畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）純電動(dòng)微型客車動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)及仿真

1、武漢理工大學(xué) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 純電動(dòng)微型客車動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)及仿真純電動(dòng)微型客車動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)及仿真 學(xué)院（系）： 汽車工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí)：熱能與動(dòng)力工程 0604 班 學(xué)生姓名： xxxx 指導(dǎo)教師： xxxxxx 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成 果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包括任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表 或撰寫的成果作品。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 作者簽名： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保障、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同

2、意學(xué)校保留并向 有關(guān)學(xué)位論文管理部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本 人授權(quán)省級(jí)優(yōu)秀學(xué)士論文評(píng)選機(jī)構(gòu)將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢 索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。 本學(xué)位論文屬于 1、保密囗，在 年解密后適用本授權(quán)書 2、不保密囗 。 （請(qǐng)?jiān)谝陨舷鄳?yīng)方框內(nèi)打“” ） 作者簽名： 年 月 日 導(dǎo)師簽名： 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文論文)任務(wù)書任務(wù)書 學(xué)生姓名學(xué)生姓名 xxxx 專業(yè)班級(jí)專業(yè)班級(jí) 熱能與動(dòng)力工程熱能與動(dòng)力工程 06040604 指導(dǎo)教師指導(dǎo)教師 xxxxxxxx 工作單位工作單位 武漢理工大學(xué)武漢理工大學(xué)

3、 設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)(論文論文)題目題目: 純電動(dòng)微型客車動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)及仿真純電動(dòng)微型客車動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)及仿真 設(shè)計(jì)（論文）主要內(nèi)容：設(shè)計(jì)（論文）主要內(nèi)容： 通過(guò)查閱純電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)的相關(guān)文獻(xiàn)，學(xué)習(xí)純電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基 本方法和要領(lǐng)，根據(jù)已知條件進(jìn)行電機(jī)參數(shù)選型與計(jì)算，傳動(dòng)比選擇，電機(jī)與變速器連 接件設(shè)計(jì)，性能仿真。 要求完成的主要任務(wù)要求完成的主要任務(wù): 1、獨(dú)立完成折合 2 張 0 號(hào)圖紙繪圖量，其中手繪圖紙量折合不得少于一張 1 號(hào)圖紙，手 繪圖紙不得與機(jī)繪圖紙重復(fù)； 2、完成一篇英文文獻(xiàn)的翻譯，要求內(nèi)容與選題相關(guān)，工作量約 20000 印刷字符，譯成中 文不少于 5000 字； 3、在

4、畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，根據(jù)進(jìn)展情況，完成參考文獻(xiàn)的查閱與檢索，要求 10 篇以上 （其中英文文獻(xiàn)不少于 2 篇） ，并分別寫出不少于 200 字的摘要； 4、參加畢業(yè)實(shí)習(xí)，完成畢業(yè)實(shí)習(xí)日記和畢業(yè)實(shí)習(xí)報(bào)告（2000 字左右） ，撰寫開(kāi)題報(bào)告， 不少于 1400 字； 5、撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書，要求不少于 10000 字，并符合“武漢理工大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文）撰寫規(guī)范” ； 6、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）周記每周記載不少于 800 字。 必讀參考資料：必讀參考資料： 先進(jìn)電動(dòng)汽車技術(shù) 、 混合動(dòng)力電動(dòng)汽車 、 matalb/simulink 快速入門 指導(dǎo)教師簽名指導(dǎo)教師簽名 系主任簽名系主任簽名 院長(zhǎng)簽名院

5、長(zhǎng)簽名(章章)_ 武漢理工大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)武漢理工大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文）開(kāi)題報(bào)告（論文）開(kāi)題報(bào)告 純電動(dòng)微型客車動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)及仿真 1、目的及意義（含國(guó)內(nèi)外的研究狀況分析） 1.1 目的 隨著世界汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，日益增大的石油能源的消耗，將加快從能源短缺 到能源枯竭的步伐。汽車排放造成的大氣污染和地球的溫室效應(yīng)，成為世界全人 類的公害。人類社會(huì)和汽車產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，受到極大的威脅，發(fā)展汽車新能 源、開(kāi)發(fā)汽車新動(dòng)力，成為世界汽車產(chǎn)業(yè)面臨十分緊迫的任務(wù)。 電動(dòng)車作為解決環(huán)境污染的重要可行途徑, 得到快速發(fā)展。當(dāng)代融合多種高新 技術(shù)而興起的純電動(dòng)汽車、混合電動(dòng)汽車、燃料電池汽車，尤其是

6、立足于氫能基 礎(chǔ)上的燃料電池汽車正在引發(fā)世界汽車工業(yè)的一場(chǎng)革命，展現(xiàn)了汽車工業(yè)新能源、 新動(dòng)力發(fā)展的光明前景。 本文將通過(guò)了解純電動(dòng)汽車的基本結(jié)構(gòu)，性能特點(diǎn)和關(guān)鍵部件性能的要求， 設(shè)計(jì)出純電動(dòng)汽車合理的動(dòng)力系統(tǒng)，并基于 advisor 建模仿真，分析設(shè)計(jì)所得的 各項(xiàng)參數(shù)的正確性 1.2 電動(dòng)汽車國(guó)內(nèi)外研究狀況 1.2.1 電動(dòng)汽車國(guó)外研究狀況 目前，電動(dòng)汽車的設(shè)計(jì)主要有以下兩種方法：即改裝設(shè)計(jì)和全新設(shè)計(jì)。 改裝設(shè)計(jì)：選擇一輛與目標(biāo)設(shè)汁的電動(dòng)汽車在載客量和載質(zhì)量方面都近似的 傳統(tǒng)汽車來(lái)進(jìn)行改裝。移除內(nèi)燃機(jī)，換成電機(jī)。充分利用車架上部和下部以及原 油箱和座椅下的一些空間來(lái)安放電池。為盡量擴(kuò)大車廂內(nèi)

7、的有一效空間。 在布置和安裝電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，根據(jù)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求可以選用內(nèi)燃 機(jī)汽車的部分傳動(dòng)裝置，也可以完全不用原有的傳動(dòng)裝置而重新設(shè)計(jì)，由于通過(guò) 齒輪傳動(dòng)會(huì)降低傳動(dòng)效率，可根據(jù)需要采用原有變速箱。為保證續(xù)時(shí)里程和在現(xiàn) 有的電池技術(shù)條件下，電池組的質(zhì)量會(huì)很大。 電池組的質(zhì)量很大，增加了電動(dòng)汽車的整備質(zhì)量和總質(zhì)量，從而降低了電動(dòng) 汽車的整車性能。因此必須對(duì)電動(dòng)汽車的各種性能進(jìn)行計(jì)算匹配。包括對(duì)載荷分 配的計(jì)算，電機(jī)功率，蓄電池性能，傳動(dòng)系統(tǒng)的匹配、制動(dòng)系等的強(qiáng)度和剛度的 核算等，根據(jù)計(jì)算的結(jié)果對(duì)一些不足的部件進(jìn)行修改。一般是用仿真軟件進(jìn)行仿 真。 全新設(shè)計(jì)：國(guó)外電動(dòng)車發(fā)展比較早，新研制的

