純電動汽車動力傳動系統(tǒng)匹配的設(shè)計(jì)【含CAD圖紙+文檔】

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姬芬竹等[1]分析了純電動汽車傳動系參數(shù)的選擇對電動汽車性能的影響，指出電動機(jī)額定功率，轉(zhuǎn)矩必須與傳動系參數(shù)相匹配，對電動汽車傳動系傳動比與擋位數(shù)的確定原則進(jìn)行了探討。以某一型號純電動汽車為研究對象，分析了采用手動五擋變速器時(shí)兩個(gè)擋位的驅(qū)動力圖，提出去掉機(jī)械齒輪變速器而代之以固定速比的傳動系是行之有效的，理論上可以提高傳動系效率，減小能量消耗。本文為我們設(shè)計(jì)純電動汽車傳動系統(tǒng)傳動比提供了一種參考，為固定傳動比的設(shè)計(jì)提供了一種思路。 在參考文獻(xiàn)[2]中，姜輝指出隨著環(huán)保和能源問題的日益突出,電動汽車以其零排放、低噪聲等優(yōu)點(diǎn)而倍受關(guān)注,世界各國都把電動汽車作為汽車工業(yè)的發(fā)展方向。近年來,雖然許多國家都投入大量資金人力研究電動汽車,但目前為止動力電池和其它一些關(guān)鍵性技術(shù)還沒有取得有效地突破,動力電池的續(xù)駛里程和充電時(shí)間大大制約了電動汽車的發(fā)展和普及。因此,在電池問題解決之前,如何合理地選擇這些部件及有關(guān)參數(shù),使匹配達(dá)到最優(yōu),在相同蓄電池條件下,更好地滿足動力性要求和最大地增加續(xù)駛里程,一直是研究者們追求的目標(biāo),也是本論文研究的主要目的。本論文以某種型號的電動汽車作為研究對象,在對其動力傳動系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)計(jì)進(jìn)行分析研究的基礎(chǔ)上,對電動汽車動力傳動系統(tǒng)的參數(shù)進(jìn)行了較為合理的、簡潔的選擇和匹配。本論文還對電動汽車的核心部件牽引電機(jī)——三相異步交流電動機(jī)以及蓄電池的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了研究分析;基于電動汽車的專用仿真軟件ADVISOR(Advanced Vehicle Simulator,高級車輛仿真器)建立了電動汽車的蓄電池、電動機(jī)、傳動系、車身以及電動汽車的整車仿真模型,并用ADVISOR對模型進(jìn)行了仿真試驗(yàn),仿真結(jié)果驗(yàn)證了匹配參數(shù)和仿真模型的合理性。本論文還針對仿真結(jié)果以及動力性能要求和續(xù)駛里程要求,應(yīng)用基于遺傳算法的汽車動力傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法和ADVISOR中的自動尺寸設(shè)計(jì)(Auto-size)對電動機(jī)效率、蓄電池容量、傳動系傳動比等主要參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化處理。同時(shí),對于得到的優(yōu)化結(jié)果予以仿真計(jì)算,得到了一些反映電動汽車性能的曲線,驗(yàn)證了優(yōu)化結(jié)果的合理性及優(yōu)化方法的有效性?？梢?，該參考文獻(xiàn)對電動汽車的傳動系統(tǒng)研究較為深入和全面，很具有參考價(jià)值。 夏青松[3]的論文主要研究了純電動汽車動力系統(tǒng)的參數(shù)計(jì)算及其前向仿真方法，以實(shí)現(xiàn)驅(qū)動系統(tǒng)各個(gè)部件參數(shù)的匹配，達(dá)到純電動汽車整體性能要求。其論文基于國家科技部“863”電動汽車重大專項(xiàng)課題“純電動汽車的開發(fā)”作相關(guān)的研究，主要圍繞純電動汽車仿真模型及仿真軟件開展工作。