14汽车总体设计整车性能仿真与系统匹配
电动汽车动力系统匹配设计及性能仿真研究
电动汽车动力系统匹配设计及性能仿真研究电动汽车动力系统匹配设计及性能仿真研究摘要：随着环境保护意识的提高和对能源的需求不断增长，电动汽车作为一种清洁、高效的交通工具逐渐受到人们的关注。
电动汽车动力系统的设计是实现其高效、可靠运行的关键。
本文以电动汽车动力系统的匹配设计及性能仿真研究为主题，以图表的形式进行详细的实验数据分析和模拟仿真，旨在为电动汽车动力系统的优化设计提供参考。
1. 引言电动汽车作为一种环保、节能的交通工具，其发展前景广阔。
而电动汽车的性能与动力系统的匹配设计密切相关。
优化的动力系统设计将直接影响电动汽车的性能表现，因此，通过动力系统性能的仿真研究，有助于提高电动汽车的整体性能。
2. 电动汽车动力系统匹配设计2.1 电池组选择电动汽车的动力源主要是电池组，对电池组的选择是动力系统匹配设计的关键。
首先，需要确定电动汽车的续航里程和国标工况下耗电量。
根据这些参数，选择能够满足需求的电池组类型和容量，例如铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池等。
同时，还需要考虑电池组的成本、重量和体积等因素，综合评估选择合适的电池组。
2.2 电机选择电动汽车的驱动器主要由电机组成，对电机的选择与电动汽车的动力性能密切相关。
首先，需要确定电动汽车所需的最大功率和最大扭矩值。
根据这些参数，选择能够满足需求的电机类型和功率等级，例如直流励磁电机、交流无刷电机等。
同时，还需要考虑电机的效率、重量和体积等因素，综合评估选择合适的电机。
2.3 驱动系统设计驱动系统是电动汽车动力系统的核心部分，其设计直接影响电动汽车的动力性能和能耗。
首先，需要确定驱动系统的传动方式。
根据车辆需求和驱动电机的特性，选择合适的传动方式，如单级减速、多级减速等。
接着，根据传动方式设计主传动比和各级传动比，以实现电机扭矩输出与车辆需求的匹配。
同时要考虑传动效率和传动结构的可靠性，确保传动系统的性能稳定和可靠。
3. 性能仿真研究基于以上的匹配设计，使用仿真软件进行电动汽车动力系统的性能仿真研究。
汽车开发流程1
汽车开发流程1二、概念设计阶段概念设计阶段开始后就要制定全面的研发计划，确定各个设计阶段的时间节点；评估研发工作量，合理分配工作任务；进行成本预算，及时操纵开发成本；制作零部件清单表格，以便进行后续开发工作。
概念车设计阶段的任务要紧包含总体布置草图设计与造型设计两个部分。
1．总体布置草图总体布置草图也称之整体布置草图、整车布置草图。
绘制汽车总布置草图是汽车总体设计与总布置的重要内容，其要紧任务是根据汽车的总体方案及整车性能要求提出对各总成及部件的布置要求与特性参数等设计要求；协调整车与总成间、有关总成间的布置关系与参数匹配关系，使之构成一个在给定使用条件下的使用性能达到最优并满足产品目标大纲要求的整车参数与性能指标的汽车。
而总体布置草图确定的基本尺寸操纵图是造型设计的基础。
总体布置草图的要紧布置内容包含：车厢及驾驶室的布置，要紧根据人机工程学来进行布置，在满足人体的舒适性的基础上，合理的布置车厢与驾驶室。
发动机与离合器及变速器的布置、传动轴的布置、车架与承载式车身底板的布置、前后悬架的布置、制动系的布置、油箱、备胎与行李箱等的布置、空调装置的布置。
测量得到的点云数据某轿车白车身侧围部分设计图5．底盘工程设计底盘工程设计的内容就是对底盘的4大系统进行全面的设计，包含：传动系统设计、行驶系统设计、转向系统设计与制动系统设计。
要紧工作包含:(1)对各个系统零部件进行包含尺寸、结构、工艺、功能与参数等方面的定义(2)根据定义进行结构设计与计算，完成3维数模(3)零部件样件试验(4)完成设计图与装配图其中传动系统的要紧设计内容为离合器、变速器、驱动桥，行驶系统的要紧设计内容为悬架设计，转向系统的要紧设计内容为转向器与转向传动机构的设计，制动系统的设计内容包含制动器与ABS的设计。
底盘部分系统3维设计图国内某汽车企业试验场在奇瑞，一个全新的车型的开发，通常有10个节点，P0到P9，通常要45个月。
P0阶段：立项建议书。
汽车整车性能仿真与优化研究
汽车整车性能仿真与优化研究一、引言随着汽车行业的不断发展，汽车整车性能仿真与优化研究已成为汽车工程技术领域中不可或缺的重要内容之一。
汽车整车性能仿真与优化研究是指基于数学模型和仿真软件，对汽车整车的车体、底盘、动力总成等各部分进行仿真分析，并对仿真结果进行优化，以实现整车性能的提升和优化。
二、汽车整车性能仿真的意义1. 提高汽车整车设计流程效率汽车整车设计是一个复杂的系统工程，传统的设计方法需要通过制作样车和试验验证的方式来进行，时间长、成本高、效率低。
汽车整车性能仿真技术能够通过建立数学模型和使用仿真软件，快速模拟整车行驶过程，以验证设计方案的可行性和优化方案的效果。
通过汽车整车的仿真分析，可以在设计阶段就对汽车整车的性能进行评估和优化，提高设计过程的效率，降低制造成本。
2. 优化汽车整车性能汽车整车的性能是指车辆在各种工况下的运动性能和燃油经济性等指标。
从动力、制动、悬挂、轮胎、转向等方面进行综合优化，可以达到整车性能的最优状态。
使用汽车整车性能仿真技术可以实现对整车性能进行快速有效的分析和优化，提高汽车整车的性能指标，满足汽车用户对性能的需求。
3. 促进汽车产业发展汽车整车性能仿真与优化研究是汽车工程技术发展的重要方向之一，它的发展可以带动汽车相关产业的发展，提升汽车整车行业的竞争力。
汽车整车性能仿真技术不仅可以在整车设计开发阶段应用，还可以用于汽车后期改进、改型和改装等领域，实现全方位的优化和提升。
三、汽车整车性能仿真技术分析整车性能仿真技术主要包括动力学仿真、行驶阻力仿真、制动仿真、悬挂仿真、转向仿真、燃油经济性仿真等方面。
1. 动力学仿真动力学仿真是指对整车动力系和传动系进行仿真分析。
主要研究点包括发动机、变速器、离合器、传动轴、驱动桥等。
通过建立数学模型，计算发动机输出扭矩、变速器挡位传递效率、传动轴传递效率和驱动桥传递效率等参数，以及车辆的加速度、速度和牵引力等指标。
动力学仿真可以评估和优化汽车的动力性和加速性能，减少能量损失，提高燃油经济性。
09_整车仿真分析及改型车性能对比_一汽轿车李胜江等
