基于DSP插电式混合动力汽车驱动系统的设计(3)
1.2 国内外插电式混合动力汽车发展的概况
1.3 主要研究内容和技术方案
通过以上分析，发现插电式混合动力汽车具有很好的发展前景，也是向最终的清洁能源汽车过渡的最佳方案之一。本文通过查阅插电式混合动力汽车相关文献，从分析比较混合动力系统的各种结构入手，比较各种形式混合动力系统的优缺点以及适合的控制策略，研究设计基于DSP TM S320LF2407a 的插电式混合动力汽车驱动控制系统。以燃油经济性和延长电池寿命为指标，综合运用已学过的如自动控制理论、电力电子技术、半导体变流技术、电机拖动和计算机网络等课程中的知识，对其动力系统中如电动机参数、电参数等主要参数进行选型和参数匹配，然后提出了一种基于DSPTMS320LF2407a的混合的动力汽车驱动系统设计方案，并详细介绍了驱动系统的硬件电路设计方案。使得设计方案在满足整车动力性能的基础上，提高整车燃油经济性。
2 插电式混合动力汽车基本知识
2.1插电式混合动力汽车简介
插电式混合动力汽车(Plug-in Hybrid Electric Vehicle)，简称PHEV，是一种可外接充电的新型混合动力汽车，即可以使用电力网对动力电池进行充电。PHEV是在传统混合动力汽车基础上派生而来，并兼有传统混合动力汽车与纯电动汽车的基本功能特征。
一般而言，混合动力汽车分为三种，这三种是纯电动车（BEV）、混合动力车（HEV）和插电式混合动力汽车（PHEV），插电式混合动力汽车简单说就是介于电动车与燃油车两者之间的一种车。他既有传统汽车的发动机、变速箱、传动系统、油路、油箱，也有电动车的电池、电机、控制电路。而且电池容量比较大，有充电接口。
在PHEV中，电动机大多是主要的动力输出，因此其对电动机的性能要求较高，并需要大容量的电池来为电动机提供足够的电力。电机驱动系统需要具有较大的起动转矩、较好的动态与稳态性能以及高效率。[4]PHEV主要以电为动力来源，传统的发动机只作为辅助动力，在电池能量消耗完时才启用。在车辆滑行状态或者在城内行驶，时速低于40公里时，车辆完全以电动驱动。但在加速或者爬坡的行驶状态下，车辆会自动启动内燃机引擎辅助马达，提供充足的能量以文持车辆动力。刹车时，马达会自动将摩擦的热能转换成电力存储在电池中。
2.2 插电式混合动力汽车驱动系统结构特点
PHEV动力系统主要可分为并联式、串联式和混联式三种结构，其结构主要特点与传统HEV类似。但是PHEV用发动机功率比HEV的小，电机和电池功率比HEV的大，电池可通过电力网进行充电。
2.2.1 并联式插电混动汽车
并联式PHEV内有两套驱动系统，大多是在传统燃油车的基础上增加电动机、电池、电控而成，电动机与发动机共同驱动车轮。车内只有一台电机，驱动车轮的时候充当电动机，不驱动车轮给电池充电的时候充当发电机。可实现纯电动行驶，又可实现内燃机驱动行驶，在功率需求较大时还可以实现全混合动力行驶，在停车状态下可进行外接充电。[5]当汽车加速爬坡时，电动机和发动机能够同时向传动机构提供动力，一旦汽车车速达到巡航速度，汽车将仅仅依靠发动机文持该速度。电动机调整为发电机模式作发电机使用，用以把发动机提供的多余功率储存于电池组中。
此系统的优点在于：发动机可以怠速熄火、提高发动机起动时的燃油效率及降低损耗、使用再生制动系统回收电能。电动机能与发动机一起运作，可以在需要时加大马力。由于主要动力来源依旧是发动机，此类设计保留了发动机在高转速时较省燃料的特性，有利在高速公路行走。综合而言，相对于同动力的纯发动机车，补助型混合动力系统的燃料消耗与碳排量较低。由于此设计所使用的电池及电动机的容量及功率都较小，重量也较轻而减低了额外负载；另外，此设计并不需要大幅更动纯发动机车辆的动力系统，因此设计变更的成本也较低。