其論文首先對純電動汽車的基本結(jié)構(gòu)及相關(guān)的動力電池技術(shù)、電動機(jī)及其控制技術(shù)和能量管理技術(shù)進(jìn)行了探討。純電動汽車與燃油汽車的主要區(qū)別在于它們的驅(qū)動系統(tǒng)不同，雖然純電動汽車是從發(fā)展成熟的燃油汽車體系中借鑒的，但是純電動汽車的結(jié)構(gòu)和許多性能與技術(shù)參數(shù)有它本身的特征。通過比較幾種常見的驅(qū)動系統(tǒng)布置方案，對蓄電池、電機(jī)等動力元件進(jìn)行選型。在此基礎(chǔ)上，對參數(shù)選擇和參數(shù)間的合理匹配進(jìn)行分析研究，提出一套比較合理的純電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)計(jì)原則，并以所設(shè)計(jì)的純電動汽車為研究對象，對其驅(qū)動系統(tǒng)的參數(shù)進(jìn)行了選擇。以PSAT仿真軟件為平臺，PSAT是一個(gè)功能非常強(qiáng)大的仿真軟件，最后將在PSAT中完成整車的動態(tài)仿真。在PSAT中建立起各個(gè)子系統(tǒng)的模型，最后連接、運(yùn)行，得出具體的結(jié)果并對其進(jìn)行分析，文中在采用不同工況下進(jìn)行了仿真研究，主要分析了電動汽車的動力性能，以驗(yàn)證匹配的動力系統(tǒng)符合所要求的動力性能指標(biāo)。最后，介紹了電動汽車動力總成臺架試驗(yàn)和整車性能試驗(yàn)。使用交流電機(jī)作為動力裝置，在電機(jī)試驗(yàn)臺架上對純電動轎車動力總成系統(tǒng)各主要部件進(jìn)行聯(lián)合調(diào)試，測試動力總成系統(tǒng)的通信、管理、控制和協(xié)調(diào)功能，并對其進(jìn)行完善，驗(yàn)證了參數(shù)匹配的合理性。 劉靈芝等[4]建立了某型純電動汽車的動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和控制策略，提出了其動力系統(tǒng)的匹配設(shè)計(jì)方法。在理論計(jì)算和工程分析的基礎(chǔ)上，對其電機(jī)、電池以及傳動系傳動比進(jìn)行了參數(shù)匹配，并用計(jì)算機(jī)對實(shí)例進(jìn)行了仿真研究，結(jié)果表明這種方法可行有效。 仇建華等[5]系統(tǒng)地介紹純電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)主要部件的選型及根據(jù)電動汽車主要性能的要求進(jìn)行主要參數(shù)的設(shè)計(jì)及匹配，并通過對具體車型的計(jì)算進(jìn)一步探討純電動汽車主要參數(shù)的確定。并提出目前我國純電動汽車研究現(xiàn)狀，純電動汽車大都建立在改裝車的基礎(chǔ)上，其設(shè)計(jì)是一項(xiàng)機(jī)電一體化的綜合工程。改裝后的純電動汽車高性能的獲得并不是簡單地將內(nèi)燃機(jī)汽車的發(fā)動機(jī)和燃油箱換成電動機(jī)和蓄電池便可以實(shí)現(xiàn)，它必須對儲能裝置、動力裝置及變速器、減速器等參數(shù)進(jìn)行合理的匹配 。并且，鑒于目前國內(nèi)對純電動汽車的研究現(xiàn)狀，該文章的研究是建立在傳統(tǒng)汽車驅(qū)動系統(tǒng)的基礎(chǔ)上。最終，我們清楚了純電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)主要參數(shù)是由汽車行駛時(shí)車速、加速度、爬坡度及所消耗的能量出發(fā)推導(dǎo)計(jì)算得到的，理論上，它的動力性、續(xù)駛里程都應(yīng)該可以滿足設(shè)計(jì)的要求。 查鴻山等[6]針對電動汽車設(shè)計(jì)動力性能指標(biāo)，從車輛動力學(xué)出發(fā)建立了驅(qū)動電機(jī)功率計(jì)算模型，給出了系統(tǒng)傳動比、最高車速、加速時(shí)間等電動汽車動力性能參數(shù)計(jì)算一般公式。