摘要：基于并联混合动力汽车（phev），研究开发了应用于城市工况条件下的感应电机系统。结合整车的控制需求，详细的分析说明了感应电机系统的性能特点及其功能，同时结合具体行驶工况，分析了不同参数匹配的感应电机系统对phev整车性能的影响。利用matlab/simulink对phev系统进行了仿真分析，并进行了样车的道路试验研究，仿真与试验结果表明该系统具有较好的性能，能够满足phev的整车控制要求。

关键词：phev；感应电机；燃油经济性；行驶工况；仿真；道路试验

中图分类号：u469.72; tm343    文献标志码：a    文章编号：1001-6848( 2010)05-0001-05

    电机及其控制系统是混合动力汽车( hev)中的主要组成部分。在现有的能源技术还不足以为电动汽车提供足够的行驶里程的情况下，高性能的电机系统是混合动力汽车商品化的关键。因此，各汽车制造厂家及科研机构在努力开发高效蓄电池的同时，也在大力研究适应各种不同类型电动汽车的高性能的车用电机系统。感应电机因其具有成本低、可靠性高、免维护及控制技术相对成熟等特性，成为电动汽车领域里应用广泛的一种电机。

    对于phev而言，电驱动系统是其关键的动力总成部分，根据对其运行状态的分析，当phev似纯电动、联合驱动、再生制动和发动机驱动并发电的工作模式运行时，电驱动系统效率的高低将决定混合动力驱动系统对能量的利用效率，进而将影响整车的经济性能。因此，为了提高整车的经济性能，电驱动系统的工作点也尽可能的在其高效区域内[3-6]。凶此，电机系统的方案直接决定了phev的整车性能，为了更好的实现各种工作模式并提高整车的性能，不仅要求电机系统具有尽可能宽广的高效率区，而要求系统具有调速范围宽以及良好的转矩、转速动态特性。研究开发高性能的phev用感应电机系统，对进一步提高动力性和经济性极为熏要，也是提高整车性能的关键技术之一。

    本文从提高phev整车性能出发，提出了phev对电机系统的性能要求。并结合具体行驶情况，分析了不同参数匹配的电机系统对整车性能的影响。最后对phev进行了性能仿真与道路实验研究，结果表明该系统具有较好的性能。

  phev采用双轴并联结构型式，它的主要特点是发动机（包括离合器）与电机通过动力合成装置连接在一起，驱动力通过自动变速箱、传动轴到后桥，最终驱动车辆。本文研究的phev动力总成的结构如图1所示。

    电机系统在phev的各种运行状态下，有着不同的要求以实现整车的各种工作模式（电起机模式、电驱动模式、发动机单独驱动模式、混合驱动模式、再生制动模式）。因此，phev对电机系统有着以下的要求：

    ①在低速（恒转矩）运行具有较大转矩，以满足起动、爬坡等要求，在恒功率区，具有高的转速以满足汽车能够高速行驶；

    ②宽调速范围和宽转矩变化范围，有尽可能宽的高效率区域，以提高整车的能量利用率；

    ③能够实现能量再生回馈，瞬时功率大，有一定的过载能力，加速性能好；

    ④动态品质好、转矩控制灵活容易且稳定、响应快，以适应路面变化和频繁刹车，可靠性高；

    ⑤由于双轴并联结构增加了动力合成装置和电机总成，使变速箱输入轴转动惯量加4倍，所需换档力相应增加。因此，电机系统还需配合整车完成主动同步换档。

    phev用电机参数的确定，直接关系到整车性能，这也是研制设计phev的必要环节。确定电机参数的方法为：首先根据整车动力性能指标确定电机的性能要求，然后结合具体行驶工况来对其进行修正。使得电机的实际工作点尽可能在高效区内，以提高能量的利用效率。通常用于phev的电机外特性为：在额定转速以下，以恒转矩模式运行，在额定转速以上，以恒功率模式运行。电机的额定与峰值参数包括电机的转速、转矩和功率，它们与phev的