電磁耦合式混合動力電動車輛動力合成箱測控平臺

　　應用領域:

　　混合動力電動汽車試驗室應用

　　挑戰:

　　基于PXI設備和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，動力電池測試設備等資源，優化各平臺功能，具有良好的可移植性和可擴展性。為虛擬儀器構架下車輛產品研發試驗室改造提供解決方案。

　　使用的NI產品：

　　軟件：LabVIEW 8.6，Real-Time Module，FPGA 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

　　應用方案：

　　1.研究對象介紹
　　1.1 系統結構

　　基于電磁耦合技術的混合動力合成箱方案如圖1 所示，它改變了傳統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。強混合技術方案一般為混聯式，其主要優點是發動機一直運行在最佳經濟運行線上而不受輪邊負荷約束。

　　1.2 功能原理
　　1.2.1 發電機

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

　　1.2.2 電動機

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

　　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。整個系統中，發電機和電動機分別起到調速、調轉矩功能，使汽油機運行點完全獨立于輪邊負荷且保持于經濟環保高效區，同時起到電磁離合器和無級變速的作用。　　

 

　　2.試驗平臺
　　2.1動力總成臺架
　　2.1.1 驅動電機

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

　　2.1.2 負載電機

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