基于多目标遗传算法的纯电动汽车传动系统优化

【摘要】：进入21世纪以后,环境的恶化和油价的飞涨已成为中国汽车行业发展所必须面对的急切问题,而发展电动汽车正是解决环境和能源问题的一个可行方案,但目前我国电动汽车产业发展还存在核心技术没有突破,基础设施缺失等关键问题。纯电动汽车的动力传动系统对整车的动力性和续驶里程有着很大的影响,因此在动力电池和其他核心技术取得有效突破之前,对动力传动系统各零部件进行合理选择已成为提高纯电动汽车性能的重要手段之一。 本文结合纯电动车项目,将多目标遗传算法和计算机仿真引入到动力传动系统的参数优化设计中来,从而实现电机和传动系统的合理匹配,提高汽车的整体性能。本文主要进行了以下研究工作： 1)根据整车主要参数以及主要设计性能指标,完成驱动电机、动力电池、传动系统传动比等动力传动系统的参数匹配及选型。 2)根据汽车相关理论,建立电机数学模型和多目标优化数学模型,其中,电机数学模型包含电机扭矩外特性数学模型和电机效率模型两部分；多目标优化数学模型则以电动汽车两档位变速器的传动比及主减速器的传动比为设计变量,以原地起步连续换档加速时间和续驶里程为双目标函数,以整车的动力约束为约束条件。 3)使用带精英策略的非支配排序多目标遗传算法(NSGA-Ⅱ),根据建立的多目标优化数学模型,对传动系统进行优化,得到了一系列均匀分布的Pareto最优解,文中选取了其中一个最优解,使得续驶里程最大。 4)用电动汽车仿真软件ADVISOR仿真整车的动力性和续驶里程,对比优化前后的整车性能,验证NSGA-Ⅱ算法的准确性及先进性。 本研究具有一定的理论意义和实际应用价值,可以为电动汽车动力传动系统的匹配优化设计提供一定的理论支持和方法指导。 【关键词】：电动汽车 动力传动系统 动力性 续驶里程 多目标优化
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：U469.72
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目录7-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 本课题研究的意义10-12
• 1.2 国内外研究概况及相关趋势12-14
• 1.3 研究的主要内容14-16
• 1.3.1 课题的研究内容14-15
• 1.3.2 研究方法15
• 1.3.3 技术路线15-16
• 第二章 电动汽车动力传动系统的参数设计16-28
• 2.1 电动汽车设计要求及整车参数16-17
• 2.1.1 电动汽车设计要求16-17
• 2.1.2 电动汽车整车参数17
• 2.2 动力传动系统的参数设计17-24
• 2.2.1 电机的参数设计17-20
• 2.2.1.1 电机类型选择18
• 2.2.1.2 电机功率设计18-20
• 2.2.1.3 电机转速、转矩的选择20
• 2.2.2 变速器的参数设计20-22
• 2.2.2.1 变速器档位确定原则20-21
• 2.2.2.2 传动系统传动比设计21-22
• 2.2.3 动力电池的参数设计22-24
• 2.2.3.1 动力电池类型选择23
• 2.2.3.2 动力电池电压选择23
• 2.2.3.3 电池组容量设计23-24
• 2.3 设计实例24-27
• 2.3.1 电机的选型24-25
• 2.3.2 变速器的选型25-26
• 2.3.3 动力电池的选型26
• 2.3.4 匹配结果26-27
• 2.4 本章小结27-28
• 第三章 电动汽车传动系参数多目标优化数学模型28-41
• 3.1 多目标优化的基本概念28-30
• 3.1.1 多目标优化的定义28-29
• 3.1.2 Pareto最优解29-30
• 3.2 电机数学模型的建立30-32
• 3.2.1 电机扭矩外特性数学模型30-31
• 3.2.2 电机效率数学模型的建立31-32
• 3.3 多目标优化数学模型的建立32-40
• 3.3.1 优化设计变量的确定32
• 3.3.2 多目标优化目标函数的建立32-40
• 3.3.2.1 动力性分目标函数的建立33-35
• 3.3.2.2 经济性分目标函数的建立35-40
• 3.3.3 优化约束条件的建立40
• 3.4 优化数学模型的建立40
• 3.5 本章小结40-41
• 第4章 基于遗传算法的多目标寻优策略41-52
• 4.1 多目标优化问题的研究概况41-43
• 4.1.1 古典的多目标优化算法41-42
• 4.1.2 进化算法42-43
• 4.2 遗传算法43-47
• 4.2.1 遗传算法的基本原理43-45
• 4.2.2 遗传算法的基本流程45-47
• 4.2.3 遗传算法的特点及应用47
• 4.3 带精英策略的非支配排序遗传算法47-51
• 4.3.1 快速非支配排序方法的原理47-48
• 4.3.2 拥挤度48-49
• 4.3.3 NSGA-Ⅱ的主要原理及基本流程49-51
• 4.4 本章小结51-52
• 第五章 基于多目标遗传算法的传动系参数优化实例52-66
• 5.1 电机性能拟合52-56
• 5.1.1 电机扭矩外特性拟合52-53
• 5.1.2 电机效率曲面拟合53-56
• 5.2 电动汽车传动系统参数多目标优化56-59
• 5.3 电动汽车动力性、经济性仿真59-65
• 5.3.1 参数输入及二次开发59-60
• 5.3.2 整车动力性、经济性仿真及其分析60-65
• 5.3.2.1 仿真模型准确性分析63-64
• 5.3.2.2 优化前后的整车性能对比分析64-65
• 5.4 本章小结65-66
• 第六章 全文总结与展望66-68
• 6.1 全文总结66-67
• 6.2 展望67-68
• 致谢68-69
• 参考文献69-71

