纯电动汽车动力设计及仿真分析(附件)
本篇论文首先阐明了选题的背景和意义，介绍了电动汽车的基本结构和工作原理和电动汽车国内外的研究现状。其次，介绍纯电动汽车的动力系统匹配设计，并基于车辆动力学基本理论，对所研究的电动汽车动力系统各关键部件进行理论设计，从而确定电机动力电池、传动系统的匹配参数。通过AMESIM软件对纯电动汽车整车、传动系统、驱动电机，动力电池等进行建模，然后通过仿真对其进行合理性验证关键词 纯电动汽车，动力设计，参数匹配，AMESim，仿真
目 录
1 绪论 1
1.1 研究背景及意义 1
1.2 纯电动汽车基本结构和工作原理 1
1.3 纯电动汽车国内外发展状况 2
1.4 本文主要内容 3
2 纯电动汽车动力系统的匹配设计 4
2.1 纯电动汽车电力驱动系统的结构类型4
2.2 纯电动汽车的整车参数及性能指标 5
2.3 电动机的参数匹配 6
2.4 传动系统参数的匹配设计 8
2.5 动力电池参数 10
2.6 匹配结果 11
3 基于AMESim的纯电动汽车建模 12
3.1 AMESim仿真软件介绍 12
3.2 AMESim的特点 12
3.3 搭建模型 13
4 基于AMESim的纯电动汽车的动力仿真 15
4.1参数设置 15
4.2基于AMESim的纯电动汽车动态特性仿真 19
5 展望 23
总结 25
致谢 26
参考文献27
1 绪论
1.1 研究背景及意义
经调查显示，在2001年我国新能源研究就被列入“863”重大科技课题，还有规划了由汽油车向氢动力车目标挺进的战略，由此，政府对新能源汽车显示出高度的重视。
2009年，政府出台了许多的对于纯电动汽车的扶持政策，我国新能源得以快速发展。在2010年，政府对于新能源汽车的扶持力度大大增加，并在6月1号，启动了在上海、杭州、深圳等地方进行购买新能源汽车政府会给购买者一定的补助补贴的工作。< *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
br /> 2012年，政府公布了关于纯电动汽车的《节能与新能源汽车产业发展规划》信息，其中指出了纯电驱动是汽车工业转型战略的方向，众多企业为响应国家政策，纷纷定制发展纯电动汽车的规划。
2015年，科技部发布《国家重点研发新能源汽车重点专项实施方案（征求意见稿)》，计划到2020年，建立起完善的电动汽车动力系统科技体系和产业链。
2016年，国家发布了电动汽车充电接口及通信协定5项新国标。
纯电动汽车是以清洁的电能为动力，可以有效减轻空气污染问题。纯电动车中最关键的是动力系统，动力系统的类型和性能决定了电动汽车的运行性能，对电动汽车各个部件进行合理的参数匹配便能大大提高其动力性和续驶里程。
1.2 纯电动汽车基本结构和工作原理
图1.1 纯电动汽车工作原理图
电动汽车系统一般由主能源子系统、电子驱动子系统和辅助控制子系统三个子系统组成。如图1.1所示，主能源子系统主要包括主能源、能量管理系统和充电单元；电子驱动子系统主要包括功率转换器、整车控制器和机械传动装置等；辅助控制子系统主要包括辅助动力源、温度控制单元和动力转向单元等。
如图1.1所示，细实线表示的是控制信号连接，粗实线表示的是电气之间的连接，双线表示的是机械连接，箭头表示的是电功率和控制信号的流动方向。从加速踏板把信号输送到整车控制器经由功率转换器控制电动机的转速和转矩，从而通过机械传动装置驱动车轮运转。在制动的时候电动机由于处于发电状态，将一部分的制动能量转化为电能存入在蓄电池中，也可通过外部电源对蓄电池进行充电。
1.3 纯电动汽车国内外发展状况
根据工信部公布的数据，2017全年共计139家车企的990个车型进入的新能源专用车推荐目录，其中纯电动专用车进入987个车型，占比99.7%：燃料电池专用车进入3个车型，占比0.3%。
