纯电动汽车动力性及经济性分析

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学校代号 分 类 号
10532 U463.2
学 密
号 级
S10021003 公开
硕士学位论文
纯电动汽车动力性及经济性分析
学位申请人姓名 培 养 单 位 周 胜 机械与运载工程学院 周云山教授 车辆工程 新能源汽车 2013 年 3 月 21 日
导师姓名及职称 学 研 科 究 专 方 业 向
论文提交日期
硕士学位论文
湖 南 大 学 学位论文原创性声明
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I
纯电动汽车动力性及经济性分析
摘 要
汽车作为现代文明的标志，给人类带来了巨大的利处。近年来，由于 石油资源的日益匮乏和空气污染的逐渐加重，传统的内燃机汽车越来越不能 满足时代的要求，纯电动汽车以其零污染、噪声低、能量来源多样化、能利 用低谷电源等优势越来越受到青睐，各大汽车厂在纯电动汽车上的投入比例 也越来越大。 纯电动汽车的动力性经济性指标：最高车速、加速时间、最大爬坡度 和续驶里程是衡量纯电动汽车性能的标准。本文研究的主要内容就是关于纯 电动汽车的动力性与经济性。首先是进行驱动系统的匹配，根据动力性指标 确定驱动电机，根据经济性指标和驱动电机与动力电池电压及最大功率之间 的关系确定动力电池，提出去掉离合器只保留扭转减振器的方法，接着分析 单 档 变 速 箱 的 可 行 性 ， 确 定 两 档 变 速 箱 速 比 的 大 小 。 然 后 在 ADVISOR 的 平 台下进行仿真，在仿真前，针对其控制策路的不足，根据本车的要求，做出 了 相 应 的 改 进 ， 重 新 确 定 了 换 挡 点 ， 由 于 ADVISOR 自 带 的 再 生 制 动 控 制 策 略 再 生 制 动 的 比 例 只 随 车 速 改 变 而 没 有 考 虑 电 池 SOC ， 因 此 重 新 建 立 了 自 己 的 再 生 制 动 控 制 策 略 。 最 后 在 ADVISOR 里 二 次 开 发 生 成 了 自 己 的 车 型 ， 仿真得出了相应的动力性经济性结果。并验证了二档变速箱相对于单档变速 箱的优势和新的控制策略对比原有的控制策略在续驶里程和能量回收上的优 势。 由于仿真结果不能很好地满足设计要求，通过调节速比可以使纯电动 汽车最大可能工作在高效区，同时纯电动汽车的动力性也与速比相关，因此 设想通过速比的优化，建立动力性和经济性双目标的优化适应度函数，使动 力性和经济性指标得到优化，从而满足设计要求。最终通过仿真得出的新的 速比对纯电动汽车的动力性经济性有了较大提升，满足了设计要求。 受制于目前动力电池技术还未取得有效突破之前，本文的研究内容为 纯电动汽车的动力性和经济性的提升提供了另外的方法，特别是对续驶里程 的提升方法的研究上。 关 键 词 ： 纯 电 动 汽 车 ； 动 力 性 经 济 性 ； ADVISOR ； 控 制 策 略 ； 速 比 调 节
III
纯电动汽车动力性及经济性分析
the optimazing fitness function with the dynamic and economic performance objectives by using ratio optimization. so that the dynamic and economic performances are optimized, which can m eet the designed requirements. Finally, through the simulation, the new speed ratio on the pure electric vehicle's dynamic and economic performances have enhanced greatly. And it will satisfy the design requirements. Subjecting to the bottleneck of current battery technology, this paper provides another method on the study of the dynamic and economic performances of pure electric vehicle, especially for the study of the driving range. Keywords: Pure Electric Vehicles; Dynamic and Economic Index es; ADVISOR; Control Strategy; Speed Adjustment
学校代号： 10532 学 密 号： S10021003 级： 公 开
湖南大学硕士学位论文
纯电动汽车动力性及经济性分析
学位申请人姓名： 导师姓名及职称： 培 专 养 业 单 名 位： 称：
周 胜 周云山教授 机械与汽车工程学院 车辆工程 2013 年 3 月 21 日 2013 年 3 月 29 日 龚金科 教授
论 文 提 交 日 期： 论 文 答 辩 日 期： 答辩委员会主席：
The dynamic and economic analysis of pure electric vehicle
by ZHOU Sheng B.E.( Hunan University)2010 A thesis submitted in partial satisfaction of the Requirements for the degree of Master of Engineering in Automotive Engineering in the Graduate School of Hunan University Supervisor Professor ZHOU Yunshan Match,2013II硕士学位论文
Abstract
As a symbol of modern civilization ， auto has brought great convenience to human beings. Recently, due to the increasing scarcity of oil resources and heavier air pollution, traditional internal combustion engine vehicles are badly unable to meet the requirements of the times. Pure electric vehicle, with its advantages of zero pollution, low noise, diversification of energy sources and the capability to employ the trough power, is becoming more and more popular. Major automobile plants invest a lot of money in pure electric field. The dynamic and economic indexes of pure electric vehicle: maximum speed, acceleration time, maximum climbable gradient and the driving range are standards of measuring the performance of pure electric vehicles. This paper mainly focuses on the dynamic and economic indexes of pure electric vehicle. The first is to match the driving system, to determine the drive motor by dynamic indexes, to determine the power battery on the basis of the economic indexes and the relationship among the drive motor, the power battery's voltage and its maximum power, proposing a way to retain the torsional damper and remove the clutch. Then this paper is trying to analyze the feasibility of a single-speed gearbox, and to determine the speed ratio of the two-speed gearbox, then doing simulation on ADVISOR platform. Before simulation, for the insignificance of the control strategy and according to the request of the car and the motor efficiency map, shift point is re -determined. Because in the default regenerative braking control strategy, the regenerative braking proportion only changes with the vehicle speed while not consider the battery SOC, re establishing the regenerative braking control strateg y is needed. Finally, new model has been generated in ADVISOR, in which the corresp onding dynamic and economic results have been got. It can verify that the second -speed gearbox is more advantageous to the single-speed gearbox and the new control strategy is more advantageous to the default control strategy in the driving range and energy recovery. The simulation results can't fully meet the designing requirements. By adjusting the speed ratio, we can make pure electric vehicle maximum possibly working in high efficient area. At the same time, the dynamics of pure electric vehicle is related to the speed ratio as well. Thus the author here try to establish