[发明专利]一种输入分配式混合动力系统行星排特征参数的匹配方法

说明书

本发明提供一种输入分配式混合动力汽车行星排特征参数的匹配方法，旨在解决行星式混合动力系统的行星排系数匹配问题。包括如下步骤：对行星排系数的可选范围进行离散；计算循环工况下三个动力源包括发动机、发电机MG1、驱动电机MG2工作点；根据发动机的万有特性数据、MG1、MG2的效率特性数据、以循环工况下三个动力源的工作点作为输入，计算三个动力源的效率，进而计算各时刻系统的总效率；计算循环工况下各时刻系统总效率的总和，总和最大项所对应的行星排系数值即为匹配的目标值。本发明的匹配方法简单有效，可以在产品开发前期快速地确定决定系统效率特性的行星排特征参数，保证各动力源的性能充分发挥，保证混动系统节油潜力的充分发挥。

技术领域

本发明属于汽车动力系统领域，具体的说涉及行星式混合动力系统行星排系数匹配方法。

背景技术

为解决能源与环境危机，混合动力汽车已成为世界汽车工业研究的热点。在混合动力系统构型中，使用行星齿轮机构作为功率分流装置的混联式混合动力系统可以分为输入分配式、输出分配式、复合分配式等，其中输入分配式系统由于优异的节油效果、相对简单的结构、相对简单的控制算法等优点，最为广泛应用，其代表车型丰田普锐斯全球销量已经超过400万。由于输入分配式混合动力系统优异的性能，在汽车逐渐电动化的潮流下，输入分配式行星混动系统成为了最受青睐的开发目标，然而，如果不能选择合理的部件参数，尤其是决定系统功率分流特性的行星排特征参数，将难以充分发挥输入分配式行星混动系统的节油优势，达不到较好的节油效果，可以说，行星排特征系数是决定系统性能尤其是节油能力的一个最重要的参数之一。合理地选择行星排机构的特征参数对于开发输入分配式行星混动系统至关重要，基于此，本专利针对输入分配式行星混合动力系统提出一种行星排特征参数的匹配方法。

现有的一些混合动力系统参数匹配专利多是针对混动系统的动力源参数包括发动机、电机、电池等参数进行匹配，如中国专利公布号CN104827881A，公布日2015-08-12，该发明提出一种双模混合动力汽车双电机参数的匹配方法，可以保证在参数匹配过程中，既确保整车动力性能，又能确保整车燃油经济性；中国专利公布号CN108466544A，公布日2018-08-31，该发明提供一种双模功率分流式混合动力系统的参数匹配方法，对发动机、电机、电池进行选型设计。然而，对于目前应用最为广泛的输入分配式混合动力系统的关键参数---行星排特征参数，还没有一个充分考虑动力性与经济性要求的快速、有效的设计方法；此外，当前的参数匹配设计多以动力源需求为目标，鲜有对行星排特征参数仔细考虑，这将导致部件的性能不能充分发挥，系统节油能力不足等缺点。

发明内容

本发明针对输入分配行星式混合动力系统的行星排特征参数提出一种完备可行的参数匹配方法，该方法综合考虑不同行星排特征参数对各个动力源工作点及效率的影响，快速选择出最佳的行星排特征参数，在产品开发前期快速地确定决定系统效率特性的行星排特征参数，保证各动力源的性能充分发挥，保证整车经济性的大幅提升。

为实现上述目的，本发明通过如下的技术方案来实现：离散行星排特征参数，计算不同行星排特征参数对应的循环工况下三个动力源的工作点、计算不同行星排特征参数对应的循环工况下发动机热效率、MG1效率、MG2效率，计算不同行星排特征参数对应的循环工况下系统效率之和，选取最大系统效率之和对应的行星排特征参数作为匹配结果，具体步骤如下：

步骤一：离散行星排特征参数

根据行星齿轮机构的同心条件、安装条件、临界条件确定行星排特征参数的可选范围，并离散相应个数；

步骤二：针对不同行星排系数计算循环工况下三个动力源的工作点与效率

在确定发动机与电机的基本型号之后，对于发动机可获得其万有特性数据，对于电机可获得其效率特性数据。则基于发动机最优曲线策略确定循环工况下三个动力源的转矩与转速。在循环工况下，整车驱动功率如公式(1)：