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微型电动轿车的建模方法与仿真分析

作　者: 詹沛枝
导　师: 阳林
学　校: 广东工业大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 电动汽车 动力性能 参数匹配 建模方法 仿真分析
分类号: U469.72
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


当前全球面临着能源短缺和环境污染的难题,研究与发展纯电动汽车(Pure Electric Vehicles PEV)作为解决该难题的可行途径之一,愈来愈受到世人的高度重视。在纯电动汽车的研发过程中,建立计算机仿真模型,对汽车动力性能进行仿真分析,可缩短开发周期,降低研制费用,因此各国政府和工业界都投入大量的人力与资金来从事该项技术的研究。本文基于某微型内燃机轿车进行改装,提出微型电动轿车的动力性能指标,并对传动系统进行选型及参数匹配；同时,在研究整车行驶动力学、电动机、车轮、蓄电池等数学模型的基础上,建立相应的MATLAB/Simulink模型。在前述工作基础上,利用VC++6.0作为开发平台,以MATLAB 6.5作为数据处理工具,开发了纯电动汽车动力性能仿真软件GDUT PEVSim,并通过该软件对微型电动轿车动力性能进行测试。论文结论如下：(1)目前国内具有自主知识产权的汽车动力性能仿真软件较少,本文在充分参考Advisor2004、PAST和Cruise等商业化的汽车仿真软件的基础上,以VC++和MATLAB混合编程的方式,设计出一款具有自主知识产权的纯电动汽车动力性能仿真软件,这对研究纯电动汽车具有重要的现实意义。(2)利用GDUT PEVSim对微型电动轿车的动力性能进行测试,在不同工况下对样车的加速性能、爬坡能力、最大车速和续驶里程等动力性能参数进行计算,并绘制动力特性曲线。结果表明,样车动力系统的参数匹配较为合理,整车及部件仿真模型可行性高。(3)为验证所开发的GDUT PEVSim的可靠性,将其仿真结果与商业化汽车仿真软件AVL Cruise3.0的仿真结果相比较,两者基本一致,表明GDUT PEVSim具有较好的准确性和实用性。本文关于微型电动轿车的动力系统参数匹配方法及仿真模型建立方法,可用于其它类型汽车中,开发的GDUT PEVSim软件可用于汽车前期设计和教学培训。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-7
目录  7-11
Content  11-15
第一章 绪论  15-26
  1.1 选题背景与意义  15-16
  1.2 纯电动汽车发展概述  16-20
    1.2.1 国外发展状况  16-19
    1.2.2 国内发展状况  19-20
  1.3 纯电动汽车的基本组成和结构特点  20-22
    1.3.1 纯电动汽车的基本组成  20-21
    1.3.2 纯电动汽车的结构特点  21-22
  1.4 纯电动汽车的关键技术  22-24
    1.4.1 驱动电机及其控制技术  22
    1.4.2 能量储存与管理技术  22-23
    1.4.3 整车控制技术  23
    1.4.4 电动汽车仿真技术  23-24
  1.5 本文主要研究内容与创新  24-26
    1.5.1 本文主要研究内容  24-25
    1.5.2 本文创新点  25-26
第二章 微型电动轿车动力系参数匹配  26-37
  2.1 整车参数及性能要求  26-27
    2.1.1 整车参数  26
    2.1.2 动力性能要求  26-27
  2.2 电动机选择与参数匹配  27-31
    2.2.1 电动机类型的选择  27-29
    2.2.2 电动机主要参数匹配  29-31
    2.2.3 电动机参数确定  31
  2.3 传动比的确定  31-32
  2.4 动力电池的选择与参数匹配  32-34
    2.4.1 动力电池类型的选择  32-33
    2.4.2 动力电池主要参数匹配  33-34
  2.5 动力系统匹配结果  34
  2.6 微型电动轿车总体布置设计  34-36
  2.7 本章总结  36-37
第三章 微型电动轿车仿真模型的建立  37-53
  3.1 电动汽车仿真方法  37-39
    3.1.1 后向仿真方法  37-38
    3.1.2 前向仿真方法  38
    3.1.3 混合仿真方法  38-39
  3.2 车辆动力学模型  39-42
    3.2.1 整体概述  39-41
    3.2.2 车速迭代子模块  41-42
  3.3 车轮模型  42-44
    3.3.1 后向仿真  42-43
    3.3.2 前向仿真  43-44
  3.4 电动机模型  44-47
    3.4.1 电动机数学模型  44-46
    3.4.2 电动机仿真模型  46-47
  3.5 电池模型  47-52
    3.5.1 锂离子电池数学模型  47-50
    3.5.2 锂离子电池仿真模型  50-52
  3.6 本章小结  52-53
第四章 仿真软件GDUT PEVSim的实现  53-72
  4.1 开发平台及开发工具选择  53-55
    4.1.1 开发平台选择  53
    4.1.2 开发工具选择  53-54
    4.1.3 MATLAB与VC++接口实现  54-55
  4.2 软件的结构和工作原理  55-57
    4.2.1 软件的结构  55-56
    4.2.2 工作原理  56-57
  4.3 软件的设计  57-66
    4.3.1 启动画面设计  57-58
    4.3.2 数据输入界面设计  58-61
    4.3.3 动力性能仿真界面设计  61-65
    4.3.4 路况仿真界面设计  65-66
  4.4 仿真结果分析  66-71
    4.4.1 参数输入  66
    4.4.2 动力性能计算  66-67
    4.4.3 典型路况仿真  67-71
  4.5 本章小结  71-72
第五章 仿真数据检验  72-81
  5.1 Cruise软件介绍  72-73
  5.2 建模分析  73-77
    5.2.1 车辆模型  74
    5.2.2 电机模型  74-75
    5.2.3 电池模型  75-76
    5.2.4 其他模型  76-77
  5.3 任务设置和仿真分析  77-79
    5.3.1 定义计算任务  77-78
    5.3.2 仿真结果分析  78-79
  5.4 仿真平台评价  79-80
  5.5 本章小结  80-81
结论与展望  81-83
  1. 全文结论  81
  2. 工作展望  81-83
参考文献  83-86
攻读学位期间发表的学术论文  86-88
致谢  88

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 汽车工程 > 各种汽车 > 各种能源汽车 > 电动汽车
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