整车仿真分析及改型车性能对比作者：李胜江 张梓蔚 王丹丹 田蜀东（一汽轿车，长春）摘要：本文讨论了一汽轿车股份有限公司某MT车型的动力性和经济性。
在CRUISE环境下，建立该车型的整车系统模型，并对模型的关键输入参数进行了探讨和设置。
根据所建立的仿真模型，对其进行了最高车速、最大爬坡度、加速性能、等速油耗的仿真计算及结果分析。
通过与其试验数据作对比，仿真结果令人满意。
并以此模型为基础平台车对改型车性能进行对比分析。
关键词：动力性；经济性；建模仿真主要软件：AVL CRUISEAbstract：This article discusses the performance and fuel consumption of a MT vehicle in Faw Car Co.,Ltd.In the CRUISE environment,we establish the vehicle system model,set and discusse the key parameters of the model. According to the simulation model established,carry out the maximal speed, the climbing performance, acceleration, constant speed fuel consumption and analysis these results. Compare with the test data of this model, simulation results are satisfactory. Use this model as a platform,we established modified vehicle model,and make comparative analysis for their performance.1 前言汽车动力性、经济性是汽车的两个最基本最关键性能，如果汽车的这两个性能不好，将直接影响整车的质量，降低其市场竞争性，更严重者可能有安全隐患或通不过国家法规。
[汽车行业管理]汽车开发流程
![[汽车行业管理]汽车开发流程](https://img.taocdn.com/s3/m/832f08d7bb68a98270fefab4.png)
（汽车行业）汽车开发流程新车型的研发是壹个非常复杂的系统工程，以至于它需要几百号人花费上3、4年左右的时间才能完成。
不同的汽车企业其汽车的研发流程有所不同，我们下面讲述的是正向开发的量产汽车壹般的研发流程。
以满足车友对汽车研发流程的好奇感。
研发流程包括管理、设计、组织等方方面面的辅助流程，本文主要向大家介绍汽车研发中的核心流程，也就是专业的汽车设计开发流程，这壹流程的起点为项目立项，终点为量产启动，主要包括5个阶段：壹、方案策划阶段壹个全新车型的开发需要几亿甚至十几亿的大量资金投入，投资风险非常大，如果不经过周密调查研究和论证，就草率上马新项目，轻则会造成产品先天不足，投产后问题成堆；重则造成产品不符合消费者需求，没有市场竞争力。
因此市场调研和项目可行性分析就成为了新项目至关重要的部分。
通过市场调研对相关的市场信息进行系统的收集、整理、纪录和分析，能够了解和掌握消费者的汽车消费趋势、消费偏好和消费要求的变化，确定顾客对新的汽车产品是否有需求，或者是否有潜在的需求等待开发，然后根据调研数据进行分析研究，总结出科学可靠的市场调研报告，为企业决策者的新车型研发项目计划，提供科学合理的参考和建议。
汽车市场调研包括市场细分、目标市场选择、产品定位等几个方面。
项目可行性分析是在市场调研的基础上进行的，根据市场调研报告生成项目建议书，进壹步明确汽车形式（也就是车型确定是微型车仍是中高级车）以及市场目标。
可行性分析包括外部的政策法规分析、以及内部的自身资源和研发能力的分析，包括设计、工艺、生产以及成本等方面的内容。
在完成可行性分析后，就能够对新车型的设计目标进行初步的设定，设定的内容包括车辆形式、动力参数、底盘各个总成要求、车身形式及强度要求等。
将初步设定的要求发放给相应的设计部门，各部门确认各个总成部件要求的可行性以后，确认项目设计目标，编制最初版本的产品技术描述说明书，将新车型的壹些重要参数和使用性能确定下来。
纯电动汽车动力系统参数匹配选择及计算仿真
纯电动汽车动力系统参数匹配选择及计算仿真作者：李宗来源：《汽车世界·车辆工程技术（下）》2019年第07期摘要：现代社会城市化发展快速，城市中的交通负荷越来越中，现代燃油汽车尾气排放所带来的环境污染与噪声污染不容小觑，对城市居民日常生产生活都造成一定影响。
纯电动汽车的出现希望解决这一问题，它所采用的是电机代替传统内燃机系统驱动整车，完全利用电能，基本实现了低噪声、零排放，相比于传统燃油汽车也取消了发动机、排气系统以及冷却系统。
但是它的汽车动力系统设计也相比于燃油汽车更复杂，本文中简单分析了纯电动汽车的系统参数匹配选择与计算仿真过程，希望进一步了解纯电动汽车。
关键词：纯电动汽车;系统参数匹配;驱动系统;计算仿真过程;模型1 纯电动车的基本结构分析纯电动汽车的系统节本构成与传统燃油汽车截然不同，它的最大不同就體现在能源系统与驱动系统上，纯电动汽车的能源系统中包含了动力电池、管理系统，而驱动系统中包括了电机、电机控制器，它们所代替的是燃油车发动机中的控制系统，所以燃油车中的排气、冷却、燃油系统全部被取消。
在典型的纯电动车控制框架中，其整车是存在两条不同回路的，在高压回路中其电池组主要通过高压回路配合电池组对汽车电机控制器进行驱动，为汽车提供电力驱动其行驶。
另外在低回路电池组电压中通过DC/DC变换器实施降压，配合纯电动汽车低压用电器进行供能优化，优化纯电动汽车的辅助系统发挥更好性能。
当然，纯电动车整车的关键还在于对其动力系统参数的合理化匹配与计算仿真优化，下文也将围绕这两点展开论述。
2 纯电动车的动力系统参数匹配分析纯电动车的驱动动力系统中主要包含了电机与电池两部分，它们都需要进行动力系统参数匹配，正确匹配可保证汽车性能升级。
下文主要围绕纯电动车的驱动电机系统动力参数匹配展开分析。
目前比较常见的纯电动车驱动电机包含4种，分别为永磁同步电机、直流电机、交流感应电机以及开关磁阻电机。
