纯电动汽车动力系统参数匹配与优化

【摘要】：当前由于石油资源的匮乏,传统汽车尾气排放对于大气的污染以及人类身体健康的危害,电动汽车成为了各个公司研究的主要对象,而电动汽车的续驶里程是制约电动汽车发展的重要因素,其中,动力参数的匹配与优化成为了开发高指标电动汽车的主要研究课题。 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的排列方式。 基于CRUISE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；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(每一百Km的耗电量)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与CRUISE联合仿真建立模型并进行优化计算,结果分析表明优化后的车辆经济性能提高了8.34%,最高车速提高了17%,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 参数匹配 再生制动 ISIGHT 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】：2013
【分类号】：U469.72
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-7
• 致谢7-12
• 第一章 绪论12-16
• 1.1 课题研究的背景及意义12
• 1.2 课题研究现状12-14
• 1.3 本文研究的主要内容14-16
• 第二章 纯电动汽车的动力系统参数匹配与设计16-24
• 2.1 纯电动汽车动力系统的基本形式16
• 2.2 纯电动汽车动力总成参数的初步确定16-23
• 2.2.1 纯电动汽车整车参数和性能指标16-17
• 2.2.2 驱动电机的参数确定17-20
• 2.2.3 动力传动系统参数的确定20-21
• 2.2.4 动力电池参数的确定21-22
• 2.2.5 纯电动汽车的匹配结果22-23
• 2.3 本章小结23-24
• 第三章 纯电动汽车整车系统模型的建立24-36
• 3.1 CRUISE软件的介绍24
• 3.2 驱动电机模型24-25
• 3.3 车载电池模型25
• 3.4 传动系统建模研究25-28
• 3.4.1 动力性换挡策略26-28
• 3.4.2 经济性换挡规律28
• 3.5 控制策略设计与建模28-35
• 3.5.1 驱动控制策略的设计28
• 3.5.2 制动过程的再生能量分析28-29
• 3.5.3 制动过程分析29-30
• 3.5.4 再生制动控制策略设计30-34
• 3.5.5 再生制动控制策略建模34-35
• 3.6 基于CRUISE纯电动汽车整车系统建模35
• 3.7 本章小结35-36
• 第四章 纯电动汽车整车性能仿真计算36-41
• 4.1 动力性能模拟计算37-39
• 4.2 经济性能模拟计算39-40
• 4.3 本章小结40-41
• 第五章 纯电动汽车动力系统参数多目标优化41-58
• 5.1 多目标优化问题发展简介41-42
• 5.2 遗传算法的介绍42-46
• 5.2.1 遗传算法的特点43
• 5.2.2 遗传算法的构建43-46
• 5.3 汽车动力传动系统的速比优化46-49
• 5.3.1 优化变量的确定46-47
• 5.3.2 目标函数的建立47
• 5.3.3 约束条件的建立47-48
• 5.3.4 优化算法的选择48-49
• 5.4 CRUISE与ISIGHT联合仿真49-57
• 5.4.1 ISIGHT软件介绍49-51
• 5.4.2 联合仿真模型的建立51-52
• 5.4.3 优化过程52-55
• 5.4.4 优化前后仿真结果对比55-57
• 5.4.5 结果分析57
• 5.5 本章小结57-58
• 第六章 总结与展望58-60
• 6.1 全文总结58-59
• 6.2 论文创新点59
• 6.3 展望59-60
• 参考文献60-63
• 攻读硕士学位期间发表的论文63

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