雙模式機(jī)電復(fù)合無級(jí)傳動(dòng)動(dòng)態(tài)功率控制策略研究

李忠良+龐永清

摘 要 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)動(dòng)車的動(dòng)力裝置也有了新進(jìn)展，其中就應(yīng)用了雙模式機(jī)電復(fù)合無級(jí)傳動(dòng)系統(tǒng)。利用機(jī)電功率耦合作用，可以很好地完成對(duì)動(dòng)力的傳輸，同時(shí)還可以進(jìn)行無級(jí)傳動(dòng)，但是在進(jìn)行機(jī)電功率分配時(shí)，耦合對(duì)其有很大影響，在這種情況下，要求設(shè)備對(duì)動(dòng)態(tài)功率進(jìn)行控制，就提出了很大挑戰(zhàn)。下面就對(duì)這方面的問題進(jìn)行分析，希望給有關(guān)人士一些借鑒。

關(guān)鍵詞 雙模式 機(jī)電復(fù)合 動(dòng)態(tài)功率

中圖分類號(hào)：U469.72 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1分析控制動(dòng)態(tài)功率的分配框架

雙模式EVT系統(tǒng)結(jié)構(gòu)連接方案。在該方案中，在k2輸入發(fā)動(dòng)機(jī)功率，然后會(huì)經(jīng)過功率耦合機(jī)構(gòu)，其對(duì)功率進(jìn)行匯流和分流之后，在I的模式下，和制動(dòng)器Z結(jié)合，而離合器中的C點(diǎn)會(huì)斷開，在該操作模式下，動(dòng)力會(huì)從k3輸出，將動(dòng)力傳遞到驅(qū)動(dòng)軸上。除此之外，在II模式下，也就是當(dāng)制動(dòng)器Z斷開操作，而離合器C結(jié)合操作，動(dòng)力會(huì)通過k1，然后把動(dòng)力傳遞到驅(qū)動(dòng)軸上。在上述流程中，相關(guān)人員要分析轉(zhuǎn)矩和行星排轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系，掌握其變化規(guī)律，就可以分析得出雙模式EVT的基本功率傳遞狀態(tài)，具體情況可以參考圖1進(jìn)行分析。

通過對(duì)其的量化分析后，就可以掌握輸入輸出的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩和A、B轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩二者之間的規(guī)律，為其動(dòng)態(tài)功率合理分配做好基礎(chǔ)。在不同的EVT模式中，結(jié)合實(shí)際的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速關(guān)系，然后制定科學(xué)的控制方式，與此同時(shí)，技術(shù)人員只要有效對(duì)輸入轉(zhuǎn)速和電機(jī)A、B轉(zhuǎn)矩進(jìn)行控制后，就可以確保整個(gè)系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性。

在上面的公式中，nA表示電機(jī)A運(yùn)行過程中的轉(zhuǎn)速，nB代表電機(jī)B在運(yùn)轉(zhuǎn)中的轉(zhuǎn)速，ni表示耦合機(jī)構(gòu)輸入過程中的轉(zhuǎn)速，在實(shí)際上其和發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速相等，no表示耦合機(jī)構(gòu)輸出的轉(zhuǎn)速。電機(jī)A的轉(zhuǎn)矩用TA來表示，如果數(shù)值為負(fù)值，其屬于向外發(fā)電的狀態(tài)，電機(jī)B的轉(zhuǎn)矩用TB來表示，數(shù)值是正數(shù)表示正在用電狀態(tài)。耦合機(jī)構(gòu)輸入的轉(zhuǎn)矩用Ti來表示，耦合機(jī)構(gòu)輸出轉(zhuǎn)矩用To來表示，ki是不同行星排特性的參數(shù)，i=1，2，3。