对比看来，用词同步电机虽然在电机过热情况下工作效率会大幅度下降，但是它的设计尺寸小、重量轻，比较适合于用于纯电动车的整车布置设计。
电动汽车总体设计及性能仿真优化
内容摘要
随着全球能源危机的加剧和环保意识的提高，电动汽车作为一种清洁、高效 的交通工具，正逐渐受到人们的青睐。动力系统是电动汽车的核心部分，直接影 响到车辆的性能和安全性。因此，对电动汽车动力系统进行优化设计与仿真具有 重要意义。本次演示将介绍电动汽车动力系统的构成，探讨优化设计的方法，并 阐述仿真实验与结果。
内容摘要
总之，电动汽车动力系统的优化设计与仿真是电动汽车研究领域的重要课题。 通过不断的研究与探索，我们有信心在未来的电动汽车技术发展中取得更多的突 破，推动电动汽车产业的发展，为环保出行和可持续发展做出贡献。
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五、研究结果与分析
2、性能方面：某微型电动汽车的续航里程、最高车速等指标表现优秀，但加 速时间和制动性能相对较差。在实验过程中，某微型电动汽车在行驶稳定性、噪 音控制等方面也表现出一定的不足。
六、结论与展望
六、结论与展望
本研究通过对某微型电动汽车的总体设计与性能进行研究，发现其具有较高 的性价比和市场竞争力。该车型在风阻系数、车身重量、加速时间、制动性能等 方面还存在一定的提升空间。建议厂商在后续产品研发中，注重对上述不足方面 的改进，进一步提高微型电动汽车的整体性能和竞争力。
内容摘要
电动汽车动力系统匹配设计及性能仿真研究的核心是实现动力系统的优化配 置，以提高车辆的动力性和经济性。在电动汽车动力系统设计中，需要解决两大 核心问题：一是如何根据车辆性能要求和电池能量密度，选择合适尺度的电机和 减速器；二是如何根据车辆行驶工况，进行控制器参数优化。
内容摘要
针对这些问题，目前国内外研究者提出了多种匹配设计方法。其中，理论分 析法是通过建立数学模型，运用优化算法对模型进行分析和计算，以得到最佳设 计方案。实验研究法则是通过实验测试和数据分析，对实际运行中的电动汽车动 力系统进行优化。然而，理论分析法往往忽略了一些实际运行中的约束条件，导 致设计方案与实际相差较大。实验研究法虽然较为直观，但需要大量的实验数据 和较长的研究周期。
技术与设计测试题.doc
技术与设计1期末考试题（前四章）高一年级第一学期期末考试通用技术卷一、选择题（共20小题，每题2分，共40分。
每小题只有一个符合题意的选项，不选、多选、错选均不给分）1. 设计的核心是（D ）。
A实用B实践C革新D创新2. 被称为“科学管理之父”的美国人泰勒于1898年在伯利恒钢铁公司进行了著名的“铁锹作业试验”。
“铁锹作业试验”中改进了许多具体的人机关系，它是要实现人机关系的哪个目标：（B） oA健康目标B高效目标C舒适目标D安全目标3. 著名艺术家韩美林是吉祥物创作修改组的组长，他曾经说过：“你知道吗？经历了五六次设计人员的变动，五六十次设计方案的改动，画了四五千张设计草图，这5个小'福娃'才得以诞生。
”，从她的话里，我们可以知道（D ）。
A设计是解决问题的重要途径B设计需要多种知识C设计需要多人共同完成D设计需要不断改进4. 最近隐形笔惊现广州文具市场，这种隐形笔和普通的笔没有太大区别，只是笔尾有一盏蓝色的小灯。
在纸上写了以后是看不到的。
但用笔尾的小灯一照，就能看到。
这种笔可以有效保护隐私，但现在很多学生购买时坦言“考试用不容易被监考老师抓到”。
这说明了技术具有（D ）…A目的性B创新性C综合性D两面性5. 某科学家发明了一种高性能自动钓鱼机，可是未能被广泛地应用，最有可能的原因是（D ）。
A成本高B效率太高C使用不方便D钓鱼活动的主体是人6. 与装有实心轮胎的自行车相比，19世纪末发明的装有气轮胎的自行车骑行更快捷舒适，主要的原因是充气轮胎（D ）。
A质量较小B与地面的磨擦较小C材料较好D更有弹性7. 以往电路图的设计都是手工绘制，烦琐且易出错；随着电子技术发展，尤其电脑的发展，现在专门的电路图设计软件大大方便了电路设计，而且还可以进行仿真测试，这体现了技术与设计的什么关系？（A ）。
A技术的发展为设计创新提供了条件B技术的发展和设计无关C技术的发展对设计不产生影响D技术就是设计8. 当前，世界许多国家和地区正处于甲型H1N1流感影响之下，世界各国高度重视积极应对。
纯电动汽车总体设计及传动系统匹配
Key word：pure electrical vehicle, powertrain system, parameters matching, overall
design
IV
山东建筑大学毕业论文
1前 言
1.1 研究背景与意义 汽车自诞生起已有 100 多年的历史，其发展速度不断加快，已成为人们生活中不可缺 少的工具。目前，世界上各种汽车的保有量超过 7 亿，试想如果这些车辆都采用内燃机， 那么所需要的燃油将从何而来?而其排放的废气又将如何处理?目前，每年新生产的各种汽 车约 5000 万辆，按平均每辆汽车年消耗 10-15 桶石油制品计算，汽车的石油消耗量每年达 到 80—100 亿桶，约占世界石油产量的一半以上。石油资源的开采每年达到几十亿吨，经 过长时期的现代化大规模地开采，石油资源日渐枯竭，按科学家预测，地球上的石油资源 如果按耳前的消耗水平，石油资源仅仅可以维持 60-100 年[1]。21 世纪以来，石油价格的上 涨已对世界经济的发展形成巨大的威胁，人类将面临更加严峻的石油资源的危机和挑战。 从 2000 年到 2004 年，中国进口原油从 7000 万吨增至 1.2 亿吨，并呈逐年加大的趋势，预 计 2010 年中的石油总需求量将达到 3.5 亿一 3.8 亿吨，而石油进口依存度将达 51.4％ -52.6％。 据估计汽车排入大气的 C02 已达到 C02 排放总量的 16.9％， 汽车排放的 CO、 NOx、 SOx、Hc 等有害气体危及人的生命，对人体造成伤害。在中国，由于技术水平和汽车排放 标准的不规范，由汽车排放导致的污染更甚。因此，开发清洁、高效、智能的交通车辆， 才能使 21 世纪的交通可持续发展，也是解决能源紧张和环境污染的有效途径[2]。电动汽车 的优势表现为：良好的环境保护效果，噪声低，热效率高，排放的废热少，可回收利用的 能量多，可以改善能源结构、解决汽车的替代能源问题。但也存在续驶里程短，载重量小， 制造成本高等不足。 由于电动汽车具有解决以上两个问题的优势，特别是在环境保护方面的优势，使得电 动汽车的开发与研究得到了各个国家、各个汽车制造商的高度重视。由于电动汽车涉及多 学科，技术含量较高，设计制造复杂，所以开发周期长，开发成本高。建立计算机仿真模 型，对电动汽车的性能进行仿真分析是解决开发周期和开发成本的有效途径。 1.2 电动汽车发展概述 世界上第一台电动汽车诞生于 1834 年，它是由苏格兰人德文博特(Thomas Davenport) 发明的，比 1883 年诞生的第一台内燃机汽车还要早半个世纪。第一台可以反复充电的电动 汽车是法国人乔伍(M.Gustave Trouve)发明的[3]。