8、電動(dòng)汽車大部分是采用全新設(shè) 計(jì)。 即采用新的外形，新的造型、底盤設(shè)計(jì)用于減小風(fēng)阻，提高續(xù)時(shí)里程。對(duì)車 身、底盤和電池采取輕量化措施減輕車身質(zhì)量。用間接驅(qū)動(dòng)式或直接驅(qū)動(dòng)式或電 動(dòng)輪式驅(qū)動(dòng)。再用仿真軟件進(jìn)行仿真修改。1 1.2.2 電動(dòng)汽車國(guó)內(nèi)研究狀況 國(guó)內(nèi)現(xiàn)今電動(dòng)汽車主要是改裝設(shè)計(jì)的。在上世紀(jì) 60 年代，我國(guó)就開(kāi)始了純電 動(dòng)汽車的研發(fā)工作，于上世紀(jì) 90 年代掀起了一股研發(fā)熱潮，部分相關(guān)高校、科研 院所以及汽車企業(yè)聯(lián)合開(kāi)發(fā)充電電池和純電動(dòng)汽車，相繼研制出電動(dòng)汽車功能樣 車、性能樣車和產(chǎn)品樣車，并開(kāi)始著力推廣其示范運(yùn)行。 。 電動(dòng)車的發(fā)展在潛移默化地影響消費(fèi)者的同時(shí)，也帶動(dòng)了國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池、電 機(jī)

9、等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。雖然我國(guó)在傳統(tǒng)汽車的研發(fā)上與世界先進(jìn)水平相比還有相當(dāng)大 的距離，但在純電動(dòng)汽車技術(shù)開(kāi)發(fā)上卻幾乎是站在同一起跑線上，隨著相關(guān)技術(shù) 的積累，我國(guó)也在逐步縮小與世界先進(jìn)水平的差距，甚至在某些領(lǐng)域，我國(guó)已經(jīng) 達(dá)到世界領(lǐng)先水平。2 參考文獻(xiàn)：參考文獻(xiàn)： 1胡驊。電動(dòng)汽車的設(shè)計(jì)思路。 world automobile no1，1997 2常艷軍。 我國(guó)純電動(dòng)汽車發(fā)展迅速。 經(jīng)濟(jì) 2009 年第 8 期 2、基本內(nèi)容和技術(shù)方案、基本內(nèi)容和技術(shù)方案 本論文的基本內(nèi)容是通過(guò)了解純電動(dòng)汽車的基本結(jié)構(gòu)，性能特點(diǎn)和關(guān)鍵部件 性能的要求，設(shè)計(jì)出純電動(dòng)汽車合理的動(dòng)力系統(tǒng)，基于 advisor 的建模仿真，分

10、 析設(shè)計(jì)所得的各項(xiàng)參數(shù)的正確性。具體來(lái)說(shuō)，研究?jī)?nèi)容包括以下幾點(diǎn)： （1） 查閱文獻(xiàn)了解純電動(dòng)汽車的基本結(jié)構(gòu)和各部件的重要參數(shù)； （2） 基于所查得的文獻(xiàn)對(duì)電動(dòng)車的電機(jī)和傳動(dòng)系進(jìn)行設(shè)計(jì)； （3） 學(xué)習(xí) matlab/ advisor 的相關(guān)知識(shí)，進(jìn)行仿真建模； （4） 利用 advisor 仿真系統(tǒng)進(jìn)行仿真，分析設(shè)計(jì)所得數(shù)據(jù)，從而對(duì)所設(shè) 計(jì)純電動(dòng)微型客車動(dòng)力系統(tǒng)的合理性進(jìn)行驗(yàn)證。 基于以上研究?jī)?nèi)容，具體技術(shù)方案如下：通過(guò)對(duì)電動(dòng)汽車的基本結(jié)構(gòu)，性能 特點(diǎn)和關(guān)鍵部件性能的要求的了解，以及對(duì) advisor 軟件的學(xué)習(xí)，設(shè)計(jì)純電動(dòng)微 型客車的動(dòng)力系統(tǒng)，并用 advisor 進(jìn)行建模仿真，分析仿真所得數(shù)

11、據(jù)，從而驗(yàn)證 所建微型客車動(dòng)力系統(tǒng)模型的正確性。若仿真結(jié)果與實(shí)際要求不一致，則不斷修 改所建模型，直至仿真結(jié)果與實(shí)際要求基本一致為止。 論文提綱如下： 第一章 緒論 介紹課題研究背景及意義，簡(jiǎn)要介紹國(guó)內(nèi)外純電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀，扼要描述 論文內(nèi)容 1.1 背景及意義 1.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r 1.3 純電動(dòng)車基本結(jié)構(gòu)和重要部件 1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容 第二章 純電動(dòng)微型客車動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)及匹配 2.1 微型客車整車參數(shù)及性能指標(biāo) 2.2 電動(dòng)機(jī)參數(shù)匹配 2.2.1 電動(dòng)機(jī)峰值功率及額定功率的匹配 2.2.2 電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速及最高轉(zhuǎn)速的選擇 2.2.3 電動(dòng)機(jī)額定電壓的參數(shù)選擇 2.3 傳動(dòng)系參數(shù)匹配

12、 2.3.1 減速比的確定 2.4 動(dòng)力電池參數(shù)匹配 2.4.1 匹配原則 2.4.2 匹配結(jié)果 2.5 匹配結(jié)果 第三章 基于 advisor 的整車動(dòng)力性仿真 3.1 advisor 仿真軟件介紹 3.2 仿真模型 3.3 仿真結(jié)果 第四章 全文總結(jié)及研究展望 3、進(jìn)度安排、進(jìn)度安排 第 12 周：通過(guò)查閱純電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)的相關(guān)文獻(xiàn)，了解純電動(dòng)汽車 的設(shè)計(jì)及仿真方法，完成文獻(xiàn)綜述和開(kāi)題報(bào)告的撰寫。 第 3 周：畢業(yè)實(shí)習(xí)。 第 45 周：根據(jù)所查得文獻(xiàn)進(jìn)行微型客車動(dòng)力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 第 67 周：利用 advisor 仿真系統(tǒng)進(jìn)行建模仿真，分析所得數(shù)據(jù)，驗(yàn)證設(shè)計(jì) 結(jié)果的正確性。 第 89

13、 周：翻譯外文文獻(xiàn) 第 1013 周：手繪圖紙。 第 1415 周：撰寫畢業(yè)論文。 第 16 周：完成并修改畢業(yè)論文。 第 17 周：準(zhǔn)備論文答辯。 4、指導(dǎo)教師意見(jiàn)、指導(dǎo)教師意見(jiàn) 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 目錄 畢業(yè)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文論文)任務(wù)書任務(wù)書.3 設(shè)計(jì)（論文）主要內(nèi)容：設(shè)計(jì)（論文）主要內(nèi)容：.3 要求完成的主要任務(wù)要求完成的主要任務(wù): .3 摘要.2 abstract.3 第第 1 章章 緒論緒論 .1 1.1 目的及意義.1 1.2 電動(dòng)汽車國(guó)內(nèi)外研究狀況.1 1.2.1電動(dòng)汽車國(guó)外研究狀況.1 1.2.2電動(dòng)汽車國(guó)內(nèi)研究狀況.2 1.3 純電動(dòng)車基本結(jié)構(gòu)和重要部件4,5.2

14、1.3.1基本結(jié)構(gòu).2 1.3.2重要部件.3 1.4 基本內(nèi)容和技術(shù)方案.4 第第 2 章章 純電動(dòng)微型客車動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)及匹配純電動(dòng)微型客車動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)及匹配 .5 2.1 微型客車整車參數(shù)及性能指標(biāo).5 2.2 電動(dòng)機(jī)參數(shù)匹配4,5,6.6 2.2.1 電動(dòng)機(jī)峰值功率及額定功率的匹配.6 2.2.2 電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速及最高轉(zhuǎn)速的選擇.9 2.2.3 電動(dòng)機(jī)額定電壓的參數(shù)選擇.10 2.3 傳動(dòng)系參數(shù)匹配.10 2.4 動(dòng)力電池參數(shù)匹配.13 2.5 匹配結(jié)果.15 第第 3 章章 基于基于 advisor 的整車動(dòng)力性仿真的整車動(dòng)力性仿真4,7,8,9.17 3.1 advisor 的主要功

