论文总字数：16320字

摘 要

为了提高纯电动轿车的动力性以及能量利用率，延长其行驶里程，根据近年来国内外对纯电动轿车的研究概况，对纯电动轿车的基本结构、类型以及纯电动轿车动力链的基本组成与工作原理进行分析，完成该车动力链主要参数的设计，使用正交试验的方法对动力链进行匹配，在MATLAB为仿真平台的基础上，利用电动汽车仿真软件ADVISOR为仿真工具，在CYC_UDDS工况下对其动力性能和能源经济性进行了仿真优化分析，结果表明当该纯电动轿车动力链匹配参数为：蓄电池额定电压为20V，电动机额定功率为75W，传动比为1.0时，该纯电动轿车的能耗最低。

关键词：纯电动轿车；正交试验；动力链

Optimal matching and analysis of power chain of a pure electric car

Abstract

In order to improve the dynamic performance of pure electric cars as well as the energy utilization rate, extend the mileage, according to the general situation of the research on pure electric cars at home and abroad in recent years, the basic structure, type of pure electric cars and electric cars drive chain of the basic composition and working principle were analyzed, and completed the design of the main parameters, the vehicle dynamic chain using the orthogonal experiment method to dynamic chain matching based on MATLAB for the simulation platform, using electric vehicle simulation software ADVISOR for simulation tools, under CYC_UDDS conditions on its dynamic performance and fuel economy simulation optimization analysis, Results show that when the pure electric cars drive chain matching parameters are: battery rated voltage is 20 v, motor rated power is 75 w, power transmission ratio of 1.0, the lowest energy consumption of the pure electric cars.

Keywords: Pure Electric Car; Orthogonal Test; Dynamic Chain

目 录

摘 要 Ⅰ

Abstract Ⅱ

第一章 绪 论 1

1.1 国内外电动汽车研究概况 1

1.2 纯电动汽车概述 1

1.2.1 纯电动汽车的结构及原理 1

1.2.2 纯电动汽车的种类 2

1.3 本文研究的主要内容 2

第二章 纯电动轿车动力链的参数匹配设计 4

2.1 某纯电动轿车的整车参数和动力性能指标 4

2.2 纯电动轿车的行驶方程式 4

2.3 某纯电动轿车驱动电机参数设计 5

2.3.1 电机的最高转速和额定转速的设计 5

2.3.2 驱动电动机的最大功率和额定功率的设计 6

2.3.3 电动机转矩的选择 7

2.4 传动系传动比的参数设计 7

2.5 电池组参数的设计 8

第三章 对某纯电动轿车动力链的优化匹配与分析设计 10

3.1 正交试验设计 10

3.2 基于ADVISOR2002对动力链的匹配分析 10

3.2.1 纯电动汽车ADVISOR2002软件的概述 10

3.2.2 ADVISOR 2002的主要特点 11

3.2.3 ADVISOR 的应用范围 11

3.2.4 纯电动轿车仿真模型的建立 11

3.2.5 纯电动轿车车身仿真模型 12

3.2.6 基于ADVISOR的匹配分析 12

3.3 ADVISOR仿真过程 14

3.4 基于ADVISOR2002仿真结果分析 17

第四章 对某纯电动轿车的动力性分析 18

4.1 某纯电动轿车的整车参数 18

4.2 对动力性能的计算分析 18

4.2.1 电机性能分析 18

4.2.2 驱动力的计算 19

4.2.3 最高车速分析 19

4.2.4 纯电动轿车行驶阻力的计算 19

4.2.5 爬坡度分析 20

4.2.6 加速度分析 21

第五章 总结与展望 22

5.1 全文总结 22

5.2 展望 22

致 谢 23

参考文献 24

附 录 25

1. 电动机转矩—电动机转速所需程序 25

2. 驱动力—行驶阻力平衡图所需程序 25

3. 功率平衡图所需程序 25

4. 爬坡度曲线所需程序 26

5. 加速度倒数曲线所需程序 27

1. 绪 论

随着科技与时代的进步，汽车工业也在迅速发展着，作为当今社会工业发展的象征之一，自其诞生以来给人类的生活和出行方式带来了无数的快捷和便利。在传统的内燃机汽车迅速发展的同时，是世界对石油等能源的大量开采与使用，因此它所带来的能源短缺，环境污染和气候变暖等负面影响越来越严重。纯电动汽车的出现是汽车工业的一座里程碑，它作为新能源汽车，是解决目前世界所存在的日益严重能源危机和环境污染问题的最佳车辆之一，有广阔的使用前景。为了响应我国提出的可持续发展战略，我国必须将发展新能源汽车放在重要的战略位置，大力扶持以纯电动汽车为主的新能源汽车的发展，因此电动汽车在近年也得到了长足的发展。

1.1 国内外电动汽车研究概况

对于电动轿车的动力性的分析，国内外许多学者和科研人员都做出了相关研究，并取得了一定的成果：席加豪，等提出了电动车各动力总成参数的设计原则，改装并设计了电动汽车，对电动车的整车动力链进行了匹配^[1]。苏信杰，等使用ADVISOR汽车仿真软件和对实车进行测试验证建立了电动汽车仿真模型^[2]。钟磊，等基于ADVISOR仿真软件对动力链进行了仿真，结果表明,纯电动轿车的最大车速、加速性和爬坡性等动力性能能够满足设计的要求,说明整车匹配方案是合理的^[3]。张翔，等对国外纯电动汽车研究进行了总结，得出了整车控制器主要用于结构复杂的四轮驱动纯电动汽车以及轮毂电机纯电动汽车中的结论，发现在纯电动轿车中，通常由电机控制器替代单电机驱动的纯电动汽车的整车控制器以此来实现其相关的控制功能^[4]。高非，等从纯电动机车的动力性要求出发，对电机和控制器进行了设计，最后再使用MATLAB建立电机模型与使用ADAMS建立的整车模型相结合，对纯电动汽车在平路上的最大车速工况进行了仿真分析^[5]。孙建强，等对纯电动汽车的驱动电机和动力电池组的参数重新进行匹配，并将匹配好的电机和电池参数输入到ADVISOR仿真软件中，对该车的最高车速、最大爬坡度、加速时间等进行仿真，得到的计算结果与仿真结果接近，说明所选驱动电机和动力蓄电池是合理的^[6]。琚龙，等通过对电动车辆理论的研究，总结出了选择驱动系统所需的各个性能指标，建立了基于MATLAB、ADVISOR的动力系统车辆模型^[7]。李征，等从车辆动力学的角度建立了仿真模型，运用PSAT仿真软件对所设计系统进行了动力性和行驶里程的模拟计算^[8]。乐智，等根据循环工况来设计电动汽车的动力系统，然后对参数进行了匹配，经过仿真分析后，证明了该方法的可行性^[9]。邱利宏，等使用HIL测试解决新能源汽车试验问题，在HIL测试中发现、分析、定位问题模块，并最终解决问题^[10]。国外对于电动汽车的研究要比国内的情况好，他们拥有更好的技术和软件分析仪器，能更加准确的测试出汽车的动态性能和更好地对汽车的能耗经济性做出评价，对汽车的各项研究都有条不紊地进行^[11,12,13]。

1.2 纯电动汽车概述

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