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混合驱动装置仿真

应用领域

在混合电动车辆中 (HEV),传统的内燃机在一个推进系统中配有多个电动机。推进控制装置的硬件在环测试系统对内燃机、电动机及变速箱进行组合仿真,以此表示混合驱动纵向动力学。

所有的扭矩(每个驱动装置对应一个扭矩)均由电子控制单元的信号计算出,随后通过一个变速箱模型进行耦合,形成单个驱动扭矩。这种回路形式的耦合优点是子模型可在单独的处理器板上进行计算,所以每个电子控制单元都能单独达到实时状态。

重要方面

电动机只需数毫秒便能达到最大扭矩的 90%,因此需要很高的采样率。所以,电动机器所用典型的电子控制单元循环时间约为 60-200 us。这需要在不到 60 us 左右的时间内为电动机器模型精确地采集数据及运转时间。

dSPACE 解决方案

一个 dSPACE 处理器板对电动机及其相关 I/O 信号的仿真处理时间通常少于 15 us。这种高速处理通过与快速 I/O 计算组件(比如为该应用而经过优化的 dSPACE DS5202 EMH 解决方案)配合来实现。电动机转角与所需电流取决于电动机的类型,并通过 DS5202 EMH 解决方案反馈回电子控制单元。不同于内燃机所用仿真器,电动机仿真器不是从实际接头获取电子装置的驱动信号。相反,控制回路通过电力电子装置的控制信号直接闭合。这样避免了以高采样率运行整个实时模型,同时减少了计算量。

利用 dSPACE HIL 仿真器,可以设置不同的混合动力传动系配置,比如:

  • 微混合动力(起动器/发电机)
  • 中度混合动力
  • 强混合动力

以及

  • 并联混合动力
  • 串联混合动力
  • 功率分流混合动力

成功案例