15、能和特點(diǎn).17 3.2 仿真模型.18 3.2.1定義車輛模型.18 3.2.2定義車輪模型.20 3.2.3定義傳動(dòng)系模型.20 3.2.4定義電機(jī).22 3.2.5定義電池模型.23 3.3 仿真結(jié)果.24 3.3.1 車輛仿真循環(huán)工況的選擇.24 3.3.2 車輛仿真結(jié)果.25 第第 4 章章 全文總結(jié)及研究展望全文總結(jié)及研究展望 .28 4.1 全文總結(jié) .28 4.2 研究展望 .28 參考文獻(xiàn)：參考文獻(xiàn)： .29 致謝致謝 .1 摘要摘要 本文通過(guò)了解純電動(dòng)汽車的基本結(jié)構(gòu)，性能特點(diǎn)和關(guān)鍵部件性能的要求，設(shè)計(jì)匹配出 純電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)的各部分，并基于 advisor 建模仿真，分析設(shè)

16、計(jì)匹配所得的各項(xiàng)參 數(shù)對(duì)汽車性能的影響。具體來(lái)說(shuō)，研究?jī)?nèi)容包括以下幾點(diǎn)： （1）查閱文獻(xiàn)了解純電動(dòng)汽車的基本結(jié)構(gòu)和各部件的重要參數(shù)； （2）基于所查得的文獻(xiàn)對(duì)電動(dòng)車的電機(jī)和傳動(dòng)系進(jìn)行設(shè)計(jì)； （3）學(xué)習(xí) matlab/ advisor 的相關(guān)知識(shí)，進(jìn)行仿真建模；利用 advisor 仿真系 統(tǒng)進(jìn)行仿真，分析設(shè)計(jì)所得數(shù)據(jù)，從而對(duì)所設(shè)計(jì)純電動(dòng)微型客車動(dòng)力系統(tǒng)的合理性進(jìn)行 驗(yàn)證。 關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：電動(dòng)汽車,動(dòng)力系統(tǒng),匹配,仿真 abstract title:design and passenger performance simulation based on pure electric power s

17、ystem through understanding the basic structure and characteristics of the pure electric cars, and the performance requirements of the key components, power system of the pure electric vehicle parts to be designed and matched, and then modeling and simulation based on advisor, analysis the how the v

18、arious parameters matching influence on the performance of the car. (1) consult papers about the basic structure of pure electric automobile components and the important parameters, (2) based on the consulted papers designing the electric motor and transmission of the car, (3) learn knowledge of mat

19、lab/advisor , and modeling simulation, using advisor to simulate the system, and analysis the data of simulation from design. keywords: electric power system,matching, simulation 第第 1 章章 緒論緒論 1.1 目的及意義目的及意義 隨著世界汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，日益增大的石油能源的消耗，將加快從能源短缺到能源枯 竭的步伐。汽車排放造成的大氣污染和地球的溫室效應(yīng)，成為世界全人類的公害。人類 社會(huì)和汽車產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，受到

20、極大的威脅，發(fā)展汽車新能源、開(kāi)發(fā)汽車新動(dòng)力， 成為世界汽車產(chǎn)業(yè)面臨十分緊迫的任務(wù)。 電動(dòng)車作為解決環(huán)境污染的重要可行途徑, 得到快速發(fā)展。當(dāng)代融合多種高新技術(shù)而 興起的純電動(dòng)汽車、混合電動(dòng)汽車、燃料電池汽車，尤其是立足于氫能基礎(chǔ)上的燃料電 池汽車正在引發(fā)世界汽車工業(yè)的一場(chǎng)革命，展現(xiàn)了汽車工業(yè)新能源、新動(dòng)力發(fā)展的光明 前景。 本文將通過(guò)了解純電動(dòng)汽車的基本結(jié)構(gòu)，性能特點(diǎn)和關(guān)鍵部件性能的要求，設(shè)計(jì)出純 電動(dòng)汽車合理的動(dòng)力系統(tǒng)，并基于 advisor 建模仿真，分析設(shè)計(jì)所得的各項(xiàng)參數(shù)的正確 性 1.2 電動(dòng)汽車國(guó)內(nèi)外研究狀況電動(dòng)汽車國(guó)內(nèi)外研究狀況 1.2.1 電動(dòng)汽車國(guó)外研究狀況電動(dòng)汽車國(guó)外研究狀況

21、 目前，電動(dòng)汽車的設(shè)計(jì)主要有以下兩種方法：即改裝設(shè)計(jì)和全新設(shè)計(jì)。 改裝設(shè)計(jì)：選擇一輛與目標(biāo)設(shè)汁的電動(dòng)汽車在載客量和載質(zhì)量方面都近似的傳統(tǒng)汽車 來(lái)進(jìn)行改裝。移除內(nèi)燃機(jī)，換成電機(jī)。充分利用車架上部和下部以及原油箱和座椅下的 一些空間來(lái)安放電池。為盡量擴(kuò)大車廂內(nèi)的有效空間。 在布置和安裝電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，根據(jù)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求可以選用內(nèi)燃機(jī)汽車的 部分傳動(dòng)裝置，也可以完全不用原有的傳動(dòng)裝置而重新設(shè)計(jì)，由于通過(guò)齒輪傳動(dòng)會(huì)降低 傳動(dòng)效率，可根據(jù)需要采用原有變速箱。為保證續(xù)時(shí)里程和在現(xiàn)有的電池技術(shù)條件下， 電池組的質(zhì)量會(huì)很大。 電池組的質(zhì)量很大，增加了電動(dòng)汽車的整備質(zhì)量和總質(zhì)量，從而降低了電動(dòng)汽車的整

22、車性能。因此必須對(duì)電動(dòng)汽車的各種性能進(jìn)行計(jì)算匹配。包括對(duì)載荷分配的計(jì)算，電機(jī) 功率，蓄電池性能，傳動(dòng)系統(tǒng)的匹配、制動(dòng)系等的強(qiáng)度和剛度的核算等，根據(jù)計(jì)算的結(jié) 果對(duì)一些不足的部件進(jìn)行修改。一般是用仿真軟件進(jìn)行仿真。 全新設(shè)計(jì)：國(guó)外電動(dòng)車發(fā)展比較早，新研制的電動(dòng)汽車大部分是采用全新設(shè)計(jì)。 即采用新的外形，新的造型、底盤設(shè)計(jì)用于減小風(fēng)阻，提高續(xù)時(shí)里程。對(duì)車身、底盤和 電池采取輕量化措施減輕車身質(zhì)量。用間接驅(qū)動(dòng)式或直接驅(qū)動(dòng)式或電動(dòng)輪式驅(qū)動(dòng)。再用 仿真軟件進(jìn)行仿真修改。1,2 1.2.2 電動(dòng)汽車國(guó)內(nèi)研究狀況電動(dòng)汽車國(guó)內(nèi)研究狀況 國(guó)內(nèi)現(xiàn)今電動(dòng)汽車主要是改裝設(shè)計(jì)的。在上世紀(jì) 60 年代，我國(guó)就開(kāi)始了純電動(dòng)汽

