纯电动汽车动力传动系统参数设计及仿真优化

然后采用仿真软件Advisor建立了整车、电机、电池、传动系、 车轮等模型,选用ECE_EUDC、UDDS两种循环工况和60km/h等速工 况,对动力性、经济性和部件效率进行仿真,得出了相应的仿真 结果,结果显示初步设计参数较为合理,某些参数存在一定富余。 以往的优化设计部分,主要是针对传动系进行,包括两挡或者五 挡变速器的速比优化和换挡规律优化,以此延长续航里程。
纯电动汽车动力传动系统参数设计及 仿真优化
纯电动车结构简单、噪音低,而且使用电能无污染,因此世界各 国都在重点发展。但目前限制纯电动车推广的瓶颈在于动力电 池及其管理技术,这带来了纯电动车续航里程短、充电时间长、 能量密度低等弊端。
虽然各国都在加大电池研发力度,但目前没有实现突破性进展, 所以研究纯电动车动力传动系统参数匹配设计和优化,在电池数 目不变的情况下进行传动比寻优,然后进行全局优化是本文的研 究目标。本文以国内某型家用纯电动轿车为原型,进行了动力性 和经济性参数设计,主要是对电机功率、转矩、转速,电池容量、 数目和传动系速比进行了匹配设计。
理论上多挡位变速器可以提高电机效率,但多挡位变速器体积大、 质量重、成本高,目前几乎没有车型采用。本文的优化部分,针 对固定挡位传动比,利用电机效率MAP图将电机主要工作区域往 高效区靠拢,先对速比进行了寻优,结果显示固定挡位传动比的 优化对纯电动车续航里程的延长作用并不算大。
然后再以0~50km/h加速时间、续航里程和整车质量最小为综合 目标,建立目标函数和约束函数数学模型,采用权重递减的改进 粒子群优化算法对初始参数设计进行了优化,找出了一种性能最 均衡最优的参数组合。最后用优化后的参数再次建模分析,与初 始设计参数进行对比,检验优化的效果。
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本文的参数设计、软件仿真和优化这一流程,对实际的车型开发 有一定借鉴意义。也可以在本文的框架基础上,根据设计需求采 用其它目标函数和权重参数进行设计,可以节省开发时间、减少 开发成本。