新型纯电动汽车双电机动力系统研究

【摘要】：本文根据纯电动汽车对动力系统的要求，为克服单电机动力系统不能同时满足整车加速性和最高车速要求的局限性，提出了基于双排行星齿轮变速机构的双电机动力系统方案。 文中在分析单排和双排行星齿轮变速机构结构和原理的基础上，使用等效杠杆模型来分析行星齿轮变速机构的转速和扭矩特性，推导该方案的运动学和动力学方程，分析该双电机动力系统各种可能的运行模式，论证其制动能量回收的可行性。 本文还就其关键动力部件电机和电池进行选型，并提出设计的动力性能指标，进行动力系统参数匹配。比较本方案中双电机动力系统的各种运行模式，从中选定整车低速运行模式和中高速运行模式，并进行整车扭矩控制策略的设计，建立该双电机动力系统各个主要部件的模型，在Matlab/Simulink软件平台上进行仿真。 文中还介绍了作者所参加的V模式控制系统开发流程和搭建的双电机动力总成台架，并通过采用MotoHawk快速原型平台和CAN总线开发工具CANoe进行双电机动力总成台架试验得到相关的试验数据，最后分析、验证所提出控制策略的准确性和可靠性。 【关键词】：双排行星齿轮机构 双电机动力系统 参数匹配 扭矩控制策略 Matlab/Simulink仿真 MotoHawk快速原型
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U469.72
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 图表清单9-11
• 注释表11-12
• 缩略词12-13
• 第一章 绪论13-22
• 1.1 课题研究背景13-16
• 1.1.1 纯电动汽车的背景13-14
• 1.1.2 纯电动汽车的意义14-15
• 1.1.3 纯电动汽车对动力系统的要求15
• 1.1.4 单电机动力系统的局限性15-16
• 1.1.5 双电机动力系统的优势16
• 1.2 国内外研究现状16-21
• 1.2.1 国外双电机动力系统研究现状16-19
• 1.2.2 国内双电机动力系统研究现状19-21
• 1.3 本文的主要研究工作21-22
• 第二章 结构设计及原理分析22-33
• 2.1 双排行星齿轮变速机构设计22-25
• 2.1.1 单排行星齿轮机构22-23
• 2.1.2 双排行星齿轮机构23-25
• 2.2 双电机动力系统方案设计25-26
• 2.3 数学方程分析26-28
• 2.3.1 运动学方程26-27
• 2.3.2 动力学方程27
• 2.3.3 功率平衡方程27-28
• 2.4 运行模式分析28-32
• 2.4.1 驱动模式分析28-30
• 2.4.2 制动模式分析30-32
• 2.5 本章小结32-33
• 第三章 动力部件选型及参数匹配33-44
• 3.1 动力系统布置形式33-35
• 3.2 关键动力部件选型35-37
• 3.2.1 电机的选型35-36
• 3.2.2 电池的选型36-37
• 3.3 动力性能指标设计37-38
• 3.4 动力系统参数匹配38-43
• 3.4.1 功率计算38-39
• 3.4.2 传动比计算39
• 3.4.3 电机能力计算39-40
• 3.4.4 电池能力计算40-41
• 3.4.5 制动器能力计算41-43
• 3.4.6 参数匹配小结43
• 3.5 本章小结43-44
• 第四章 动力系统建模及仿真44-66
• 4.1 运行模式比较44-45
• 4.1.1 整车低速运行模式44-45
• 4.1.2 整车中高速运行模式45
• 4.2 扭矩控制策略设计45-54
• 4.2.1 整车车速定义45-46
• 4.2.2 整车运行状态定义46
• 4.2.3 整车需求扭矩定义46-50
• 4.2.4 制动器 B1扭矩定义50-52
• 4.2.5 扭矩控制策略52-54
• 4.3 动力系统建模54-63
• 4.3.1 双行星排模型54-56
• 4.3.2 电机扭矩模型56-62
• 4.3.3 电池功率模型62-63
• 4.4 Matlab/Simulink 仿真63-65
• 4.5 本章小结65-66
• 第五章 Motohawk 快速原型试验66-77
• 5.1 V 模式控制系统开发流程66-67
• 5.1.1 传统开发流程66
• 5.1.2 V 模式开发流程66-67
• 5.2 双电机动力总成台架搭建67-69
• 5.3 MotoHawk 快速原型试验69-70
• 5.4 CANoe 数据采集70-72
• 5.4.1 CAN 网络分析70-71
• 5.4.2 CANoe 数据采集71-72
• 5.5 试验条件与数据分析72-76
• 5.6 本章小结76-77
• 第六章 总结与展望77-79
• 6.1 全文总结77
• 6.2 展望77-79
• 参考文献79-83
• 致谢83-84
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文84

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