23、車 的研發(fā)工作，于上世紀(jì) 90 年代掀起了一股研發(fā)熱潮，部分相關(guān)高校、科研院所以及汽車 企業(yè)聯(lián)合開(kāi)發(fā)充電電池和純電動(dòng)汽車，相繼研制出電動(dòng)汽車功能樣車、性能樣車和產(chǎn)品 樣車，并開(kāi)始著力推廣其示范運(yùn)行。 。 電動(dòng)車的發(fā)展在潛移默化地影響消費(fèi)者的同時(shí)，也帶動(dòng)了國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池、電機(jī)等產(chǎn)業(yè) 的發(fā)展。雖然我國(guó)在傳統(tǒng)汽車的研發(fā)上與世界先進(jìn)水平相比還有相當(dāng)大的距離，但在純 電動(dòng)汽車技術(shù)開(kāi)發(fā)上卻幾乎是站在同一起跑線上，隨著相關(guān)技術(shù)的積累，我國(guó)也在逐步 縮小與世界先進(jìn)水平的差距，甚至在某些領(lǐng)域，我國(guó)已經(jīng)達(dá)到世界領(lǐng)先水平。3 1.3 純電動(dòng)車基本結(jié)構(gòu)和重要部件純電動(dòng)車基本結(jié)構(gòu)和重要部件4,5 1.3.1 基本結(jié)構(gòu)基本

24、結(jié)構(gòu) 電動(dòng)汽車的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)是電動(dòng)汽車的核心部分，其性能決定著電動(dòng)汽車運(yùn)行性能的 好壞。目前，電動(dòng)汽車的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)具有以下四種布置方式: (1)第一種與傳統(tǒng)汽車傳動(dòng)系統(tǒng)的布置方式一致，可由傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車改裝得到。發(fā) 動(dòng)機(jī)換成電動(dòng)機(jī)，帶有變速器或者使用新的減速器。這種布置電動(dòng)汽車的起動(dòng)扭矩較高， 低速時(shí)電動(dòng)汽車的后備功率大。 (2)第二種取消了離合器和變速器。電動(dòng)機(jī)通過(guò)行星齒輪減速器或單級(jí)式減速器直接 連接到傳動(dòng)軸，通過(guò)電動(dòng)機(jī)的控制實(shí)現(xiàn)變速功能。這種方式對(duì)電動(dòng)機(jī)的要求較高，不僅 要求電動(dòng)機(jī)具有較高的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，而且要求具有較大的后備功率，以保證電動(dòng)汽車的起 動(dòng)、爬坡、加速超車等動(dòng)力性。低速，大扭

25、矩要求較高。 (3)第三種布置方式將電動(dòng)機(jī)裝到驅(qū)動(dòng)半軸上，直接控制電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)變速和差速轉(zhuǎn)換。 這種傳動(dòng)方式同樣對(duì)電動(dòng)機(jī)和控制系統(tǒng)有較高的要求。 (4)第四種布置為輪轂電機(jī)型，將電動(dòng)機(jī)直接裝到了驅(qū)動(dòng)輪上，由電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)車 輪行駛。結(jié)構(gòu)最為簡(jiǎn)單，有最大的空間利用率，無(wú)傳動(dòng)損失，但對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)本身的強(qiáng)度 及其控制精度要求很高，要求左右輪的轉(zhuǎn)速之差滿足汽車行駛特別是轉(zhuǎn)彎時(shí)的要求。 目前，我國(guó)設(shè)計(jì)的電動(dòng)汽車大都建立在改裝設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，改裝后高性能的獲得并不 是簡(jiǎn)單地將內(nèi)燃機(jī)汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)和油箱換成電動(dòng)機(jī)和蓄電池便可以實(shí)現(xiàn)的，它必須對(duì)蓄 電池、電動(dòng)機(jī)、變速器、減速器和控制系統(tǒng)等參數(shù)進(jìn)行合理的匹配，在總體方案

26、布置時(shí) 必須保證連接可靠、軸荷分配合理等等才能獲得。 本論文的研究仍然建立在傳統(tǒng)汽車傳動(dòng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，按照改裝車進(jìn)行部件的選擇和 參數(shù)匹配。 1.3.2 重要部件重要部件 驅(qū)動(dòng)電機(jī) 電機(jī)自身的性能將直接影響電動(dòng)汽車的最高車速、加速性能及爬坡性能等，所以在開(kāi) 發(fā)整車之前初步確定電機(jī)類型及其參數(shù)進(jìn)而對(duì)電機(jī)進(jìn)行選擇是至關(guān)重要的。 電動(dòng)車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)通常要求能夠頻繁啟動(dòng)/停車、加速/減速，低速和爬坡時(shí)要求高扭 矩，高速行駛時(shí)要求低扭矩，要求變速范圍大。其主要參數(shù)包括:電動(dòng)機(jī)類型、額定電壓、 機(jī)械特性、效率、尺寸參數(shù)、可靠性和成本等。另外為電動(dòng)機(jī)所配置的電子控制系統(tǒng)和 馭動(dòng)系統(tǒng)也會(huì)影響驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的性能。

27、驅(qū)動(dòng)電機(jī)的種類 按電機(jī)的類型來(lái)劃分，電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可分為直流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和交流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)兩大類。 早期時(shí)由于直流電機(jī)控制比較簡(jiǎn)單，電動(dòng)汽車多數(shù)采用直流電機(jī)。然而，目前隨著現(xiàn) 代交流調(diào)速技術(shù)的發(fā)展，其動(dòng)態(tài)性能己經(jīng)達(dá)到或者超過(guò)直流電機(jī)的水平，并且交流電機(jī) 本身具有體積小、功率大、效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于維護(hù)。由于交流電機(jī)沒(méi)有了電刷和 滑環(huán)等，克服了直流電機(jī)因換向器帶來(lái)的缺點(diǎn)，因此交流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)將逐漸成為電動(dòng)汽車 的主流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。在交流驅(qū)動(dòng)中，驅(qū)動(dòng)電機(jī)主要采用異步電機(jī)、永磁同步電機(jī)(包括無(wú)刷 直流電機(jī))以及開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)。 直流有刷電動(dòng)機(jī) 直流電機(jī)控制方法和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不需檢測(cè)磁極位置，只需要用電壓控制，并且小容

28、量系 統(tǒng)造價(jià)低，技術(shù)也成熟，它所擁有電磁轉(zhuǎn)矩控制特性是交流電動(dòng)機(jī)所不可比擬的，因此 電動(dòng)汽車廣泛的采用直流電機(jī)；但是直流電動(dòng)機(jī)價(jià)格高、體積和質(zhì)量大，目前電動(dòng)汽車 已經(jīng)很少應(yīng)用， 交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)（三相異步電機(jī)） 三相異步電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，與定子無(wú)直接接觸部件，運(yùn)行可靠，轉(zhuǎn)速高，成本低，在 蓄電池供電的條件下，可以實(shí)現(xiàn)四象限運(yùn)行，所以目前在電動(dòng)汽車中交流異步電機(jī)應(yīng)用 較多。電動(dòng)汽車用感應(yīng)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的研究重點(diǎn)主要是控制方面。 開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī) 開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)結(jié)構(gòu)和控制簡(jiǎn)單、出力大，可靠性高，成本低，起動(dòng)制動(dòng)性能好，運(yùn)行 效率高，但電機(jī)噪聲高，轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)嚴(yán)重，非線性嚴(yán)重，在電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)中有利有弊，目 前電動(dòng)

