電磁耦合式混合動(dòng)力電動(dòng)車輛動(dòng)力合成箱測(cè)控平臺(tái)

　　應(yīng)用領(lǐng)域:

　　混合動(dòng)力電動(dòng)汽車試驗(yàn)室應(yīng)用

　　挑戰(zhàn):

　　基于PXI設(shè)備和LabVIEW高效整合混合動(dòng)力電動(dòng)汽車試驗(yàn)室動(dòng)力合成箱、電機(jī)試驗(yàn)臺(tái)架，動(dòng)力電池測(cè)試設(shè)備等資源，優(yōu)化各平臺(tái)功能，具有良好的可移植性和可擴(kuò)展性。為虛擬儀器構(gòu)架下車輛產(chǎn)品研發(fā)試驗(yàn)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(jī)箱，PXI-8106，PXI-8464，PXI-8430，PXI-6225，PXI-5422，PXI-7833R

　　應(yīng)用方案：

　　1.研究對(duì)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(dòng)力合成箱方案如圖1 所示，它改變了傳統(tǒng)汽車的機(jī)械離合器和手動(dòng)變速箱，增加了雙電機(jī)、單行星排、動(dòng)力伺服裝置、泵升單元和動(dòng)力電池。強(qiáng)混合技術(shù)方案一般為混聯(lián)式，其主要優(yōu)點(diǎn)是發(fā)動(dòng)機(jī)一直運(yùn)行在最佳經(jīng)濟(jì)運(yùn)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(jī)

　　圖1中汽油機(jī)的曲軸輸出端與發(fā)電機(jī)的外轉(zhuǎn)子相連，汽油機(jī)直接驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)，輸出轉(zhuǎn)矩通過(guò)發(fā)電機(jī)進(jìn)行電功率分流。發(fā)電機(jī)使汽油機(jī)轉(zhuǎn)速獨(dú)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(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)速控制)。發(fā)電機(jī)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(duì)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(jī)內(nèi)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)的功率仍然以機(jī)械功率的形式輸出，即實(shí)現(xiàn)“動(dòng)能透過(guò)”。通過(guò)對(duì)動(dòng)能透過(guò)式發(fā)電機(jī)的控制，使整個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)的傳動(dòng)比實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變化，即EMCVT功能。

　　1.2.2 電動(dòng)機(jī)

　　電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子與單排行星機(jī)構(gòu)的太陽(yáng)輪相連，行星排的行星輪與外電機(jī)殼體固定，發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩經(jīng)過(guò)行星機(jī)構(gòu)變化之后通過(guò)齒圈和電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩進(jìn)行耦合，再通過(guò)主減速器輸出至車輪。行星排構(gòu)成的行星機(jī)構(gòu)的齒輪參數(shù)根據(jù)方案的需求進(jìn)行確定。電動(dòng)機(jī)使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩獨(dú)立于輸出軸轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)矩差為電動(dòng)機(jī)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(jī)的工作電壓。整個(gè)系統(tǒng)中，發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)分別起到調(diào)速、調(diào)轉(zhuǎn)矩功能，使汽油機(jī)運(yùn)行點(diǎn)完全獨(dú)立于輪邊負(fù)荷且保持于經(jīng)濟(jì)環(huán)保高效區(qū)，同時(shí)起到電磁離合器和無(wú)級(jí)變速的作用?！　?/p>

 

　　2.試驗(yàn)平臺(tái)
　　2.1動(dòng)力總成臺(tái)架
　　2.1.1 驅(qū)動(dòng)電機(jī)

　　驅(qū)動(dòng)電機(jī)為110kW的二極交流變頻電機(jī)，50Hz時(shí)的同步轉(zhuǎn)速為3000r/min，額定轉(zhuǎn)矩為350N·m;最高達(dá)到6000r/min(100Hz，50～100Hz為恒功率調(diào)速)。

　　2.1.2 負(fù)載電機(jī)

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