充电式混合动力电动汽车动力系统的参数匹配
燃料电池汽车溷合动力系统参数匹配与优化
燃料电池汽车混合动力系统参数匹配和优化燃料电池作为车用动力电源有效率高、污染小、动力传动系统结构简单等诸多优点，但在实际使用中也存在一些问题。
（1)燃料电池的输出特性偏软，作为车用电源，无法满足负载频繁剧烈的变化，因此必须在电机控制器和燃料电池之间增加必要的功率部件进行阻抗匹配。
（2)车用燃料电池作为单一电源其启动时间长，动态响应速度较慢，无法满足车辆运行过程中负载的快速变化需求；燃料电池功率密度较低、成本高，若仅以燃料电池满足峰值功率需求，势必会造成整备质量和成本的增加；无法吸收回馈能量，不能实现制动能量的回收。
在燃料电池发动机(FCE)和电机控制器之间增加峰值功率系统(PPS)，不仅可以吸收回馈能量、降低成本，而且可以弥补FCE启动时间长、动态响应差的缺点。
采用这种结构的动力系统称为燃料电池混合动力系统。
“燃料电池+动力蓄电池”是目前研发的燃料电池混合动力系统主要构型，主要有如图1所示4种结构。
结构(a)、(b)和(c)中，燃料电池和驱动系统都是间接连接，可以在一些特定条件下的场地车上使用，但受目前燃料电池技术水平的限制，这3种动力系统结构难以在功率需求和功率波动都比较大的车型上实现。
结构(d)的优点是：蓄电池可回收再生制动的能量和吸收燃料电池富裕的能量；蓄电池组作为燃料电池发动机的输出功率平衡器，调节燃料电池发动机的效率和动态特性，改善整车燃料经济性，提高动态响应速度。
图1 燃料电池混合动力系统结构对于本文所研究的燃料电池汽车，其车型的整车参数及动力性指标如表1所示。
表1 整车参数和设计性能要求2 燃料电池混合动力系统参数匹配2.1 电机参数设计目前，可用作车用驱动电机的有直流电机、交流感应电机、永磁同步电机、直流无刷电机、开关磁阻电机等。
交流异步电机由于结构简单、坚固且控制性能好，被欧美国家广泛采用。
永磁同步电机和直流无刷电机能量密度和效率较高，在日本得到广泛使用。
开关磁阻电机使用较少。
混合动力汽车的关键技术
混合动力汽车的关键技术混合动力汽车是集汽车、电力驱动、自动控制、新能源及新材料等技术于一体的高新集成产物，它的研究涉及多个领域，其关键技术主要有动力电池及动力电池管理、电动机、发动机和整车能量管理等。
1、动力电池及动力电池管理系统与纯电动汽车的工作状况不同，混合动力汽车上的动力电池组常处于非周期性的充放电循环。
这就要求动力电池必须具有快速充放电和高效充放电的能力，即混合动力汽车所用动力电池在具有高能量密度的同时，更重要的是要具有高功率密度，以便在加速和爬坡时能提供较大的峰值功率。
动力电池的性能和寿命与其充放电历史、工作温度等因素密切相关，过充电和过放电会严重影响动力电池性能，甚至造成动力电池损坏。
因此，通过动力电池管理系统对动力电池工作过程和工作环境进行监控，进行准确的剩余电量预测和电量、电压标定，对提高动力电池能效、延长动力电池使用寿命具有非常重要的意义。
2、电动机电动机是混合动力汽车的驱动单元之一，其选用原则为性能稳定、质量轻、尺寸小、转速范围宽、效率高、电磁辐射量小、成本低等。
另外，电动机的峰值功率要具有起动发动机能力、电驱动能力、整车加速能力、最大再生制动能力等。
目前，混合动力汽车使用的电动机主要有直流永磁电动机、永磁无刷同步电动机、交流异步电动机、开关磁阻电动机等。
在交流电动机中，最具代表性的是交流感应电动机，而这种电动机的结构决定了其功率和效率之间的矛盾很难解决，应尽量采用具有高效率、高功率密度、结构紧凑的永磁电动机、开关磁阻电动机等先进电动机。
3、发动机由于混合动力汽车用发动机工作时会频繁起停，为满足排放标准，发动机的设计目标从追求高功率变为追求高效率，并将功率的调峰任务交由电动机承担。
4、动力耦合装置在并联和混联系统中，机械的动力耦合装置是耦合发动机和电动机功率的关键部件，它不仅具有很大的机械复杂性，而且直接影响整车控制策略，因此是混合动力系统开发的重点和难点。
目前采用的动力耦合方式有转矩结合式（单轴式和双轴式）、转速结合式和驱动力结合式。
电动汽车电驱动理论与设计 第2版-电动汽车电驱动理论与设计-03-电动汽车电驱动系统参数匹配
1
1
i
电 机 驱 动 系 统 效 率 ×100%
0.8 0.6 0.4 0.2 0 100 2500
电 机 驱 动 系 统 效 率 ×100%
0.8 0.6 0.4 0.2 0 150 100 车 速 V/(Km/h) 1000 50 0 0 500 时 间 t/s 1500
50 车 速 V/(Km/h) 0 500 0
M HEV [(1 HFW ) ice bat HFW em ] T
为蓄电池效 为发动机效率利用指数； HF 式中： 为混合动力系统的动力混合程度； 率； 为电机驱动系统效率利用指数； 为传动系效率。
高效区利用率 基于工况的运行效能 效率利用指数 系统匹配指数
电驱动系统评估方法
电机驱动系统综合性能评价指标
1. 高效区利用率 定义为电机驱动系统效率位于某区间的工作点数量与全部工作点数量的比值，记为 i 高效区利用率定义为效率大于80％的工作点数量与全都工作点数量的比值。 N i i N 以表3-2所示的国内某混合动力汽车参数为例，结合具体行驶工况进行仿真。图3-13 为两种典型行驶工况，图3-14为电机驱动系统工作点分布范围。
由电动机的最大输出转矩和最大爬坡度对于的行驶阻力确定传动系的速比下 限为
电动车辆电驱动系统性能评估方法和标准
汽车行驶工况
按照用途来分，行驶工况可分为标准工况和非标准工况。标准工况是由一个国家或 地区通过法规形式确立的用于认证和检测等用途的行驶工况。非标准工况则属于一 些研究机构和汽车厂商用于特定研究用途的非法规类行驶工况。 按表现形式分，行驶工况可分为瞬态和模态工况。瞬态工况的速度——时间曲线与 车辆实际运行过程非常相似，更符合车辆实际行驶特征；模态工况的车速——时间 曲线主要由一些折线段组成，分别代表匀速、匀加速和匀减速等运行工况.