29、汽車應(yīng)用較少。它的主要研究方向是模型研究。 無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)及永磁同步電機(jī) 永磁同步電機(jī)體積小、重量輕、功率密度大、低速輸出轉(zhuǎn)矩大，精度高、效率高、噪 聲小、維護(hù)簡(jiǎn)單。因此在各個(gè)國(guó)家都有應(yīng)用。但是他在高速運(yùn)行時(shí)比異步電機(jī)復(fù)雜，需 要檢測(cè)轉(zhuǎn)子磁極位置，另外永磁體還有退磁問(wèn)題，造價(jià)也較高。主要研究重點(diǎn)是位置檢 測(cè)、換向和控制。 蓄電池 蓄電池是純電動(dòng)汽車的能量源，其性能直接影響整車動(dòng)力性，是電動(dòng)汽車發(fā)展的關(guān)鍵 技術(shù)。其性能指標(biāo)主要包括比能量、能量密度、比功率、功率密度、循環(huán)充放電次數(shù)及 成本等。蓄電池是日前電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)化最大的瓶頸。電動(dòng)汽車要求電池具有較高的比能 量以滿足續(xù)駛單程的要求，較高的比功率

30、滿足動(dòng)力性的要求，較強(qiáng)的大電流充電接受能 力滿足電動(dòng)汽車快速充電的要求，較長(zhǎng)的大電流放電時(shí)間滿足電動(dòng)汽車大功率行駛的要 求，還要求電池具有與車輛使用壽命相當(dāng)?shù)难h(huán)壽命、較高的性價(jià)比和免維護(hù)等。 目前能夠在純電動(dòng)汽車上使用的蓄電池主要有以下幾種： 鉛酸電池。每個(gè)電池單體的額定電壓是 2v。鉛酸電池技術(shù)成熟、性能可靠、價(jià)格低 廉，能量密度太低、過(guò)充電和過(guò)放電性能差、循環(huán)壽命短、快速充電困難。 鎳氫電池。一種堿性蓄電池，單體額定電壓為 1.2v。鎳氫電池比能量較大、循環(huán)壽命 長(zhǎng)、過(guò)充電和過(guò)放電性能好、無(wú)記憶效應(yīng)、無(wú)污染、可靠性高，其成本很高。 鋰聚合物電池。單體電壓 3v。埋聚合物電池比能量和能量密

31、度高、但其對(duì)溫度敏感、 低溫性能較差，目前技術(shù)不夠成熟，是純電動(dòng)車用動(dòng)力電池的發(fā)展方向之一。 鋰離子電池。單體電池電壓高達(dá) 4v 以上。自放電率稍高，但其單體電壓高、比能量 和比功率高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、可靠性高。其成本高。 雖然鉛酸電池的比能量和比功率要比鎳氫電池和鋰離了電池低，但是其技術(shù)成熟度， 在安全性、價(jià)格和使用壽命等方面均有優(yōu)勢(shì)。它仍然是當(dāng)今大部分純電動(dòng)汽車的能量源 選擇方案。 1.4 基本內(nèi)容和技術(shù)方案基本內(nèi)容和技術(shù)方案 本論文的基本內(nèi)容是通過(guò)了解純電動(dòng)汽車的基本結(jié)構(gòu)，性能特點(diǎn)和關(guān)鍵部件性能的要 求，設(shè)計(jì)出純電動(dòng)汽車合理的動(dòng)力系統(tǒng)，基于 advisor 的建模仿真，分析設(shè)計(jì)所得的各 項(xiàng)參

32、數(shù)的正確性。具體來(lái)說(shuō)，研究?jī)?nèi)容包括以下幾點(diǎn)： （1）查閱文獻(xiàn)了解純電動(dòng)汽車的基本結(jié)構(gòu)和各部件的重要參數(shù)； （2）基于所查得的文獻(xiàn)對(duì)電動(dòng)車的電機(jī)和傳動(dòng)系進(jìn)行設(shè)計(jì)； （3）學(xué)習(xí) matlab/ advisor 的相關(guān)知識(shí)，進(jìn)行仿真建模； （4）利用 advisor 仿真系統(tǒng)進(jìn)行仿真，分析設(shè)計(jì)所得數(shù)據(jù)，從而對(duì)所設(shè)計(jì)純電動(dòng)微 型客車動(dòng)力系統(tǒng)的合理性進(jìn)行驗(yàn)證。 基于以上研究?jī)?nèi)容，具體技術(shù)方案如下：通過(guò)對(duì)電動(dòng)汽車的基本結(jié)構(gòu)，性能特點(diǎn)和關(guān) 鍵部件性能的要求的了解，以及對(duì) advisor 軟件的學(xué)習(xí)，設(shè)計(jì)純電動(dòng)微型客車的動(dòng)力系 統(tǒng)，并用 advisor 進(jìn)行建模仿真，分析仿真所得數(shù)據(jù)，從而驗(yàn)證所建微型客車動(dòng)力

33、系統(tǒng) 模型的正確性。若仿真結(jié)果與實(shí)際要求不一致，則不斷修改所建模型，直至仿真結(jié)果與 實(shí)際要求基本一致為止。 第第 2 章章 純電動(dòng)微型客車動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)及匹配純電動(dòng)微型客車動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)及匹配 2.1 微型客車整車參數(shù)及性能指標(biāo)微型客車整車參數(shù)及性能指標(biāo) 表 1 微型客車整車參數(shù)及性能指標(biāo) 項(xiàng)目具體要求數(shù)值（目標(biāo)值）備注 整車尺寸長(zhǎng)寬高 388515701860 單位為 mm 軸距-2500單位為 mm 前輪距/后輪 距 -1290/1290單位為 mm 前懸/后懸-575/845單位為 mm 總質(zhì)量（滿載）-1770單位為 kg 整備質(zhì)量-1200單位為 kg 前后軸荷分配-595/605、65

34、0/970單位為 kg 從 0km/h 加速到 100km/h 所需時(shí) 間 30s - 最高車速 100km/h hvw 條件下(整備質(zhì)量 +180kg) 爬坡能力- 25% 最大總質(zhì)量條件下 迎風(fēng)面積 2.593m2 風(fēng)阻系數(shù) 0.456 輪胎規(guī)格 165/70r13c 容量要求 電池性能 功率要求 額定/峰值 電機(jī)性能扭矩要求額定/峰值 續(xù)駛里程要求- 150km（空載） 百公里耗電量 要求 - 18 度（相當(dāng)于 1.5l 燃油） 60km/h 等速行駛 碰撞星級(jí)要求滿足 c-ncap 四星級(jí)評(píng)價(jià)性能,總分不 低于 40 分,且各單項(xiàng)不存在罰分項(xiàng) 最高配置款 參考傳統(tǒng)客車技術(shù)參數(shù)，本項(xiàng)目提

35、出了純電動(dòng)客車的基本性能指標(biāo)如 (1)最高車速大于等于 100km/h ; (2)最大爬坡度大于等于 25% ; (3) 0-100km/h 加速時(shí)間小于等于 30s; (4)續(xù)駛里程大于等于 150km(空載) 2.2 電動(dòng)機(jī)參數(shù)匹配電動(dòng)機(jī)參數(shù)匹配4,5,6 電動(dòng)車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)通常要求能夠頻繁啟動(dòng)/停車、加速/減速,低速和爬坡時(shí)要求高轉(zhuǎn)矩, 高速行駛時(shí)要求低轉(zhuǎn)矩,并要求變速范圍大。其主要參數(shù)包括:電動(dòng)機(jī)類型、額定電壓、機(jī) 械特性、效率、尺寸參數(shù)、可靠性和成本等。另外為電動(dòng)機(jī)所配置的電子控制系統(tǒng)和驅(qū) 動(dòng)系統(tǒng)也會(huì)影響驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的性能。 2.2.1 電動(dòng)機(jī)峰值功率及額定功率的匹配電動(dòng)機(jī)峰值功率及額定