2分析雙模式機(jī)電復(fù)合無級(jí)傳動(dòng)動(dòng)態(tài)功率控制策略

2.1確定最大功率的需求

通過上述對(duì)其所在的基本框架和影響因素進(jìn)行了分析，在對(duì)動(dòng)態(tài)功率進(jìn)行控制的時(shí)候，可以采取以下策略。要根據(jù)駕駛員的操作情況，尤其在控制加速踏板的開合度上，對(duì)車輛的驅(qū)動(dòng)功率有一個(gè)基本的了解，研究人員可以將二者等效為線性關(guān)系，如果踏板的開合度達(dá)到了100%，其對(duì)應(yīng)的就是最大的需求功率，在此基礎(chǔ)上，才能對(duì)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩進(jìn)行確定，最終確定輸出轉(zhuǎn)矩To。

2.2利用發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速分配動(dòng)態(tài)功率

在發(fā)動(dòng)機(jī)上安裝了轉(zhuǎn)速傳感器，可以隨時(shí)準(zhǔn)確測(cè)得發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)時(shí)的轉(zhuǎn)速，對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速，主要是由EVT系統(tǒng)綜合控制器進(jìn)行測(cè)算分析，然后利用網(wǎng)絡(luò)傳輸給發(fā)動(dòng)機(jī)控制器。在實(shí)際操作中，可以針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速和實(shí)際轉(zhuǎn)速之間的差值，建立一個(gè)閉環(huán)控制器，能夠很好的調(diào)整電機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩，這樣就可以保證其工作的穩(wěn)定性。在該控制器中，結(jié)合得到的轉(zhuǎn)速偏差，系統(tǒng)中就會(huì)生成調(diào)節(jié)系數(shù)，該系數(shù)的變化可以很好地在系統(tǒng)控制中發(fā)揮作用，有效調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩，這樣就能很好地協(xié)調(diào)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)矩和其輸出轉(zhuǎn)矩。

2.3利用母線電壓分配動(dòng)態(tài)功率

對(duì)于EVT系統(tǒng)而言，其有一定的復(fù)雜性，在工作中功能很多，是一個(gè)多輸入多輸出系統(tǒng)，當(dāng)該系統(tǒng)正常工作時(shí)，要求在電機(jī)發(fā)電基礎(chǔ)上，有效的機(jī)械驅(qū)動(dòng)，再加上電動(dòng)深度耦合，保證其工作的正常，同時(shí)確保工作功率的平衡性。如果技術(shù)人員單方面控制，沒有整體協(xié)調(diào)控制，那么其動(dòng)態(tài)功率很難合理分配。例如單獨(dú)控制修正電池組功率，就不能再進(jìn)行系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)控制。在工作中動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度會(huì)影響發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電功率，通常其功率要比電動(dòng)功率低，在這種情況下，里面的電池組用電量增加，無論怎樣增加發(fā)電功率補(bǔ)償電池組，都不能實(shí)現(xiàn)功率的動(dòng)態(tài)平衡，結(jié)合這一現(xiàn)實(shí)情況，要對(duì)其進(jìn)行解耦控制。利用對(duì)電動(dòng)功率的有效協(xié)調(diào)，讓其在動(dòng)態(tài)發(fā)展中不同位置的構(gòu)件功率范圍在允許范圍內(nèi)，在電功率偏差穩(wěn)定在一定范圍后，就能夠利用電功率平衡控制法，對(duì)其發(fā)生的功率偏差進(jìn)行準(zhǔn)確補(bǔ)償，保證整個(gè)系統(tǒng)工作的穩(wěn)定。

3總結(jié)

通過以上的分析后得知，雙模式機(jī)電復(fù)合無級(jí)傳動(dòng)工作狀態(tài)下，其功率會(huì)發(fā)生一定的偏差，為了保證整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性，必須對(duì)其動(dòng)態(tài)功率加以控制，讓其在工作中穩(wěn)定平衡?？梢钥茖W(xué)地調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，或者合理分配母線電壓。

參考文獻(xiàn)

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