电动汽车动力匹配计算规范(纯电动)
电动汽车动力匹配计算设计规范编制：年月日审核：年月日批准：年月日XXXX有限公司发布目录一、概述 (1)二、输入参数 (1)2.1 基本参数列表 (1)2.2 参数取值说明 (1)三、XXXX动力性能匹配计算基本方法 (2)3.1 驱动力、行驶阻力及其平衡 (3)3.2 动力因数 (6)3.3 爬坡度曲线 (6)3.4 加速度曲线及加速时间 (7)3.5 驱动电机功率的确定 (7)3.6 主驱动电机选型 (8)3.7 主减速器比的选择 (8)参考文献 (9)一、概述汽车作为一种运输工具，运输效率的高低在很大程度上取决于汽车的动力性。
动力性是各种性能中最基本、最重要的性能之一。
动力性的好坏，直接影到汽车在城市和城际公路上的使用情况。
因此在新车开发阶段，必须进行动力性匹配计算，以判断设计方案是否满足设计目标和使用要求。
二、输入参数2.1 基本参数列表进行动力匹配计算需首先按确定整车和发动机基本参数，详细精确的基本参数是保证计算结果精度的基础。
下表是XXXX动力匹配计算必须的基本参数，其中发动机参数将在后文专题描述。
表1动力匹配计算输入参数表。
2.2 参数取值说明1）迎风面积迎风面积定义为车辆行驶方向的投影面积，可以通过三维数模的测量得到，三维数据不健全则通过设计总布置图测得。
XXXX车型迎风面积为A一般取值5-8 m 2 。
2）动力传动系统机械效率根据XXXX 车型动力传动系统的具体结构，传动系统的机械效率T η主要由主驱动电机传动效率、传动轴万向节传动效率、主减速器传动效率等部分串联组成。
采用有级机械变速器传动系的车型传动系统效率一般在82％到85％之间，计算中可根据实际齿轮副数量和万向节夹角与数量对总传动效率进行修正，通常取传动系统效率T η值为78-82％。
3）滚动阻力系数f滚动阻力系数采用推荐的客车轮胎在良好路面上的滚动阻力系数经验公式进行匹配计算：f ＝⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛+4410100100a a u f u f f c其中：0f —0.0072～0.0120以上； 1f —0.00025～0.00280； 4f —0.00065～0.002以上； a u —汽车行驶速度，单位为km/h ； c —对于良好沥青路面，c =1.2。
纯电动汽车动力系统参数匹配设计及优化
纯电动汽车动力系统参数匹配设计及优化◎姚泳发展新能源汽车包括混合动力汽车（HEV）、纯电动汽车（PEV）以及燃料电池汽车（FCEV）是实现我国能源安全和环境保护以及中国汽车工业健康可持续发展的必然趋势。
纯电动汽车以车载二次电源作为储能方式，以电动机为动力装置驱动车辆行驶，相比混合动力汽车而言，具有零排放、低噪声且结构简单等特点。
本文以满足动力性需求为前提，以提高整车经济性并降低整车成本为目标，在动力系统部件特性分析结果的基础上，探索纯电动汽车整车动力系统参数匹配技术的关键。
在满足续驶里程约束的前提下满足整车系统目标；充分考虑工况和系统效率对整车性能的影响，提出对动力系统参数进行了综合寻优操作，在手动整定方法基础上进一步提高了整车的经济性潜力。
一、动力系统参数匹配目标根据纯电动整车的基本性能要求以及用户和市场的接受度影响因素，综合确定纯电动汽车动力系统参数匹配目标如下：1.动力性约束。
整车动力性是整车驾驶性能的基本保证，关系到驾驶员的直观操作感觉。
因此，应考虑满足整车动力性指标要求，确保整车能够达到基本的动力性指标，如最高车速、加速时间以及爬坡度等。
2.经济性提高。
整车经济性体现了纯电动整车的能耗水平，是评价纯电动汽车技术水平的关键指标之一，尤其是纯电动汽车搭载能量有限，通过参数匹配的方式提高整车经济性潜力至关重要。
3.降低成本。
整车成本问题是制约动纯电动汽车产业化发展和市场推广的一个主要因素，尤其是纯电动汽车需较多的电池以满足功率和能量的要求从而导致电池数量增多、初始配置成本较高，而且动力电池循环使用次数受到使用制度的极大影响，往往先于整车而提前“报废”从而不得不更换电池导致维护和使用成本的大大增加。
因此，应从初始配置成本和维护使用成本两方面予以考虑，在满足整车需求的情况下，通过合理匹配动力系统参数，达到降低成本的目的，提高市场及用户的接受度。
二、动力系统参数匹配任务系统参数匹配的主要任务是确定动力系统部件的选型和参数确定，也就是电机系统、电池系统以及变速器的样式和他们的关键特征参数的设定。
新能源汽车参数标准
新能源汽车参数标准新能源汽车是指使用新型能源代替传统燃油的汽车，主要包括纯电动汽车、插电式混合动力汽车和燃料电池汽车。
为了保障新能源汽车的车辆性能和安全性，各国都制定了一系列的参数标准。
本文将围绕新能源汽车的参数标准进行详细分析，主要包括车辆性能、运行参数和充电参数等。
一、车辆性能参数标准：1. 速度性能：新能源汽车应具备一定的加速性和最高速度。
例如，中国的新能源汽车应具备至少0到50km/h的加速时间和最高50km/h的速度。
2. 续航里程：续航里程是新能源汽车的一个重要指标，一般以电池满电状态下能够行驶的最远距离来表示。
各个国家和地区针对不同类型的新能源汽车制定了不同的续航里程标准。
例如，中国的纯电动汽车续航里程应不低于200km。
3.电池能量密度：电池能量密度是指电池单位体积或重量所储存的能量。
较高的能量密度意味着能存储更多能量，从而提高新能源汽车的续航里程。
不同国家和地区对于电池能量密度的要求也有所不同。
4.噪音标准：新能源汽车由于电动驱动系统的优势，相比传统燃油汽车具有更低的噪音水平。
各国都制定了相应的噪音标准来规范新能源汽车的噪音排放。
例如，欧盟对纯电动车辆的车外噪音限值为56dB(A)。
5.安全标准：新能源汽车的安全性能是保障用户行车安全的关键。
各国制定了相应的安全标准来规范新能源汽车的设计和生产过程。
例如，中国制定了《新能源汽车产品质量管理规定》，明确了新能源汽车必须符合GB/T标准等要求。
二、运行参数标准：1.效能标准：新能源汽车的效能标准是衡量其能源利用效率的一项重要指标。
