純電動(dòng)汽車整車性能測(cè)試與研究

【摘要】：由于能源危機(jī)和環(huán)境污染問題，純電動(dòng)汽車作為未來理想的交通工具，受到人們的廣泛關(guān)注。但是由于其性能不夠完善，無法滿足廣大消費(fèi)者的使用需求，所以國(guó)內(nèi)外汽車科研單位和組織都開始加強(qiáng)對(duì)純電動(dòng)汽車的性能測(cè)試及研究工作。然而目前國(guó)內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域的研究工作還不夠深入，因此制定簡(jiǎn)單可行的試驗(yàn)方案，并對(duì)整車性能進(jìn)行測(cè)試和分析，從而為整車的優(yōu)化設(shè)計(jì)提出參考和建議顯得非常迫切和重要。 本文首先在參考國(guó)內(nèi)外電動(dòng)汽車測(cè)試相關(guān)資料的基礎(chǔ)上，提出了幾個(gè)易用的評(píng)價(jià)指標(biāo)，例如動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、電池安全可用性等指標(biāo)。這些指標(biāo)分別表示動(dòng)力系統(tǒng)通過傳動(dòng)系統(tǒng)輸出的能力，整車單位里程能量消耗，電池工作前后的電壓特性變化和溫升等。然后在此基礎(chǔ)上提出了對(duì)整車性能有重要影響的關(guān)鍵部件如驅(qū)動(dòng)電機(jī)、動(dòng)力電池組的特性評(píng)價(jià)分析指標(biāo)，分別是電機(jī)工作特性、電池放電特性，著重關(guān)注了電機(jī)扭矩特性、轉(zhuǎn)速特性和工作效率，電池一致性和放電效率等方面。最后通過建立理論數(shù)學(xué)模型，對(duì)整車效率和續(xù)駛里程進(jìn)行分析。在對(duì)實(shí)驗(yàn)對(duì)象進(jìn)行深入分析的基礎(chǔ)上，建立了純電動(dòng)汽車能量效率數(shù)學(xué)模型，發(fā)現(xiàn)對(duì)純電動(dòng)汽車能量效率影響較大的部件分別是傳動(dòng)系統(tǒng)，電機(jī)和電池系統(tǒng)三大部分，并在此基礎(chǔ)上提出了整車能量效率影響因素的評(píng)價(jià)指標(biāo)，分別用于評(píng)價(jià)電池、電機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)的能量損耗。根據(jù)能量守恒定律，建立整車?yán)m(xù)駛里程數(shù)學(xué)模型，發(fā)現(xiàn)電池總電壓，總?cè)萘浚瑢?shí)際放電深度，放電效率，電機(jī)效率，傳動(dòng)效率，車身重量，道路滾動(dòng)阻力系數(shù)，空氣阻力系數(shù)，迎風(fēng)面積，車速等眾多因素都會(huì)影響到整車的續(xù)駛里程，但是鑒于試驗(yàn)條件有限和對(duì)試驗(yàn)復(fù)雜程度的控制，只提出了幾個(gè)方便試驗(yàn)操作的影響因素評(píng)價(jià)指標(biāo)，例如電池總電壓，電池總?cè)萘浚囍亓?，行駛車速、電機(jī)功率、電機(jī)類型等。 然后本文介紹了本次臺(tái)架試驗(yàn)的主要原理，以及試驗(yàn)用車的相關(guān)性能和主要試驗(yàn)設(shè)備。參考國(guó)內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，針對(duì)底盤測(cè)功機(jī)本身，制定了測(cè)試其內(nèi)部阻力以及滾動(dòng)阻力系數(shù)試驗(yàn)方法，并通過試驗(yàn)和分析獲得了以上兩者相關(guān)技術(shù)參數(shù)。為了在臺(tái)架上再現(xiàn)純電動(dòng)汽車在真實(shí)道路上的行駛狀況，通過分析電動(dòng)汽車在道路和臺(tái)架上行駛受力原理，計(jì)算并確定了臺(tái)架試驗(yàn)所需加載力，然后分別制定了動(dòng)力性能、經(jīng)濟(jì)性能、電池安全可用性、整車效率以及續(xù)駛里程影響因素等具體測(cè)試方案，并對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理分析方法進(jìn)行了說明。 本文在制定的試驗(yàn)方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了大量的純電動(dòng)汽車相關(guān)性能臺(tái)架測(cè)試工作。通過對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理和分析獲得了試驗(yàn)樣車的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、電池安全可用性指標(biāo)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)和動(dòng)力電池的部分工作特性，也發(fā)現(xiàn)了電機(jī)對(duì)整車效率影響最大和續(xù)駛里程受到電池規(guī)格、車重、車速等的影響規(guī)律。例如，根據(jù)試驗(yàn)處理結(jié)果發(fā)現(xiàn)，樣車動(dòng)力性較好，每公里能耗僅0.09kWh，電池一致性和安全性都很好。同時(shí)也發(fā)現(xiàn)對(duì)于純電動(dòng)汽車而言，電機(jī)效率對(duì)整車效率的影響最大，因此在整車設(shè)計(jì)中，電機(jī)的選配顯得非常重要。此外根據(jù)續(xù)駛里程試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)電池電壓和容量對(duì)整車?yán)m(xù)駛里程的影響最大，整車重量次之，車速再次之，電機(jī)功率再再次之，因此在設(shè)計(jì)中應(yīng)加以區(qū)分和考慮。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果和相關(guān)文獻(xiàn)資料，本文也提出了對(duì)關(guān)鍵零部件和整車優(yōu)化的設(shè)計(jì)建議。例如電池組參數(shù)選擇、成組工藝、電池?zé)峁芾怼Ⅱ?qū)動(dòng)電機(jī)設(shè)計(jì)、控制方法優(yōu)化、車身輕量化等。 最后，本文對(duì)存在的不足進(jìn)行了討論，并就進(jìn)一步的改進(jìn)方向進(jìn)行了簡(jiǎn)要闡述。 【關(guān)鍵詞】：純電動(dòng)汽車 底盤測(cè)功機(jī) 整車性能 能量效率 續(xù)駛里程