另外，根据调查研究表明，2015年我国纯电动汽车销售24.8万辆同比增长4.5倍，，新能源汽车销量为33.1万辆同比增长3.4倍；2016年，我国纯电动汽车销售40.9万辆同比增长64.9%，新能源汽车销量为50.7万辆同比增长53.2%；2017年，我国纯电动车销售44.9万辆同比增长9.8%，新能源汽车销量为77.7万辆同比增长51.9%；2018年1月，我国纯电动汽车销售2.7万辆同比增长4.3倍，新能源汽车销量为3.8万辆同比增长4.3倍；2018年2月，我国纯电动汽车销售2.3万辆同比增长68.4%，新能源汽车产量为3.4万辆同比增长95.2%，由数据可知，纯电动汽车在新能源汽车占有很大比重，并且纯电动汽车有了快速发展。
几十年来，中国在电动汽车的发展上取得了显著的成就，出现了一批自主品牌。近年来，比亚迪先后推出了纯电动汽车和插电式混合动力汽车。比亚迪e6于2011年推出，配备了比亚迪自主研发的磷酸铁锂电池，最高速度为120km/h，100公里加速时间不到13秒，100公里能耗约为20度电
上汽在新能源汽车电动驱动、电池和电控等核心技术和关键部件方面形成了较为完备的系统和领先的技术，而且成功研制出一系列纯电动汽车和插电式混合
动力汽车。上汽集团于2016年4月推出的荣威e550，是中国首款大规模生产的三核插电式混合动力轿车。由1.5升发动机组成的高效能三核混合动力机组可提供147千瓦的最大功率和587 牛米的最大输出扭矩。在纯电模式下拥有60公里的续驶里程;总体续驶里程可以达到600公里。
北汽、东风日产和长安也推出了新能源车型，如北汽EV200、齐辰晨风、长安逸动等。经过多年的技术研究和开发,我国已经基本掌握新能源汽车技术,但是还有很多技术问题有待解决,如动力电池安全性、能量密度和使用寿命仍然需要提高,如车辆可靠性、续驶里程和集成化成都等与外国先进的产品有着较大的差距。
在国内也有很多高校和研究机构进行纯电动汽车动力系统的研究， 如吉林大学的双挡双离合变速器档位传动的优化设计。重庆大学的秦刚利用建模和仿真分析了电动汽车一挡和两挡动力性能和燃油经济性，并对两挡电动汽车的传动系统进行参数优化和分析。王小军等利用Matlab / Simulink仿真平台对LF620纯电动汽车进行建模,并对换挡控制策略和不同的自动变速器速比进行了仿真优化,在他自己优化的传动比之上,分析了电动汽车能耗基于装备不同的自动变速器的影响。
目 录
1 绪论 1
1.1 研究背景及意义 1
1.2 纯电动汽车基本结构和工作原理 1
1.3 纯电动汽车国内外发展状况 2
1.4 本文主要内容 3
2 纯电动汽车动力系统的匹配设计 4
2.1 纯电动汽车电力驱动系统的结构类型4
2.2 纯电动汽车的整车参数及性能指标 5
2.3 电动机的参数匹配 6
2.4 传动系统参数的匹配设计 8
2.5 动力电池参数 10
2.6 匹配结果 11
3 基于AMESim的纯电动汽车建模 12
3.1 AMESim仿真软件介绍 12
3.2 AMESim的特点 12
3.3 搭建模型 13
4 基于AMESim的纯电动汽车的动力仿真 15
4.1参数设置 15
4.2基于AMESim的纯电动汽车动态特性仿真 19
5 展望 23
总结 25
致谢 26
参考文献27
1 绪论
1.1 研究背景及意义
经调查显示，在2001年我国新能源研究就被列入“863”重大科技课题，还有规划了由汽油车向氢动力车目标挺进的战略，由此，政府对新能源汽车显示出高度的重视。
2009年，政府出台了许多的对于纯电动汽车的扶持政策，我国新能源得以快速发展。在2010年，政府对于新能源汽车的扶持力度大大增加，并在6月1号，启动了在上海、杭州、深圳等地方进行购买新能源汽车政府会给购买者一定的补助补贴的工作。< *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
br /> 2012年，政府公布了关于纯电动汽车的《节能与新能源汽车产业发展规划》信息，其中指出了纯电驱动是汽车工业转型战略的方向，众多企业为响应国家政策，纷纷定制发展纯电动汽车的规划。
2015年，科技部发布《国家重点研发新能源汽车重点专项实施方案（征求意见稿)》，计划到2020年，建立起完善的电动汽车动力系统科技体系和产业链。