一般以百公里能耗量来表示，即插电式混合动力汽车每百公里行驶所消耗的燃料或电能。
不同国家和地区对于不同类型的新能源汽车制定了相应的效能标准。
2.污染物排放标准：新能源汽车相比传统燃油汽车具有更低的排放水平，但仍然需要遵守国家或地区的污染物排放标准。
例如，中国对纯电动车辆的尾气排放限值为零。
3.冷启动能力：由于电动汽车的电池性能受环境温度影响较大，冷启动能力成为衡量新能源汽车车辆性能的重要指标之一、各国制定了相应的冷启动能力标准，确保新能源汽车在低温环境下能够正常启动和行驶。
乘用车插电式混合动力总成电池系统集成与匹配
乘用车插电式混合动力总成电池系统集成与匹配目录页插电式混合动力乘用车补贴要求插电式混合动力乘用车设计要求动力电池设计目标要求2017年可能实施的新标准2017/2018年重点关注的标准Title HereTitle HereTitle Here Title Here2016.12.29《财政部科技部工业和信息化部发展改革委关于调整新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》2017.6.6GB/T 31467.3－2015《电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统 第3部分：安全性要求与测试方法》第1号修改单公告，2017.7.1日实施。
2017.7.12GB/T 34014《汽车动力蓄电池编码规则》2018.2.1实施②更改文字内容③更改文字内容④更改文字内容①更改文字内容GB/T 32960《电动汽车远程服务与管理系统技术规范》，2017.1.1实施2016.11.051、引入动力电池新国标，提高动力电池的安全性、循环寿命、充放电性能等指标要求，设置动力电池能量密度门槛；2、对由于产品质量引起安全事故的车型，视事故性质、严重程度等扣减补贴资金、暂停车型或企业补贴资格；3、对抽检不合格的企业及产品，及时清理出《新能源汽车推广应用推荐车型目录》（以下简称《目录》）；4、新能源汽车产品纳入《目录》后销售推广方可申请补贴。
一年内仍没有实际销售的车型，取消《目录》资格；非个人用户购买的新能源汽车申请补贴，累计行驶里程须达到3万公里（作业类专用车除外），补贴标准和技术要求按照车辆获得行驶证年度执行。
《财政部科技部工业和信息化部发展改革委关于调整新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》1、分别设置中央和地方补贴上限，其中地方财政补贴（地方各级财政补贴总和）不得超过中央财政单车补贴额的50%。
2、除燃料电池汽车外，各类车型2019－2020年中央及地方补贴标准和上限，在现行标准基础上退坡20%。
此次新政对于新能源乘用车的补贴变化不大，仅按照补贴既定退坡机制下降20%。
纯电动汽车动力系统参数匹配
10.16638/ki.1671-7988.2021.012.004纯电动汽车动力系统参数匹配林梦繁，彭昕，戴顺尧（华南理工大学广州学院，广东广州510641）摘要：随着社会技术的发展，自然环境被人们越来越重视，其中电动汽车的研发可以起到至关重要的作用，电动汽车最重要的就是合理的动力性。
文章先选取一辆车的参数，根据整车参数选择确定电机、电池参数，最后通过advisor仿真判断确定的参数是否满足动力性、经济性、续航里程等指标。
关键词：纯电动汽车；动力系统参数匹配；Advisor仿真中图分类号：U469.72 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2021)12-11-03Power System Parameter Matching of Pure Electric VehicleLIN Mengfan, PENG Xin, DAI Shunyao（Guangzhou College of South China University of Technology, Guangdong Guangzhou 510641）Abstract:With the development of social technology, people pay more and more attention to the natural environment. Among them, the research and development of electric vehicles can play a vital role. The most important thing for electric vehicles is reasonable power. The article first selects the parameters of a vehicle, determines the motor and battery parameters according to the vehicle parameters, and finally judges whether the determined parameters meet the indicators of power, economy, and cruising range through the advisor simulation.Keywords: Pure electric vehicle; Power system parameter matching; Advisor simulationCLC NO.: U469.72 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2021)12-11-03前言在当今世界，全人类都开始重视环境污染这个话题，全人类不约而同的开始为之前对环境的破坏做出补救措施。
纯电动和串联式混合动力汽车电机传动系参数匹配
宋
（ １ ．同济 大学汽车 学院， 上海
珂Байду номын сангаас ， 章
桐