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

电动汽车能耗分配及影响因素分析    王震坡,孙逢春

发动机万有特性的数学模型    何仁

电动汽车动力传动系统参数设计及动力性仿真    杨祖元,秦大同,孙冬野

两挡电动汽车动力传动系统的参数设计    秦大同;周保华;胡明辉;胡建军;王熙;

汽车动力传动系参数的模糊优化    张京明,崔胜民,邬春会

电动汽车驱动电机和传动系统的参数匹配    姬芬竹;高峰;

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

混合动力轿车机械式自动变速器换挡过程中的动力系统协调控制方法    廖承林;张俊智;卢青春;

电动汽车仿真软件ADVISOR的应用    张翔,赵韩,钱立军,张炳力

基于ADVISOR的电动汽车传动系统最优匹配的研究    陈惠贤;王上锋;董新利;

带精英策略的非支配排序遗传算法的研究与应用    郑强

电动汽车传动系统的匹配及优化    姜辉

纯电动汽车传动系统参数优化的仿真研究    汪学明

基于遗传算法的汽车动力传动系参数多目标优化    胡峰

基于ADVISOR的电动汽车性能仿真研究    刘灵芝;

模型(汽车)试验低速风洞设计    汪涌;龚光军;

汽车曲线制动工况的轴间动态制动力分配数学模型    边铭瑞;丁品先;

7CBY—1型挂车液压制动装置的设计    李伯峰;韩永法;

数值方法在汽车性能预测中的应用    王其东;羊拯民;

对汽车制动效能评价标准的探讨    方锡邦;

混合动力电动汽车的建模与仿真研究    肖平;

混合动力技术与未来汽车的发展    徐小东;张炳力;

客车车身骨架有限元建模及优化    徐志汉;张代胜;

生长模型McDill-Amateis的遗传算法拟合研究    马友平;

贯彻“汽车新政”加快安徽电动汽车工业的发展    张炳力;赵韩;

汽车转向轮主销内倾角设计计算    魏道高;乔明侠;周福庚;吕召全;

HFC6700轻型客车制动过程的仿真计算    任国清;

基于遗传算法的加筋圆柱壳屈曲承载力优化    齐文文;赵斌;龙连春;

基于状态反馈极点配置的4WS系统设计及仿真    王莉;杜家政;

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;

浅谈离合器分泵支架优化设计    严思炜;郝世强;

主副一体整体式车架的改进    黄睿;

机动车尾气污染与新能源汽车    裴琨;

通信辐射源个体识别与参数估计    陆满君

雷达图像编码器的并行处理研究与实现    刘营

开关磁阻电机在船舶电力推进中的应用研究    许爱德

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

类菱形车转向系统研究与分析    查云飞

混合动力汽车双机械端口电机及其控制系统研究    庞珽

整体耦合式消扭悬架系统原理及其运动学和动力学研究    童伟

基于XNOR/OR的FPRM极性优化研究    张会红

低噪声轻量化单缸柴油机的虚拟设计技术研究    杨陈

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

基于SOC估计算法的电动汽车充电器设计    余熠

动态环境下的元胞遗传算法研究    万成

CO_2焊逆变电源的自适应模糊控制系统研究    张可平

参数参与进化的自适应遗传算法研究    李坤

基于改进遗传算法的电力系统无功优化的研究    纪二云

城市给水管网改扩建优化设计模型研究    李京京

神经网络和遗传算法在中厚板轧机中的应用研究    雷明杰

汽车发动机电控水泵冷却系统的设计及试验研究    傅寿字

橡胶坝静动力特性有限元分析    张鹏

匹配场处理性能仿真研究    黄丽琴

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

电动汽车传动系参数设计及动力性仿真    姬芬竹;高峰;吴志新;