結(jié)合開發(fā)實(shí)例進(jìn)行電動汽車動力電池匹配優(yōu)化，并在 Matlab／Simulink下進(jìn)行系統(tǒng)續(xù)駛里程仿真計(jì)算，仿真結(jié)果表明，系統(tǒng)動力特性滿足整車的動力性能設(shè)計(jì)要求。 琚龍[7]介紹了純電動車輛動力系統(tǒng)匹配的理論計(jì)算方法，并根據(jù)某型純電動車的特點(diǎn)，兼顧整車動力需求及零部件所能達(dá)到的最優(yōu)組合，對車輛動力系統(tǒng)進(jìn)行匹配優(yōu)化?；贛ATLAB/ ADVISOR進(jìn)行建模仿真，通過實(shí)車試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。 常綠[8]對淮安和蘇州汽車用戶進(jìn)行問卷調(diào)查，確定城市居民家庭用經(jīng)濟(jì)型電動汽車的技術(shù)參數(shù)。根據(jù)這些技術(shù)參數(shù)要求，設(shè)計(jì)了純電動微型汽車電動機(jī)、傳動比、輪胎、電池組的技術(shù)參數(shù)，計(jì)算蓄電池的 SOC值?；贏DVISOR仿真軟件建立了電動汽車動力性仿真模型，應(yīng)用ADVISOR軟件仿真計(jì)算了整車的動力性，在不同速度時(shí)仿真計(jì)算續(xù)駛里程。計(jì)算結(jié)果表明，以鉛酸電池為能源的電動汽車加速性、爬坡能力、最大車速、續(xù)駛里程等動力性指標(biāo)滿足設(shè)計(jì)要求。 張新磊[9]的論文以哈爾濱工業(yè)大學(xué)(威海)汽車工程學(xué)院正在研發(fā)的某電動汽車為對象,研究分析電動汽車系統(tǒng)組成以及常用的驅(qū)動系統(tǒng)布置形式,結(jié)合當(dāng)前實(shí)際條件和電動汽車開發(fā)背景,確定電動汽車性能指標(biāo)。根據(jù)設(shè)定的性能指標(biāo)對電動汽車動力傳動部件參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)匹配。并對電動汽車總體布置和結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)分析。論文利用基于MATLAB/Simulink平臺的電動汽車仿真軟件ADVISOR建立車身、車輪、減速器、電動機(jī)、蓄電池以及整車的動力性能仿真模型和整車?yán)m(xù)駛里程仿真模型。根據(jù)所建立模型,對電動汽車的動力性能及續(xù)駛里程進(jìn)行仿真分析。針對性能仿真結(jié)果和動力性能要求及續(xù)駛里程要求,利用ADVISOR中的自動尺寸設(shè)計(jì)Auto-size對電動機(jī)的功率,主減速器速比、蓄電池組數(shù)目等參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化處理。最后,依據(jù)國家試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)對電動汽車的最高車速和最大加速度進(jìn)行試驗(yàn),并將兩項(xiàng)試驗(yàn)結(jié)果與仿真結(jié)果比較,驗(yàn)證仿真模型的正確性和參數(shù)匹配設(shè)計(jì)的合理性。 周保華[10]進(jìn)行了電動汽車動力傳動系統(tǒng)的參數(shù)匹配,提出了兩擋機(jī)械式自動變速器(AMT)方案,通過建立電動汽車模型,優(yōu)化選擇了傳動系統(tǒng)速比,對電動汽車采用固定擋減速器和兩擋AMT傳動系統(tǒng)進(jìn)行了對比研究,制定了兩擋AMT無離合器換擋控制策略,并進(jìn)行了臺架試驗(yàn)驗(yàn)證,其主要研究內(nèi)容如下:①分析了電動汽車動力傳動系統(tǒng)的基本構(gòu)成,根據(jù)整車動力性要求,并考慮電動機(jī)的工作特性、電池的工作特性及傳動系統(tǒng)參數(shù)對整車性能的影響,對驅(qū)動電機(jī)、電池及傳動系主要性能參數(shù)進(jìn)行匹配研究。