基于AMESim的液压混合动力系统缓速性能仿真分析

　　液压混合动力技术即是利用液压蓄能器功率密度大和液压二次调节元件的优点，构建了以液压蓄能器和泵-马达为核心的能量再生技术，也称液压混合动力系统。液压混合动力系统有串联式和并联式两种典型的结构，通过制动能量再生和优化发动机工作区间来改善车辆燃油经济性。串联式系统主要应用于轻、中型车，如中型军用车、包裹递送车和轻型汽车，城市工况下节油率50%以上；并联式系统主要应用于中、重型车，如重型军用车、垃圾车和公交车，工作中需要频繁起停，平均节油率为25%。目前国内主要是采用并联式混合动力系统[1]。

　　液压混合动力系统的液压元件参数和液压系统参数匹配是影响其缓速制动性的重要因素，目前这些参数对缓速性能影响的关系还不清楚，制约了液压混合动力系统的发展，因此，建立符合实际系统特性、能够模拟实际工况下车辆运行的模型非常重要。本文在上海神舟汽车设计开发有限公司的并联式液压混合动力样车基础上，基于汽车驱动力-行驶阻力平衡方程式建立的数学模型上，利用先进的AMESim软件对该系统进行建模仿真，为以后的系统参数匹配提供依据。

　　1 并联液压混合动力客车模型

　　1.1 并联液压混合动力客车结构

　　液压混合动力系统有串联式和并联式两种。串联式的液压混合动力系统更便于发动机管理，具有更高的燃油经济性，但技术非常复杂，可靠性不高。并联的结构和技术相对简单，液压系统更是与原车传动系统相互独立，这样原车的传动系统可以不做任何改动，因此非常适用于新车加装和旧车改造，可靠性较强。

　　本文是基于PHHV为研究对象。并联液压混合动力系统由动力混合变速器（混动箱）[2]、泵-马达、液压蓄能器、插装控制阀及可编程控制器（PLC）等部分组成（图1）。

　　1.2 车辆动力学数学模型

　　对于液压混合动力汽车，其起步与制动是一对可逆的过程，在研究液压系统的缓速性能之前，首先要建立汽车动力学模型。

　　由汽车驱动力-行驶阻力平衡方程[3]得

                                      （1）

　　式中：Ft为驱动力；Ff为滚动阻力；Fw为风阻； Fi为加速阻力。

      （2）

　　式中：Tr为液压泵输入转矩；ηt为泵轴到车轮的传动效率；f为道路滚动阻力系数；ua为车辆瞬时速度；δ为转动惯量系数；i0为主减速比；i1为副箱速比。

　　由式（2）可变换为