２ ０ １ ８ ０ ４； ３ ．同济大学中德 学院， 上海 ２ ０ ０ ０ ９ ２）
２ ０ １ ８ ０ ４ ； ２ ．同济 大学新能源汽车工程 中心 ， 上海
［ 摘要 ］ 本文 中对 电动汽车电机传动系统 参数 匹配进行研 究 。首先 对车辆 为满足 加速性 能要求所 需 电机 功 率 的求取方法进 行理 论与数值分析 ， 定 量研 究了不 同条件下扩大 电机恒功率区对整车动力性能 的影响 。结果 表明 ， 选取较大 的恒功 率区可用较小功率 的电机来满足 车辆加速 和爬坡性 能要求 ； 或使给定功 率的 电机获 得更好 的动力
Ｓ ｏｎ ｇ Ｋｅ ， ＆ Ｚｈ ａ ｎｇ Ｔｏ ｎｇ ＇ ＇ 。
１ ． Ｃ ｏ ｌ ￣ ｇ ｅ ｏ ｆＡ ｕ ｔ ｏ ｍ ｏ ｔ ｉ ｖ ｅ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ，Ｔ ｏ ｎ ｇ ｉ ｆ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ，Ｓ ｈ ａ ｎ ｇ ｈ ａ ｉ ２ ０ １ ８ ４； ０
纯电动汽车车动力系参数匹配概述
1.3 电动机额定转速及最高转速的选择
电动机的最高转速对电动机成本、制造工艺和传动系 尺寸有很大的影响。转速在 6000r/min 以上的为高速电机， 以下为普通电机。前者成本高、制造工艺复杂而且对配套 使用的轴承、齿轮等有特殊要求，一般适用于电动轿车或 100kw 以上大功率驱动电机，很少在纯电动客车上使用。 因此应采用最高转速不大于 6000r/min 的低速电机。
与主减速器速比 io 的乘积，由电动机的峰值转矩
和车辆最大爬坡度决定。
ig1io
G( f
cos max sin max )r TmaxT
2-1
阻力式系中数r，为Tm车ax 轮为滚最动大半驱径动，力矩ma，x为T车为辆传最动大系爬总坡效角率，，f代为入滚表动
2-1 中数值计算得 ig1io 。
（2）最小传动比的选择
2.1 主要参数的匹配
电动汽车的传动系参数匹配设计主要包括变速器的 匹配设计和主减速器的匹配设计。在电动机输出特性一 定时，传动系传动比的选择主要取决于电动汽车的动力 性要求，即最大传动比取决于整车的最大爬坡度，最小 速比取决于整车的最高车速。
i （1）最大传动比的选择
传动系最大传动比 imax 是变速器最低档速比 g1
pmax max( pmax1, pmax2, pmax3 ) 1-6
将整车参数代入上述公式并按照整车动力性要求，计算 得到电动机的峰值功率，计算过程如下：
整车通过改型为电动客车后，质量估算：
Mev =Mcon Mfc Macc Mgb +Mess Mmc Mpasgr 1-7
即，新车质量＝原车整备质量－发动机质量－变速器质量－ 发动机附件质量+电池质量+电机质量+乘员质量。估算电动机、 电池和乘客等质量后，计算得到 veh_mass。
混合动力汽车动力系统匹配计算方法研究
混合动力汽车动力系统匹配计算方法研究混合动力汽车动力系统匹配计算方法研究混合动力汽车动力系统的匹配计算方法可以分为以下几个步骤：步骤一：确定车辆性能需求首先，我们需要确定混合动力汽车的性能需求，包括最大速度、加速度、续航里程等。
这些需求将直接影响到动力系统的设计和匹配。
步骤二：确定主要动力源根据车辆性能需求和市场趋势，我们需要确定主要动力源，即内燃机还是电动机。
内燃机可以提供较高的动力输出和长续航里程，但排放较高。
电动机则具有零排放和高效能的优点，但续航里程受到电池容量限制。
步骤三：计算动力需求根据车辆性能需求和主要动力源的选择，我们可以计算出动力需求，即所需的平均功率和峰值功率。
平均功率是为了满足日常驾驶需求，而峰值功率是为了应对加速和爬坡等特殊情况。
步骤四：选择辅助动力源在混合动力汽车中，通常还会配备一个辅助动力源，用于提供额外的动力支援或充电。
常见的辅助动力源包括发电机、超级电容器和燃料电池等。
选择辅助动力源需要考虑其功率输出、能量转换效率和成本等因素。
步骤五：匹配动力系统组件根据动力需求和选择的主要动力源和辅助动力源，我们可以开始匹配动力系统的组件。
这包括选择合适的内燃机或电动机、电池容量、发电机功率和燃料电池堆的大小等。
匹配过程需要综合考虑动力输出、能量转换效率和整车重量等因素。
步骤六：模拟和优化在确定初始动力系统配置后，我们可以通过模拟和优化的方法来评估其性能和经济性。
通过模拟可以预测车辆的动力性能、续航里程和排放等指标，以及整车的燃料消耗和成本。
优化可以帮助我们调整动力系统配置，以达到最佳的性能、经济性和环保性。
步骤七：实际测试和验证最后，为了验证计算结果的准确性，我们需要进行实际的测试和验证。
这包括在实际路况下测试车辆的加速性能、续航里程和排放等指标，以及对整车的燃料消耗和成本进行实际测量。
通过实际测试和验证，我们可以进一步优化动力系统的配置和调整。
综上所述，混合动力汽车动力系统的匹配计算方法包括确定车辆性能需求、选择主要动力源、计算动力需求、选择辅助动力源、匹配动力系统组件、模拟和优化，以及实际测试和验证。
混合动力汽车驱动系统参数设计及匹配研究的开题报告
混合动力汽车驱动系统参数设计及匹配研究的开题报告【一、选题背景和意义】近年来，随着环境污染和能源紧缺问题的加剧，混合动力汽车引起了人们的广泛关注。
混合动力汽车一般指既运用传统燃油发动机，又利用电动机驱动车辆的一种新型节能环保汽车。
它不仅能够提高能源利用率和环保性，而且还能够享有传统汽油发动机的宽广应用能力，满足消费者的各种驾驶需求。
因此，混合动力汽车的发展前景十分广阔。
混合动力汽车的驱动系统是混合动力汽车的关键技术，其设计参数和匹配技术直接影响混合动力汽车的经济性、环保性和安全性等方面的性能。
因此，深入研究混合动力汽车驱动系统的参数设计及匹配技术，对推进混合动力汽车的发展具有十分重要的意义。
【二、研究目标和主要内容】本文旨在深入研究混合动力汽车的驱动系统参数设计及匹配技术，主要包括以下内容：1、混合动力汽车的发展现状与前景分析。
2、混合动力汽车驱动系统的分类和组成结构。
