混合動力電驅(qū)動系概念方案設(shè)計

1、“863”項目混合動力電驅(qū)動系 概念方案設(shè)計“863”項目組二零零九年四月20目錄一、設(shè)計分析11.1轉(zhuǎn)矩耦合11.2 轉(zhuǎn)速耦合41.3轉(zhuǎn)矩耦合與轉(zhuǎn)速耦合并存51.3.1 豐田prius（ths）系統(tǒng)方案61.3.2 福特escape hev系統(tǒng)61.3.3通用雙模系統(tǒng)7二、設(shè)計綜合82.1項目方案結(jié)構(gòu)分析82.2 耦合特性分析92.3雙行星輪動力學(xué)分析102.4雙行星輪動力學(xué)原理驗證試驗112.5動力匹配14三、控制系統(tǒng)173.1耦合裝置與amt的集成控制173.2混合動力系統(tǒng)控制流程193.3能源管理控制原則20四、開發(fā)可行性21一、設(shè)計分析混合動力汽車配置有不止一個動力源，分析現(xiàn)有混合動

2、力電動汽車傳動系統(tǒng)案例，主要是用固定軸齒輪副和行星排機構(gòu)來實現(xiàn)功率分流和匯流。分別稱之為轉(zhuǎn)矩耦合、轉(zhuǎn)速耦合，還有綜合了轉(zhuǎn)矩耦合轉(zhuǎn)速耦合的傳動系統(tǒng)。通過對現(xiàn)有技術(shù)的分析和理解，確認(rèn)項目概念方案的合理性。1.1轉(zhuǎn)矩耦合轉(zhuǎn)矩耦合是將發(fā)動機和電機的轉(zhuǎn)矩一起相加，或?qū)l(fā)動機轉(zhuǎn)矩分解成兩部分：分別用于驅(qū)動和蓄電池充電。（a） (b)圖1.1轉(zhuǎn)矩耦合概念圖圖1（a） 概念性的表明了功率匯流。圖1（b）表示了功率分流。功率分流和功率匯流是相對的，利用圖（a）進行分析，若忽略損耗（傳動效率），輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速可表述為：-（1）-（2）-（3）式中，和是取決于轉(zhuǎn)矩耦合裝置的常數(shù)。轉(zhuǎn)矩耦合的特點：l 轉(zhuǎn)速特點：機構(gòu)一

3、定時，各轉(zhuǎn)速之間保持一定的比例關(guān)系；l 轉(zhuǎn)矩特點：機構(gòu)一定，且當(dāng)為一定時，與的代數(shù)和保持不變，但其間的分配可任意變化，即轉(zhuǎn)矩解耦。包括其中之一為零或負值，使得輸入和輸出的關(guān)系變化，如圖1（b）所示。因此，轉(zhuǎn)矩回合，也可以看作是“分矩式”功率分流或“匯矩式”功率匯流，因此可稱之為“差矩機構(gòu)”。典型的機械轉(zhuǎn)矩耦合裝置有變速箱、皮帶輪或鏈?zhǔn)浇M合件以及傳動軸。（a）變速箱（b） 皮帶輪或鏈?zhǔn)浇M合件（c）傳動軸圖1.2 常用的機械轉(zhuǎn)矩耦合裝置本田ima是發(fā)動機軸轉(zhuǎn)矩耦合式，可用圖2中的c表示。轉(zhuǎn)矩耦合混合動力電驅(qū)動系設(shè)計方案圖1.3 發(fā)動機和電機配置不同的傳動裝置圖 1.4 發(fā)動機和電機配置相同的傳動裝

4、置該方案中傳動裝置以相同比例提高發(fā)動機和電機的轉(zhuǎn)矩，可采用高速電機。圖1.5 前傳動裝置前傳動裝置結(jié)構(gòu)中，發(fā)動機轉(zhuǎn)矩和電機轉(zhuǎn)矩兩者均有傳動裝置調(diào)節(jié)，此時，發(fā)動機和電機必須有相同的轉(zhuǎn)速范圍。這一結(jié)構(gòu)常用于小型電機的情況，被稱為輕度混合動力電動系，其中，電機起著發(fā)動機的啟動機、發(fā)電機、發(fā)動機的動力輔助和再生制動的作用。圖 1.6 后傳動裝置 后傳動裝置結(jié)構(gòu)，傳動裝置僅改進發(fā)動機轉(zhuǎn)矩，電機轉(zhuǎn)矩直接傳遞給驅(qū)動輪，這一結(jié)構(gòu)可用于有大范圍、恒功率區(qū)的大型電機的電驅(qū)動系。傳動裝置僅用于改變發(fā)動機的運行工作點，以改進車輛性能和發(fā)動機的運行效率。1.2 轉(zhuǎn)速耦合轉(zhuǎn)速耦合裝置，如圖7所示圖 1.7 轉(zhuǎn)速耦合概念圖

