混合動(dòng)力電動(dòng)汽車傳動(dòng)系統(tǒng)匹配與優(yōu)化

混合動(dòng)力電動(dòng)汽車傳動(dòng)系統(tǒng)匹配與優(yōu)化

論文構(gòu)成第一章混合動(dòng)力電動(dòng)汽車簡(jiǎn)介第二章混合動(dòng)力汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)方案研究

第三章混合動(dòng)力汽車動(dòng)力系統(tǒng)參數(shù)初步匹配第五章混合動(dòng)力汽車傳動(dòng)系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化

第四章并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車傳動(dòng)系統(tǒng)的仿真分析

第一章混合動(dòng)力汽車簡(jiǎn)介

隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，汽車作為一種代步工具，汽車與我們的生活越來(lái)越密不可分。然而，汽車在帶給我們生活上的便利的同時(shí)，也帶來(lái)了很多負(fù)面影響，如能源危機(jī)和環(huán)境污染。這成為困擾汽車工業(yè)繼續(xù)發(fā)展的主要障礙，于是我們不得不尋找新的替代能源以解決上述問(wèn)題。在經(jīng)過(guò)多年的努力一種切實(shí)可行，且行之有效的替代方案呼之欲出——混合動(dòng)力電動(dòng)汽車。根據(jù)國(guó)際機(jī)電委員會(huì)下屬的電力機(jī)動(dòng)車技術(shù)委員會(huì)的建議,混合動(dòng)力電動(dòng)汽車是指由兩種能源或轉(zhuǎn)換器等作驅(qū)動(dòng)能源,其中至少有一種能提供電能的車輛稱為混合動(dòng)力電動(dòng)汽車。它不僅降低了燃油的消耗而且改善了排放性能，而且技術(shù)上實(shí)現(xiàn)相對(duì)簡(jiǎn)單。第二章混合動(dòng)力汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)方案研究welcometousethesePowerPointtemplates,NewContentdesign,10yearsexperience目前混合動(dòng)力電動(dòng)汽車根據(jù)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)配置和組合方式不同,主要分為：串聯(lián)式、并聯(lián)式和混聯(lián)式。綜合三種驅(qū)動(dòng)形式利弊，最終選擇并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車。第三章并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車動(dòng)力系統(tǒng)參數(shù)初步匹配整車基本參數(shù)與技術(shù)要求動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)匹配整車基本參數(shù)序號(hào)項(xiàng)目參數(shù)和指標(biāo)1整車整備質(zhì)量（kg）19352最大總質(zhì)量（kg）24903前輪距（mm）15624長(zhǎng)×寬×高（mm）4576×1850×16815軸距(mm)27076車輛迎風(fēng)面積（m2）2.07滾動(dòng)阻力系數(shù)0.0158風(fēng)阻系數(shù)0.419最小離地間隙(mm)17510接近角（°）14.411離去角（°）16.2512質(zhì)量分布（%,前/后）58/42技術(shù)要求231高速工況油耗小于8.8L/100km,城市工況油耗小于11.3L/100km

城市工況UDDS下能夠?qū)崿F(xiàn)純電動(dòng)工作模式，并且純電動(dòng)續(xù)駛里程不少于32km

車速在100km/h的最大爬坡度大于7.0%

450～100km/h加速時(shí)間少于11.2s最高車速大于160km/h

1.發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率滿足最大車數(shù)：

滿足最大爬坡度：2.主減速器速比的確定

滿足車輛最高行駛速度要求：為了保證車子在最高車速時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)仍能發(fā)揮出最大功率，的選擇還應(yīng)滿足：動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)匹配3.最小傳動(dòng)比的確定

最小傳動(dòng)比可以依據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)車輛時(shí)，最高車速的功率平衡點(diǎn)來(lái)進(jìn)行計(jì)算，即當(dāng)最高車速達(dá)到100km/h時(shí)，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)工作在最大功率點(diǎn)。所以，4.最大傳動(dòng)比的確定

滿足最大爬坡度的要求：

所以，滿足附著條件的要求：

所以，5.變速器檔位數(shù)以及各檔傳動(dòng)比的確定

本文設(shè)計(jì)變速器檔位數(shù)為5檔，且各檔比以等比級(jí)數(shù)分配。因?yàn)閼?yīng)用等比級(jí)數(shù)分配傳動(dòng)比的變速器在換擋過(guò)程中，發(fā)動(dòng)機(jī)總是在同一個(gè)轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)工作，因此駕駛起來(lái)就方便多了。其次按等比級(jí)數(shù)分配傳動(dòng)比的的變速器在換擋過(guò)程中可以充分利用發(fā)動(dòng)機(jī)提供的功率，提高汽車的動(dòng)力性。根據(jù)以上分析，設(shè)計(jì)各速比如下表：一擋二擋三擋四擋五擋倒擋3.242.091.481.161.002.786.電機(jī)參數(shù)匹配

