純電動汽車動力系統(tǒng)參數(shù)匹配與性能優(yōu)化研究

【摘要】：動力系統(tǒng)參數(shù)匹配是純電動汽車設(shè)計的核心內(nèi)容之一，必須綜合考慮電池、電機特性以及整車性能要求。動力系統(tǒng)參數(shù)具體包含電池容量、電機功率、傳動系速比等。合理選擇和匹配這些動力系統(tǒng)參數(shù)，使純電動汽車達到既定的整車性能目標(biāo)，包括爬坡、加速性能、續(xù)駛里程等。在實際車輛使用過程中，車輛的承載質(zhì)量和行駛道路的路面狀況不是一成不變的。所以在優(yōu)化整車性能的同時，必須降低這些變量因素對車輛性能的影響。 本文基于國內(nèi)某大型車企的“純電動汽車研發(fā)”項目展開了具體的匹配設(shè)計和優(yōu)化研究工作。主要圍繞如何進行電池、電機選型，如何進行模型仿真分析以及如何運用田口方法進行參數(shù)優(yōu)化。 本文首先對電動汽車的發(fā)展背景、現(xiàn)狀，純電動汽車的基本結(jié)構(gòu)及工作原理進行了探討。與燃油汽車相比，純電動汽車的主要區(qū)別在于它有自己獨特的驅(qū)動系統(tǒng)。電池系統(tǒng)、電機系統(tǒng)和整車管理系統(tǒng)組成的動力單元取代了原先的動力總成系統(tǒng)，這在動力系統(tǒng)參數(shù)的匹配和整車性能優(yōu)化方面提出了新的課題。綜合考慮整車參數(shù)與既定性能目標(biāo)，計算電池、電機等動力元件的主要參數(shù)設(shè)計要求并進行選型。根據(jù)車輛實際可用空間和載荷分配要求，確定了最終的合理布置方案。在此基礎(chǔ)上，以CRUISE仿真軟件為平臺建立了各個子系統(tǒng)的模型，連接調(diào)試形成最終的整車模型。輸入車輛的各項參數(shù)并設(shè)置各種仿真工況，運行得出具體的結(jié)果并對其進行分析。文中主要仿真了純電動汽車的最高車速、最大爬坡度、百公里加速、百公里能耗和續(xù)駛里程等性能，驗證了參數(shù)匹配設(shè)計結(jié)果符合既定的整車性能目標(biāo)要求。 其次，結(jié)合田口魯棒方法與CRUISE仿真模型對純電動汽車動力系統(tǒng)參數(shù)進行了優(yōu)化設(shè)計，對電池、電機、傳動系統(tǒng)各參數(shù)的選擇和參數(shù)間的合理匹配進行了優(yōu)化研究，提出了一種效果顯著的純電動汽車動力系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計的方法，并為文中所涉及的純電動汽車確定了最優(yōu)的動力系統(tǒng)參數(shù)匹配方案，實現(xiàn)了良好的整車性能輸出目標(biāo)。 最后進行了樣車整車性能試驗，驗證了設(shè)計方案的可行性。主要的試驗項目包括最高車速試驗、爬坡試驗、加速試驗、等速能耗試驗、循環(huán)工況能耗試驗、續(xù)駛里程試驗等。 【關(guān)鍵詞】：純電動汽車 動力系統(tǒng) 參數(shù)匹配 AVL CRUISE 田口方法
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：U469.72
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 插圖索引11-12
• 附表索引12-13
• 第1章 緒論13-22
• 1.1 電動汽車概況13-19
• 1.1.1 電動汽車發(fā)展背景13-16
• 1.1.2 電動汽車發(fā)展現(xiàn)狀16-19
• 1.2 純電動汽車結(jié)構(gòu)與原理介紹19-21
• 1.2.1 純電動汽車結(jié)構(gòu)介紹19-20
• 1.2.2 純電動汽車工作原理介紹20-21
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容21
• 1.4 本章小結(jié)21-22
• 第2章 動力系統(tǒng)參數(shù)匹配及選型22-34
• 2.1 整車參數(shù)及性能指標(biāo)22-23
• 2.1.1 整車參數(shù)定義22-23
• 2.1.2 整車性能指標(biāo)規(guī)劃23
• 2.2 動力系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計23-27
• 2.2.1 電池參數(shù)設(shè)計23-24
• 2.2.2 電機參數(shù)設(shè)計24-26
• 2.2.3 傳動系速比設(shè)計26-27
• 2.3 動力系統(tǒng)主要部件的選型27-30
• 2.3.1 電池的選型27-29
• 2.3.2 電機的選型29-30
• 2.4 動力系統(tǒng)主要部件的布置方式30-33
• 2.4.1 影響布置的主要因素31-32
• 2.4.2 總體布置方案的選擇32-33
• 2.5 本章小結(jié)33-34
• 第3章 整車性能仿真模型的建立與分析34-48
• 3.1 仿真軟件 CRUISE 簡介34-35
• 3.1.1 CRUISE 軟件功能34
• 3.1.2 CRUISE 仿真流程34-35
• 3.2 純電動汽車模型的建立35-38
• 3.2.1 動力電池模型的建立35-37
• 3.2.2 驅(qū)動電機模型的建立37
• 3.2.3 整車仿真模型的建立37-38
• 3.3 純電動汽車性能仿真的實現(xiàn)38-42
• 3.3.1 整車參數(shù)的輸入38-41
• 3.3.2 仿真計算任務(wù)的設(shè)置41-42
• 3.4 仿真結(jié)果分析42-47
• 3.4.1 動力性能仿真結(jié)果分析42-45
• 3.4.2 經(jīng)濟性能仿真結(jié)果分析45-47
• 3.5 本章小結(jié)47-48
• 第4章 動力系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計48-60
• 4.1 田口魯棒優(yōu)化方法簡介48-52
• 4.1.1 田口方法概述48-50
• 4.1.2 田口質(zhì)量損失函數(shù)50-51
• 4.1.3 信噪比分析51-52
• 4.1.4 田口方法優(yōu)化流程52
• 4.2 田口方法用于動力系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化52-58
• 4.2.1 合理規(guī)劃試驗方案52-54
• 4.2.2 對各試驗方案進行仿真54-56
• 4.2.3 仿真結(jié)果統(tǒng)計及最優(yōu)方案預(yù)測56-58
• 4.3 對優(yōu)化后的結(jié)果進行仿真分析58-59
• 4.4 本章小結(jié)59-60
• 第5章 整車性能試驗驗證60-67
• 5.1 動力性能試驗60-64
• 5.1.1 最高車速試驗61-62
• 5.1.2 等速爬坡試驗62-63
• 5.1.3 加速性能試驗63-64
• 5.2 經(jīng)濟性能試驗64-66
• 5.3 本章小結(jié)66-67
• 結(jié)論與展望67-69
• 參考文獻69-72
• 致謝72-73
• 附錄 A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文73

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