电磁耦合式混合动力电动车辆动力合成箱测控平台

　　应用领域:

　　混合动力电动汽车试验室应用

　　挑战:

　　基于PXI设备和LabVIEW高效整合混合动力电动汽车试验室动力合成箱、电机试验台架，动力电池测试设备等资源，优化各平台功能，具有良好的可移植性和可扩展性。为虚拟仪器构架下车辆产品研发试验室改造提供解决方案。

　　使用的NI产品：

　　软件：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机箱，PXI-8106，PXI-8464，PXI-8430，PXI-6225，PXI-5422，PXI-7833R

　　应用方案：

　　1.研究对象介绍
　　1.1 系统结构

　　基于电磁耦合技术的混合动力合成箱方案如图1 所示，它改变了传统汽车的机械离合器和手动变速箱，增加了双电机、单行星排、动力伺服装置、泵升单元和动力电池。强混合技术方案一般为混联式，其主要优点是发动机一直运行在最佳经济运行线上而不受轮边负荷约束。

　　1.2 功能原理
　　1.2.1 发电机

　　图1中汽油机的曲轴输出端与发电机的外转子相连，汽油机直接驱动发电机，输出转矩通过发电机进行电功率分流。发电机使汽油机转速独立于和主减速器相连的输出轴转速，转速差为发电机目标转速(转速控制)。发电机在四象限力矩伺服系统的控制下，将伺服转矩与其内外转子的转速差对应的功率以电能的形式馈入高压母线。伺服转矩与发电机内转子转速对应的功率仍然以机械功率的形式输出，即实现“动能透过”。通过对动能透过式发电机的控制，使整个动力系统的传动比实现无级变化，即EMCVT功能。

　　1.2.2 电动机

　　电动机的转子与单排行星机构的太阳轮相连，行星排的行星轮与外电机壳体固定，发电机的转矩经过行星机构变化之后通过齿圈和电动机的输出转矩进行耦合，再通过主减速器输出至车轮。行星排构成的行星机构的齿轮参数根据方案的需求进行确定。电动机使发动机转矩独立于输出轴转矩，转矩差为电动机目标转矩(转矩控制)。

　　1.2.3 泵升单元

　　双母线和泵升单元的作用是提高双电机的工作电压。整个系统中，发电机和电动机分别起到调速、调转矩功能，使汽油机运行点完全独立于轮边负荷且保持于经济环保高效区，同时起到电磁离合器和无级变速的作用。　　

 

　　2.试验平台
　　2.1动力总成台架
　　2.1.1 驱动电机

　　驱动电机为110kW的二极交流变频电机，50Hz时的同步转速为3000r/min，额定转矩为350N·m;最高达到6000r/min(100Hz，50～100Hz为恒功率调速)。

　　2.1.2 负载电机

　　负载电机为75kW的十极交流变频电机，50Hz时的同步转速为750r/min，额定转矩为1193N·m，最高达到2000r/min(166Hz，50～166Hz为恒功率调速)。