纯电动汽车动力系统匹配及仿真优化研究

【摘要】：汽车产业的快速发展带来了许多环境问题,同时油价不断的升高,汽车使用成本也增加。发展纯电动汽车成为人们解决这些问题的有效方法。纯电动汽车整车动力系统的各个子部件之间会存在相互的影响,这样就会影响整个汽车性能的提高,通过匹配和优化可以使整车动力系统性能得到提升。这样也能降低整车的使用成本。首先,本文对纯电动汽车的发展历程、国内外发展政策和现状、基本结构和特点进行了探讨。然后,选取一款纯电动汽车为研究对象,通过理论计算对其动力系统进行参数匹配和选型。运用ADVISOR软件建立电动汽车动力电池、电动机、传动系统以及整车的仿真模型,定义ADVISOR软件中整车、动力电池、驱动电机和传动系统等部件文件的相关参数,使用ADVISOR软件对动力性和续驶里程进行仿真,仿真结果验证了匹配参数的合理性。最后,通过使用遗传算法对传动系的传动速比进行优化,再次运用ADVISOR软件对优化后的纯电动汽车动力性和续驶里程进行仿真得到仿真结果,将得到的结果与优化前的仿真结果进行对比,优化后的动力性和续驶里程相比优化前有所提高。验证了遗传算法在优化过程中的实用性,以及通过遗传算法优化传动系速比使得整车动力系统匹配更加合理,为电动汽车动力传动系统的匹配优化提供一定的理论支持和方法指导。 【关键词】：电动汽车 ADVISOR 传动系统 遗传算法 优化 仿真
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U469.72
【目录】：

• 中文摘要4-5
• abstract5-8
• 第一章 绪论8-13
• 1.1 引言8-9
• 1.2 国内外电动汽车发展概述9-12
• 1.2.1 国外电动汽车发展9-10
• 1.2.2 国内电动汽车发展10-12
• 1.3 本文主要的研究内容12-13
• 第二章 电动汽车的基本结构及相关技术分析13-23
• 2.1 电动汽车的基本结构13-14
• 2.2 电动汽车的分类14-15
• 2.3 纯电动汽车车载电源模块15-17
• 2.3.1 动力电池的分类以及特点15-16
• 2.3.2 动力电池组的工作特性16-17
• 2.3.3 电池的管理系统17
• 2.4 纯电动汽车电机驱动系统17-20
• 2.4.1 电机驱动系统简介18
• 2.4.2 驱动电机的性能要求及其分类18-20
• 2.4.3 永磁无刷直流电机的特点与性能20
• 2.5 纯电动汽车的传动系统布置分类20-22
• 2.6 本章小结22-23
• 第三章 纯电动汽车动力系统参数匹配及选型23-33
• 3.1 纯电动汽车的整车参数及动力参数要求23-24
• 3.2 纯电动汽车驱动电机的参数匹配和选型24-27
• 3.2.1 驱动电机功率的确定25-26
• 3.2.2 驱动电机转速的确定26-27
• 3.2.3 驱动电机转矩的确定27
• 3.2.4 驱动电机电压的确定27
• 3.3 纯电动汽车传动系传动比参数匹配及选型27-31
• 3.3.1 传动系传动比范围的确定27-29
• 3.3.2 传动系统档位数的确定29
• 3.3.3 传动系传动比的确定29-31
• 3.4 纯电动汽车动力电池参数匹配及选型31-32
• 3.4.1 电池类型的选择31
• 3.4.2 电池组数量的选择31
• 3.4.3 电池组容量的计算31-32
• 3.5 本章小结32-33
• 第四章 基于ADVISOR纯电动汽车系统模型建立与仿真33-51
• 4.1ADVISOR仿真软件的介绍33-35
• 4.1.1 ADVISOR使用的特点34
• 4.1.2 ADVISOR使用的范围34-35
• 4.2 ADVISOR软件仿真过程35-38
• 4.2.1 ADVISOR整车参数的定义35-36
• 4.2.2 运行仿真36-37
• 4.2.3 仿真结果37-38
• 4.3 纯电动汽车模型的建立38-45
• 4.3.1 汽车仿真模型的建立39
• 4.3.2 整车仿真模型39-40
• 4.3.3 电动机仿真模型的建立40-42
• 4.3.4 电池仿真模型的建立42-43
• 4.3.5 主减速器仿真模型的建立43-44
• 4.3.6 变速器仿真模型的建立44-45
• 4.4 整车性能的仿真45-50
• 4.4.1 参数的设定45-47
• 4.4.2 仿真结果的输出47-50
• 4.5 本章小结50-51
• 第五章 传动系统的速比优化与仿真51-58
• 5.1 关于遗传算法的介绍51
• 5.2 基于遗传算法传动系速比的优化51-55
• 5.2.1 确定惩罚函数51-52
• 5.2.2 设计变量的确定52
• 5.2.3 确定目标函数52-53
• 5.2.4 约束条件的确定53-55
• 5.3 优化后纯电动汽车动力性能仿真55-57
• 5.4 优化前后整车性能参数对比57
• 5.5 本章小结57-58
• 总结和展望58-60
• 总结58
• 展望58-60
• 参考文献60-63
• 致谢63

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