整车性能
5
时间 t
u2
u1
1 du aj
然后我们采用龙贝格数值积分计算方法对上面的公式进行积分就可以得 到所需要的加速时间曲线。 (5) 计算分析 根据上述已知条件以及相关的计算理论，得到如下计算结果。
a. 该车型的计算实例
i. 驱动力行驶阻力平衡图
驱动力----阻力F (kN)
4
0
0
20
40
60
f f 0 (1 u a / 19440) ，
其中： (3)
f0
2
取为 0.014（良好水泥或者沥青路面） ， 发动机外特性曲线
ua
为车速 km/h。
发动机 转 速 n/min i. AJR 发动机
发动 ii AFE 发动机 机 转 图 1.4.1 发动机外特性曲线 速 n/mi n
(4) 基本理论概述 汽车动力性能计算主要依据汽车驱动力和行驶阻力之间的平衡关系:
120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32
时间( s)
8
图 1.4.7 汽车加速时间曲线图
根据上述计算条件和计算结果，我们可以确定设计载荷情况下的计算结 果： 表 1.4.3 计算结果 项目 汽车最高车速 0 到 100km/h 加速时间 最高档 30km/h 加速通过 400m 时间 原地起步加速通过 400m 时间 最高档最大动力因数 最大爬坡度
然后根据公式
u a 0.377 rd n ， i g i0
（1.4.12）
来确定最高挡位情况下发动机转速和车速之间的关系以获得对应不同车速 的发动机转速。
毕业设计(论文)-汽车整车性能模拟仿真
汽车整车性能模拟仿真摘要汽车动力性和燃油经济性是汽车的两个重要性能。
而汽车是一种高效率的运输工具，其运输效率的高低在很大程度上取决于汽车的动力性。
因为汽车行驶的平均速度越高，汽车的运输生产越高，而影响平均速度的因素，除运输组织原因外，主要就是汽车的动力性。
以燃油消耗完成尽可能多的运输量的观点出发，汽车的燃油经济性常用一定运输工况下汽车行驶百公里的耗油量或一定燃油量能使汽车行驶的里程来衡量。
在目前，一般采用等速燃油经济性和多工况燃油经济性评价汽车燃油经济性。
在以往通常需要在完成汽车道路试验以后才能对其进行评价,但随着汽车技术、计算机技术的发展及消费者对经济性的关注逐步提高,汽车动力性与经济性分析已经在概念开发阶段就开始了。
这样不仅可以节省大量的试验费用,缩短设计周期,而且使得厂家对自己所设计的车有个预先的了解。
本文以MATLAB为工具，利用其强大的界面开发功能，设计了汽车动力性和燃油经济性模拟计算的界面。
并利用汽车理论的相关知识及汽车动力性燃油经济性的计算方法,编写计算程序。
应用该软件，在我们输入相关的汽车参数时，执行计算程序后，便得到动力性及燃油经济性模拟仿真的结果，从而为汽车新产品设计与开发提供参考依据。
关键词：动力性；经济性；MATLAB；模拟计算AbstractTwo important performance of automobile is power and fuel economy.Automobile is a highly efficient means of transport , the level of thetransport efficient of that determined in the automobile power, because of the higher the average speed of automobile, the higher transportation and production of the vehicle. But the factors that affect the average speed, in addition to the reasons of the organization of transportation,the most of these are power. To fuel consumption as much as possible to complete the point of view of traffic, automobile fuel economy often use a certain transport conditions the fuel consumption of 100 kilometers, or a certain amount of fuel mileage to measure. At present，we generally use isokinetic fuel economy and the status of multi-fuel economy to evaluate automobile fuel economy. In this paper, MATLAB is used as a tool, using its powerful function of interface development design a interface that can simulate and calculate the vehicle power and fuel economy. Application of the software , as we input the vehicle-related parameters, after the implementation