重點(diǎn)分析了傳動系速比、擋位數(shù)對整車性能及電機(jī)參數(shù)匹配的影響,并研究了通過優(yōu)化傳動系速比改善電動機(jī)工作效率的方法。②根據(jù)電動汽車縱向動力學(xué)理論,建立了電動汽車能耗計(jì)算整車模型和動力性計(jì)算模型。整車模型包括行駛工況模塊、行駛阻力模塊、變速器模塊、電機(jī)模塊、再生制動模塊、電池模塊和能耗計(jì)算模塊,對電動汽車在工況條件下的能量消耗進(jìn)行了仿真計(jì)算,進(jìn)而完成了汽車?yán)m(xù)駛里程的計(jì)算;動力性計(jì)算模型包括汽車最高車速、加速時(shí)間和爬坡度的模型,對采用不同傳動系統(tǒng)汽車的動力性進(jìn)行了對比分析。③基于電動汽車的整車仿真模型,分別對固定擋減速器和兩擋AMT傳動系統(tǒng)進(jìn)行了傳動比優(yōu)化,根據(jù)保證動力性、經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)的原則確定了兩方案的傳動比;并對兩方案的動力性和經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行了計(jì)算,通過對比可知兩擋AMT方案要明顯優(yōu)于固定擋減速器方案,最終確定電動汽車的傳動系統(tǒng)采用兩擋AMT方案。④通過兩擋AMT換擋過程分析,制定了電動汽車無離合器換擋控制策略,對不同換擋階段的電機(jī)控制進(jìn)行了研究。搭建了電動汽車兩擋AMT臺架試驗(yàn)系統(tǒng),建立了基于MATLAB/Simulink和dSPACE的仿真試驗(yàn)?zāi)Ｐ?實(shí)現(xiàn)了對被測試對象的數(shù)據(jù)采集及自動控制,對換擋控制策略進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證。該參考文獻(xiàn)對于變速器檔位的設(shè)計(jì)極具參考價(jià)值，為變速器的設(shè)計(jì)指明了思路，并對其提出設(shè)計(jì)方法的可行性作出了很好的論證。 余銀輝[11]在其論文中，從微型電動汽車傳動系統(tǒng)的匹配和驅(qū)動系統(tǒng)優(yōu)化來研究提高微型電動汽車效率及性能,從而實(shí)現(xiàn)延長電動汽車的續(xù)駛里程。根據(jù)某公司FA微型電動汽車的動力性要求,從汽車動力學(xué)出發(fā),分析了汽車在各種行駛工況下的阻力矩,匹配設(shè)計(jì)了傳動系統(tǒng)的關(guān)鍵參數(shù),包括電機(jī)參數(shù)、傳動比、電池等,使得在一檔傳動比下實(shí)現(xiàn)FA電動汽車的動力性較優(yōu)指標(biāo)。并利用ADVISOR仿真軟件對匹配設(shè)計(jì)的傳動系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行了動力性仿真,驗(yàn)證了理論匹配計(jì)算參數(shù)的正確性和實(shí)用性。在驅(qū)動系統(tǒng)的優(yōu)化方面,主要是無速度傳感器矢量控制算法的條件下優(yōu)化電機(jī)的效率以及提高控制器的性能。從分析異步電機(jī)各種損耗的產(chǎn)生出發(fā),通過電機(jī)設(shè)計(jì)要求和整車驅(qū)動控制算法使得損耗達(dá)到較小值來獲得效率的優(yōu)化。分析了在額定轉(zhuǎn)速內(nèi)以及高速區(qū)內(nèi)輕載的最小損耗、以及受控制器輸出電壓、電流限制的磁通選取的方法。