纯电动汽车驱动系统选型及仿真研究

【摘要】：随着汽车保有量的增加,能源危机和环境污染的问题日益严重,世界各国都在寻求一种可以代替传统燃油汽车的交通工具。纯电动汽车具有运行噪声低,行驶无排放污染物等的优点,逐渐得到广泛关注,并且各国把纯电动汽车当作未来汽车产业的发展方向。 本论文结合企业预研项目,在传统汽车的基础上把某型燃油车改造成纯电动汽车,以纯电动汽车的驱动系统为研究对象。驱动系统主要元件包括电动机、蓄电池、传动装置,本文简要介绍几种常见驱动电机、蓄电池以及变速器类型,通过分析比较其优缺点,结合纯电动汽车工作特性要求,选择三相交流感应电动机为驱动电机,锂离子蓄电池作为动力能源,手动两挡变速器为传动系的变速器。 根据汽车设计理论,把纯电动汽车的动力性和续驶里程当作设计指标要求,对纯电动汽车驱动系统主要元件参数进行匹配设计。电动机参数主要包括额定功率、峰值功率及其转速,蓄电池参数主要包括电池组容量、电压以及组数,传动系参数主要包括主减速器比、变速器各挡传动比,只有这些参数合理匹配,才能满足整车性能要求。为了验证参数设计的合理性,用matlab计算动力性能指标,利用ADVISOR仿真软件建立纯电动汽车整车模型以及各模块仿真模型,选择CYC_ECE_EUDC工况进行仿真模拟试验,以纯电动汽车行驶动力性为基础,对最高车速、最大爬坡度、加速时间以及续驶里程进行仿真研究分析,通过分析仿真结果可知驱动系统主要元件参数设计基本合理。 为了进一步提高整车性能,对纯电动汽车驱动系统参数进行优化,运用ADVISOR软件中的Autosize功能主要针对电动机功率的大小以及蓄电池组数目进行优化,得到电动机的峰值功率和蓄电池组数目有所减小,在相同的工况下进行仿真实验,比较优化前后仿真结果,可知该车的动力性不仅满足行驶要求,而且与实际设计指标更为接近,由于电动机参数和蓄电池参数得到优化,减少了整车质量,在循环工况下整车的续驶里程得到提高。因此本文采用的这种优化方法是合理可行的,为企业对已经设计好的纯电动汽车驱动系统优化提供了参考。 【关键词】：纯电动汽车 驱动系统 参数设计 仿真优化
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：U469.72
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目录7-9
• 第1章 绪论9-19
• 1.1 电动汽车研究的背景9
• 1.2 电动汽车概述9-12
• 1.2.1 电动汽车的定义及其优点9-10
• 1.2.2 电动汽车的分类10-12
• 1.3 国内外纯电动汽车的研发现状12-15
• 1.3.1 国外纯电动汽车的发展12-14
• 1.3.2 国内纯电动汽车的发展14-15
• 1.4 纯电动汽车关键技术15-17
• 1.5 论文研究的目的和意义17
• 1.6 本文研究的主要内容17-18
• 1.7 本章小结18-19
• 第2章 纯电动汽车驱动系统结构及元件特性分析19-29
• 2.1 纯电动汽车传动结构介绍19-22
• 2.1.1 纯电动汽车对传动结构布置的要求19-20
• 2.1.2 纯电动汽车结构布置形式20-21
• 2.1.3 本文纯电动汽车基本结构选型21-22
• 2.2 电动机的特性分析22-24
• 2.3 动力源蓄电池的特性分析24-26
• 2.4 传动装置的特性分析26-28
• 2.4.1 传动比对整车性能的影响分析27-28
• 2.4.2 挡位数对整车性能的影响28
• 2.5 本章小结28-29
• 第3章 纯电动汽车驱动系统主要元件选型及设计29-48
• 3.1 纯电动汽车的车身选型及动力性要求29-30
• 3.1.1 车身的选型29
• 3.1.2 纯电动汽车整车性能要求29-30
• 3.2 电动机的选型及参数计算30-36
• 3.2.1 电动机选型30-33
• 3.2.2 电动机参数的匹配33-36
• 3.3 蓄电池的选型及参数匹配36-40
• 3.3.1 蓄电池的选型36-37
• 3.3.2 电池组参数匹配37-40
• 3.4 传动装置变速器选型及传动比参数的确定40-42
• 3.4.1 变速器选型40-41
• 3.4.2 传动系参数确定41-42
• 3.5 匹配结果及其参数验证42-47
• 3.6 本章小结47-48
• 第4章 纯电动汽车驱动系统建模及仿真48-65
• 4.1 ADVISOR仿真软件的介绍48-51
• 4.1.1 ADVISOR仿真软件界面介绍48-50
• 4.1.2 ADVISOR软件仿真算法50-51
• 4.2 纯电动汽车仿真模型的建立51-58
• 4.2.1 车身仿真模型51-52
• 4.2.2 轮胎仿真模型52-53
• 4.2.3 主减速器仿真模型53-54
• 4.2.4 变速器仿真模型54
• 4.2.5 电动机仿真模型54-56
• 4.2.6 蓄电池仿真模型56-58
• 4.3 仿真工况的选择58-59
• 4.4 仿真结果分析59-64
• 4.4.1 纯电动汽车能量消耗及动力性仿真结果分析60-63
• 4.4.2 纯电动汽车续驶里程仿真结果分析63-64
• 4.5 本章小结64-65
• 第5章 纯电动汽车驱动系统参数优化65-73
• 5.1 优化技术发展概况及其算法65-68
• 5.2 Autosize功能优化驱动系统参数过程68-70
• 5.2.1 Autosize界面介绍68-69
• 5.2.2 Autosize优化过程69-70
• 5.3 优化结果分析70-72
• 5.3.1 动力性分析71
• 5.3.2 整车续驶里程仿真结果分析71-72
• 5.4 本章小结72-73
• 第6章 总结与展望73-75
• 6.1 本文总结73-74
• 6.2 展望74-75
• 致谢75-76
• 参考文献76-77

