基于某型纯电动汽车的动力系统匹配及仿真优化研究

发布时间：2017-11-01 22:33

  本文关键词：基于某型纯电动汽车的动力系统匹配及仿真优化研究

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【摘要】：随着城市物流的快速发展,以及社会对物流行业环保、节能要求的不断提高,纯电动物流车可充分发挥其使用成本低廉和零排放等特点,加上补贴给力,其发展前景一片大好。本文便是基于某汽车公司纯电动物流车开发项目,对某款传统内燃机汽车动力系统进行电气化改造,并结合相关理论对改造过程中所涉及的工程问题进行了如下研究:(1)以传统汽车的驱动理论为基础,对行驶中的汽车进行了受力分析,主要包括滚动阻力、空气阻力、爬坡阻力及加速阻力,还分析了纯电动汽车的动力性、经济性和功率平衡性,同时重点阐述了动力系统参数匹配的设计准则,主要包括驱动电机、动力电池以及传动装置的合理匹配。(2)根据开发样车的整车参数及性能设计目标,并结合纯电动汽车动力系统参数匹配的设计准则对动力系统各关键部件进行了初期匹配,同时在综合考虑之后确定了整车的总布置形式。(3)前期匹配完成之后,基于GT-DRIVE平台建立了纯电动汽车的电池模型、电机模型、车身模型、驾驶员模型、变速器模型等,在仿真模型中输入相关参数并设置好行驶工况后,进行整车动力性和经济性的仿真分析,主要包括:最高车速仿真、最大爬坡度仿真、加速性能仿真和最大续驶里程仿真,仿真结果表明初期匹配的参数能够基本满足设计要求。(4)根据整车性能要求和电机效率map图,运用区间优化算法并结合整车动力学仿真模型对变速器参数进行了优化设计,重新选择了一款三档AMT自动变速器。并将优化前后的仿真结果进行对比分析,优化后最大爬坡度提高了5%,0-40km/h加速时间减少0.7s,最高车速降低了9km/h,40km/h等速工况下最大续驶里程增加了11km,NEDC循环工况下最大续驶里程增加了40km,验证了参数优化的合理性。本文针对传统汽车底盘动力传动系统进行了参数匹配及仿真优化等研究工作,对以后电动汽车专用底盘技术的发展具有一定的理论参考价值。
【关键词】：电动汽车 动力系统 参数匹配 GT-DRIVE 区间优化算法
【学位授予单位】：西华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U469.72
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-21
• 1.1 课题研究背景和意义10-11
• 1.2 电动汽车的国内外发展现状11-15
• 1.2.1 电动汽车的国外发展现状11-13
• 1.2.2 电动汽车的国内发展现状13-14
• 1.2.3 纯电动汽车动力系统参数匹配及优化技术14-15
• 1.3 电动汽车的基础15-19
• 1.3.1 电动汽车的优势和劣势15-16
• 1.3.2 电动汽车的结构原理和分类16-18
• 1.3.3 纯电动汽车的关键技术18-19
• 1.4 论文主要研究内容19-20
• 1.5 本章小结20-21
• 2 纯电动汽车动力学及电驱动系统的匹配21-36
• 2.1 电动汽车的受力分析21-25
• 2.2 纯电动汽车的性能分析25-28
• 2.2.1 纯电动汽车的动力性25-26
• 2.2.2 纯电动汽车的功率平衡26-27
• 2.2.3 纯电动汽车的经济性27-28
• 2.3 纯电动汽车动力系统参数设计准则28-35
• 2.3.1 电驱动系统的特性要求28-29
• 2.3.2 电机参数匹配29-31
• 2.3.3 传动装置参数匹配31-32
• 2.3.4 动力电池组参数设计32-34
• 2.3.5 整车参数匹配优化流程与仿真34-35
• 2.4 本章小结35-36
• 3 纯电动汽车动力系统参数匹配及设计选型36-46
• 3.1 整车主要设计参数及性能指标36-37
• 3.2 驱动电机的选择37-40
• 3.2.1 电动汽车对驱动电机的性能要求37-38
• 3.2.2 驱动电机的分类及性能特点38-39
• 3.2.3 驱动电机的选择39-40
• 3.3 传动系统的选择40-41
• 3.4 动力蓄电池的选择41-44
• 3.5 总体布置方案的选择44-45
• 3.6 本章小结45-46
• 4 纯电动汽车仿真模型的建立与分析46-65
• 4.1 GT-suite软件的概述46-48
• 4.1.1 GT-DRIVE主要的应用领域46-47
• 4.1.2 GT-DRIVE的操作方法47
• 4.1.3 GT-DRIVE的仿真计算流程47-48
• 4.1.4 GT-DRIVE的计算模式48
• 4.2 整车动力系统建模48-57
• 4.2.1 整车模型48-50
• 4.2.2 各子系统模型及参数设置50-57
• 4.3 仿真结果及分析57-64
• 4.3.1 动力性仿真58-59
• 4.3.2 经济性仿真59-64
• 4.4 本章小结64-65
• 5 传动系统参数匹配优化和仿真分析65-77
• 5.1 优化技术的发展概况及相关算法65-66
• 5.1.1 拟合函数法65-66
• 5.1.2 正交优化法66
• 5.1.3 模型的区间优化算法66
• 5.2 传动系统的优化66-72
• 5.2.1 变速器档位数的确定66-67
• 5.2.2 多档变速器换挡规律的分析67-68
• 5.2.3 变速器传动比的确定68-72
• 5.3 优化后整车性能仿真及对比分析72-76
• 5.3.1 优化后动力性仿真72-74
• 5.3.2 优化后经济性仿真74-75
• 5.3.3 优化前后整车性能对比75-76
• 5.4 本章小结76-77
• 结论77-79
• 参考文献79-83
• 攻读硕士学位期间发表论文及科研成果83-84
• 致谢84-85

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本文编号：1128852