纯电动汽车动力匹配与仿真

【摘要】：由于汽车工业的快速发展,环境污染和能源短缺问题已经成为我们不得不面对和亟需解决的问题,纯电动汽车具有绿色环保,噪音小等特点,已经成为现代汽车工业发展的焦点。近年来,如何有效的开拓电动汽车的市场已成为时下研究的热点,许多国家和相关企业都在这领域投入很多。但电动汽车的关键技术未能得到很好的解决,特别是电动汽车续驶里程短和电池充电时间较长,所以在电池技术未解决之前,在电池性能处于相同条件下,如何使传动系统达到最优,从而提高车辆动力性能和续驶里程,是本文研究的重点。 本文以电动汽车动力系统为研究对象,根据最高车速、最大爬坡度、加速性能等计算出电机的峰值功率、额定功率、峰值转速和额定转速；由于电机转矩变化范围的局限性,增加了变速器装置,根据最高车速计算得到最小传动比,根据最大爬坡度计算得到最大传动比,并根据挡数计算公式得到变速器的档位数；根据最大输出功率和续驶里程计算得到电池组数目及电池组容量等参数。 基于ADVISOR软件对所设计驱动电机的工作原理及特性进行了分析建模；对动力电池的工作原理及特性进行了分析建模；基于纯电动汽车的特点建立了动力性换挡规律模型和制动能量回收控制策略模型；并对电动汽车的动力性(最高车速、最大爬坡度、加速时间)和经济性(续驶里程)进行了仿真分析。 结合实例设计了车辆传动系统的优化变量,建立了目标函数,确定了约束条件,利用Isight中的试验设计方法建立简化优化计算的近似模型,采用遗传算法对纯电动汽车传动系统主要参数进行了优化计算,结果分析表明优化后的车辆续驶里程提高了20.1%,最高车速提高了8.6%,同时加速时间与最大坡度性能指标有所下降,但优化后的车辆性能更接近设计初衷。 仿真结果表明上述参数匹配及其优化方法可行性。 【关键词】：纯电动汽车 动力传动系统 续驶里程 参数匹配 仿真优化
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U469.72
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-15
• 第一章 绪论15-18
• 1.1 课题研究的背景及意义15
• 1.2 课题研究现状15-17
• 1.3 本文研究的主要内容17-18
• 第二章 纯电动汽车传动系统参数选择与确定18-28
• 2.1 纯电动汽车动力系统的基本形式18
• 2.2 纯电动汽车整车参数和性能指标18-19
• 2.3 整车驱动系统主要部件选型19-22
• 2.3.1 驱动电机选择19-20
• 2.3.2 动力电池选择20-21
• 2.3.3 传动系选择21-22
• 2.4 整车驱动系统主要部件参数匹配设计22-27
• 2.4.1 驱动电机匹配设计22-23
• 2.4.2 传动系速比匹配设计23-25
• 2.4.3 动力电池参数匹配设计25-27
• 2.5 本章小结27-28
• 第三章 纯电动汽车整车系统模型的建立28-42
• 3.1 ADVISOR软件的介绍28
• 3.2 驱动电机模型28-29
• 3.3 动力电池模型29-31
• 3.4 主减速器的仿真模型31-32
• 3.5 传动系统建模研究32-34
• 3.5.1 动力性换挡策略32-34
• 3.5.2 经济性换挡规律34
• 3.6 控制策略设计与建模34-41
• 3.6.1 驱动控制策略的设计35
• 3.6.2 制动过程的再生能量分析35
• 3.6.3 制动过程分析35-36
• 3.6.4 再生制动控制策略设计36-40
• 3.6.5 再生制动控制策略建模40-41
• 3.7 纯电动汽车整车系统建模41
• 3.8 本章小结41-42
• 第四章 纯电动汽车整车性能仿真计算42-47
• 4.1 动力性能模拟计算42-44
• 4.2 经济性能模拟计算44-46
• 4.3 本章小结46-47
• 第五章 纯电动汽车动力系统参数多目标优化47-68
• 5.1 多目标优化研究现状47-48
• 5.2 遗传算法的介绍48-51
• 5.2.1 遗传算法的特点48-49
• 5.2.2 遗传算法的构建49-51
• 5.3 Isight软件概述51-53
• 5.4 近似模型的建立53-61
• 5.4.1 近似模型建立的流程53-54
• 5.4.2 设计变量和响应函数的选择54-55
• 5.4.3 样本数据的采集55-58
• 5.4.4 近似模型的构建方法58-60
• 5.4.5 近似模型的构建60-61
• 5.4.6 近似模型优化系统设计61
• 5.5 纯电动汽车传动系参数的优化61-64
• 5.5.1 优化变量的选取61
• 5.5.2 目标函数的确定61
• 5.5.3 约束条件的建立61-62
• 5.5.4 Isight优化器设置62-64
• 5.6 优化结果分析64-67
• 5.7 本章小结67-68
• 第六章 总结与展望68-70
• 6.1 全文总结68
• 6.2 论文创新点68-69
• 6.3 展望69-70
• 参考文献70-73
• 攻读学位期间主要的研究成果73

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