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纯电动汽车整车性能建模与仿真

作　者: 姚海峰
导　师: 王永娟；王亚平
学　校: 南京理工大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 电动机蓄电池传动系统再生制动动力性经济性建模仿真
分类号: U469.72
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

当前,各国政府都在大力推进电动汽车的研究开发。随着电动汽车的大力发展,如何快速高效的开发出高指标的电动汽车也成为了新的课题,同时也带动了汽车仿真软件的大力发展。本论文以纯电动汽车各主要组成部分如牵引电动机、车载蓄电池、传动系统等为研究对象,对车用牵引电动机的工作原理和动力特性进行了研究分析同时建立了牵引电动机的数学模型,并分析了其仿真实现；对车载蓄电池的工作原理和特性进行了研究,建立了蓄电池的数学模型并给出了蓄电池各重要参数的计算方法；建立了适用于确定纯电动汽车传动系统挡位数和各挡传动比的计算模型,对换挡规律进行了研究并给出了分别适用于侧重动力性和经济性的换挡策略并进行了仿真实现；对电动机再生制动原理进行了研究,建立了再生制动过程的计算模型并对其控制策略进行仿真实现；建立了计算动力性能指标(最大车速、加速性能、爬坡性能、动力因数)和经济性能指标(工况能量消耗和回收、能量回收率、等速百公里能耗、续驶里程)的数学模型；在以上研究分析的基础上开发了一款纯电动汽车仿真分析软件,基于所开发的软件选用多种不同工况进行仿真并与相同参数设置下ADVISOR仿真结果进行了比对分析,验证了所开发软件的准确性。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-8
1 绪论  8-14
  1.1 纯电动汽车概述  8-9
  1.2 纯电动汽车发展历程与现状  9-11
    1.2.1 纯电动汽车发展的时代背景  9
    1.2.2 纯电动汽车发展历程  9-10
    1.2.3 国内外纯电动汽车发展现状  10-11
  1.3 电动汽车仿真研究意义与现状  11-12
    1.3.1 电动汽车仿真研究的意义  11
    1.3.2 电动汽车仿真研究的现状  11-12
  1.4 本论文研究内容  12-14
    1.4.1 课题背景与来源  12-13
    1.4.2 论文主要内容  13-14
2 动力源计算模型研究  14-34
  2.1 牵引电动机建模  14-24
    2.1.1 电动机概述  14
    2.1.2 电动机分类及简介  14-16
    2.1.3 直流电动机工作原理和动力特性  16-19
    2.1.4 直流电动机模型及实现  19-24
  2.2 车载蓄电池建模  24-31
    2.2.1 蓄电池概述  24-25
    2.2.2 铅酸蓄电池工作原理  25-26
    2.2.3 蓄电池性能参数  26-28
    2.2.4 铅酸蓄电池模型与实现  28-31
  2.3 由动力源反馈汽车实际运行状况  31-34
3 传动系统建模研究  34-46
  3.1 挡位数和各挡传动比的确定  37-40
    3.1.1 最大传动比的确定  37-38
    3.1.2 最小传动比的确定  38
    3.1.3 挡位数和其他各挡传动比的确定  38-40
  3.2 换挡策略研究  40-46
    3.2.1 动力性换挡策略  40-43
    3.2.2 经济性换挡策略  43-46
4 再生制动研究与建模  46-56
  4.1 制动过程的能量损失  46-47
  4.2 再生制动工作原理  47-49
  4.3 制动过程车轮受力分析  49-51
  4.4 再生制动控制策略研究  51-56
    4.4.1 按照理想前后轮制动力分配曲线分配  52
    4.4.2 最优能量回收控制策略  52-53
    4.4.3 机械制动与再生制动并行分配策略  53-56
5 整车动力性能与经济性能计算  56-63
  5.1 动力性能计算  56-59
    5.1.1 最大巡航车速的计算  56-57
    5.1.2 加速性能的计算  57-58
    5.1.3 爬坡性能的计算  58
    5.1.4 动力因数的计算  58-59
  5.2 经济性能计算  59-63
    5.2.1 非工况经济性计算  59-61
    5.2.2 基于工况经济性计算  61-63
6 整车仿真实例及对比验证  63-80
  6.1 仿真参数的设置  63-67
    6.1.1 基本参数和设计目标的设置  63-65
    6.1.2 数据库管理  65-67
  6.2 电动机、蓄电池和传动装置的选型和确定  67-70
    6.2.1 电动机的选型  67-68
    6.2.2 蓄电池的选型  68-70
  6.3 仿真结果、对比分析与验证  70-80
    6.3.1 ADVISOR简介  70-71
    6.3.2 仿真结果及对比  71-80
7 总结  80-81
致谢  81-82
参考文献  82-86
附录  86

纯电动汽车整车性能建模与仿真

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