3、混合动力汽车驱动系统参数设计的原理、方法和技术。
4、混合动力汽车驱动系统参数的匹配原则、方法和技术。
5、混合动力汽车驱动系统参数设计与匹配的实例分析和验证。
【三、研究方法和技术路线】本文采用文献综述、案例分析和实验验证等方法，针对混合动力汽车驱动系统的参数设计及匹配技术进行深入研究。
具体技术路线如下：1、收集并综述国内外混合动力汽车的发展现状和相关领域的研究成果。
2、分析混合动力汽车驱动系统的分类和组成结构，了解各个组成部分的工作原理和相互关系。
3、研究混合动力汽车驱动系统参数设计的基本原理和方法，并根据实际情况选择适当的设计参数。
4、分析混合动力汽车驱动系统参数设计与匹配的原则和方法，研究匹配技术和匹配优化方法。
5、实例分析和验证，通过实验和数据分析，验证混合动力汽车驱动系统的参数设计和匹配技术的可行性和有效性。
【四、预期研究成果】通过本研究，预期可以获得以下成果：1、深入了解混合动力汽车驱动系统的原理和技术，为混合动力汽车的研究和发展提供有益的借鉴。
混合动力电动汽车的动力系统参数设计与仿真
关键词 ： 并联 混合动 力汽 车 ；动 力 系统 ；参数设 计 ； 真 仿
中图分类 号 ：Ｕ ６ ． ２ ４ ９ ７ 文献标 志码 ： Ａ 文章 编 号 ：１０ — ６ ３ ２ １ ） ４ ０ ３ — ４ ０７ ２ ８ （０ １ ０ — ０６ ０
化 控 制 … ． 据 动 力 源 的数 量 及 动 力 传 递 方 式 ， 根
０ 引 言
近年 来混 合动 力 电动 汽车 （ ｙｒ ｌ ｔｃｖｈ— ｈｂｉ ｅ ｃ ｉ ｅｉ ｄ ｅ ｒ ｃ ， Ｅ 因其低 油耗 、 ｌ Ｈ Ｖ） ｅ 低排 放 的优 势 已成 为世 界 各 大汽 车公 司竞相 开 发 的热 点． 合 动力 汽 车 的节 能 混 主要得 益 于 采用 了 怠 速 启 停 系 统 、 生 制 动 （ 量 再 能 回馈制 动 ） 小 排 量 发 动 机 和 多能 源 动 力 系 统 的 优 、
第１ ６卷
第 ４期
哈 尔 滨 理 工 大 学 学 报
Ｊ ＵＲＮＡＬ ＯＦ ＨＡＲＢ Ｎ ＵＮ ＶＥＲ ｎＹ Ｃ Ｅ Ｅ ＡＮＤ Ｔ ＨＮＯＬ Ｏ Ｉ Ｉ Ｓ ＯＦ Ｓ Ｉ ＮＣ ＥＣ ＯＧＹ
Ｖ １ １ Ｎｏ ４ ｏ． ６ ．
Ａｕ ｇ．２ １ ０１
２ １ 年 ８月 ０１
对其动力系统参数进行设计． 基于汽车专用仿 真软件 Ａ Ｖ Ｓ Ｒ 选用 Ｎ Ｄ Ｄ ＩＯ ， Ｅ Ｃ典型道路循环工况对
所 匹配 车辆 的动 力性 、 燃油 经济性 及 电池 的荷 电状 态 Ｓ Ｃ等进 行 了仿 真 分析 ． 真 结 果表 明 ， Ｏ 仿 改装 后 的混合 动 力汽 车燃油 经济性 有 较 大改善 ， 力性 能基 本 不 变 ， 动 实现 了在 循 环 工况 内的 充放 电平
电动汽车动力性能参数匹配设计
电动汽车动力性能参数匹配设计随着环保意识的增强和石油资源的枯竭，电动汽车作为一种零排放的可持续交通工具，逐渐受到了人们的关注和青睐。
电动汽车的动力性能参数是评价其综合性能的重要指标之一，正确的参数匹配设计可以提高电动汽车的行驶性能和能耗效率。
本文将对电动汽车的动力性能参数进行详细的匹配设计，包括最大功率、最大扭矩、续航里程和充电时间等参数。
一、最大功率和最大扭矩参数的匹配设计最大功率和最大扭矩是衡量电动汽车动力性能的重要指标，它们直接影响着汽车的加速性能和爬坡能力。
一般来说，汽车的最大功率和最大扭矩越大，其动力性能越好。
但是，功率和扭矩的大小与电动汽车的总重量、电机功率和电池容量等因素有关。
首先，根据电动汽车的总重量，确定合适的最大功率。
总重量包括车辆本身的重量以及乘客和货物的重量。
一般来说，车辆总重量越大，所需的最大功率越大。
然后，根据电机的额定功率和效率以及电池容量，计算出电动汽车所需的最大扭矩。
电机的额定功率一般取电动汽车最大功率的1.2倍，以满足车辆最大功率输出的需求。
电池的容量大小直接影响着电动汽车的续航里程，应根据用户的使用习惯和需求进行匹配设计。
二、续航里程的匹配设计电动汽车的续航里程是衡量其电池容量和能耗效率的重要指标。
续航里程越长，表示电动汽车的能耗效率越高，使用时间越长。
电动汽车的续航里程与电池容量、电池能量密度和电动机效率等因素有关。
首先，根据用户的使用需求和习惯，确定合适的续航里程。
一般来说，城市通勤的用户对续航里程的要求不高，一般在150km左右即可满足日常出行需求。
对于长途出行的用户，需要更高的续航里程，一般在300km以上。
然后，根据电池的能量密度和电池容量，计算出所需的电池重量。
电池能量密度越大，表示电池单位体积或单位重量所储存的能量越多，可以提高电动汽车的续航里程。
根据所需的电池重量和电动汽车总重量，可以确定电池的种类和容量。
三、充电时间的匹配设计充电时间是衡量电动汽车充电效率的重要指标。
充电式混合动力电动汽车动力系统的参数匹配
（ 西安交通 大学机械 工程 学院， 西安 ７０ ４ ） １０ ９
［ 摘要 ］ 针对充电式混合动力电动汽车（ ＨＥ ） Ｐ Ｖ 典型的并联型结构 ， 提出了对其动力系统 中发动机 功率 、 电机 参数 、 传动系速 比和电池参数等进行匹配的原则 、 步骤和实施方法。采用该方法对某中型轿车动力系统参 数进行 了 匹配 ， 并用 电动汽车仿真软件 Ａ ＶＳ Ｒ对整车性能进行了仿 真计算 。仿真结果表 明： Ｄ ＩＯ 该方法是可行和有效的。
刖 舌
究对 象 ， 出其参 数 匹 配 的原 则 和 实施 步 骤 、 法 。 提 方
首先 ， 从车辆 设计要 求 出发 ， 通过理 论 和工程 分析 确