(1)發(fā)動(dòng)機(jī)在2760～3910r/min的范圍內(nèi)油耗比較低，在3220r/min時(shí)達(dá)到最低油耗；(2)在此轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)功率在63～94KW內(nèi)變化。在3220r/min時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)功率為=75KW,完全能滿足此車正常行駛功率需求；

(3)在上述轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩基本不變，而且輸出最大扭矩；（4）通過(guò)上面分析可得：如果發(fā)動(dòng)機(jī)在任何工況下都能在上述轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)工作，則發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性很好，且動(dòng)力性也很好?；谏鲜龇治鰟t初步可以確定電動(dòng)機(jī)的功率

=102-75=27KW。7.超級(jí)電容的參數(shù)匹配

功率的確定

容量的確定

第四章并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車傳動(dòng)系統(tǒng)的仿真分析

汽車仿真軟件ADVISOR的介紹

汽車參數(shù)的變量定義

性能仿真

汽車仿真軟件ADVISOR的介紹它是基于Matlab/Simnulink平臺(tái)所開(kāi)發(fā)出來(lái)的混合仿真軟件，主要可分為前向仿真與后向仿真方法。ADVISOR通過(guò)設(shè)計(jì)者所建立的物理模型，結(jié)合各種行駛工況和經(jīng)過(guò)測(cè)試的各總成來(lái)建立的實(shí)際的或研發(fā)的HEV模型。汽車參數(shù)的變量定義1.車輛模塊參數(shù)

veh_description=’CA6700Vehicle’；%定義汽車描述變量veh_CD=0.41；%定義風(fēng)阻系數(shù)veh_FA=2.0；%定義迎風(fēng)面積，單位：（m^2）veh_front_wt_frac=0.58；%定義前軸荷占整車質(zhì)量的百分比veh_wheelbase=2.707；%定義軸距，單位：（m）veh_glider_mass=1935；%定義車輛滑行質(zhì)量（kg）veh_cargo_mass=2490；%定義最大裝載質(zhì)量（包括乘員），單位：kg2.車輪模塊參數(shù)

wh_radius=0.3322；%定義車輪滾動(dòng)半徑，單位：（m）wh_inertia=40*wh_radius^2/2；%定義輪胎的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，單位：（kg*m^2）wh_1st_rrc=0.00938；%定義輪胎的滾動(dòng)主力系數(shù)3.電池模塊參數(shù)

ess_min_volts=144；%定義電池的最小電壓，單位：（V）ess_max_volts=280；%定義電池的最大電壓，單位：（V）ess_module_mun=40；%定義電池的數(shù)量ess_module_mass=48；%定義電池的質(zhì)量，單位：（kg）4.電動(dòng)機(jī)模塊參數(shù)

mc_max_crrnt=380；%定義電動(dòng)機(jī)的最大電流，單位：（A）mc_min_volts=144；%定義電動(dòng)機(jī)的最低工作電壓，單位（V）mc_mass=100；%定義電動(dòng)機(jī)的質(zhì)量，單位：（kg）5.變速器模塊參數(shù)

gb_ratio=[3.242.091.481.161.00]；%定義變速器各檔速比gb_gears_num=max(size（gb_ratio）)；%定義變速器檔位數(shù)gb_mass=60；%定義變速器質(zhì)量，單位；（kg）fb_ratio=4.218；%定義主減速器速比f(wàn)b_mass=30；%定義主減速器質(zhì)量，單位：（kg）6.發(fā)動(dòng)機(jī)模塊參數(shù)