of the calculation procedure we can get the simulation of result of vehicle power and fuel economy. Consequently we can also provide reference for the design and the development of the new automotive products.Keywords：power; fuel economy; MATLAB; interface; programming; simulation目录1 绪论 (1)1.1 选题背景 (1)1.2 汽车模拟仿真的国内外研究现状 (2)1.3 汽车模拟仿真研究的内容和意义 (3)2 MATLAB的功能简介 (5)2.1 MATLAB特点及功能 (5)2.2 MATLAB程序设计 (6)2.3 MATLAB绘图功能 (6)3 发动机数学模型的建立 (8)3.1发动机转矩方程和燃油消耗率方程的拟合 (8)4 汽车动力性 (16)4.1 汽车动力性的评价 (16)4.2 汽车行驶平衡方程式 (17)4.3 汽车动力性的计算 (17)4.3.1 最佳动力性换挡规律 (18)4.3.2 最高车速 (18)4.3.3 汽车最大爬坡度 (18)4.3.4 直接挡加速时间 (19)4.3.5 原地起步加速时间 (19)5 汽车燃油经济性 (21)5.1 燃油经济性的评价 (21)5.1.1 等速燃油经济性 (21)5.1.2 多工况燃油经济性 (21)5.2 汽车燃油经济性的计算方法 (22)5.2.1 等速行驶工况燃油消耗量的计算 (22)5.2.2 等加速行驶工况燃油消耗量的计算 (22)5.2.3 等减速行驶工况燃油消耗量的计算 (23)5.2.4 怠速停车时的燃油消耗量 (24)5.2.5 整个循环工况的百公里燃油消耗量 (24)6 模拟软件及应用 (26)6.1 软件介绍 (26)6.2 应用举例 (28)结论 (31)致谢 (32)参考文献 (33)附录（部分程序） (34)1 绪论1.1 选题背景人类在经济、政治、文化和军事活动中，总会有人的出行和物品的运输。
电动汽车动力系统匹配设计及性能仿真研究
电动汽车动力系统匹配设计及性能仿真研究一、本文概述随着全球对环保和可持续发展的日益关注，电动汽车（EV）作为清洁、高效的新能源汽车，正逐渐取代传统的燃油汽车，成为未来汽车工业的重要发展方向。
电动汽车动力系统的匹配设计及其性能仿真研究，是电动汽车研发过程中的关键环节，对于提高电动汽车的整体性能、优化能源利用效率以及推动电动汽车的广泛应用具有重要意义。
本文旨在探讨电动汽车动力系统的匹配设计原则、方法及其性能仿真研究。
我们将概述电动汽车动力系统的基本构成及其关键部件，包括电池、电机、电控等。
随后，我们将深入探讨动力系统的匹配设计，包括电池选型、电机参数匹配、控制系统优化等方面，旨在实现动力系统的最佳性能与效率。
我们还将介绍性能仿真研究的重要性及其应用场景，通过仿真分析，预测和优化动力系统的性能表现。
通过本文的研究，我们期望为电动汽车动力系统的匹配设计与性能仿真提供理论支持和实践指导，推动电动汽车技术的持续发展和广泛应用，为我国的新能源汽车产业做出积极贡献。
二、电动汽车动力系统概述电动汽车（Electric Vehicles，EVs）作为新能源汽车的一种，以其零排放、低噪音、高效能等优点，逐渐成为现代交通领域的研究热点。
电动汽车动力系统是电动汽车的核心组成部分，其性能优劣直接影响到电动汽车的整车性能。
因此，对电动汽车动力系统进行深入研究，实现其高效匹配设计，对于提高电动汽车的性能和推动电动汽车产业的发展具有重要意义。
电动汽车动力系统主要由电池组、电机、控制器以及传动系统等组成。
其中，电池组是动力系统的能源提供者，其性能直接决定了电动汽车的续航里程和动力性能。
电机作为动力转换装置，负责将电能转换为机械能，驱动汽车行驶。
控制器则负责监控和调节电池组和电机的运行状态，实现能量的合理分配和高效利用。
传动系统则负责将电机的动力传递到车轮，驱动汽车行驶。
在电动汽车动力系统的设计中，需要综合考虑各个组成部分的性能特点，实现各部件之间的优化匹配。
PEV动力系统参数匹配设计及性能仿真研究的开题报告
PEV动力系统参数匹配设计及性能仿真研究的开题报告标题：PEV动力系统参数匹配设计及性能仿真研究一、研究背景和意义随着电动汽车市场的快速发展，智能化、高效化的电动汽车动力系统设计和仿真研究成为了当前研究的热点之一。
电动汽车的动力系统参数匹配设计对于电动汽车的性能表现有着重要影响。
本研究的研究背景在于完善电动汽车动力系统参数匹配设计的相关理论，从而提高电动汽车的性能表现，推动电动汽车技术的快速发展。
二、研究内容和技术路线本研究的主要目的在于通过对电动汽车动力系统参数匹配设计的研究，提高电动汽车的动力系统效率和整车性能，从而实现电动汽车的智能化、高效化。
具体研究内容包括：1. 电动汽车动力系统参数的分析与研究，主要包括电动汽车电池、电机、控制器等重要的动力系统组成部分的参数分析和研究，以及各参数之间的影响关系；2. 电动汽车动力系统参数的匹配设计，主要是对电池、电机、控制器等动力系统组成部分的参数进行匹配设计，实现最佳的整车性能表现；3. 电动汽车动力系统性能的仿真研究，使用仿真软件对所匹配的电动汽车动力系统参数进行性能仿真，验证设计方案的有效性。
技术路线：1. 对电动汽车动力系统参数进行分析和研究，建立数学模型；2. 对动力系统参数进行匹配设计，建立最佳匹配设计模型；3. 通过仿真软件对匹配设计模型进行性能仿真；4. 对仿真结果进行数据分析，验证匹配设计模型的有效性。
三、研究预期成果本研究预期可以通过对电动汽车动力系统参数匹配设计的研究，得出最佳匹配方案，提高电动汽车性能表现，从而推动电动汽车技术的快速发展，同时对于电动汽车动力系统的研究具有一定的理论价值和应用前景。
四、研究计划和进度安排本研究的计划和进度安排如下：1. 第一阶段（2个月）：对电动汽车动力系统参数进行分析研究，并建立数学模型；2. 第二阶段（2个月）：对动力系统参数进行匹配设计，并建立最佳匹配设计模型；3. 第三阶段（4个月）：使用仿真软件对匹配设计模型进行性能仿真，并进行数据分析；4. 第四阶段（2个月）：撰写论文，完成毕业论文。