普通的混合动力汽车 （ Ｅ ） 比之传统的燃油 ＨＶ ， 汽车 ， 改善燃 油经济性 和减少废 气排 放量 、 取优 在 获 良的加速性 能和 更大 的变速范 围方 面取 得 了很 大成 功， 但是 ， 这种混 合动力 汽车 的车 载 电池充 电能 量来 源于发 动 机输 出 的部 分 能 量 和 再 生 制 动 能 量 的 回 收 ， 一定程 度 上 限制 了 电机 驱 动优 势 的发挥 和 这在 燃油经 济 性 的 提 高 。充 电 式 混 合 动 力 电 动 汽 车 （Ｈ Ｖ 配备有更大容量储能装置 ， ＰＥ） 能够利用普通 电网电压对储能 装置充 电 ， 增加 了纯 电动 行驶 里程 ， 大大减少 了燃油消耗和废气排放 ， 对于这一领域 的 研究具有 较高域研究 的热点 之一 。 充 电式 混合 动力 电动汽车动 力 系统参 数 的选 择 不仅 与整 车动力性 和经济性 要求 有关 ， 而且 ， 与动 还 力 系统 构成 型式 、 制策 略和行驶 工况 等 紧密相关 。 控
混合动力汽车驱动系统参数匹配与策略研究
混合动力汽车驱动系统参数匹配与策略研究随着能源储备的枯竭和环境污染的严重性，混合动力汽车逐渐成为世界各国的汽车发展趋势之一。
混合动力汽车由传统的内燃机和电动机组成，能够综合两种动力源的优势，提高燃油利用率和减少尾气排放。
而混合动力汽车驱动系统的参数匹配与策略研究，关乎汽车性能的优化和经济性的提升。
混合动力汽车驱动系统的参数匹配涉及到内燃机和电动机的功率、扭矩特性、传动比以及电池容量等关键参数的确定。
首先，内燃机的选择要考虑功率和扭矩输出能力，以满足车辆的加速、爬坡等工况需求。
而电动机则需要兼顾充电时间和续航里程，以及电池容量的大小。
对于参数的匹配，需要综合考虑内燃机和电动机之间的协同工作，以及电池的充电和放电特性。
在确定驱动系统的参数后，接下来是制定合适的驱动策略。
混合动力汽车可以根据功率需求的大小自动切换内燃机和电动机的工作方式，实现最优的能源利用。
一般来说，低速和城市行驶时，电动机更适合提供动力，因为电动机低转速有较高的效率和较大的扭矩输出能力。
而在高速和长途行驶时，内燃机的功率优势能够更好地满足车辆的需求。
因此，制定合适的驱动策略需要结合车辆使用场景、行驶环境和路况等因素进行综合考虑。
针对混合动力汽车驱动系统参数匹配与策略研究，目前已经有很多的研究成果。
例如，有学者通过建立模型和仿真分析，研究不同参数组合对混合动力汽车性能和经济性的影响。
通过多种参数的组合和配比，实现了混合动力汽车最佳的整车性能。
同时，也有学者通过驾驶行为的监测和识别，结合车辆的运行状态，制定了适用于不同驾驶场景的驱动策略。
这些研究成果为混合动力汽车的实际应用提供了理论依据和指导。
然而，混合动力汽车驱动系统参数匹配与策略研究仍然存在一些挑战。
首先，混合动力汽车的参数匹配和驱动策略需要综合考虑多个因素，包括车辆的动力需求、环境条件、用户行为等，这涉及到多个学科的知识融合。
其次，由于混合动力汽车的驱动系统具有较高的复杂性和耦合性，如何建立准确的数学模型和进行有效的仿真分析也是一个挑战。
混合动力汽车动力电池组参数匹配
混合动力汽车动力电池组参数匹配王喜明;郭志军;李忠利;高建平;李翠平;王长新【摘要】动力电池组参数匹配的合理程度决定着电机驱动和再生制动潜能的发挥,同时对混合动力系统成本影响明显.本文研究了混合动力系统在其他相关参数已知前提下的动力电池组参数匹配问题,建立了动力电池组参数匹配体系.基于AVL CRUISE进行了前向仿真,结果表明:所匹配的动力电池组能够很好地满足混合动力城市客车研发需求.【期刊名称】《河南科技大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2011(032)004【总页数】5页(P19-23)【关键词】动力电池组;参数匹配;动力系统;混合动力;城市客车【作者】王喜明;郭志军;李忠利;高建平;李翠平;王长新【作者单位】河南科技大学车辆与动力工程学院,河南洛阳471003;河南科技大学车辆与动力工程学院,河南洛阳471003;河南科技大学车辆与动力工程学院,河南洛阳471003;河南科技大学车辆与动力工程学院,河南洛阳471003;屏阳中学,河南宜阳471600;河南科技大学车辆与动力工程学院,河南洛阳471003【正文语种】中文【中图分类】U469.720 前言石油需求量的持续增长迫切要求现代车辆节能减排。
相对于传统车辆，混合动力汽车降低有害物排放、提高燃油经济性的优势，使其获得了更多的关注［1－3］。
动力电池组是混合动力汽车的辅助动力源，在车辆行驶过程中快速响应电机发出的功率需求，提供驱动能量或是储存车辆再生制动过程中回馈的能量［4］。
所以，动力电池组需要满足动力系统对其功率要求和能量要求。
动力电池组的输出功率应不小于电机的最大功率，容量应能满足车辆纯电动状态下续驶里程对能量的需求［5－8］。
本文研究了混合动力系统在其他相关参数已知前提下的动力电池组参数匹配问题，建立了动力电池组参数匹配体系。
图1 单轴并联式混合动力城市客车动力系统结构图1 混合动力系统结构与相关参数单轴并联式混合动力系统具有结构简单、易于实现、动力传递效率高、工作模式灵活的优点。
混联式混合动力汽车动力系统参数匹配的研究
混联式混合动力汽车动力系统参数匹配的研究孙远涛;王亮;石伟;孙建华;张金柱;安永东;张德生;王悦新【摘要】混合动力汽车动力总成参数的合理匹配是混合动力汽车产品开发的重要前提和基础性工作.在对混联式混合动力汽车动力总成结构和整车控制策略分析的基础上,分别进行发动机、电动机和蓄电池等动力总成部件的选型和参数设计,并对传动系统进行参数设计.针对发动机、永磁同步电动机和镍氢蓄电池的工作特性建立模型,并基于NEBC工况进行仿真,得出发动机扭矩、电动机扭矩和蓄电池荷电状态的变化曲线.结果表明,混联式混合动力汽车动力系统的参数匹配合理.【期刊名称】《黑龙江工程学院学报（自然科学版）》【年(卷),期】2014(028)006【总页数】5页(P21-24,28)【关键词】混合动力汽车;混联式;动力总成;参数匹配;NEDC工况【作者】孙远涛;王亮;石伟;孙建华;张金柱;安永东;张德生;王悦新【作者单位】黑龙江工程学院汽车与交通工程学院,黑龙江哈尔滨150050;黑龙江工程学院汽车与交通工程学院,黑龙江哈尔滨150050;哈尔滨凌云汽车零部件有限公司,黑龙江哈尔滨150060;黑龙江工程学院汽车与交通工程学院,黑龙江哈尔滨150050;黑龙江工程学院汽车与交通工程学院,黑龙江哈尔滨150050;黑龙江工程学院汽车与交通工程学院,黑龙江哈尔滨150050;黑龙江工程学院汽车与交通工程学院,黑龙江哈尔滨150050;黑龙江工程学院汽车与交通工程学院,黑龙江哈尔滨150050【正文语种】中文【中图分类】U469.72混联式混合动力汽车(Series-Parallel Hybrid Electric Vehicle，PSHEV)兼具串联式和并联式混合动力汽车的优点。