5、，其特點是：l 轉(zhuǎn)速特點當(dāng)任一元件轉(zhuǎn)速一定，其他兩元件轉(zhuǎn)速代數(shù)和為定值，但其間的分配關(guān)系可任意改變，即轉(zhuǎn)速解耦。l 轉(zhuǎn)矩特點 三元件所受轉(zhuǎn)矩之間保持一定的比例關(guān)系。多用行星排作為轉(zhuǎn)速耦合裝置，如下圖所示。圖1.8 內(nèi)外嚙合單行星排轉(zhuǎn)速耦合裝置所以，當(dāng)功率一定時，由于轉(zhuǎn)速分配的變化，兩路的功率可以發(fā)生變化，以至于一路為零，甚至于為負值，這便是的輸入和輸出的關(guān)系有所變化。行星排進行功率分流或匯流，可看作是“分速式”或“匯速式”，因此可稱之為“差速機構(gòu)”。華沙工業(yè)大學(xué)單行星排方案圖1.9 華沙工業(yè)大學(xué)行星排方案由于行星齒輪機構(gòu)和差速器之間沒有變速器，要求發(fā)動機和電機的合成轉(zhuǎn)速范圍要寬，電機需要提供較

6、寬范圍的最大轉(zhuǎn)矩以滿足行駛需求。同時該系統(tǒng)僅在行駛時可以實現(xiàn)將發(fā)動機能量分流，給電池充電；無法實現(xiàn)駐車充電功能。1.3轉(zhuǎn)矩耦合與轉(zhuǎn)速耦合并存還有些混合動力汽車電驅(qū)動系采用了轉(zhuǎn)矩耦合與轉(zhuǎn)速耦合并存的方案。低車速時，轉(zhuǎn)矩耦合運行模式將適合于高加速性能和爬坡性能的需求；在高車速時，則采用轉(zhuǎn)速耦合模式，以保持發(fā)動機轉(zhuǎn)速處于最佳運行區(qū)。1.3.1 豐田prius（ths）系統(tǒng)方案 圖1.10 豐田prius hev（ths）系統(tǒng) 圖1.11豐田ths簡化圖發(fā)動機和小型電機（幾千瓦）通過行星齒輪機構(gòu)構(gòu)成轉(zhuǎn)速耦合。齒圈輸出和大型的牽引電機（幾千瓦到十千瓦）通過固定軸的齒輪組件構(gòu)成轉(zhuǎn)矩耦合。在低車速時，小型電

7、機正向轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)，吸收部分發(fā)動機的功率。當(dāng)車速較高時，發(fā)動機固定在一定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，同時為避免發(fā)動機轉(zhuǎn)速太高，導(dǎo)致高油耗，小型電機將以負向轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)，以便向驅(qū)動系傳遞功率。為了使發(fā)動機能運行在其最佳轉(zhuǎn)速范圍，當(dāng)采用行星齒輪機構(gòu)和小型電機調(diào)節(jié)發(fā)動機轉(zhuǎn)速時，可提高燃油經(jīng)濟性。1.3.2 福特escape hev系統(tǒng)定子轉(zhuǎn)子tenercstm1nm2nm1tns-太陽輪 c-行星架 r-齒圈tm2變速箱圖1.12福特 escape he混合動力電驅(qū)動系示意圖發(fā)動機和電機/發(fā)電機構(gòu)成轉(zhuǎn)矩耦合，轉(zhuǎn)矩耦合輸出通過變速器，變速器的輸出與主驅(qū)動電機經(jīng)過行星行星齒輪機構(gòu)構(gòu)成轉(zhuǎn)速耦合。結(jié)構(gòu)上，與豐田ths系統(tǒng)的差異在于