并以某電機(jī)廠設(shè)計(jì)的YV112M-4型電動機(jī)的參數(shù)進(jìn)行計(jì)算,對比了標(biāo)準(zhǔn)矢量控制及基于損耗模型的效率優(yōu)化算法下的磁通選取及效率曲面,證明了該效率優(yōu)化算法對輕載下的效率優(yōu)化效果明顯,效率優(yōu)化的結(jié)果與電機(jī)設(shè)計(jì)曲線一致。其論文從驅(qū)動系統(tǒng)控制器的器件選型,驅(qū)動電路設(shè)計(jì)等方面研究了采用MOSFET并聯(lián)方式的電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)的硬件電路優(yōu)化設(shè)計(jì)。采用了“最壞情況分析法”計(jì)算需要并聯(lián)的MOSFET的個(gè)數(shù);分析了MOSFET并聯(lián)在電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)中可能出現(xiàn)的問題,并用Saber軟件針對實(shí)際器件建立模型,搭建了仿真電路。該參考文獻(xiàn)通過理論分析和仿真、試驗(yàn),鎖定MOSFET炸裂的根本原因是感生電壓、電流過沖、電壓過沖,而開關(guān)損耗的大小取決于密勒區(qū)時(shí)間的長短,并提出了相關(guān)的解決方法。 熊明潔等[12]在理論計(jì)算和工程分析的基礎(chǔ)上，對電機(jī)、電池以及傳動系傳動比進(jìn)行了參數(shù)匹配，分析了純電動汽車傳動系統(tǒng)參數(shù)的選擇對電動汽車性能的影響。并在ADVISOR中仿真表明，所選計(jì)算方法合理，所選動力總成部件與整車匹配后能夠滿足純電動轎車動力性要求。為純電動汽車動力系統(tǒng)參數(shù)選擇與匹配提供了參考。 王燕燕[13]以純電動客車為研究對象，在分析市場上現(xiàn)有純電動客車相關(guān)性能參數(shù)的基礎(chǔ)上，提出合理的整車基本參數(shù)與性能目標(biāo)參數(shù)。對動力傳動系統(tǒng)，主要對驅(qū)動電機(jī)、變速器以及動力電池參數(shù)進(jìn)行合理地計(jì)算和設(shè)計(jì)，為純電動客車動力傳動系統(tǒng)的初步選型提供依據(jù)。 薛念文等[14]根據(jù)電動汽車動力性能要求，考慮到動力傳動系統(tǒng)共振的危害，結(jié)合傳動系統(tǒng)頻率匹配，提出了電動汽車動力傳動系統(tǒng)參數(shù)匹配計(jì)算方法。以某公司電動汽車機(jī)電傳動系統(tǒng)為例，在ADVISOR軟件中建立整車模型，進(jìn)行循環(huán)工況下動力經(jīng)濟(jì)性能仿真分析。通過仿真和試驗(yàn)可知，該車動力性和經(jīng)濟(jì)性均能滿足設(shè)計(jì)要求且動力傳動系統(tǒng)沒有共振產(chǎn)生，驗(yàn)證了匹配的可行性。在本文中作者比較獨(dú)到的地方是利用階次分析法對其零部件的工作頻率進(jìn)行分析，從而避免共振，使整車在達(dá)到動力性和經(jīng)濟(jì)性要求的基礎(chǔ)上滿足舒適性要求。這點(diǎn)很值得參考。 付多智等[15]介紹了電動汽車用電機(jī)的基本性能，并從汽車行駛動力學(xué)出發(fā)建立了純電動汽車用電動機(jī)性能參數(shù)的數(shù)學(xué)模型，探討總結(jié)了對電機(jī)基本特性參數(shù)的初步確定原則。然后以目前所要開發(fā)的一輛純電動汽車的基本參數(shù)及目標(biāo)性能要求為例 ，按以上原則確定電機(jī)參數(shù)并繪制符合要求的電機(jī)性能曲線，為電機(jī)的快速選擇和后續(xù)車輛動力傳動系統(tǒng)匹配優(yōu)化提供了依據(jù)。 楊三英等[16]建立了以鋰電池組為動力源，交流異步變頻電動機(jī)為動力轉(zhuǎn)換裝置的純電動汽車動力系統(tǒng)及整車模型，在matlab／simulink平臺上對該模型的車輛速度、加速度、爬坡能力、能耗等動力特性進(jìn)行了仿真分析，結(jié)果表明該模型方案設(shè)計(jì)合理可行。 