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

纯电动汽车动力传动系统的匹配与仿真    景柱;符纯明;干年妃;

国外电动汽车发展现状及对我国电动汽车发展的启示    李佩珩,易翔翔,侯福深

电动汽车综合性能仿真    余晓江，祝嘉光

电动汽车技术发展综述    汤秀 ,刘伟涛

电动汽车动力传动系统评价体系参数    杜发荣;姬芬竹;

动力参数的选择对纯电动汽车性能的影响    刘清虎,郭孔辉

罚函数法在汽车传动系统最优匹配中的应用    尹冰声,孙跃东

燃料电池混合动力汽车动力系统匹配与优化研究    魏跃远;詹文章;林逸;

纯电动汽车新型动力传动装置的匹配仿真与优化    王峰;方宗德;祝小元;

汽车动力传动系统参数优化设计和匹配研究    詹樟松;杨正军;刘兴春;

电动汽车仿真软件ADVISOR    张翔,赵韩,钱立军,张炳力

微型纯电动汽车动力性能参数匹配及仿真研究    王方

汽车动力传动系优化设计研究    陈正江

纯电动汽车电机驱动系统控制策略研究    李斌花

电动汽车驱动系统的实现与优化    周有为

汽车42V动力系统建模与仿真及其控制策略研究    邓威

电动汽车动力系统设计及仿真研究    夏青松

燃料电池电动汽车动力系统匹配及仿真研究    王刚

纯电动汽车传动系统参数优化的仿真研究    汪学明

基于ADVISOR的电动汽车性能仿真研究    刘灵芝;

车载随机振动隔离系统的优化设计    嵇震宇;马俊;田青;朱定芳;

汽车平顺性研究中“人—椅”系统模型再探    陈朝阳;邵仁玉;韩星;樊剑;

混合动力电动汽车的建模与仿真研究    肖平;

ISG型混合动力汽车系统设计与性能仿真    刘灵芝;

混合动力技术与未来汽车的发展    徐小东;张炳力;

电动汽车的建模与仿真    曹明柱;冯能莲;夏传超;何彩青;吴加伟;