8、轉(zhuǎn)矩耦合裝置和轉(zhuǎn)速耦合裝置的位置前后。轉(zhuǎn)矩耦合經(jīng)過amt，增加了發(fā)動機工作在經(jīng)濟效率區(qū)間的機會。但由于行星齒輪機構(gòu)輸出扭矩直接驅(qū)動車輛，對行星齒輪機構(gòu)的扭矩容量提出較高要求，并且使得電機具有較寬范圍的最大扭矩。 1.3.3通用雙模系統(tǒng)圖1.13 gm 雙模式混合動力電驅(qū)動系通用采用雙模電子無級變速系統(tǒng)，實現(xiàn)發(fā)動機輸出動力分流以及兩動力源的匯流，從而使得發(fā)動機沿其經(jīng)濟曲線工作，大幅度降低油耗，同時保證汽車的動力性。在輸入分流模式下，離合器2分離，離合器3離合，電機1工作在發(fā)電機狀態(tài)，電機2工作在電機狀態(tài)。行星齒輪機構(gòu)1實現(xiàn)發(fā)動機和電機1的轉(zhuǎn)速耦合，行星齒輪機構(gòu)2齒圈鎖止，實現(xiàn)行星齒輪機構(gòu)1行星架

9、輸出和電機2的轉(zhuǎn)矩耦合。主要適用于低速行駛或倒車行駛。在復(fù)合分流模式下，離合器2離合，離合器3分離，電機根據(jù)運行需要工作在發(fā)電機和電機狀態(tài)。行星齒輪機構(gòu)1和行星齒輪機構(gòu)2均作為轉(zhuǎn)速耦合裝置，行星齒輪機構(gòu)的行星架同軸輸出構(gòu)成轉(zhuǎn)矩耦合。主要適用于高速行駛、爬坡或拖掛行駛。 二、設(shè)計綜合2.1項目方案結(jié)構(gòu)分析圖2.1 “863”項目混合動力電驅(qū)動系 概念設(shè)計方案項目概念方案如圖2.1所示，動力耦合裝置采用內(nèi)外嚙合雙星排。發(fā)動機/isg同軸耦合輸出與太陽輪相連；牽引電機與行星架相連；amt變速器輸入軸與外齒圈相連。在發(fā)動機/isg和太陽輪之間布置離合器，用于結(jié)合或斷開行星行星齒輪機構(gòu)的太陽輪與發(fā)動機/

10、isg的連接；在行星架與太陽輪之間設(shè)計一鎖止器，用于鎖止和分離行星齒輪機構(gòu)的太陽輪與行星架的運動。通過對離合器和鎖止器的控制，實現(xiàn)傳動裝置工作模式的切換。與上述混合系統(tǒng)方案相比，該機電耦合裝置的技術(shù)特征是：（1） 采用內(nèi)外嚙合雙星排實現(xiàn)轉(zhuǎn)速耦合；（2） 發(fā)動機曲軸輸出端固連isg，實現(xiàn)轉(zhuǎn)矩耦合；（3） 前傳動裝置，即轉(zhuǎn)速耦合裝置位于amt之前；（4） 使用鎖止器和離合器進行各種模式的切換；該機電耦合傳動裝置可以實現(xiàn)純電動模式、發(fā)動機單獨驅(qū)動模式（isg的狀態(tài)根據(jù)電池soc值及發(fā)動機負荷決定）、聯(lián)合驅(qū)動模式（isg的狀態(tài)根據(jù)電池soc值及發(fā)動機負荷決定）、制動能量回收模式等。具體如表2-1所示。

11、表2-1 耦合裝置實現(xiàn)的耦合功能耦合裝置狀態(tài)耦合功能離合器鎖止器分離結(jié)合純電動驅(qū)動isg發(fā)電發(fā)動機停止制動能量回收結(jié)合分離發(fā)動機、牽引電機聯(lián)合驅(qū)動isg調(diào)整發(fā)動機載荷結(jié)合結(jié)合發(fā)動機驅(qū)動，isg發(fā)電、驅(qū)動或空轉(zhuǎn)分離分離駐車2.2 耦合特性分析項目方案存在轉(zhuǎn)矩耦合和轉(zhuǎn)速耦合兩種耦合方式。根據(jù)離合器和鎖止器的狀態(tài)，耦合方式有所變化，并實現(xiàn)不同的工作模式。項目方案采用的動力耦合裝置簡化圖如圖2.2所示：圖2.3 動力耦合裝置簡化圖聯(lián)合驅(qū)動時，離合器結(jié)合、制動器分離，發(fā)動機和isg是轉(zhuǎn)矩耦合，行星齒輪機構(gòu)實現(xiàn)主驅(qū)動電機和轉(zhuǎn)矩耦合輸出的轉(zhuǎn)速耦合。耦合裝置輸入輸出轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速關(guān)系為： （2-11） （2-12

