔ) !基于發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)試驗(yàn)臺(tái)建成了針對(duì)內(nèi)燃機(jī)和電 機(jī)混合動(dòng)力總成的試驗(yàn)平臺(tái)#開發(fā)完成了試驗(yàn)臺(tái)用數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)#進(jìn)行了穩(wěn)態(tài)下的測(cè)試!開發(fā)的混合動(dòng)力總成實(shí)現(xiàn)了內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)%電機(jī)驅(qū)動(dòng)%內(nèi)燃機(jī)與電機(jī)混合驅(qū)動(dòng)%內(nèi)燃機(jī)帶電機(jī)發(fā)電%電機(jī)制動(dòng)以及電機(jī)反拖內(nèi)燃機(jī)等工作模式#在整車8(Q掌握下實(shí)現(xiàn)了不同工作模式間的切換! 混合動(dòng)力總成的開發(fā)是+89整車開發(fā)的重要組成部分#本總成只完成了對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)的綜合掌握#電池及2+89整車掌握還包括對(duì)24%1%等對(duì)象的聯(lián)合掌握#目前#整車掌握策略及其仿真已經(jīng)完成#有待于在實(shí)際樣車上實(shí)現(xiàn)! 關(guān)鍵詞!共軌柴油機(jī)!直流電機(jī)!并聯(lián)混合動(dòng)力總成!單片機(jī)!實(shí)時(shí)掌握策略。 3車!用!發(fā)!動(dòng)!機(jī)!$#2年第!期! 設(shè)計(jì)開發(fā)和性能評(píng)價(jià)的新手段! 建模是影響計(jì)算精度的重C*+數(shù)值模擬中#要因素#正確建模必需考慮加工工藝的影響$ !馬延文/計(jì)算流體力學(xué)!高等訓(xùn)練$V/北京#!傅德薰$ 出版社$#$#21./ !內(nèi)燃機(jī)原理!V/北京#!西安交通高校內(nèi)燃機(jī)教研室/ 中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械出版社$!76!#!.%1!%!/ !汽車發(fā)動(dòng)機(jī)氣道內(nèi)流淌模擬的數(shù)學(xué)模型與數(shù).!常思勤/ 值算法!武漢汽車工業(yè)高校學(xué)報(bào)$Z/!77