电动汽车续驶里程及其影响因素的研究    陈勇,孙逢春

电动公交车BJD6100-EV市区行驶能耗分析    何洪文,孙逢春,余晓江

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

混合动力汽车传动系统参数设计方法    胡建军;张青;杨雪梅;秦大同;

基于遗传算法的汽车动力传动系匹配设计变量优化    文孝霞,杜子学

发动机万有特性的数学模型    何仁

密封铅酸蓄电池内阻分析    桂长清,柳瑞华

电动汽车建模与仿真的研究    张翔

电动汽车能量和传动系统性能仿真研究    杨祖元

电动汽车动力性的仿真    张铁臣

电动汽车电动轮驱动技术仿真研究    刘俊

汽车动力系统合理匹配研究    徐向进

带精英策略的非支配排序遗传算法的研究与应用    郑强

汽车动力传动系计算仿真及参数优化设计    王薇

汽车传动系参数的优化匹配研究    李文惠

电动轿车总体设计与性能仿真研究    王泽平

基于NSGA-Ⅱ算法的作业车间调度研究    鞠海华

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

纯电动汽车嵌入式控制系统的开发实践    李志强;钟勇;

纯电动汽车能耗经济性分析    杨磊;

纯电动汽车能耗经济性研究    杨磊;

纯电动汽车生命周期3E评价及微型化发展    刘宏;王贺武;罗茜;王瑛;欧阳明高;

时风小型纯电动汽车顺利通过国家科技部“863”课题评审    房士阁;

国家电网公司纯电动汽车研究取得重大进展    

环保型(电池+电容)纯电动汽车前景广阔    

我国纯电动汽车的发展方向及能源供给模式的探讨    张文亮;武斌;李武峰;来小康;

中大青山纯电动汽车突破续航500公里大关    路智军;

细分市场纯电动汽车研发与推广    徐占林;

浅谈纯电动汽车技术    程勇;

纯电动汽车研究与开发    李年根;

纯电动汽车电气性能测试系统设计与研究    刘保国;

纯电动汽车泊车雷达系统设计    胡杰强;王智晶;

淄博市低速纯电动汽车发展的几点思考    车胜新;

纯电动汽车的控制策略与实现    马洪涛;叶倩;

重庆公交发展纯电动汽车的一次尝试    廖涛;

纯电动汽车泊车雷达系统设计    胡杰强;王智晶;

纯电动汽车电机控制器传导性电磁干扰的抑制    陶银鹏;余强;朱德祥;

应着力发展纯电动汽车    媒体评论员 陈健敏

共建纯电动汽车示范基地及产业园    姜小莉

加速长沙纯电动汽车产业化    长沙市政协副主席 谢明德

新疆首批纯电动汽车投入使用    石怀平

山西榆次将建纯电动汽车产业园    记者 杨丽英　张春亮

政策推进难掩纯电动汽车发展困境    本报记者 刘国栋

代表建议推动纯电动汽车市场化    记者李雪梅

续航300公里纯电动汽车两年内推出    本报记者 童曙泉

陆地方舟：中国纯电动汽车领域真正的领跑者    张龙飞

纯电动汽车或插电式混动 谁才是当前购车首选？    本报记者 王禁

纯电动汽车能量管理关键技术及高压安全策略研究    王佳

纯电动汽车能量管理关键技术问题的研究    石庆升

纯电动汽车电动助力转向系统机理研究与设计    曾群

基于锂离子动力电池的纯电动汽车能量管理系统控制策略与优化    董冰

纯电动汽车充电系统稳定性与谐波特性研究    李晶

两档双离合器自动变速器的纯电动汽车传动系统协调控制技术研究    顾强

纯电动汽车电液复合再生制动研究    刘志强

纯电动汽车中电驱系统设计及其控制策略研究    吴家龙

微型纯电动汽车动力系统设计    岳崇会

纯电动汽车突然失压的应急控制策略研究    乐登

纯电动汽车动力系统匹配设计与仿真研究    杨文兴

纯电动汽车远程监控系统设计及故障诊断方法研究    吴建荣

微型纯电动汽车动力性能参数匹配及仿真研究    王方

纯电动汽车整车能量建模与仿真分析    刘清虎

纯电动汽车整车性能建模与仿真    姚海峰

纯电动汽车电控系统研制    孙淼

北京纯电动汽车产业链构建研究    刘燕玲