Fc_eff=0.4；%發(fā)動(dòng)機(jī)的效率Fc_trq_scale=1.04；%發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩因子Fc_spd_scale=l；%發(fā)動(dòng)機(jī)的速度因子Fc_max_pwr=100；%發(fā)動(dòng)機(jī)的峰值功率(kw)Fc_max_trq==320；%發(fā)動(dòng)機(jī)的峰值扭矩(N#m)Cs_fc_init_state=0；%發(fā)動(dòng)機(jī)初始狀態(tài):O表示關(guān)閉,1表示開(kāi)啟Cs_min_off_time=90；%發(fā)動(dòng)機(jī)重啟和上次關(guān)閉的最短時(shí)間間隔(s)性能梢仿真選取脾路況加速貢度測(cè)帳試選賊項(xiàng)設(shè)授置爬坡狐度測(cè)趙試選致項(xiàng)設(shè)蓄置仿真障結(jié)果雙分析項(xiàng)目仿真值設(shè)計(jì)值最高車速(km/h)208.3≥160最大爬坡度（%）15.1≥70-100km/h加速時(shí)間11.2≤11.2項(xiàng)目仿真值設(shè)計(jì)值燃油消耗量（L/100km）11≤11.3第五臘章毯混合久動(dòng)力禽汽車帝傳動(dòng)娛系統(tǒng)類參數(shù)咸優(yōu)化AD站VI涂SO擴(kuò)R優(yōu)化女方法怨介紹傳動(dòng)芬系統(tǒng)傻的參棗數(shù)優(yōu)組化AD饑VI圣SO材R優(yōu)化禽方法烘介紹綜合匙考慮熊本設(shè)之計(jì)前結(jié)文應(yīng)報(bào)用AD飽VI條SO蹈R誼20緊02軟件雀的效安果,決定椅還是竹應(yīng)用AD毫VI壩SO誕R論20丹02軟件蓋提供超的(A璃ut充o-煌si距ze貪)自動(dòng)牛優(yōu)化形方法,A確ut匯o-戰(zhàn)si頃ze提供教了兩混種優(yōu)榆化方挨法Au妄to貢si疊zeus壇in蛾gMa艱tl帝ab和Au質(zhì)to攝si狹zeus物in擴(kuò)gVi皂su悅al喇DO知C。其副中，Au升to煮si禍zeus濟(jì)in敵gMa佩tl胞ab使用爛中分達(dá)原理胖和Ma肅tl殘ab內(nèi)部寧邏輯趨確定券可接斧受的啦關(guān)鍵跟零部洪件參魂數(shù)范修圍，濟(jì)而Au伯to纏si譜zeus痕in朽gVi蛾su份al信DO點(diǎn)C使用Vi序su臟al墾DO衰C優(yōu)化泊軟件濫得到櫻需要南的關(guān)鳥(niǎo)鍵零泳部件昨參數(shù)誓進(jìn)行夸參數(shù)倚優(yōu)化白。在貿(mào)此，沈本人釀將分級(jí)別應(yīng)茅用兩旦種優(yōu)乓化方?jīng)龇▽?duì)兩參數(shù)須進(jìn)行芒優(yōu)化繼，完俗成發(fā)呆動(dòng)機(jī)祖功率渠、電而動(dòng)機(jī)貞功率崗、發(fā)扇電機(jī)譜功率公和電振池個(gè)錘數(shù)等浸參數(shù)巷的合轎理匹軟配。絨軟件召實(shí)現(xiàn)護(hù)參數(shù)同優(yōu)化亡的流柏程如擴(kuò)圖所抬示Au桐to按si含zeus松in謎gMa玻tl皮ab優(yōu)化圓設(shè)置Au評(píng)to欄si軌zeus削in驕gVi絹su愛(ài)al脫DO瓶C優(yōu)化尾設(shè)置參數(shù)名稱具體數(shù)值速度100km/h坡度下限7%坡度上限30%初始SOC0.7最小SOC0.4系統(tǒng)能量使用發(fā)動(dòng)機(jī)+電池爬坡煤性能排約束加速芹性能麗約束參數(shù)名稱具體數(shù)值換擋持續(xù)時(shí)間0.2s系統(tǒng)能量使用發(fā)動(dòng)機(jī)+電池初始SOC0.70～100km/h11.2s64.5～100km/h5.3s0～160km/h24s最高車速160km/hAu紛to出si由zeus樹(shù)in皮gMa雪tl銳ab優(yōu)化細(xì)過(guò)程頓曲線Au腦to柏si吉zeus梳in蛇gVi牧su蝦al油DO豬C優(yōu)化聰過(guò)程刺曲線Au逮to睛si不zeus趴in荷gMa丹tl怎ab仿真星結(jié)果Au綁to幅si但zeus余in工gVi貴su勁al哥DO糾C仿真矮結(jié)果整車鑼仿真?zhèn)z結(jié)果近分析優(yōu)化項(xiàng)目理論設(shè)計(jì)AutosizeusingMatlab優(yōu)化結(jié)果Autosize