12、）發(fā)動機單獨驅(qū)動時，離合器結(jié)合、制動器結(jié)合，發(fā)動機和isg轉(zhuǎn)矩耦合輸入輸出轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速關(guān)系為：，主驅(qū)動電機單獨驅(qū)動和制動能量回收時，離合器分離、制動器結(jié)合，輸入轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速關(guān)系為： ，式中、為發(fā)動機輸出的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，、為isg的扭矩和轉(zhuǎn)速，、為主驅(qū)動電機輸出的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，為齒圈內(nèi)齒圈齒數(shù)與太陽輪齒數(shù)的比值。由上述轉(zhuǎn)矩關(guān)系式可知，汽車行駛過程中，隨著車輛需求轉(zhuǎn)矩t的變化，通過控制發(fā)電機可以控制發(fā)動機轉(zhuǎn)矩使其在最佳燃油經(jīng)濟區(qū)，由轉(zhuǎn)速式可知，其輸出轉(zhuǎn)速是發(fā)動機與電機的線性和，可以通過控制電機的轉(zhuǎn)速使發(fā)動機運行在最佳燃油經(jīng)濟區(qū)。2.3雙行星輪動力學(xué)分析利用經(jīng)典力學(xué)理論，對內(nèi)外嚙合雙星排各個元件（包括作周轉(zhuǎn)

13、運動的行星輪）進行分離體受力分析，建立機構(gòu)動力學(xué)方程。在上式基礎(chǔ)上，建立matlab/simulink模型驗證合理性。圖2.4 matlab/simulink模型求解微分方程從上到下依次為太陽輪、齒圈、行星架的外部施加扭矩：圖2.5太陽輪、齒圈、行星架、內(nèi)行星輪、外行星輪的角速度依次為：圖2.6可見，當(dāng)外部施加扭矩符合比例時，各元件轉(zhuǎn)速趨于穩(wěn)定，系統(tǒng)趨于穩(wěn)態(tài)。慣量影響動態(tài)響應(yīng)速度。2.4雙行星輪動力學(xué)原理驗證試驗為驗證動力學(xué)原理和數(shù)學(xué)模型的正確性，設(shè)計了以電機作為動力源的行星排試驗臺架。原理樣機如右圖所示 圖2.7 原理樣機基于該原理樣機，搭建了如下圖所示的簡易臺架。圖2.8 原理樣機試驗臺架

14、通過該簡易試驗臺架，得到如下結(jié)論：1、 驗證了行星輪機構(gòu)可以作為功率分流或功率匯流，即行星輪機構(gòu)的三個基本構(gòu)件（太陽輪、齒圈、行星架）任意兩個可以驅(qū)動第三個，任意一個也可以驅(qū)動另外兩個。2、 驗證了行星輪機構(gòu)三個基本構(gòu)件（太陽輪s，行星架h，齒圈r）間的轉(zhuǎn)速關(guān)系，即 （1）或 這里，為行星齒輪特性參數(shù)。 圖2.9 轉(zhuǎn)速關(guān)系驗證圖把測得的太陽輪轉(zhuǎn)速、行星架轉(zhuǎn)速、齒圈轉(zhuǎn)速代入（1）式的左邊，得到其左邊的值在0值上下微動，考慮測量誤差的影響，其轉(zhuǎn)速關(guān)系式（1）是正確的。3、驗證行星輪機構(gòu)各構(gòu)件（太陽輪s，行星架h，齒圈r）間的轉(zhuǎn)矩關(guān)系即 上式是不考慮摩擦、穩(wěn)態(tài)時推導(dǎo)出來的。由于摩擦的存在，且負載較低

15、時電機效率較低，所以低負荷時三者扭矩得不到一定的比例關(guān)系，但在中等負荷以上時三者扭矩呈現(xiàn)與上述比例關(guān)系一致的趨勢，在誤差測試范圍內(nèi)，可以驗證上述扭矩關(guān)系的成立。 圖2.10 轉(zhuǎn)矩關(guān)系圖4、 驗證了功率關(guān)系不考慮功率損失，系統(tǒng)的輸入功率等于輸出功率，即即太陽輪端輸入功率與行星架端輸入功率之和等于齒圈端的輸出功率，即?？紤]摩擦等效率損失，輸入功率比輸出功率要大一些，如下圖2.10，這是符合理論的。 圖2.11 輸入功率與輸出功率關(guān)系圖5、驗證了行星排耦合裝置的可控性通過調(diào)整太陽端和行星架端的輸入功率，從齒圈端可以得到目標(biāo)轉(zhuǎn)速，即說明可以通過控制輸入端使輸出端達到目標(biāo)值。（1） 保持目標(biāo)值速度不變?nèi)?/p>