徐春等[17]介紹了電動城市客車動力驅(qū)動系統(tǒng)中必須包含變速器和主減速器，對其進(jìn)行速比設(shè)計(jì)是非常有必要的。該文章中介紹了電動城市客車傳動系的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及可變速比齒輪傳動系和固定速比齒輪傳動系的傳動比的設(shè)計(jì)方法。為我們在設(shè)計(jì)傳動系統(tǒng)的過程中提供了一種設(shè)計(jì)傳動比的合理方法。 陳曉麗等[18]詳細(xì)介紹了純電動汽車用不同驅(qū)動電機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)及其選型考慮因素，我國新能源汽車驅(qū)動電機(jī)達(dá)到的性能指標(biāo)、科技部電動汽車“十二五” 專項(xiàng)規(guī)劃新能源汽車驅(qū)動電機(jī)系統(tǒng)的性能要求、驅(qū)動電機(jī)下一步發(fā)展方向以及車輛的動力性為設(shè)計(jì)目標(biāo)，介紹了純電動汽車驅(qū)動電機(jī)的功率設(shè)計(jì)、轉(zhuǎn)速設(shè)計(jì)和扭矩設(shè)計(jì)過程，最后輔以實(shí)例介紹了驅(qū)動電機(jī)設(shè)計(jì)過程的正確可行性，能夠?yàn)榧冸妱悠囼?qū)動電機(jī)的設(shè)計(jì)提供參考。 王峰等[19]為某純電動汽車提出一種新型的包括一調(diào)速電機(jī)和行星減速機(jī)構(gòu)的動力傳動裝置,對其電機(jī)和傳動裝置的參數(shù)進(jìn)行合理選擇和匹配計(jì)算,在Matlab/Simulink環(huán)境下進(jìn)行整車動力性能的仿真,對傳動裝置的參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。結(jié)果表明,電動汽車動力性與經(jīng)濟(jì)性滿足實(shí)際要求。為純電動汽車的匹配設(shè)計(jì)和仿真提供了一種有效方法。 黃菊花等[20]以某輕型客車為研究對象,采用理論設(shè)計(jì)方法對其動力傳動系參數(shù)進(jìn)行合理選型設(shè)計(jì),應(yīng)用電動汽車仿真軟件ADVISOR建立該電動汽車的整車模型并進(jìn)行了動力性能仿真計(jì)算。通過將仿真結(jié)果與理論計(jì)算結(jié)果比較表明:電動汽車動力性能主要技術(shù)指標(biāo)的仿真值與理論計(jì)算值相比,誤差控制在5%以內(nèi),從而驗(yàn)證動力傳動系參數(shù)設(shè)計(jì)的合理性和整車仿真模型的正確性。 2.純電動汽車國外研究現(xiàn)狀 在電動汽車的發(fā)展進(jìn)程中，各國和各地區(qū)都依據(jù)自己的國情和特點(diǎn)選擇了不同的技術(shù)路線，而處在技術(shù)領(lǐng)先位置的仍然是日本、美國和歐洲，他們在電動汽車的車速、續(xù)駛里程、加速性能、動力蓄電池、基礎(chǔ)設(shè)施等方面都有較大的優(yōu)勢。 日本的資源貧乏，能源供給大部分得依靠海外，且主要是石油資源，各領(lǐng)域都在尋求更好的對策以便應(yīng)對能源問題，在日本的能源消費(fèi)中，運(yùn)輸部門大約占25%(1997年)，其中50%以上的石油是用于汽車產(chǎn)業(yè)上的，也就是說，電動汽車的發(fā)展和促進(jìn)，對日本能源狀況的改善可以說是至關(guān)重要的。我國目前的能源消耗情況和日本類似，但隨著汽車保有量的快速增長，形勢會比日本更加嚴(yán)峻。 1967年，日本為了促進(jìn)本國電動汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展成立了日本電動汽車協(xié)會在之后的20年間，日本制定了《電動汽車的開發(fā)計(jì)劃》和《第三屆電動汽車普及計(jì)劃》，并制定了汽車生產(chǎn)和保有量目標(biāo)。