2016年，国家发布了电动汽车充电接口及通信协定5项新国标。
纯电动汽车是以清洁的电能为动力，可以有效减轻空气污染问题。纯电动车中最关键的是动力系统，动力系统的类型和性能决定了电动汽车的运行性能，对电动汽车各个部件进行合理的参数匹配便能大大提高其动力性和续驶里程。
1.2 纯电动汽车基本结构和工作原理
图1.1 纯电动汽车工作原理图
电动汽车系统一般由主能源子系统、电子驱动子系统和辅助控制子系统三个子系统组成。如图1.1所示，主能源子系统主要包括主能源、能量管理系统和充电单元；电子驱动子系统主要包括功率转换器、整车控制器和机械传动装置等；辅助控制子系统主要包括辅助动力源、温度控制单元和动力转向单元等。
如图1.1所示，细实线表示的是控制信号连接，粗实线表示的是电气之间的连接，双线表示的是机械连接，箭头表示的是电功率和控制信号的流动方向。从加速踏板把信号输送到整车控制器经由功率转换器控制电动机的转速和转矩，从而通过机械传动装置驱动车轮运转。在制动的时候电动机由于处于发电状态，将一部分的制动能量转化为电能存入在蓄电池中，也可通过外部电源对蓄电池进行充电。
1.3 纯电动汽车国内外发展状况
根据工信部公布的数据，2017全年共计139家车企的990个车型进入的新能源专用车推荐目录，其中纯电动专用车进入987个车型，占比99.7%：燃料电池专用车进入3个车型，占比0.3%。
另外，根据调查研究表明，2015年我国纯电动汽车销售24.8万辆同比增长4.5倍，，新能源汽车销量为33.1万辆同比增长3.4倍；2016年，我国纯电动汽车销售40.9万辆同比增长64.9%，新能源汽车销量为50.7万辆同比增长53.2%；2017年，我国纯电动车销售44.9万辆同比增长9.8%，新能源汽车销量为77.7万辆同比增长51.9%；2018年1月，我国纯电动汽车销售2.7万辆同比增长4.3倍，新能源汽车销量为3.8万辆同比增长4.3倍；2018年2月，我国纯电动汽车销售2.3万辆同比增长68.4%，新能源汽车产量为3.4万辆同比增长95.2%，由数据可知，纯电动汽车在新能源汽车占有很大比重，并且纯电动汽车有了快速发展。
几十年来，中国在电动汽车的发展上取得了显著的成就，出现了一批自主品牌。近年来，比亚迪先后推出了纯电动汽车和插电式混合动力汽车。比亚迪e6于2011年推出，配备了比亚迪自主研发的磷酸铁锂电池，最高速度为120km/h，100公里加速时间不到13秒，100公里能耗约为20度电
上汽在新能源汽车电动驱动、电池和电控等核心技术和关键部件方面形成了较为完备的系统和领先的技术，而且成功研制出一系列纯电动汽车和插电式混合
动力汽车。上汽集团于2016年4月推出的荣威e550，是中国首款大规模生产的三核插电式混合动力轿车。由1.5升发动机组成的高效能三核混合动力机组可提供147千瓦的最大功率和587 牛米的最大输出扭矩。在纯电模式下拥有60公里的续驶里程;总体续驶里程可以达到600公里。
北汽、东风日产和长安也推出了新能源车型，如北汽EV200、齐辰晨风、长安逸动等。经过多年的技术研究和开发,我国已经基本掌握新能源汽车技术,但是还有很多技术问题有待解决,如动力电池安全性、能量密度和使用寿命仍然需要提高,如车辆可靠性、续驶里程和集成化成都等与外国先进的产品有着较大的差距。
在国内也有很多高校和研究机构进行纯电动汽车动力系统的研究， 如吉林大学的双挡双离合变速器档位传动的优化设计。重庆大学的秦刚利用建模和仿真分析了电动汽车一挡和两挡动力性能和燃油经济性，并对两挡电动汽车的传动系统进行参数优化和分析。王小军等利用Matlab / Simulink仿真平台对LF620纯电动汽车进行建模,并对换挡控制策略和不同的自动变速器速比进行了仿真优化,在他自己优化的传动比之上,分析了电动汽车能耗基于装备不同的自动变速器的影响。
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