16、圖2.12所示，通過控制行星架端和太陽輪端電機的轉(zhuǎn)速，可以使輸出端轉(zhuǎn)速保持在期望值。圖2.12目標(biāo)值速度保持不變（2） 目標(biāo)值速度變化如圖2.13所示，太陽輪轉(zhuǎn)速基本保持不變，調(diào)節(jié)行星架端電機的轉(zhuǎn)速，從而得到目標(biāo)值齒圈的轉(zhuǎn)速。圖2.13 目標(biāo)值速度變化2.5動力匹配應(yīng)用該混合動力電驅(qū)動系統(tǒng)的混合動力功能樣車的性能指標(biāo) 見表2.1aer（純電動行駛里程）10km混合模式下最高車速120km/h最大爬坡度30%0100km/h全加速時間40s原型車參數(shù)，見表2.2m滿載質(zhì)量3550 kgi04.88a迎風(fēng)面積4.325 m2i1524f滾動阻力系數(shù)0.018i23296cd風(fēng)阻系數(shù)0.5i31.9

17、13r滾動半徑0.339 mi41.266動力傳動效率0.9i51.000匹配所依據(jù)的道路循環(huán)工況見圖2.14圖2.14 udds循環(huán)工況圖 圖2.15 時間-功率分布圖功能樣車在該道路循環(huán)工況下，負載功率需求見圖2.15?；旌蟿恿﹄婒?qū)動系需要提供出滿足在社會丁工礦下的扭矩和功率需求，供求關(guān)系如2.16所示 。圖2.16從功能要求到概念設(shè)計參數(shù)的映射過程如圖2.17 圖2.17 映射過程動力匹配算法流程如下圖2.18圖2.18 動力匹配計算流程匹配計算結(jié)果見2.3動力系統(tǒng)組件特征描述性能參數(shù)發(fā)動機1.4升直列四缸汽油機最大功率75kw/6000rpm最大扭矩123nm/4500rpm驅(qū)動電機永

18、磁同步交流電機額定功率15kw，額定扭矩60nm峰值功率35kw，峰值扭矩130nm基速2500rpm， 最高轉(zhuǎn)速10000rpmisg永磁同步交流電機 額定功率10kw，額定扭矩60nm峰值功率25kw，峰值扭矩140nm基速1700rpm， 最高轉(zhuǎn)速6000rpm變速箱5排檔amt5.24 3.296 1.913 1.266 1 5.024(r)動力電池磷酸鐵鋰電池45kw， 336v， 40ah動力耦合器雙行星輪單排行星齒輪機構(gòu)特性參數(shù)k=2.258表2.3 動力組件參數(shù)列表三、控制系統(tǒng)為方便耦合裝置與amt的選配并提高其協(xié)同工作能力，擬采用耦合裝置與amt的機構(gòu)和控制功能的集成設(shè)計，同

19、時為了簡化混合動力汽車的整車集成難度，該綜合控制系統(tǒng)還具有多能源管理和控制功能。3.1耦合裝置與amt的集成控制耦合器需要對其中的離合器和鎖止器進行控制來實現(xiàn)混合動力汽車運行在不同的工作模式下。該機電耦合動力傳動裝置的控制與傳統(tǒng)控制有著很大的不同。由于amt與機電耦合裝置的集成設(shè)計，離合器安裝在耦合裝置中，故對amt進行換擋控制時需要對耦合裝置中的離合器進行控制。同時，由于在耦合裝置不同的工作狀況下，混合動力汽車的工作模式發(fā)生了變化，amt需要根據(jù)耦合裝置的工作狀況選擇不同的換擋規(guī)律。針對機電耦合裝置的amt系統(tǒng)變速箱前端與行星輪沒有離合器脫開，且集成設(shè)計的結(jié)構(gòu)改變導(dǎo)致amt的輸入端的慣量變大

