電磁耦合式混合動力電動車輛動力合成箱測控平臺

　　應(yīng)用領(lǐng)域:

　　混合動力電動汽車試驗室應(yīng)用

　　挑戰(zhàn):

　　基于PXI設(shè)備和LabVIEW高效整合混合動力電動汽車試驗室動力合成箱、電機試驗臺架，動力電池測試設(shè)備等資源，優(yōu)化各平臺功能，具有良好的可移植性和可擴展性。為虛擬儀器構(gòu)架下車輛產(chǎn)品研發(fā)試驗室改造提供解決方案。

　　使用的NI產(chǎn)品：

　　軟件：LabVIEW 8.6，Real-Time Module，F(xiàn)PGA Module，Control Design and Simulation Module，Database Connectivity Toolkit，Report Generation Toolkit，PID and Fuzzy Logic Control Toolkit，Internet Toolkit

　　硬件：PXI-1031機箱，PXI-8106，PXI-8464，PXI-8430，PXI-6225，PXI-5422，PXI-7833R

　　應(yīng)用方案：

　　1.研究對象介紹
　　1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　基于電磁耦合技術(shù)的混合動力合成箱方案如圖1 所示，它改變了傳統(tǒng)汽車的機械離合器和手動變速箱，增加了雙電機、單行星排、動力伺服裝置、泵升單元和動力電池。強混合技術(shù)方案一般為混聯(lián)式，其主要優(yōu)點是發(fā)動機一直運行在最佳經(jīng)濟運行線上而不受輪邊負(fù)荷約束。

　　1.2 功能原理
　　1.2.1 發(fā)電機

　　圖1中汽油機的曲軸輸出端與發(fā)電機的外轉(zhuǎn)子相連，汽油機直接驅(qū)動發(fā)電機，輸出轉(zhuǎn)矩通過發(fā)電機進行電功率分流。發(fā)電機使汽油機轉(zhuǎn)速獨立于和主減速器相連的輸出軸轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速差為發(fā)電機目標(biāo)轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)速控制)。發(fā)電機在四象限力矩伺服系統(tǒng)的控制下，將伺服轉(zhuǎn)矩與其內(nèi)外轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速差對應(yīng)的功率以電能的形式饋入高壓母線。伺服轉(zhuǎn)矩與發(fā)電機內(nèi)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速對應(yīng)的功率仍然以機械功率的形式輸出，即實現(xiàn)“動能透過”。通過對動能透過式發(fā)電機的控制，使整個動力系統(tǒng)的傳動比實現(xiàn)無級變化，即EMCVT功能。

　　1.2.2 電動機

　　電動機的轉(zhuǎn)子與單排行星機構(gòu)的太陽輪相連，行星排的行星輪與外電機殼體固定，發(fā)電機的轉(zhuǎn)矩經(jīng)過行星機構(gòu)變化之后通過齒圈和電動機的輸出轉(zhuǎn)矩進行耦合，再通過主減速器輸出至車輪。行星排構(gòu)成的行星機構(gòu)的齒輪參數(shù)根據(jù)方案的需求進行確定。電動機使發(fā)動機轉(zhuǎn)矩獨立于輸出軸轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)矩差為電動機目標(biāo)轉(zhuǎn)矩(轉(zhuǎn)矩控制)。

　　1.2.3 泵升單元

　　雙母線和泵升單元的作用是提高雙電機的工作電壓。整個系統(tǒng)中，發(fā)電機和電動機分別起到調(diào)速、調(diào)轉(zhuǎn)矩功能，使汽油機運行點完全獨立于輪邊負(fù)荷且保持于經(jīng)濟環(huán)保高效區(qū)，同時起到電磁離合器和無級變速的作用?！　?/p>

 

　　2.試驗平臺
　　2.1動力總成臺架
　　2.1.1 驅(qū)動電機

　　驅(qū)動電機為110kW的二極交流變頻電機，50Hz時的同步轉(zhuǎn)速為3000r/min，額定轉(zhuǎn)矩為350N·m;最高達到6000r/min(100Hz，50～100Hz為恒功率調(diào)速)。

　　2.1.2 負(fù)載電機

　　負(fù)載電機為75kW的十極交流變頻電機，50Hz時的同步轉(zhuǎn)速為750r/min，額定轉(zhuǎn)矩為1193N·m，最高達到2000r/min(166Hz，50～166Hz為恒功率調(diào)速)。