《汽车设计》课程设计任务书汽车性能仿真计算
说明汽车设计是车辆工程专业课程之一，也是最重要的一个实践性内容。
其目的和作用是使学生能将已学过的力学、机械以及汽车知识综合运用于汽车零部件系统设计中，从而培养学生对汽车零部件系统的综合设计和实践能力。
这是在所有实践性课程中最具活力，最能培养学生的自主学习、实践能力，最能培养学生创新思维的课程之一。
汽车设计课程设计根据课题难易程度分为二到六人一组、各组独立完成，在学生设计过程中鼓励他们自主设计，积极创新。
学生《汽车设计课程设计》的成绩主要从工作态度、设计工作量、质疑答辩等几部分组成。
具体从出勤情况、设计论证、软件操作能力与设计能力、设计工作量与工程图图面质量、设计说明书质量、回答问题情况等方面评定。
最终成绩按五级制记分，分为优秀、良好、中等、及格和不及格五个等级。
（设计报告按电子档附件1要求进行书写）1.前言1.1课程设计的目的在汽车的设计和改进时，需对样车的性能进行预测、评价、多方案选优或进行传动系的优化匹配等，这些都必须进行汽车动力性和燃油经济性（E–P性能）的计算。
如采用手算并在坐标纸上作图，工作量大，费时费力，而且手算和作图误差较大，易出错。
考虑到计算机在当前设计工作中的普遍应用，有必要利用计算机编制程序进行模拟计算，以方便迅速地得到具有相当精确度的数据和图形。
1.2课程设计的任务采用MATLAB语言，编制程序对汽车的E–P性能进行计算，有关参数见指导老师所给文档。
要求得到以下数据和图形：数据：1．最高车速u amax；2．加速时间t；3．最大爬坡度i max；4．多工况循环行驶百公里油耗；5．等速行驶百公里油耗；图形：1．驱动力阻力平衡图；2．汽车加速时间曲线；3．汽车的爬坡度图；4．功率平衡图；5．动力特性图；6．等速行驶百公里油耗曲线；7．燃油经济性－加速时间曲线（C曲线）。
1.3课程设计的要求程序应满足以下要求：1．在给定了足够参数时能自动计算得到以上所有数据和图形，并能保证一定的计算精度；2．程序具有一定的通用性，能尽量满足多种车型E–P性能计算的要求；3．界面友好，使用灵活方便。
电动汽车参数匹配计算设计及仿真
电动汽车参数匹配计算设计及仿真摘要：面对日益严重的能源与环境问题，电动汽车的开发正在成为各国政府和企业关注的问题。
本文从电动车的参数匹配入手，介绍了汽车参数匹配的方法，接着就某款小型纯电动车的设计指标为依据，对于电动汽车参数进行合理匹配。
动力参数计算完成后，采用MATLAB仿真软件建立电动车仿真模型，通过工况仿真验证参数匹配的合理性。
关键词：电动汽车；参数匹配；MATLAB；0 引言动力总成参数的匹配是影响纯电动汽车整车性能的重要因素，在本文中首先给出了电动汽车的参数匹配的方法，接着结合某款电动汽车的性能设计指标对其参数进行匹配，最后为了验证匹配效果，利用MATLAB/simulink建立电动汽车的模型。
1 纯电动汽车动力性能指标及参数匹配分析在电动车受力分析方面可以借鉴一般汽车行驶过程中受力情况进行分析。
电动车在运行过程中所受阻力包括空气阻力Fw，爬坡阻力Fi，加速阻力Fj，滚动阻力Ff。
作用在车轮上的驱动力为Ft。
（1）车辆的最高车速定义是，在平坦的公路上，在动力装置全加载情况下，车辆所显示的恒定速度车辆最高车速取决于车辆牵引力与阻力之间的关系，如下：（2）在最高车速行驶时，车辆受到的阻力主要来自于摩擦阻力和空气阻力，其中空气阻力占据主要部分。
最高车速在传动系统中可以表示为（3）车辆的加速时间包括原地起步加速时间和超车加速时间。
这里主要研究原地起步加速时间。
原地起步加速时间是指车辆从静止开始以最大加速度起动，加速到某一个车速是所需时间。
从低速v1经过额定车速vn到高速v2所用加速时间表示如下（4）驱动电机最大转矩应满足最大爬坡度要求，要求最大转矩应当满足以下条件如下满足条件传动比即为电动车需要的最小传动比。
（5）2 纯电动汽车动力参数匹配计算和仿真根据以上汽车参数和性能指标，根据最高车速下的功率需求计算式（2）由得出在满足最高车速120km/h时需要电机功率为20.73kw，并计算出百公里加速时间与电机最大功率关系如图所示，满足加速时间为10s时需要电机功率为82.4kw,29.8kw电机功率可以满足20km/h时20%的爬坡度需要。
纯电动汽车动力系统参数匹配及动力性能仿真
io ，汽车的最大转矩Tma x 表达式为
T ≥ r (mgf cosα + mgsinα + CDA v2 )
max ηi
max
max 21.15 a
o
（3）
以上 3 个式子中，r 为轮胎滚动半径；m 为汽车总质量 kg ；
g 为重力加速度； f 为滚动阻力系数； i 为坡度；α为坡道
角； CD 为空气阻力系数；A 为迎风面积 m2； va 、va ma x 分别
x
+CA Dv3)76 140 amax
（1）
汽车在爬坡的工况下，要求的瞬时功率也即过载功率
Pe max 大于额定功率，即：
Pe max
≥1 ( mgf cosαmax η 3 600
va
+
mgi ma x 3 600
va
+
C 76
DA 140
va3
)
（2）
同样在爬坡的工况下，若已知电动汽车主减速器传动比
图 3 电机输出转矩 锂电池 SOC 值变化如图 4 所示. 车辆在频繁加减速的工 作过程中，可以回收能量给蓄电池充电。在开始阶段，电池 荷电状态 SOC 值下降较快，这是由于电池放电极化现象引起 的。在 SOC 到达 0.75 以后，其值下降趋于平缓，这时电池 工作在较平稳的区域。
图 4 电池的荷电状态
纯电动汽车动力系统参数匹配与性能仿真
纯电动汽车动力系统参数匹配与性能仿真
陶小松;王鹏;陈乐
【期刊名称】《山东交通学院学报》
【年(卷),期】2018(026)004
【摘要】为了对纯电动汽车动力系统总成参数进行合理匹配,提高整车性能,根据整车性能要求设计动力系统布置方案,对动力系统进行参数匹配和选型.利用AMESim 建立电动汽车动力系统模型,仿真分析纯电动汽车的动力性和经济性,并根据仿真结果,适当调整动力系统的模型参数.研究结果表明:在纯电动汽车动力系统匹配时,通过调校传动系统的传动比,可以得到更优的动力系统匹配方案.
