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1、第15单元课文C优化配置选择的原那么优化配置选择的基本方法如下：获取车辆的基本参数和基本性能指标，根据应用条件, 初步选择几种常用配置,为进一步的优化选择，然后根据最优配置选择方法确定满意的配置。混合动力电动汽车构型优选基本流程如图15-2所示。开始VV图15-2混合动力电动汽车构型优选基本流程基于相同的整车参数和基本性能指标，分别对几种典型混合动力配置进行具体匹配结 果。以此为基础，综合考虑各混合动力系统配置的生命周期本钱及工程化难度，进行系统配 置最终优化。1.初步匹配尽管不同配置的结构和布置存在差异，但基本匹配思路相近，大多是根据混合动力系统 动力传动特性及其内在的能量流关系，依次按照“
2、总动力源功率一发动机功率一电机功率、 转速、转矩一动力蓄电池能量、功率、容量”的匹配思路完成动力系统的匹配。（1）混合动力总动力源功率计算通常，混合动力车辆的总需求功率主要包括最高车速功率（几.）、最大爬坡度功率 （Rax2）、加速功率（Rax3）和循环工况车速跟随功率（）。动力源总功率（Rax）需求计 算满足式（15-1） OHnaxHnaxN max(Pmaxl,(15-1)（2）发动机选型根据发动机和电机特点（如发动机转动惯量较大、响应较慢，而电机响应较快），应使 发动机提供变化较慢的稳态功率，而电机提供瞬态变化的峰值功率。稳态功率包括以巡航车 速行驶的功率凡 和持续爬坡的功率几。以巡航
3、车速行驶时，所需发动机功率如式(15-2)所示。P“ =(mg/；,+包”)(15-2)36007/tr V wr 21.15 /式中网 一巡航车速(km/h)；m 一整车质量(kg)；g 一重力加速度(m/s2)；G 一空气阻力系数；A 一迎风面积(m2) o持续爬坡所需要的发动机功率如式(15-3)所示：Pe2 = (mgfrcosa + mgsina +( 15-3)36004t 21.15 J式中 a = arctan (i/ 100); 人-爬坡速度(km/h) o发动机功率需要至少要满足上述所确定的各项功率，如式(15-4)所示。Pe 之 max(Pel,Pe2)(15-4)(3)
4、电机选型由于不同配置电机负责工况不同，匹配过程具有一定差异，例如对于并联P2配置、开关 混联配置和行星混联配置的电机，具体选型要求如下。)并联P2配置电机在纯电动行驶时提供额定功率，在行驶阻力增加或需要急加速行驶时提供动态瞬时 峰值功率。电机的最高转速要满足极限车速要求。2)开关混联配置由于低速状态发动机不能参与工作，主离合器必须处于别离状态，要求主电机在低速时 承当整车的驱动任务。辅助电机主要围绕启动、关闭发动机进行，必要时可在转矩/功率需 求较大时参与驱动。3)行星混联配置由于行星混联系统能实现发动机转速、转矩与路载的解耦，可自由控制发动机工作在最 优曲线上，两电机可实现对发动机转速解耦和
5、转矩削峰填谷的控制功能。(4)动力电池选型作为混合动力电动汽车的辅助能源，在汽车行驶过程中，动力电池能快速响应电机的功 率需求，来提供驱动汽车的能量或储存再生制动时回收的能量。因此，动力电池需要满足动 力系统的功率要求，同时应具有足够的容量,满足混合动力电动汽车要求的纯电动续驶里程。动力电池的功率等级与电机相关(如动力电池的输出功率要满足系统电路间的平衡，且 动力电池的充放电电流有一定限制)。过大的充放电电流会造成动力电池温度升高，降低动 力电池的使用寿命。动力电池的充放电电流与容量有关，最大电流一般限制在35c (。为 动力电池的容量)。动力电池组能量主要满足车辆的续驶里程指标。一般采用等速
6、法计算其能量需求，如式 (15-5)所示。三吧(15-5)soc式中 一续驶里程为s时需求的动力蓄电池能量(kWh)；P 一汽车行驶速度(km/h) ,eacc 一电动附件耗电量(kWh)；Csoc 一动力电池放电深度，不可能100%放出其额定容量，例如从开始的100%放电到 20%,那么该系数为80%；l需满足的续驶里程值(km)；只一当前车速下动力蓄电池的输出功率。动力蓄电池的容量与能量之间的关系为（15-6） oC = 1000”（15-6）Ub式中。一动力电池容量（A.h）；a 动力蓄电池平均工作电压（V）。动力电池的容量选择与电气系统的额定电压密切相关。当功率过高并且电气系统选择的
7、额定电压过低时，说明动力电池的容量过高，使充/放电电流过高，会对混合动力系统构成 平安隐患，并对电机控制单元构成极大挑战。因此，应根据国家标准对动力电池电压等级的 要求进行合理选取。2.综合优化配置选择针具体匹配结果，综合考虑各混合动力系统构型的生命周期本钱及工程化难度，进行 系统配置最终优选。（1）各配置生命周期本钱(15-7)生命周期本钱主要包括新增购置本钱、燃油本钱以及维修本钱。其中，新增购置本钱主 要是指混合动力电动汽车与传统动力汽车的配置差异所带来的本钱，而燃油本钱那么描述了混 合动力电动汽车工作过程中的燃油和电能使用本钱，具体计算如式（15-7）所示。Cback - Cgz + C
8、ry + wx式中式中Gack 一生命周期本钱；CgZ 购置本钱;Qy 一燃油本钱；Gx 一维修本钱。1）各配置购置本钱对各构型的购置本钱进行预估，电机系统主要包括电机和控制器两局部，其本钱函数是 基于批量化生产条件得到的式15-8。motor C + dPgpea（ 15 8 ）式中C、d一拟合函数，是由电机及其控制器的价格与功率关系得到的;/mpeak 一电机峰值功率（kW）；motor 一电机本钱。动力电池及其他部件可参考市场或经验进行估价。2）各配置燃油本钱各构型的燃油本钱可表示为15-9。% = Day 嚷尸。+ EbatPrele （15-9） ，lQ0Prfuei式中的y公交客车
9、年均行驶天数（去除维修保养天数）；L 一每日行驶里程（km）；L 一每日纯电动行驶里程（km）；f.ei 各配置百千米油耗（L/100km）；柴油价格（美元/L）；Kat 纯电动行驶所需动力蓄电池能量（kW.h）；P*le 电价（美元/kWh） O3）各配置维修本钱各构型维修本钱可根据市场调研和经验获得。4）敏感度分析全生命周期本钱受到燃油价格和购置本钱变化的影响，为更准确地预测混合动力构型的 全生命周期本钱，需要考虑上述因素的影响，进行单因素敏感度分析，主要包括燃油价格变 化影响、购置本钱变化影响和维修本钱变化影响。（2）各配置工程化难度各配置的工程化比照，可分别从综合性能、结构复杂程度、技术难度以及空间布置进行 分析。对各角度评价指标进行打分，并获得各配置的总分。总分比拟实质上反映了各配置工 程难度的比拟。