目前，混联式混合动力汽车已成为各高等学校、科研所等部门的研究热点[1-2]。
混合动力汽车动力系统参数匹配是混合动力汽车前期开发的重要工作，目前国内外对其研究较多，但采用LabVIEW仿真的方法对混联式混合动力汽车动力系统参数匹配的研究却很少。
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2008年(第30卷)第12期汽 车 工 程Aut omotive Engineering2008(Vol .30)No .122008245充电式混合动力电动汽车动力系统的参数匹配 原稿收到日期为2007年10月24日,修改稿收到日期为2008年3月19日。
武小兰,王军平,曹秉刚,边延胜(西安交通大学机械工程学院,西安 710049)[摘要] 针对充电式混合动力电动汽车(PHE V )典型的并联型结构,提出了对其动力系统中发动机功率、电机参数、传动系速比和电池参数等进行匹配的原则、步骤和实施方法。
采用该方法对某中型轿车动力系统参数进行了匹配,并用电动汽车仿真软件ADV I S OR 对整车性能进行了仿真计算。
仿真结果表明:该方法是可行和有效的。
关键词:充电式混合动力电动汽车;动力系统;参数匹配Parameter Matching of Powertrain in a Plug 2in Hybrid Electric VehicleW u X i a ol an,W ang Junp i n g,Cao B i n ggang &B i a n Yan shengSchool of M echanical Engineering,X i πan J iaotong U niversity,X i πan 710049[Abstract] A i m ing at the ty p ical parallel configurati on of a p lug 2in hybrid electric vehicle,the p rinci p le,p r o 2cedure and i m p le menting sche me of para meters matching for its po wertrain are p resented .The para meters t o be matched cover engine power,para meters of electric mot or,s peed rati os of trans m issi on and the para meters of battery etc .A s an exa mp le,the para meters matching for the powertrain of a mediu m car is conducted with car perfor mance si m ulated using s oft w are ADV I S OR.The results de monstrate the feasibility and effectiveness of the p r oposed method .Keywords:plug 2i n hybr i d electr i c veh i cle (PHEV);powertra i n ;param eter ma tch i n g前言普通的混合动力汽车(HEV ),比之传统的燃油汽车,在改善燃油经济性和减少废气排放量、获取优良的加速性能和更大的变速范围方面取得了很大成功,但是,这种混合动力汽车的车载电池充电能量来源于发动机输出的部分能量和再生制动能量的回收,这在一定程度上限制了电机驱动优势的发挥和燃油经济性的提高。
充电式混合动力电动汽车(PHEV )配备有更大容量储能装置,能够利用普通电网电压对储能装置充电,增加了纯电动行驶里程,大大减少了燃油消耗和废气排放,对于这一领域的研究具有较高的经济和环保价值,是目前电动汽车领域研究的热点之一。
充电式混合动力电动汽车动力系统参数的选择不仅与整车动力性和经济性要求有关,而且,还与动力系统构成型式、控制策略和行驶工况等紧密相关。
文中以PHE V 典型的并联型转矩合成动力总成为研究对象,提出其参数匹配的原则和实施步骤、方法。
首先,从车辆设计要求出发,通过理论和工程分析确定发动机功率、电机参数、传动系速比和电池参数等动力系统组成的主要部件,然后,通过一实例对该方法的可行性和有效性进行分析验证。
1 参数匹配的条件111 参数匹配原则、步骤PHE V 参数匹配的原则是针对给定的车型、目标工况和基本控制策略,在保证车辆纯电动行驶里程(AER )和整车动力性要求的前提下,以经济性为主要目标进行设计。
PHE V 参数匹配的基本步骤是:电机功率及转矩转速范围→电池功率→发动机功率→电池容量。
112 PHEV 动力系统的结构和控制策略PHE V 动力传动系主要有并联式和串联式两种・1096 ・汽 车 工 程2008年(第30卷)第12期典型结构。
本文中主要针对并联型的PHEV 结构(图1)进行讨论。
图1 并联型PHE V 结构PHE V 有电量耗尽型、电量维持型、纯电动和纯发动机模式等能量管理模式,文中主要采用混合控制策略,该控制策略由电量耗尽型和电量维持型两种模式构成[1]。
(1)电量耗尽型(CD ) 电能作为主要能量源,发动机输出转矩使车辆在电能耗尽之前能行驶尽可能长的路程,发动机的开关由诸如电池荷电状态(S OC )、电机功率限制和车速等决定,电池SOC 在整个操作过程中逐渐减少。