【总页数】8页(P7-14)
【作者】陶小松;王鹏;陈乐
【作者单位】长安大学汽车学院,陕西西安 710064;长安大学汽车学院,陕西西安710064;长安大学汽车学院,陕西西安 710064
【正文语种】中文
【中图分类】U469.7
【相关文献】
1.纯电动汽车动力系统参数匹配及动力性能仿真 [J], 刘成武;念健
2.纯电动汽车动力驱动系统参数优化设计及性能仿真研究 [J], 吴敏
3.微型纯电动汽车传动系统参数匹配及性能仿真 [J], 张攀;曲金玉;殷允朝
4.纯电动汽车动力驱动系统参数优化设计及性能仿真研究 [J], 吴敏
5.轻度混合动力汽车动力性能仿真及动力系统参数匹配研究 [J], 秦大同;舒红;胡建军;胡明辉
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1.4 汽车总体设计整车性能仿真与系统匹配1.4.1动力性能仿真计算(1)计算目的汽车的动力性是汽车重要基本性能指标之一。
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要进行动力性计算，预测今后生产车型是否满足使用要求。
使汽车具有良好的动力学性能.(2)已知参数如表所示表1.4.1 动力学某车型的计算参数和数据的确定或优化a 设计载荷确定：该车型设计载荷根据德国标准DIN 70020规定：在空车重量（整备质量）的基础上加上座位载荷。
5座位轿车前面加2人、后排加1人，也称为半载作为设计载荷, 重量假定为68kg加上随身物品7kg，重心对于不可调整座位在R点（设计H点）前50mm，可调整作为R点前100mm处。
我国标准常常规定满载作为设计工况. 对于该计算车型如采用德国标准, 则具体计算为：1070kg+3*（68kg+7kg）=1295kgb 迎风面积：根据迎风面积计算公式：A=0.78BH确定，其中：A迎风面积，B车宽，H车高。
对于该车型而言具体计算为：A=0.78*1710mm*1427mm=1.90m2c 传动效率：根据该轿车的具体传动系统形式，传动系统的传动效率大体可以由变速器传动效率，单级主减速器传动效率，万向节传动效率组成。
具体计算为：95%（变速器）乘96%（单级主减速器）乘98%（万向节）=89.4%，同时考虑到，一般情况下采用有级变速器的轿车的传动系统效率在90%到92%之间，对上述计算结果进行圆整，对传动系统效率取为90%d 滚动阻力系数：滚动阻力系数采用推荐拟和公式进行计算：)19440/1(20auff+=，其中：0f取为0.014（良好水泥或者沥青路面），au为车速km/h。
(3)发动机外特性曲线i.AJR发动机 ii AFE发动机图1.4.1 发动机外特性曲线(4)基本理论概述汽车动力性能计算主要依据汽车驱动力和行驶阻力之间的平衡关系:jiwftFFFFF+++=（1.4.1）表1.4.2 各种受力名称tF_ 驱动力，fF_ 滚动阻力，wF_ 空气阻力，发动发动机i F _坡道阻力， j F _ 加速阻力，上述驱动力和行驶阻力的计算方法以及各个曲线的计算方法具体说明如下：驱动力行驶阻力平衡图：驱动力：d g g tq t r i i T F η0=，N （1.4.2） 其中：tq T ：发动机的扭矩，根据发动机使用外特性曲线来确定。
也就是说我们可以根据发动机的转速利用外特性曲线进行插值计算来获得, 单位N.M.g i ：变速器各个挡位的传动比0i ：主减速器传动比g η：传动系统各个挡位情况下的传动效率d r ：车轮的滚动半径,单位m滚动阻力：)cos(αmgf F f =，N （1.4.3）其中：m ：是汽车计算载荷情况下的质量,单位：kgg ：重力加速度,单位：m/s 2f ：汽车滚动阻力系数 α：道路坡角, 单位：rad 空气阻力：15.212a D w u A C F =,N （1.4.4） 其中：D C ：空气阻力系数，A ：迎风面积, 单位：m 2a u ：车速,单位是km/h 坡道阻力：)sin(αmg F i =，N （1.4.5）其中：m ：计算载荷情况下汽车的质量,单位：kgg ：重力加速度, 单位：m/s 2α：道路坡角, 单位：rad 加速阻力：dtdu mF a j δ=，N （1.4.6） 其中：δ：旋转质量换算系数，根据估算公式2211δδδ++=g i 确定，在轿车中1δ和2δ取值围在0.03到0.05之间，我们取平均数值1δ=2δ=0.04m :计算载荷情况下汽车的质量, 单位：kgdtdu a :汽车行驶加速度, 单位：m/s 2 在进行不同挡位的驱动力和阻力计算时我们还需要知道车辆速度与发动机转速之间的关系：377.0i i n r u g d a =， （1.4.7） 其中： a u ：车速,单位是km/hn ：发动机转速，单位是rpm0i ：主减速器传动比g η：传动系统各个挡位情况下的传动效率d r ：车轮的滚动半径, 单位：m根据上述公式我们就可以方便的确定出汽车的驱动力行驶阻力平衡曲线，求出驱动力和行驶阻力的交点即为最高车速。
动力因数图动力因数定义公式：mg F F D w t -= （1.4.8）其中各个参数的含义同前面的说明。
利用公式（1.4.8）结合前面公式就可以计算出汽车各个挡位的动力因数。
功率平衡图在公式（1.4.1）的基础上，如果我们在公式两端乘以车辆速度a u ，经过整理就可以得到功率平衡计算公式（单位是kW ）：)3600761403600)sin(3600)cos((13dtdu mu Au C u mg u mgf P a a a D a a g e δααη+++= （1.4.9） 其中：e P ：发动机效率，单位kW其他各个参数的意义和单位同上述说明。
利用公式（1.4.9）我们就可以计算出汽车行驶功率平衡曲线。