36、功率的匹配 2.2.1.1 以最高車速確定電機(jī)的額定功率以最高車速確定電機(jī)的額定功率 max 2 max *) 15.21 * *(* 3600 1 u uac fgmp d t n （1） 式子中： n p 電機(jī)額定功率,kw t 傳動(dòng)系統(tǒng)效率 m最大車重，kg f 滾動(dòng)阻力系數(shù)，取 0.015 d c 風(fēng)阻系數(shù) a車輛迎風(fēng)面積 u 最高車速，km/h 計(jì)算得 pn=28.48kw 2.2.1.2 以最大爬坡度確定的最大功率為以最大爬坡度確定的最大功率為 max 2 max max1 *) 15.21 * sin*cos*(* 3600 1 v vac gmfgmp d t n （2） 式中

37、，最大爬坡角 100 arctan max max i 計(jì)算得在 20km/h 速度下的爬坡速度下僅需 31kw 的功率 2.2.1.3 計(jì)算其加速時(shí)間計(jì)算其加速時(shí)間 假設(shè)車輛在平直路面上加速，車輛加速過(guò)程動(dòng)力學(xué)方程為： wif fffft 15.21 * * 2 uac dt du mfgm d （3） 式中，汽車旋轉(zhuǎn)質(zhì)量轉(zhuǎn)換系數(shù) 22 * * 1 * 1 1 r ii mr i m tf w 上式： w i 車輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 f i 飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 i電機(jī)到車輪的傳動(dòng)比 上式經(jīng)過(guò)變形為： 0 0 2) * 15.21 * *( 1 6 . 3 * v d du u ac fgmft m t （4

38、） 即為加速時(shí)間的計(jì)算公式 汽車速度與電機(jī)轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系： i nr va * 377 . 0 (5) 電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)力 t f 與電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩的關(guān)系： r it ft * (6) 用 matlab/simulink 建模，可得出加速時(shí)間 t 編程原理圖如下 圖 1 matlab/simulink 加速計(jì)算建模 2.2.2 電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速及最高轉(zhuǎn)速的選擇電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速及最高轉(zhuǎn)速的選擇 根據(jù)各種不同電機(jī)的性能對(duì)比，選擇永磁同步電機(jī)，其轉(zhuǎn)速范圍在 4000-10000 之間。 操作性較好。尺寸小，質(zhì)量輕。 電動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速對(duì)電動(dòng)機(jī)成本、制造工藝和傳動(dòng)系尺寸有很大的影響。轉(zhuǎn)速在 6000r/min 以

39、上的電機(jī)為高速電機(jī)，以下為普通電機(jī)。前者成本高、制造工藝復(fù)雜而且對(duì) 配套使用的軸承、齒輪等各附件有特殊要求，一般適用于電動(dòng)轎車或 100kw 以上大功率 驅(qū)動(dòng)電機(jī)，很少在純電動(dòng)客車一般不采用高速電機(jī)。因此應(yīng)采用最高轉(zhuǎn)速不大于 10000r/min 的電機(jī)。當(dāng)然，最高轉(zhuǎn)速越低，成本也會(huì)越低。 最大轉(zhuǎn)矩=額定功率/額定轉(zhuǎn)速 知額定轉(zhuǎn)速越低，對(duì)轉(zhuǎn)矩的要求越大，對(duì)電機(jī)的要求也越高。 表 2 2000 年左右生產(chǎn)的車用永磁同步電機(jī)參數(shù)表 車名電機(jī)峰值功率/轉(zhuǎn)速 (kw/r/min) 最大轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn) 速 （nm/r/min） 本田 plus交流永磁同步電機(jī)49/8750274/-1700 豐田 e-com永

40、磁同步電機(jī)18.5/2450-382076/0-2450 豐田第一代普 銳斯 永磁同步電機(jī)33/1040-5600350/0-400 本田 insight永磁同步電機(jī)9.2/200049/1000 上圖為 2000 年左右生產(chǎn)的車用永磁同步電機(jī)參數(shù)表，初步確定永磁同步電機(jī)的最大 扭矩不大于 300 電動(dòng)機(jī)最高轉(zhuǎn)速與額定轉(zhuǎn)速的比值也稱為電機(jī)擴(kuò)大恒功率區(qū)系數(shù) ，隨 值的增 大，電動(dòng)機(jī)可在低轉(zhuǎn)速區(qū)獲得較大的轉(zhuǎn)矩，有利于提高車輛的加速和爬坡性能。但 值的過(guò)多增加會(huì)導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)工作電流的增大，增大了功率損耗和尺寸。因此 值一般取 24，計(jì)算出電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速應(yīng)該在 20004000r/min 之間選取。4

41、2.2.3 電動(dòng)機(jī)額定電壓的參數(shù)選擇電動(dòng)機(jī)額定電壓的參數(shù)選擇 電動(dòng)機(jī)額定電壓的選擇與電動(dòng)汽車蓄電池組電壓密切相關(guān)。在相同輸出功率條件下， 電池組電壓高則電流小，對(duì)導(dǎo)線和開(kāi)關(guān)等電器元件要求較低，但高電壓需要數(shù)量較多的 單體電池串聯(lián)，引起成本及整車質(zhì)量的增加和動(dòng)力性的下降，而且難于布置。 電動(dòng)機(jī)額定電壓一般由所選取的電動(dòng)機(jī)的參數(shù)決定，并與電動(dòng)機(jī)額定功率成正比，電 動(dòng)機(jī)的額定電壓越高電動(dòng)機(jī)的額定功率越大。 2.3 傳動(dòng)系參數(shù)匹配傳動(dòng)系參數(shù)匹配 傳動(dòng)系統(tǒng)參數(shù)匹配主要包括變速器的匹配設(shè)計(jì)和主減速器的匹配。在最大傳動(dòng)比傳動(dòng) 時(shí)，傳動(dòng)系統(tǒng)輸出的是最大的扭矩，對(duì)應(yīng)于車輛的最大爬坡度，在最小傳動(dòng)比傳動(dòng)時(shí)， 整車

42、將達(dá)到最大速度。 2.3.1 最大減速比的確定 最大傳動(dòng)比由電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩和汽車的最大爬坡決定，有如下公式： comment 楊楊1: 方法為我獨(dú)創(chuàng)， 哈哈哈哈，因是一檔的減速器， 哈哈哈哈 t t rfg ii * )sincos( * max maxmax 01 (7) 式中： 1 i 變速器最低檔速比 0 i 主減速器速比 r車輪滾動(dòng)半徑 t 傳動(dòng)系統(tǒng)總效率 2.3.2 最小減速比的確定 最小傳動(dòng)比由電動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速和最高車速?zèng)Q定，有如下公式： max max 02 377.0* v rn ii (8) 式中： 2 i 變速器最低檔速比 max v 最高車速 根據(jù)電機(jī)的轉(zhuǎn)速扭矩和車輛的

43、行駛速度，爬坡度，可以確定減速比的范圍。 根據(jù)電機(jī)額定功率和額定轉(zhuǎn)速，電機(jī)擴(kuò)大恒功率區(qū)系數(shù) 取 2.5，可計(jì)算出電機(jī)最 高轉(zhuǎn)速，最大扭矩，車輛最高車速定為 100km，可計(jì)算出傳動(dòng)系的最小減速比和最大減 速比的要求。 綜上，可得出電機(jī)不同額定功率，不同額定轉(zhuǎn)速下對(duì)減速比的要求。如下表所示： 表 3 電機(jī)不同額定功率，不同額定轉(zhuǎn)速下對(duì)減速比的要求 額定 功率 電機(jī)額 定轉(zhuǎn)速 最高轉(zhuǎn) 速 車輛最 高速度 km 最小減 速比 百公里加 速時(shí)間 40270067501006.19 141.56.907424.28 40300075001006.88 127.37.674924.52 403300825