20、，換檔時還必須靠電機精確調(diào)速實現(xiàn)同步。為了降低混合動力汽車的控制系統(tǒng)集成難度，在自主開發(fā)amt控制策略、耦合器控制策略的基礎(chǔ)上，集成混合動力汽車的多能源管理控制策略，將其設(shè)計成綜合控制系統(tǒng)，對混合動力整車的能源管理和機電耦合動力傳動裝置進行控制。這樣，設(shè)計的綜合控制系統(tǒng)只要能夠滿足整車的通訊協(xié)議，采用集成的機電耦合動力傳動裝置和綜合控制系統(tǒng)，并對綜合控制系統(tǒng)進行標(biāo)定，可以很容易地實現(xiàn)混合動力汽車的整車集成。圖3.1 綜合控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖根據(jù)以上分析，機電耦合動力傳動裝置的綜合控制系統(tǒng)的控制原理如圖3.1所示。多能源管理控制模塊根據(jù)汽車及其他能源器件工作的狀態(tài)，選擇合適的工作模式和amt的換擋

21、規(guī)律，并對amt換擋模塊和耦合器執(zhí)行模塊提出控制要求。amt執(zhí)行模塊、耦合裝置執(zhí)行模塊、電機控制系統(tǒng)再相互協(xié)調(diào)實現(xiàn)耦合裝置的工作。以發(fā)動機單獨驅(qū)動模式為例對綜合控制系統(tǒng)的工作過程進行介紹，其控制結(jié)構(gòu)原理如圖3.2所示。多能源管理控制模塊根據(jù)汽車及各電池的工作狀態(tài)決定混合動力汽車應(yīng)該工作在純發(fā)動機驅(qū)動模式，多能源管理和協(xié)調(diào)控制模塊選取對應(yīng)的amt換擋規(guī)律提供給amt換擋執(zhí)行模塊，同時對耦合裝置執(zhí)行模塊提出控制要求。amt根據(jù)多能源管理和協(xié)調(diào)控制模塊的要求，在進行換擋時向耦合裝置執(zhí)行模塊提出離合器控制的要求，向主驅(qū)動電機控制系統(tǒng)提出齒圈及一軸的轉(zhuǎn)速控制要求。當(dāng)離合器的控制和一軸轉(zhuǎn)速的控制滿足換擋要

22、求，則amt換擋執(zhí)行模塊進行換擋操作。當(dāng)完成換擋后，耦合裝置執(zhí)行模塊和電機控制系統(tǒng)再各自按自己的需要進行工作。圖3.2 發(fā)動機單獨驅(qū)動工況控制原理3.2混合動力系統(tǒng)控制流程混合動力系統(tǒng)控制流程如圖3.3：圖3.21hcu通過接收駕駛員信息（包括：油門開度大小、剎車位置、離合器狀態(tài)、擋位信息）確定整車的運行狀態(tài)，并估算駕駛需求功率；2hcu接收電機、電池和發(fā)動機模塊的信息，獲得當(dāng)前各模塊的運行點，據(jù)此估算在當(dāng)前電機轉(zhuǎn)速下電機的最大輸出功率（根據(jù)電機轉(zhuǎn)速、電池soc確定）和內(nèi)燃機的最大輸出功率；3合理分配駕駛需求功率：hcu通過控制策略的決策與運算，確定發(fā)動機分配功率和電機的分配功率以及isg的功

23、率；4hcu輸出控制命令：節(jié)氣門執(zhí)行器根據(jù)節(jié)氣門開度命令控制發(fā)動機節(jié)氣門開度大小，電機ecu根據(jù)電機分配功率控制電機運行。發(fā)動機與電機的輸出轉(zhuǎn)矩通過行星齒輪耦合后，再通過傳動系統(tǒng)驅(qū)動車輛，從而控制整車的正常運行。圖3.43.3能源管理控制原則圖 3.5 混合動力電驅(qū)動系的設(shè)計理念如圖3.5所示，車輛頻繁加速、減速、上坡和下坡，其負載功率在實際運行過程中是隨機變化的。事實上，負載功率由兩部分組成：一是穩(wěn)定的（平均的）功率，它是一恒定值；另一為具有零平均值的動態(tài)功率。在混合動力汽車中，穩(wěn)定功率由發(fā)動機提供。因為動態(tài)功率取自于動態(tài)功率源，故采用的發(fā)動機比傳統(tǒng)汽車的發(fā)動機要小得多，于是便能令其穩(wěn)定地運行在最佳效率區(qū)。動態(tài)功率由配置蓄電池組的電動機提供。在整個行駛循環(huán)過程中，來自于動態(tài)動力系的總能量輸出將為零。這意味著動態(tài)動力系的能源在整個行駛循環(huán)終結(jié)時，不失去能量的容