爬坡度曲线由于计算爬坡度时，汽车除了克服空气阻力，滚动阻力之外所有的剩余驱动力都用来克服坡道阻力，所以加速阻力为零。
根据公式（1.4.1）我们可以得到如下公式w t i f F F F F -=+代入公式（1.4.3），（1.4.5）我们就可以得到如下公式：w t F F mg mgf -=+ααsin cos如果我们代入公式 αα2sin 1cos -=以及公式（1.4.8），经过整理那么我们就可以得到：22211arcsin f fD f D ++--=α （1.4.10）然后根据公式αtg i =进行转换，这样就可以计算出爬坡度曲线了。
加速时间汽车的驱动力除了用来克服空气阻力，滚动阻力以外主要是用来克服加速阻力，此时坡道阻力为零。
根据公式（1.4.1），（1.4.6）我们可以得到如下公式：j w f t a F F F mdt du =--=][1δ 所以时间⎰=211u u j du a t 然后我们采用龙贝格数值积分计算方法对上面的公式进行积分就可以得到所需要的加速时间曲线。
(5) 计算分析根据上述已知条件以及相关的计算理论，得到如下计算结果。
a. 该车型的计算实例i. 驱动力行驶阻力平衡图图1.4.2 汽车驱动力与行驶阻力平衡图动力因数图图1.4.3 汽车动力特性图功率平衡图图1.4.4 汽车功率平衡图加速度曲线图1.4.5 汽车加速度曲线图爬坡度曲线图1.4.6 汽车爬坡度曲线图时间速度曲线图1.4.7 汽车加速时间曲线图根据上述计算条件和计算结果，我们可以确定设计载荷情况下的计算结果：表1.4.3 计算结果从上面的计算结果我们可以看出，试验数值同计算数值之间的误差基本控制在5%工程误差围之,汽车的动力性能计算和仿真结果是正确的,可以进行整车匹配设计。
1.4.2 燃油经济性能仿真随着世界石油危机的出现，节约汽车用油是现代汽车制造业和运输业必须首先考虑的问题，在汽车设计之初就必须对所设计汽车的经济性有准确的评价。
(1) 等速百公里油耗计算原理汽车等速百公里油耗计算主要是依据汽车发动机的万有特性曲线以及汽车功率平衡图进行油耗计算。
计算具体过程说明如下：首先计算汽车在不同车速情况下以最高挡位行驶时的阻力功率，主要是空气阻力功率和滚动阻力功率。
根据动力性能的计算公式我们可以知道)761403600)cos((13a D a g e Au C u mgf P +=αη (1.4.11）其中：e P ：发动机功率，单位:kWg η：传动系统各个挡位情况下的传动效率m ：是汽车计算载荷情况下的质量, 单位：kg 。
g ：重力加速度, 单位：m/s 2f ：汽车滚动阻力系数α：道路坡角, 单位：radD C ：空气阻力系数A ：迎风面积,单位：m 2a u ：车速,单位:km/h然后根据公式377.0i i nr u g d a =， （1.4.12） 来确定最高挡位情况下发动机转速和车速之间的关系以获得对应不同车速的发动机转速。
其中：a u ：车速,单位:km/h n ：发动机转速，单位:rpm0i ：主减速器传动比g i ：传动系统各个挡位情况下的传动效率d r ：车轮的运动半径, 单位：m最后利用已经获得的发动机转速和发动机功率根据万有特性曲线进行插值计算获得燃油消耗率m g ，然后根据公式：)00102.0/(g u g Pe Q a m S ρ⋅=（1.4.13）计算得出等速百公里油耗。
其中：Q：等速百公里油耗，单位：LSg：发动机的实际燃油消耗率.m我们利用万有特性曲线通过对转速和功率的插值计算来获得,单位：g/kW/hPe：发动机工作功率，我们采用设计的阻力功率来获得，也就是包括滚动阻力功率，迎风阻力功率（加速阻力和坡路阻力为零）, 单位：kWu：汽车行驶车速，利用车速同发动机转速之间的关系，我们就可以得到这时a的发动机转速, 单位：Km/h：燃油密度, 单位：kg/m2g:重力加速度, 单位：m/s-2(2)微型车10个工况油耗微型车10工况油耗是根据国家标准规定的汽车复杂运行工况来计算的，汽车运行工况的具体规定参见图1.4.8。
图1.4.8 汽车十工况试验循环从上面的图形我们可以看出这些复杂公况主要包括加速工况、恒速工况、减速工况，怠速工况等等。
下面我们逐一说明具体的计算方法： a 恒速工况计算方法同等速百公里油耗的计算方法类似。
首先利用公式（1.4.11），（1.4.12）确定汽车运行状态的功率与车速，然后根据下面公式计算对应的单位时间油耗：)3671.0/(g g Pe Q m t ρ⋅=（单位：L/s ）(1.4.14）其中：t Q ：等速百公里油耗，单位：Lm g ：发动机的实际燃油消耗率，我们利用万有特性曲线通过对转速和功率的插值计算来获得,单位：g/kW/hPe ：发动机工作功率，我们采用设计的阻力功率来获得，也就是包括滚动阻力功率，迎风阻力功率（加速阻力和坡路阻力为零）,单位：kWa u ：汽车行驶车速，利用车速同发动机转速之间的关系，我们就可以得到这时的发动机转速,单位：Km/hρ ：燃油密度, 单位：kg/m 2g :重力加速度, 单位：m/s -2然后根据公式：c t c t Q Q ⋅=（单位：L ）计算这段恒速阶段时间的油耗。
其中：c t ：行驶时间，单位:s同时这段时间的行使距离为：c a c t u S =/3.6（单位：m ）其中a u 为行驶速度，单位:km/h 。
b 加速工况根据动力性能计算说明书，我们可以知道汽车在行驶过程中的功率表达方式为：)3600761403600)cos((13dtdu mu Au C u mgf P a a D a g e δαη++= （1.4.15）其中：e P ：发动机工作功率，单位：kWg η：传动系统各个挡位情况下的传动效率m ：是汽车计算载荷情况下的质量，单位：kg 。