一种机动车前轮悬架的设计及应用    孙旭;张春雨;

混合动力电动汽车用电机及驱动控制器的电磁兼容设计    韩利;温旭辉;曾莉莉;

汽车防抱死制动系统模糊控制器的设计    刘日山;陈建武;曹劲;

贯彻“汽车新政”加快安徽电动汽车工业的发展    张炳力;赵韩;

先进分析方法在重卡前轴结构设计中的应用    周福庚;吕召全;

GIS在电动汽车充换电设施建设运行中的应用    谢添卉;李武峰;柏德胜;崔宇;罗小英;

神经网络BP PID在电动车能量回收技术中的运用    安强;

传动系的优化设计    石勇;

汽车车速的计算及优化    刘相;

机动车尾气污染与新能源汽车    裴琨;

板簧支架动态外载的计算和疲劳分析    李辉;孙利平;雷龙;

电动汽车上电机的选用    刘子豪;

浅谈ABS在汽车中的应用    李倩;王斌刚;

基于混合系统理论的混合动力客车控制策略和参数优化研究    尹安东

HEV锂离子电池组管理关键技术研究    吴铁洲

车辆道路数值模拟与仿真研究    张永林

混合动力汽车双机械端口电机及其控制系统研究    庞珽

气动燃油混合动力车混合效能分析及其电控气动发动机的研究    陈平录

车辆半主动悬架非线性特性与控制算法研究    吴参

面向产品工程化的混合动力客车设计方法研究    杨钫

基于自适应保持多样性遗传算法的汽车动力传动系多目标优化    程方晓

电动轮汽车制动集成控制策略与复合ABS控制研究    王吉

多轴车辆转向系统与悬架系统集成控制研究    王欢

基于SOC估计算法的电动汽车充电器设计    余熠

混合动力电动汽车电机驱动控制研究    杨崔

纯电动车电池组管理系统的研究    庄益诗

导电聚苯胺在超级电容器中的应用研究    邹武元

电动汽车大功率智能充电器的若干关键技术的研究    姚文贤

轿车副车架设计与优化    陈猛

混合动力汽车电机驱动控制的研究    尤磊

BSG混合动力汽车同步电机磁场定向控制系统的研究    贾成禹

基于矢量控制的纯电动汽车永磁同步电机驱动系统研究    王迪

混合动力电动汽车再生制动控制策略研究    张宇

纯电动汽车的电机与变速器匹配    曾虎;黄菊花;

动力参数的选择对纯电动汽车性能的影响    刘清虎,郭孔辉

纯电动汽车新型动力传动装置的匹配仿真与优化    王峰;方宗德;祝小元;

纯电动汽车动力系统参数选择与匹配    熊明洁;胡国强;闵建平;

电动汽车仿真结构比较    黄妙华,陈飚,陈胜金

纯电动汽车动力匹配计算与仿真    查鸿山;宗志坚;刘忠途;伍庆龙;

电动汽车的建模与仿真    曹明柱;冯能莲;夏传超;何彩青;吴加伟;

国外电动汽车发展现状及对我国电动汽车发展的启示    李佩珩,易翔翔,侯福深

车辆动力-传动系性能仿真的方法研究    何洪文,孙逢春,余晓江

电动车辆设计中的匹配理论研究    何洪文,余晓江,孙逢春

电动汽车能耗分配及影响因素分析    王震坡,孙逢春

BFC6100-EV电动大客车动力传动系统参数设计    李军求,孙逢春,张承宁,李红林,何洪文

纯电动汽车能耗经济性评价体系初步探讨    王震坡,姚利民,孙逢春

当前燃料电池轿车的技术水平与特点    林成涛

燃料电池汽车研究现状与发展前景    何仁

汽车用36V蓄电池的发展及有关技术问题的分析    柴树松

电动汽车建模与仿真的研究    张翔

并联式混合动力系统动态协调控制问题的研究    童毅

混合动力电动汽车驱动系统控制策略研究    李明泽

混合动力电动汽车驱动系统参数优化匹配    余晨光

电动汽车能量和传动系统性能仿真研究    杨祖元

串联式混合动力电动客车动力系统建模与仿真    汪新云

纯电动汽车整车能量建模与仿真分析    刘清虎

燃料电池电动车动力传输系统的布置、建模与仿真    王勇

混合动力电动汽车动力系统匹配性研究    常志江

混合动力电动汽车的系统设计与仿真    方丹

电动汽车动力性的仿真    张铁臣

混合动力汽车驱动系统设计及控制策略优化    邵海岳

平衡机的驱动系统    胡正荣;