本田公司作為日本主要的汽車制造商之一在電動汽車方面的研究主要集中在混合動力和燃料電池汽車兩個(gè)方向。在1999年推出Insight、2004年推出Accord Hybrid、2006年推出Civice Hybrid都顯示了本田公司在混合動力電動汽車上做的努力。燃料電動汽車方面也于2006年試行FCX，該車由交流同步電動機(jī)驅(qū)動，最高車速為160km/h，可以連續(xù)行使570km。與本田相比，豐田公司在電動汽車領(lǐng)域也取得了更大的成功，只是豐田主要把研究的重點(diǎn)放在了混合電動汽車，自上世紀(jì)80年代開始，豐田公司就研制了EV10-EV40的一系列電動汽車。1995年普銳斯研制成功并于1997年投放市場并取得很大成功。普銳斯2005屬于重度混合動力電動汽車，它采用永磁同步電動機(jī)和四缸發(fā)動機(jī)共同驅(qū)動，使得該車的節(jié)能與續(xù)航能力更加突出，因此更具有實(shí)用性，截至2010年年底，全球銷量已經(jīng)超過140萬輛，是當(dāng)前最成功的混合動力電動汽車。日本另外的一個(gè)著名的汽車品牌——日產(chǎn)，也致力于發(fā)展電動汽車，日產(chǎn)公司設(shè)計(jì)的電動汽車主要是純電動汽車和混合動力電動汽車，同時(shí)也將燃料電池電動汽車上升到一定戰(zhàn)略地位。比較成熟的產(chǎn)品有Altra、Nissan Tino以及Altima Hybrid，日產(chǎn)在燃料電動汽車的主要作品是FCV2005，它集中了日產(chǎn)公司的核心技術(shù)，如鋰電池技術(shù)、高壓電子技術(shù)和Tino Hybrid的控制技術(shù)等[21-25]。 美國采用政府和企業(yè)雙作用力的方式，加速電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展。美國汽車工業(yè)十分發(fā)達(dá)，汽車產(chǎn)量大，保有量最多，石油消耗量和汽車排放污染物均居世界首位。為保持汽車產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，美國制定了非常嚴(yán)格的汽車尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)，并較早地大力鼓勵(lì)發(fā)展電動汽車，先后推出了PNGV、Freedom CAR、AVP計(jì)劃。在美國能源部的大力支持下，汽車廠商在電動汽車的開發(fā)研制中投入大量的人力物力，并且取得了很大的研究成果[26-27]。表1-1列出了美國部分純電動汽車的技術(shù)性能參數(shù)。 表1-1 美國部分純電動汽車的技術(shù)性能參數(shù) 車 型 通用EV1 通用S10 福特Rangar 克萊斯勒EPIC 整車參數(shù) 整備質(zhì)量:1350Kg 滿載質(zhì)量:1550Kg 整備質(zhì)量:1350Kg 滿載質(zhì)量:1550Kg 整備質(zhì)量:2125Kg 滿載質(zhì)量:2455Kg 整備質(zhì)量:2318Kg 滿載質(zhì)量:2682kg 動力電池 類型 鎳氫(Ni-H) 鉛酸（Pb-acid） 鉛酸（Pb-acid） 鋰離子（Li-ion） 性能 電池容量:55A.h 額定電壓:312V 電池容量:55A.h 額定電壓:312V 電池容量:74A.h 額定電壓:312V 額定電壓:360V 驅(qū)動電機(jī) 類型 交流感應(yīng)電機(jī) 交流感應(yīng)電機(jī) 交流感應(yīng)電機(jī) 交流感應(yīng)電機(jī) 最大功率（Kw） 102 ― 67 ― 性能參數(shù) 最高速:128Km/h 0-96加速:9s 續(xù)駛里程:144Km 最高速:50Km/h 續(xù)駛里程:80Km 最高速:120Km/h 0-96加速:12.5s 續(xù)駛里程:80Km 最高速:128Km/h 續(xù)駛里程:200Km 歐洲地區(qū)延續(xù)其一貫的純電動汽車與清潔柴油等替代能源汽車的技術(shù)研發(fā)優(yōu)勢。