輪轂驅(qū)動混合動力電動汽車的整體設(shè)計與研究

【摘要】：隨著科技的進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及生活節(jié)奏的不斷加快,汽車已成為普通大眾工作和生活中不可缺少的交通工具。汽車的出現(xiàn)改變了世界,但是汽車工業(yè)的發(fā)展所帶來的對石油資源需求的急劇增加和對環(huán)境嚴(yán)重的負(fù)面影響也日益引起了人們的關(guān)注。因此,開發(fā)清潔、高效、智能的電動汽車,才能使21世紀(jì)的交通可持續(xù)發(fā)展。 混合動力電動汽車的最大優(yōu)勢是節(jié)能、環(huán)保和易于推廣。另外,混合動力電動汽車一般都具有單獨依靠電力、內(nèi)燃機(jī)和電力的聯(lián)合等多種工作模式,因此,其噪聲小、排放少,并可以采用無排放的工作模式?；旌蟿恿﹄妱悠嚨氖褂?雖然無法解決化石燃料枯竭后的能源替代問題,但作為未來電動汽車或可再生能源汽車時代到來之前的一種過渡產(chǎn)品,其在節(jié)能環(huán)保方面具有明顯優(yōu)勢。因此,混合動力電動汽車被認(rèn)為是汽車工業(yè)近期應(yīng)對能源和環(huán)境問題最主要的對策和最現(xiàn)實的選擇之一。 本文主要對混合動力電動汽車進(jìn)行了分析和研究。首先,對永磁無刷直流電機(jī)的總體結(jié)構(gòu)和工作原理進(jìn)行了詳細(xì)的闡述；基于對電機(jī)性能的分析,對其參數(shù)進(jìn)行了選取和計算。接著,根據(jù)項目中對混合動力電動汽車的動力要求,選取了磷酸鐵鋰電池作為車輛的動力電池,并對其超級電容器和超高速飛輪進(jìn)行了設(shè)計計算。然后,對輪轂驅(qū)動混合動力電動汽車的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計,并確立了最終的整車布置方案。最后,利用仿真軟件對建立的整車動力學(xué)模型進(jìn)行了分析和驗證。 【關(guān)鍵詞】：混合動力電動汽車 永磁無刷直流電機(jī) 動力電池 仿真
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：U469.72
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 緒論10-21
• 1.1 論文選題背景及意義10-15
• 1.1.1 汽車帶來的環(huán)境污染10-11
• 1.1.2 能源現(xiàn)狀11-13
• 1.1.3 電動汽車的優(yōu)勢與不足13-14
• 1.1.4 混合動力電動汽車發(fā)展的必要性14-15
• 1.2 輪轂驅(qū)動混合動力電動汽車的發(fā)展概況15-20
• 1.2.1 國外的發(fā)展概況15-18
• 1.2.2 國內(nèi)研究發(fā)展情況回顧18-20
• 1.3 本文研究的主要內(nèi)容20-21
• 第二章 輪轂電機(jī)的設(shè)計21-39
• 2.1 輪轂電機(jī)的選型21-26
• 2.1.1 HEV對輪轂電機(jī)性能的基本要求21-22
• 2.1.2 輪轂電機(jī)的分類22-26
• 2.2 永磁無刷直流電機(jī)的總體結(jié)構(gòu)及工作原理26-30
• 2.2.1 永磁無刷直流電機(jī)的總體結(jié)構(gòu)26-27
• 2.2.2 永磁無刷直流電機(jī)分類27-28
• 2.2.3 永磁無刷直流電機(jī)的工作原理28-30
• 2.3 永磁無刷直流電機(jī)的性能分析30-33
• 2.4 永磁無刷直流電機(jī)的設(shè)計原則33-34
• 2.5 永磁無刷直流電機(jī)主要參數(shù)設(shè)計34-38
• 2.5.1 重要參數(shù)—粘性阻尼系數(shù)D34-35
• 2.5.2 系數(shù)K_E、K_T和_D的計算35-36
• 2.5.3 繞組電阻和電感的計算36-38
• 2.6 本章小結(jié)38-39
• 第三章 動力蓄電池與儲能裝置的設(shè)計39-60
• 3.1 混合動力電動汽車對蓄電池的要求39-41
• 3.1.1 混合動力電動汽車對蓄電池的技術(shù)要求39-40
• 3.1.2 蓄電池的技術(shù)條件40-41
• 3.2 動力蓄電池的選型41-44
• 3.2.1 動力電池的發(fā)展方向41-42
• 3.2.2 磷酸鐵鋰電池的選擇42-44
• 3.3 磷酸鐵鋰動力電池的電性能44-49
• 3.3.1 磷酸鐵鋰電池的充電性能44-46
• 3.3.2 磷酸鐵鋰電池的放電性能46-47
• 3.3.3 磷酸鐵鋰電池的溫度適應(yīng)性47-48
• 3.3.4 磷酸鐵鋰電池的壽命48-49
• 3.4 超級電容器的設(shè)計49-53
• 3.5 超高速飛輪的設(shè)計53-56
• 3.6 能量儲存裝置的設(shè)計56-58
• 3.7 本章小結(jié)58-60
• 第四章 輪轂驅(qū)動混合動力電動汽車的整體設(shè)計60-75
• 4.1 混合動力電動汽車的選型60-63
• 4.1.1 按照動力傳動系統(tǒng)布置分類60-62
• 4.1.2 其它的分類方式62-63
• 4.2 串聯(lián)式輪轂驅(qū)動混合動力電動汽車的結(jié)構(gòu)及工作原理63-65
• 4.2.1 SHEV的組成結(jié)構(gòu)63-64
• 4.2.2 SHEV的工作原理64-65
• 4.3 輪轂驅(qū)動混合動力電動汽車的結(jié)構(gòu)設(shè)計65-72
• 4.3.1 SHEV驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)計65-69
• 4.3.2 HEV轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計69-70
• 4.3.3 制動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計70-71
• 4.3.4 傳感器的選擇71-72
• 4.4 輪轂驅(qū)動混合動力電動汽車的整車布置方案72-74
• 4.4.1 SHEV的各部件的布置72-74
• 4.4.2 整車布置74
• 4.5 本章小結(jié)74-75
• 第五章 整車動力學(xué)模型的建立75-97
• 5.1 建模概述75-76
• 5.2 輪胎模型的建立76-82
• 5.3 混合動力電動汽車整車模型的建立82-87
• 5.4 永磁無刷直流電機(jī)模型的建立87-91
• 5.4.1 永磁無刷直流電機(jī)的數(shù)學(xué)模型的建立87-89
• 5.4.2 永磁無刷直流電機(jī)的仿真模型的建立89-91
• 5.5 磷酸鐵鋰動力電池模型的建立91-95
• 5.5.1 等效電壓源子模塊92-93
• 5.5.2 等效阻抗子模塊93-95
• 5.6 駕駛員模型的建立95-96
• 5.7 本章小結(jié)96-97
• 第6章 混合動力電動汽車的仿真97-110
• 6.1 仿真技術(shù)概述97-99
• 6.2 整車基本性能參數(shù)99-100
• 6.3 仿真結(jié)果的分析與驗證100-109
• 6.4 本章小結(jié)109-110
• 第7章 全文總結(jié)與展望110-112
• 7.1 全文總結(jié)110
• 7.2 工作展望110-112
• 參考文獻(xiàn)112-115
• 致謝115

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