44、01007.57 115.88.442424.28 40360090001008.26 106.19.209924.28 50270067501006.19 176.95.525918.29 50300075001006.88 159.26.139918.29 50330082501007.57 144.76.753918.29 50360090001008.26 132.67.367918.29 60270067501006.19 212.24.604914.71 60300075001006.88 1915.116614.71 60330082501007.57 173.65.628314

45、.71 60360090001008.26 159.26.139914.71 若動(dòng)力電機(jī)無(wú)需驅(qū)動(dòng)其他附件（空調(diào)、等） ，則根據(jù)上表，選擇動(dòng)力傳動(dòng)系的參數(shù)如 下： 表 4 動(dòng)力傳動(dòng)系的參數(shù) 額定功率（kw）50 額定轉(zhuǎn)速(r/min )/最大轉(zhuǎn)速(r/min)2700/6750 電機(jī) 最大扭矩（n*m）/轉(zhuǎn)速（r/min）176.9/2700 減速器減速比5.7 加速時(shí)間(s)18.29 電機(jī)特性圖如下 50kw電機(jī)特性圖 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 01000200030004000500060007000 轉(zhuǎn)速（r/min） 扭矩（n*m） 圖

46、 2 電機(jī)特性圖 2.4 動(dòng)力電池參數(shù)匹配動(dòng)力電池參數(shù)匹配 蓄電池的放電電流，放電電壓，效率，輸出功率等參數(shù)與汽車的續(xù)時(shí)里程，車速等有 密切聯(lián)系，合理選擇這些參數(shù)，使其與汽車的動(dòng)力系統(tǒng)達(dá)到最佳匹配值，是提高電動(dòng)汽 車性能的有效途徑。 2.4.1 匹配原則 作為電動(dòng)汽車的電源應(yīng)滿足的要求主要有：高的比能量和比功率，循環(huán)壽命長(zhǎng)，安全 可靠，免維護(hù)，對(duì)環(huán)境污染小，節(jié)省能源及成本低廉。蓄電池的主要新能參數(shù)有功率密 度，能量密度，可靠性，壽命和價(jià)格等。 其中鋰離子電池的高能量和充放電速度快等優(yōu)越性能得到越來(lái)越多的關(guān)注，是目前市 場(chǎng)前景最好的一種產(chǎn)品。盡管價(jià)格有些貴，根據(jù)發(fā)展的趨勢(shì)，我們選擇鋰離子電池，

47、。 其工作電壓高達(dá) 3.7v，大約是鎳鎘或鎳氫電池的 3 倍，可減小電池的使用數(shù)量。沒(méi)有游 離的金屬鋰，電池使用更安全。無(wú)記憶效應(yīng)，使其無(wú)時(shí)不為你提供最大的能量。 動(dòng)力電池一般有能量型與功率型兩種，為滿足純電動(dòng)汽車的行駛，要求采用能量型電 池，匹配時(shí)主要考查其能量要求，即電池應(yīng)具有較大的容量，以增加車輛的續(xù)駛里程。 電池容量與其功率成正比，容量越大，其輸出的功率越大，所以其輸出功率均能滿足整 車電力系統(tǒng)的要求，因此主要是根據(jù)車輛的續(xù)駛里程來(lái)確定電池容量，根據(jù)車速確定其 放電電流，根據(jù)電動(dòng)機(jī)電壓確定電池的放電電壓。 2.4.2 蓄電池匹配4 1.鋰離子電池組電壓等級(jí) 在車用電池的使用過(guò)程中，電池

48、的最大放電電流不應(yīng)超過(guò) 300a，根據(jù)電動(dòng)機(jī)峰值功 率 pmax 確定電池的電壓等級(jí) v 滿足如下關(guān)系式。 300 1000 max 0 p v （9） 由上式計(jì)算出電池組的電壓等級(jí) v0160(v)。參考市場(chǎng)上鋰離子電池的額定電壓(4v)及 本文匹配的電動(dòng)機(jī)額定電壓范圍（300-350v） ，確定電池組電壓等級(jí) v=4v80=320v。 2.鋰離子電池組能量 電池的能量計(jì)算公式為： 1000/cuw essess （10） 式中 ess w 為電池組的實(shí)際能量（kwh） ； ess u 為電池組的平均工作電壓（v） ；c 為單 體電池的容量（ah） 。 電動(dòng)汽車行駛里程 s(km)所需的能量

49、，可以通過(guò)下式計(jì)算。假定汽車以 ele v (km/h)的 速度行駛。 ele eled ele v vac fgmp* 15.21 * * 3600 1 2 （11） )/(* eleeleeleroad vsptpw ( 12) 式中 ele p 為汽車以純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)所需的功率（kw） ； road w 為車輛行駛里程 s(km)所需的 能量（kwh） 。 需要使 ress w 滿足： ress w road w (13) 由電池容量與電壓可以直接求續(xù)駛里程，計(jì)算公式如下所示： eleelesocess pvcus/* (14) 式中 soc 為電池塊的有效放電容量。電池不可能完全 100%

50、放出其額定的容量，比如 從放電初始時(shí) soc 為 100%放電到 soc 為 40%，那么該系數(shù)即為 60%，即可放出其 最大容量的 60%。 下表為 60km/h 下不同電壓和容量下的續(xù)時(shí)里程。 表 5 60km/h 下不同電壓和容量下的續(xù)時(shí)里程 容量 電壓 80.0 90100.0 110120.0 20096.0 108.0 120.0 132.0 144.0 220105.6 118.8 132.0 145.2 158.4 240115.2 129.6 144.0 158.4 172.8 260124.8 140.4 156.0 171.6 187.2 280134.4 151.2 1

51、68.0 184.8 201.6 300144.0 162.0 180.0 198.0 216.0 320153.6 172.8 192.0 211.2 230.4 340163.2 183.6 204.0 224.4 244.8 360172.8 194.4 216.0 237.6 259.2 380182.4 205.2 228.0 250.8 273.6 400192.0 216.0 240.0 264.0 288.0 考慮到汽車運(yùn)行中除了行駛阻力外還有其它損耗，理論計(jì)算中續(xù)時(shí)里程應(yīng)該大些我們 選擇 340v，100ah 的鋰電池。采用 92 個(gè)單體電池。 2.5 匹配結(jié)果匹配結(jié)果 表

52、6 動(dòng)力傳動(dòng)系匹配結(jié)果 額定功率50kw 額定轉(zhuǎn)速/最大轉(zhuǎn)速2700/6750 最大扭矩/轉(zhuǎn)速176.9/2700 電機(jī) 額定電壓 傳動(dòng)系傳動(dòng)比5.7 續(xù)時(shí)里程 電池類型鋰離子電池 電壓340 容量100a.h 電池 單體電池個(gè)數(shù)92 comment 楊楊2: 本節(jié)大肆引用了 參考文獻(xiàn)，害羞中 第第 3 章章 基于基于 advisor 的整車動(dòng)力性仿真的整車動(dòng)力性仿真4,7,8,9 advisor(advanced vehicle simulator,高級(jí)車輛仿真器)是基于 matla 和 simulink 軟件環(huán)境下開(kāi)發(fā)的高級(jí)車輛仿真軟件。目前最新的正式版本 advisor2002 可以對(duì)純