(2)电量维持型(CS ) 这一模式与普通的HE V 控制策略类似,发动机和电机协同工作,电池SOC 可以波动,但其波动范围仅限于一个很小的操作带。
在电池SOC 值高于其最小门槛值时采用电量耗尽型工作模式,当电池SOC 达到最小门槛值时采用电量维持型工作模式。
2 参数匹配的方法211 电机参数的选择通常,适用于电动车辆的电机外特性为:在额定转速n m r 以下,电机以恒转矩模式工作,在n m r 以上,以恒功率模式工作。
电机参数选择包括:电机额定转速n m r 、电机最大转速n m max 、电机最大功率P m max 。
21111 电机额定转速和最高转速的选择电机的最高转速和本身的尺寸、质量、内在损耗等都有直接的关系,对传动系尺寸也有很大的影响。
电机的最高转速与额定转速的比值,称为电机扩大恒功率区系数β,电机功率一定的前提下,随β值增大,转速越低,对应的电机额定转矩越高,因此对电机支撑要求就越高。
另外,高转矩须较大的电机电流和电子设备,增加了功率变换器硅钢片的尺寸和损耗,但大β值又是车辆起步加速和稳定运行所必需的,所以电机传动轴额定转矩的减小只能通过选用高速电机来解决。
但这又影响传动比,所以必须协调考虑电机最高转速和传动系尺寸。
另一方面,增大β值也会使驱动轴转矩和齿轮应力增大,选择时还要协调考虑β值和齿轮应力[2]。
就目前来看,一般都倾向于选择中高速电机(最高转速在9000～15000r/m in 之间),扩大恒功率区系数β一般选择在4～6之间。
相应地,电机额定转速n m r =n m max /β。
21112 电机功率的选择电机功率的选择主要根据蓄电池充满电后车辆在一定循环工况下(通常为城市路况)纯电动行驶时要求的动力性能进行选择[3],加速性能是主要考虑因素。
电机的最大功率应大体等于加速时的最大功率需求[2,4],即P m max =m2000t f(v 2b +v 2f )(1)v b =v max /(316β)(2)式中P m max 为电机最大功率,k W ;m 为整车质量,kg;t f 为加速时间,s;v b 为与电机额定转速相应的车速,m /s;v f 为加速后的车速,m /s;v max 为最高车速,k m /h;β为电机扩大恒功率区系数。
212 电池参数的选择电池参数主要由两个因素决定:功率需求和能量需求[5]。
首先电池组必须满足电机的最大功率需求,电池组的峰值功率应不小于电机的最大功率;其次电池组的容量应当满足PHE V 纯电动续驶里程对能量的需求。
(1)由最大功率选择电池数目n =P m max /(P b max ηm ηc )(3)式中P b max 为单个电池最大输出功率,k W ;ηm 为电机工作效率;ηc 为电机控制单元工作效率。
(2)由续驶里程选择电池数目n =1000LW /(C r U s D h )(4)式中L 为纯电动续驶里程,km;U s 为单节电池电压,V;C r 为单节电池额定容量,A ・h;W 为PHE V 纯电动行驶1km 所消耗的电池能量,k W ・h /km (对于中型轿车,W 约为187k W ・h /k m [6]);D h 为电池放电深度。
式(3)和式(4)中较大者即为所求。
213 发动机功率的选择发动机的功率选择主要由PHE V 在发动机单独驱动工况行驶时的最高车速和爬坡度要求决定。
(1)由发动机单独驱动时的最高车速选择P eP e =v s1000ηT (m gf r +12ρa C D A v 2s )(5)式中f r 为滚动阻力系数;ρa 为空气密度,112052008(Vol .30)No .12武小兰,等:充电式混合动力电动汽车动力系统的参数匹配・1097 ・kg/m 3;C D 为风阻系数,A 为迎风面积,m 2;v s 为车速,m /s;ηT 为传动系效率。
(2)由爬坡度要求选择P eP e =v g1000ηT (m gf r +12ρa C D A v 2g +m gi )(6)式中i 为爬坡度;v g 爬坡时的车速,m /s 。
考虑到电机的充电功率需求和附件功率,P e max应取以上两者的最大值加上15%的余量。
214 变速器参数的设计21411 电机轴到发动机轴速比设计电机轴到发动机轴的速比应当由电机的最高控制转速和发动机的最高控制转速之比决定。
i n =n m max /n e max (7)式中i n 为电机轴到发动机轴的速比;n m max 为电机最高控制转速,r/m in;n e max 为发动机的最高控制转速,r/m in 。
21412 主减速器速比选择主减速器速比的选择应均衡车辆最高车速要求和电池组充电对发动机后备功率的要求[7],即i 0=01377r r n e max /v max (8)式中i 0为主减速器速比;r r 为轮胎滚动半径,m;v max为车辆最高车速,km /h 。
21413 传动系最大传动比的选择最大传动比应根据电机和发动机单独驱动时的最大爬坡度要求来设计[8],即i m ax ≥m g (f r cos αmax +sin αmax )r rT max ηT(9)式中i m ax 为最大传动比;αmax 为最大爬坡角度;T max 为动力源最大转矩,N ・m 。
3 计算实例311 参数匹配的初始条件和性能要求(1)整车参数整备质量 1630kg (估计)总质量m 1766kg (136kg 负载)迎风面积A 2117m 2风阻系数C D 013轮胎滚动半径r r 0132m滚动阻力系数f r 0101(2)循环工况选择城市工况UDDS,公路工况H W FET (3)动力性指标加速性能:混合驱动 0～96k m /h ≤12s 电机单独驱动 0～48km /h ≤5s 爬坡度:混合驱动 最大爬坡度>30%混合驱动 车速88km /h 持续爬坡能力>615%(1200s )发动机单独驱动 最大爬坡度>20%发动机单独驱动 车速88km /h 最大爬坡度>5%最高车速:发动机单独驱动 144km /h 混合驱动 170k m /h纯电动行驶里程(AER ) 48km 312 匹配结果利用前述理论,计算得出所求PHEV 动力系统主要元件参数如下。