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【摘要】低速插电式混合动力汽车，是电力汽车发展过程中出现的一种低能耗、低排放量的新型汽车。这种系统兼具着传统的纯电动汽车以及燃油汽车系统的优点。通过对动力传动系统结构的分析，从不同路况选择相异的匹配方式进行系统能量的比较。得出满足不同工况下条件下，提高燃油效率以及其排放量的最佳匹配参数。
【关键词】插电式混合动力汽车；驱动电机选型；动力系统仿真设计
当前世界面临着能源危机及环境污染，对于内燃机汽车提出了一定的限制，在不断提高内燃机排放等各方面要求的同时，发展新能源汽车成为又一趋势，市场上的新能源汽车大致包括三个部分纯电动汽车（EV）、混合电动汽车（HEV）以及插电式混合动力汽车（PHEV）。然而，相比较之下插电式混合动力汽车不仅满足提高燃油经济性及排放要求，而且降低了汽车运行的成本。因此，对于插电式混合动力汽车传动系参数匹配变的尤为重要。
对于插电式混合动力汽车传动参数的匹配，主要考虑到发动机的工作效率以及驱动电机选择二个方面。本文将选择一款插电式串联混合动力汽车，首先利用软件建立此款汽车的整车模型，另外在不同的道路工况下选择相异的匹配方式比较各种方式下的能量图，得到满足不同工况下能提高燃油效率及排放性的最佳参数匹配方案。
一、插电式混动动力汽车的整车参数及模型
（一）动力传动系统结构
串联式混合动力电动汽车是由驱动电机驱动，主要包括发动机、二个电动马达以及蓄电池等部件。其中，电动马达一个作为驱动电机，而另一个是由发动机直接与其相连接，作为发电机为驱动电机提供能量或与蓄电池能量混合后为驱动电机提供能量。
（二）整车参数
从表1中列出了所选目标车型的整车参数以及表2性能指标。通过汽车在所选工况中的最高车速和最大爬坡度，确定汽车驱动电机的选型。因为发动机没有直接驱动车轮，因此根据所选的道路工况，可以使发动机较大部分时间工作在高效区。
（三）道路工况模型
道路工况反映了某时间段内的道路交通情况。对于不同的工况，要满足目标性能会对于驱动力的要求较为苛刻。因此，对于循环工况的行驶特点来准确评估混合动力汽车的燃油经济性、排放性以及各个部件的匹配、优化是重要的依据。循环工况包括加速、减速、均速、怠速四种行驶工况，在图2中选取城市道路循环工况作为本文的道路工况模型。
插电式混合电动汽车在特定工况下动力系统的选型与匹配
混合动力电动汽车的动力系统包括发动机及驱动电机两个部分，而驱动汽车在各种工况下行驶，首先要满足汽车基本的行驶要求，即驱动力不小于行驶阻力之和，其次，要使汽车在运行过程中做到环保、经济等要求。满足以上两方面，对于汽车动力传动系统的参数匹配、选型尤为重要。
（五）发电机选型
发电机主要方面是由发动机驱动产生能量用于汽车行驶及附件设备，另一方面是作为电动马达启动发动机。对于发电机的选择主要考虑其产生能量方面。由图5至图10对比中可以发现，驱动电机能量需求主要集中在图2 ，从图7中大致可以看出需求功率为12kw，当加速爬坡时由图11可以看出其最大功率不超过40kw，另外考虑到附件设备功率消耗大约占整车驱动功率消耗的15%，所要求的输出功率在13.8kw -46kw之间。汽车在加速或爬坡时，选择70Ah的动力电池，可以提供至少25kw的功率，因此选择发电机功率在30kw即可满足目标性能内的任意工况。
（六）发动机选型
串联式混合电动汽车发动机不需要直接驱动车轮，因此可以设定发动机绝大部分时间工作在高效区提高排放性、燃油经济性。选择发动机时主要考虑发电机需求功率及附件消耗功率，发动机的转换效率设置为85%，因此很容易得到发动机的功率可以选择为35kw。针对所需发动机的要求，根据仿真模拟选择出一款发动机，图12为发动机热效率图，由图可以看出发动机5000rpm-6300rpm时，发动机工作在高效区，且发动机输出功率保持在35kw左右，完全满足发电机与发动机配合，实现了高效匹配。
总结
本文通过对道路循环工况（UDDS）不同时速对系统功率要求的计算，运用Autonomie软件进行建模分析，从汽车爬坡、加速、匀速的三个状态最低要求功率进行计算，根据参数要求，选取了最佳的驱动电机、动力电池组、发电机、以及发电机配件。并通过验证，所选取的配件参数，满足仿真设计要求。为以后我国电力汽车业的发展提供了参考依据。
参考文献
[1]吴为理. 插电式混合动力汽车动力耦合系统设计及应用研究[D].华南理工大学，2012.
[2]于瀛霄. 插电式混合动力汽车动力总成参数匹配及控制策略研究[D].辽宁工业大学，2014.
[3]徐峰. 插电式混合动力汽车开发研究[D].吉林大学，2013.
[4]张冰战. 插电式混合动力电动汽车能量管理策略研究[D].合肥工业大学，2011.
[5]孔令涛. 混合动力汽车传动系统模型化及优化控制[D].大连海事大学，2007.