53、電動(dòng) 汽車，傳統(tǒng)汽車、和混合動(dòng)力汽車的各種性能作快速分析,可以在網(wǎng)站上免費(fèi)下載，是目 前用戶數(shù)量最多的汽車仿真軟件。由于該軟件通過(guò)大量的實(shí)踐被證實(shí)具有良好的實(shí)用性, 現(xiàn)在世界上許多生產(chǎn)企業(yè)、研究機(jī)構(gòu)和高校都在使用該軟件做汽車仿真方面的研究。 3.1 advisor 的主要功能和特點(diǎn)的主要功能和特點(diǎn) advisor 是 matlab 和 simulink 軟件環(huán)境下的一系列模型、數(shù)據(jù)和腳本文件的 綜合。它在給定的條件下利用車輛各部分參數(shù),快速地分析各種汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力 性以及排放性等各種性能。此軟件也允許對(duì)用戶自定義的汽車模型和仿真策略做仿真分 析。它主要有以下特點(diǎn): (1)仿真模型采用模

54、塊化的思想設(shè)計(jì)。advisor 軟件分模塊建立了發(fā)動(dòng)機(jī)、離合器、 變速器、主減速器、車輪和車軸等部件的仿真模型,各個(gè)模塊都有標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)輸入/輸出端 口,便于模塊間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞,而且各總成模塊都很容易擴(kuò)充和修改,各模塊也可以隨意地組 合使用,用戶可以在現(xiàn)有模型的基礎(chǔ)上根據(jù)需要對(duì)一些模塊進(jìn)行修改,然后重新組裝需要的 汽車模型,這樣會(huì)大大節(jié)省建模時(shí)間,提高建模效率。 (2)仿真模型和源代碼全部開(kāi)放。advisor2002 的仿真模型和源代碼完全公開(kāi),可以在 網(wǎng)站上免費(fèi)下載。用戶可以方便地研究 advisor 的仿真模型及其工作原理,在此基礎(chǔ)上 根據(jù)需要修改或重建部分仿真模型、調(diào)整或重新設(shè)計(jì)控制策略,

55、使之更接近于實(shí)際的情形, 得出更合理的仿真結(jié)果也。 (3)采用了獨(dú)特的混合仿真方法?，F(xiàn)在的汽車仿真方法主要有前向仿真和后向仿真兩種,目 前仿真軟件也多采用其中的一種方法,使兩種方法優(yōu)勢(shì)不能互補(bǔ),而 advisor 采用了以后 向仿真為主、前向仿真為輔的混合仿真方法,這樣便能較好地集成了兩種方法的優(yōu)點(diǎn),既使 仿真計(jì)算量小,運(yùn)算速度快,同時(shí)又保證了仿真結(jié)果的精度 (4)在 matlab 和 simulink 軟件環(huán)境下開(kāi)發(fā)研制。matlab 是世界上頂尖的可視 化科學(xué)計(jì)算與數(shù)學(xué)應(yīng)用軟件,其語(yǔ)法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、數(shù)值計(jì)算高效、圖形功能完備,集成了諸多 專業(yè)仿真工具包,而且它還提供了方便的應(yīng)用程序接口(api

56、),用戶可以在 matlab 環(huán)境下 直接調(diào)用 c、fortran 等語(yǔ)言編寫的程序。matlab 內(nèi)置的計(jì)算程序、專業(yè)的仿真工具以 及與其他應(yīng)用程序的接口,會(huì)減少汽車模型的搭建和仿真計(jì)算過(guò)程中工作量,同時(shí)也方便了 熟悉不同編程語(yǔ)言的用戶之間的合作。 (5)能與其他多種軟件進(jìn)行聯(lián)合仿真(co-simulation)。汽車是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng),其仿真更 是涉及機(jī)械、電子、控制等多個(gè)領(lǐng)域,工作量很大,advisor 軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中也難以涉及 所有領(lǐng)域,這樣就限制了它一些功能的實(shí)現(xiàn)。但是 advisor 設(shè)計(jì)了開(kāi)放的軟件接口,能與 saber、simplorer、visuadoc、sinda/fluin

57、t 等軟件進(jìn)行聯(lián)合仿真,為用戶改進(jìn)和拓展其功 能提供了方便。 雖然 advisor 軟件也有一些缺陷,例如,它的部件模型都是準(zhǔn)靜態(tài)的(quasi-static),不能 預(yù)測(cè)小于十分之一秒左右時(shí)間范圍內(nèi)的一些現(xiàn)象;機(jī)械振動(dòng)、電磁振蕩等許多動(dòng)態(tài)特性也 不能通過(guò) advisor 軟件進(jìn)行仿真,但它的優(yōu)越性仍然吸引了國(guó)內(nèi)外的眾多用戶。 3.2 仿真模型仿真模型 圖 3 advisor 界面 3.2.1 定義車輛模型定義車輛模型 圖 4 車輛模型 advisor 中車輛模塊的輸入量為仿真結(jié)束時(shí)的速度和系統(tǒng)可提供的驅(qū)動(dòng)力和線速度， 根據(jù)車輛驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力平衡方程（滾動(dòng)阻力、坡度阻力、空氣阻力和加速阻力模

58、塊） 得到結(jié)果，即車輪所需要的驅(qū)動(dòng)力和速度。 車輛模塊中需要定義的參數(shù)包括： veh_description=yc_ev vehicle；%定義汽車描述變量 veh_cd=0.456；% 定義風(fēng)阻系數(shù) veh_fa=2.593；% 定義迎風(fēng)面積，單位：(m2) veh_cg_height=0.600；%定義質(zhì)心高度，單位（m） veh_front_wt_frac=0.4；%定義前軸荷占整車質(zhì)量的百分比 veh_wheelbase=2.5；% 定義軸距，單位：(m) veh_glider_mass=1380；%定義車輛滑行質(zhì)量 (kg) veh_cargo_mass=400；%定義最大裝載質(zhì)量（

59、包括乘員） ，單位：kg 3.2.2 定義車輪模型定義車輪模型 圖 5 車輪模型 上圖為 advisor 中的車輪模塊，左為輸入端。包括變量、，分別對(duì)應(yīng)右側(cè)的兩 個(gè)輸出量。模塊中主要有兩條運(yùn)算路線（這個(gè)特點(diǎn)在后面的模塊中也很普遍） ，一條是根 據(jù)下級(jí)模塊的需求運(yùn)算得到上級(jí)模塊的需求，即“需求路線” ；另一條是由上級(jí)模塊發(fā)出 的功率到下級(jí)模塊得到的實(shí)際功率（“實(shí)際路線” ） 。在需求路線中，模型從車輪所需 的驅(qū)動(dòng)力和轉(zhuǎn)速通過(guò)牽引力控制接口和輪胎滑移率模塊計(jì)算傳動(dòng)系應(yīng)提供的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。 在實(shí)際路線中，傳動(dòng)系提供的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速通過(guò)前/后制動(dòng)控制接口和輪胎滑移率等模塊計(jì) 算出車輪實(shí)際獲得的牽引力和線速度

60、。 車輪模塊中需要定義的參數(shù)有： wh_radius=0.292；%定義車輪滾動(dòng)半徑，單位：(m) wh_inertia=40*wh_radius2/2 ； %定義輪胎的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，單位：(kg*m2) wh_1st_rrc=0.00938；%定義輪胎的滾動(dòng)阻力系數(shù) 3.2.3 定義傳動(dòng)系模型定義傳動(dòng)系模型 包括變速器和主減速器模塊。 圖 6 傳動(dòng)系模型 上圖為 advisor 中的傳動(dòng)系模塊（主減速器模塊和變速器模塊） 。該模塊根據(jù)車輪 模塊的需求轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，考慮損耗和慣性作用等因素后計(jì)算出對(duì)上級(jí)輸入模塊的轉(zhuǎn)矩和 轉(zhuǎn)速需求。而實(shí)際路線則由變速器提供的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速計(jì)算出主減速器實(shí)際輸出的轉(zhuǎn)矩和 轉(zhuǎn)