特別是歐盟委員會又頒布了更為嚴(yán)格的二氧化碳排放標(biāo)準(zhǔn)，更多歐洲國家政府和跨國汽車公司將零排放的純電動汽車作為產(chǎn)品研發(fā)主要方向，紛紛推出純電動汽車。 雪鐵龍C-Zero的動力系統(tǒng)為一臺永磁同步電動機(jī)，當(dāng)轉(zhuǎn)速在3200-6200rpm時(shí)，最大功率為48kw，最大扭矩為182N.m，0～100km/h加速時(shí)間為15s，最高車速約為130km/h。一次充電后可行駛160公里（日本10-15模式）。雪鐵龍C-Zero采用鋰電池供電，充電需要6個(gè)小時(shí)，而快速充電時(shí)，只需要半小時(shí)就可達(dá)到80%的電量。 奔馳Smart電動車型配置輸出功率為40馬力的電機(jī)。電機(jī)放置在該車的車尾,采用 后驅(qū)結(jié)構(gòu)。其從0~60Km/h所需的加速時(shí)間為6.5s，最高時(shí)速可達(dá)100Km/h。Smart電動車的電動機(jī)由鋰離子電池提供電能，最大可儲存14KW的電能，續(xù)航里程可達(dá)115Km。鋰離子電池被安放在車身的中部，憑借每百公里僅消耗12Kw.h電量，Smart電動汽車成為城市交通中最節(jié)能、最環(huán)保的車型之一[28-32]。 Aden N.Seaman等[33]提出了一種在MapleSim軟件中基于數(shù)學(xué)建模設(shè)計(jì)出來的蓄電池電動汽車。利用由Chen和Rincon-Mora建立的蓄電池模型開發(fā)了一個(gè)基于數(shù)學(xué)模型的完整蓄電池組，并開發(fā)簡單控制器，電動機(jī)/發(fā)電機(jī)，地形模型，和驅(qū)動循環(huán)模型。以此在不同工況下測試電動車性能。由此產(chǎn)生的微分方程是被象征性地簡化的，并進(jìn)行數(shù)值模擬來給出物理一致的結(jié)果，而且清楚地表明了蓄電池和縱向車輛動力學(xué)的緊密耦合關(guān)系。 在以上參考文獻(xiàn)中，主要研究了純電動汽車動力傳動系統(tǒng)的匹配設(shè)計(jì)與仿真。其中傳動系統(tǒng)中的設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括電動機(jī)、蓄電池以及傳動系傳動比三項(xiàng)。而其設(shè)計(jì)依據(jù)是根據(jù)提出的設(shè)計(jì)主參數(shù)和性能要求按照理論計(jì)算設(shè)計(jì)傳動系統(tǒng)，并且將所設(shè)計(jì)傳動系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)中選擇合適的軟件進(jìn)行建模仿真，以驗(yàn)證所設(shè)計(jì)傳動系滿足整車動力性要求，同時(shí)兼顧整車的經(jīng)濟(jì)性、舒適性。 依此，本畢業(yè)論文提出了一條明確的思路：①提出設(shè)計(jì)要求；②選擇適當(dāng)?shù)哪骋卉囆停虎圻M(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，完成動力傳動系統(tǒng)主要參數(shù)匹配；④在Matlab/advisor中進(jìn)行建模仿真，驗(yàn)證整車動力性是否滿足設(shè)計(jì)要求；⑤得出結(jié)論和研究展望。 參考文獻(xiàn) [1] 姬芬竹,高峰,周榮. 純電動汽車傳動系參數(shù)匹配的研究[J].汽車科技,2005,(6). 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