重型机床零件及镗床进给驱动系统CAD通过鉴定    

机器人直接驱动系统的发展现状与展望    徐殿国;王宗培;

EDS应急驱动系统    杨承;

五相混合式步进电动机的双极型定电流驱动系统    王晓明;王宗培;

轿车的混合动力驱动系统    刘文展;

交流伺服系统速度高精度特性的研究    李叶松，邓忠华，程善美，秦忆

西门子X光机电影驱动系统故障检修二例    林森财,张猛

混合动力电动汽车驱动系统的开发与应用    梁龙,张欣,李国岫

内燃机冷却风扇驱动系统    张铁柱,张洪信

混合电动汽车的开发    罗永革;陶健民;冯樱;何晓春;

电动汽车动力系统关键技术发展状况    何海波;郑燕萍;

混合动力系统工作原理简述及系统技术特点    宋百朝;杨森林;宋东虹;冯朝昀;杨新琴;

电动汽车研究与发展现状    何玉鑫;

准“绿色”混合动力汽车与环境保护    李军;秦大同;

电动车发展综述    

稳定炉、焙烧炉、封接炉网状输送带驱动系统受力分析及功率计算方法探讨    汪建设;

新型轮对电机一体化独立驱动系统研究方案    胡桂林;

三相混合式步进电动机驱动系统    李忠波;龚淑秋申;永远山;

电动自行车驱动系统的发展概况    周涛;詹琼华;

大众汽车致力于研发高性能电池    葛然

标致雪铁龙集团推出零排放燃料电池汽车    张文

锂电可能满足未来汽车动力需求    洪金

燃料电池客车前路漫漫    本报记者 奚乐夫

上海通用2008年将量产混合动力车    记者　 丁波

皖产铁锂电动轿车京城受青睐    丁玲娜

广西华祺“电动(磁电)轿车”通过国家汽车检测中心检测    本报记者 陆本闿

陆地方舟全力打造高效“绿色警务”    陈军

“木牛流马”的创新传奇    记者 孔祥福　特约记者 涂玉国 通讯员 李晖

新能源车：安凯走在商业化运营的前列    本报记者 管学军

插电式混合动力电动汽车能量管理策略研究    张冰战

轮对空心轴架悬机车驱动系统动力学研究    赵怀耘

面向电磁弹射器的永磁直线同步电机驱动系统研究    刘吉柱

面向电磁弹射器的永磁直线同步电机驱动系统研究    刘吉柱

电动汽车驱动和转向系统的振动与驱动电机的可靠性研究    薛玉春

调速高效永磁同步电动机及其驱动系统的研究    周广旭

300MN模锻水压机动梁驱动系统动态响应特性及速度控制研究    黄长征

纵弯复合平面超声电机及驱动系统的研究    郝铭

衍射光学在ICF激光驱动系统中的应用研究    高福华

工程车辆液压动力学关键问题的理论研究与试验台建设    姚怀新

公交汽车节能环保的测控技术研究    曹雪莲

电动汽车用永磁同步电动机驱动系统的模糊控制仿真    杨超

混合励磁式直线同步电动机及其驱动系统的研究    陈翾

月球车驱动系统及其控制器设计    高乃修

燃料电池电动汽车驱动系统建模与仿真    黄乃勇

风机用外转子永磁无刷直流电机及其驱动系统的设计    徐长缨

混合动力电动汽车驱动控制系统研究    李新春

基于DSPF2407a的混合动力汽车电机驱动系统的分析与设计    刘颖

中国旅游节庆驱动机制研究    连建功

永磁无刷直流电机换相转矩脉动抑制的控制策略研究    苏昭晖