[6]罗礼培，黄春春，王涛，刘聚良，林松桂. 新政驱动插电式混合动力汽车开拓未来[J]. 汽车工程师，2014，12：18-20.
【关键词】插电式混合动力汽车；驱动电机选型；动力系统仿真设计
当前世界面临着能源危机及环境污染，对于内燃机汽车提出了一定的限制，在不断提高内燃机排放等各方面要求的同时，发展新能源汽车成为又一趋势，市场上的新能源汽车大致包括三个部分纯电动汽车（EV）、混合电动汽车（HEV）以及插电式混合动力汽车（PHEV）。然而，相比较之下插电式混合动力汽车不仅满足提高燃油经济性及排放要求，而且降低了汽车运行的成本。因此，对于插电式混合动力汽车传动系参数匹配变的尤为重要。
对于插电式混合动力汽车传动参数的匹配，主要考虑到发动机的工作效率以及驱动电机选择二个方面。本文将选择一款插电式串联混合动力汽车，首先利用软件建立此款汽车的整车模型，另外在不同的道路工况下选择相异的匹配方式比较各种方式下的能量图，得到满足不同工况下能提高燃油效率及排放性的最佳参数匹配方案。
一、插电式混动动力汽车的整车参数及模型
（一）动力传动系统结构
串联式混合动力电动汽车是由驱动电机驱动，主要包括发动机、二个电动马达以及蓄电池等部件。其中，电动马达一个作为驱动电机，而另一个是由发动机直接与其相连接，作为发电机为驱动电机提供能量或与蓄电池能量混合后为驱动电机提供能量。
（二）整车参数
从表1中列出了所选目标车型的整车参数以及表2性能指标。通过汽车在所选工况中的最高车速和最大爬坡度，确定汽车驱动电机的选型。因为发动机没有直接驱动车轮，因此根据所选的道路工况，可以使发动机较大部分时间工作在高效区。
（三）道路工况模型
道路工况反映了某时间段内的道路交通情况。对于不同的工况，要满足目标性能会对于驱动力的要求较为苛刻。因此，对于循环工况的行驶特点来准确评估混合动力汽车的燃油经济性、排放性以及各个部件的匹配、优化是重要的依据。循环工况包括加速、减速、均速、怠速四种行驶工况，在图2中选取城市道路循环工况作为本文的道路工况模型。
插电式混合电动汽车在特定工况下动力系统的选型与匹配
混合动力电动汽车的动力系统包括发动机及驱动电机两个部分，而驱动汽车在各种工况下行驶，首先要满足汽车基本的行驶要求，即驱动力不小于行驶阻力之和，其次，要使汽车在运行过程中做到环保、经济等要求。满足以上两方面，对于汽车动力传动系统的参数匹配、选型尤为重要。
（五）发电机选型
发电机主要方面是由发动机驱动产生能量用于汽车行驶及附件设备，另一方面是作为电动马达启动发动机。对于发电机的选择主要考虑其产生能量方面。由图5至图10对比中可以发现，驱动电机能量需求主要集中在图2 ，从图7中大致可以看出需求功率为12kw，当加速爬坡时由图11可以看出其最大功率不超过40kw，另外考虑到附件设备功率消耗大约占整车驱动功率消耗的15%，所要求的输出功率在13.8kw -46kw之间。汽车在加速或爬坡时，选择70Ah的动力电池，可以提供至少25kw的功率，因此选择发电机功率在30kw即可满足目标性能内的任意工况。
（六）发动机选型
串联式混合电动汽车发动机不需要直接驱动车轮，因此可以设定发动机绝大部分时间工作在高效区提高排放性、燃油经济性。选择发动机时主要考虑发电机需求功率及附件消耗功率，发动机的转换效率设置为85%，因此很容易得到发动机的功率可以选择为35kw。针对所需发动机的要求，根据仿真模拟选择出一款发动机，图12为发动机热效率图，由图可以看出发动机5000rpm-6300rpm时，发动机工作在高效区，且发动机输出功率保持在35kw左右，完全满足发电机与发动机配合，实现了高效匹配。
总结
本文通过对道路循环工况（UDDS）不同时速对系统功率要求的计算，运用Autonomie软件进行建模分析，从汽车爬坡、加速、匀速的三个状态最低要求功率进行计算，根据参数要求，选取了最佳的驱动电机、动力电池组、发电机、以及发电机配件。并通过验证，所选取的配件参数，满足仿真设计要求。为以后我国电力汽车业的发展提供了参考依据。
参考文献
[1]吴为理. 插电式混合动力汽车动力耦合系统设计及应用研究[D].华南理工大学，2012.
[2]于瀛霄. 插电式混合动力汽车动力总成参数匹配及控制策略研究[D].辽宁工业大学，2014.
[3]徐峰. 插电式混合动力汽车开发研究[D].吉林大学，2013.
[4]张冰战. 插电式混合动力电动汽车能量管理策略研究[D].合肥工业大学，2011.
[5]孔令涛. 混合动力汽车传动系统模型化及优化控制[D].大连海事大学，2007.
[6]罗礼培，黄春春，王涛，刘聚良，林松桂. 新政驱动插电式混合动力汽车开拓未来[J]. 汽车工程师，2014，12：18-20.