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：U469.72
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 研究目的與意義10-12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.1 國(guó)外純電動(dòng)汽車整車性能測(cè)試與研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)純電動(dòng)汽車整車性能測(cè)試與研究現(xiàn)狀14
• 1.3 課題來源14-15
• 1.4 論文的主要內(nèi)容15-16
• 第2章 純電動(dòng)汽車整車性能評(píng)價(jià)指標(biāo)分析16-23
• 2.1 引言16
• 2.2 動(dòng)力性能評(píng)價(jià)參數(shù)分析16-17
• 2.3 經(jīng)濟(jì)性能評(píng)價(jià)參數(shù)分析17
• 2.4 電池安全可用性評(píng)價(jià)參數(shù)分析17-18
• 2.5 驅(qū)動(dòng)電機(jī)特性評(píng)價(jià)指標(biāo)分析18
• 2.6 電池放電特性評(píng)價(jià)指標(biāo)分析18-19
• 2.7 整車效率影響因素指標(biāo)分析19-20
• 2.8 續(xù)駛里程影響因素指標(biāo)分析20-21
• 2.9 本章小結(jié)21-23
• 第3章 純電動(dòng)汽車整車性能臺(tái)架測(cè)試方法研究23-43
• 3.1 臺(tái)架測(cè)試原理23-25
• 3.2 試驗(yàn)對(duì)象25-26
• 3.3 整車性能臺(tái)架測(cè)試主要實(shí)驗(yàn)設(shè)備26-29
• 3.3.1 滾筒式底盤測(cè)功機(jī)27
• 3.3.2 電池監(jiān)測(cè)系統(tǒng)27
• 3.3.3 紅外熱像儀27-28
• 3.3.4 紅外測(cè)溫儀28
• 3.3.5 電能質(zhì)量表28-29
• 3.4 臺(tái)架測(cè)試方案的確定29-42
• 3.4.1 臺(tái)架內(nèi)部損耗功率的確定29-31
• 3.4.2 臺(tái)架滾動(dòng)阻力系數(shù)的確定31-32
• 3.4.3 動(dòng)力性臺(tái)架測(cè)試方案的確定32-33
• 3.4.4 經(jīng)濟(jì)性臺(tái)架測(cè)試方案的確定33-35
• 3.4.5 電池安全可用性臺(tái)架測(cè)試方案的確定35-37
• 3.4.6 驅(qū)動(dòng)電機(jī)特性臺(tái)架測(cè)試方案的確定37-38
• 3.4.7 電池放電特性臺(tái)架測(cè)試方案的確定38-41
• 3.4.8 整車效率影響因素測(cè)試方案的確定41
• 3.4.9 續(xù)駛里程影響因素測(cè)試方案的確定41-42
• 3.5 本章小結(jié)42-43
• 第4章 純電動(dòng)汽車整車性能的分析43-57
• 4.1 純電動(dòng)汽車動(dòng)力性能分析43
• 4.2 純電動(dòng)汽車經(jīng)濟(jì)性能分析43-45
• 4.3 純電動(dòng)汽車電池安全可用性分析45-46
• 4.4 純電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)特性分析46-48
• 4.5 純電動(dòng)汽車動(dòng)力電池放電特性分析48-50
• 4.6 純電動(dòng)汽車整車效率影響因素分析50-51
• 4.7 純電動(dòng)汽車?yán)m(xù)駛里程影響因素的分析51-55
• 4.7.1 電池總電壓對(duì)最續(xù)駛里程的影響51
• 4.7.2 電池總?cè)萘繉?duì)續(xù)駛里程的影響51-52
• 4.7.3 車重對(duì)續(xù)駛里程的影響52-53
• 4.7.4 車速對(duì)續(xù)駛里程的影響53
• 4.7.5 電機(jī)功率對(duì)續(xù)駛里程的影響53-54
• 4.7.6 電機(jī)類型對(duì)續(xù)駛里程的影響54-55
• 4.8 本章小結(jié)55-57
• 第5章 全文總結(jié)和展望57-60
• 5.1 總結(jié)57-58
• 5.2 展望58-60
• 致謝60-61
• 參考文獻(xiàn)61-63

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新疆首批純電動(dòng)汽車投入使用    石懷平

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純電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)匹配設(shè)計(jì)與仿真研究    楊文興

純電動(dòng)汽車遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)及故障診斷方法研究    吳建榮

微型純電動(dòng)汽車動(dòng)力性能參數(shù)匹配及仿真研究    王方

純電動(dòng)汽車整車能量建模與仿真分析    劉清虎

純電動(dòng)汽車整車性能建模與仿真    姚海峰

純電動(dòng)汽車電控系統(tǒng)研制    孫淼

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