纯电动汽车传动参数匹配与传动比优化研究

摘要

针对目前纯电动汽车大多采用高速电机配备固定速比一档变速器或者配备只有高速档和低速档的两档变速器，致使纯电动汽车续驶里程不足的问题。本文在某型号纯电动汽车的基础上，通过对其档位数和传动比进行调整，利用ADVISOR仿真软件对两档到五档的纯电动汽车进行了性能仿真分析，仿真结果表明五档纯电动汽车相比其它档位的纯电动汽车在动力性和经济性上更具优势。并应用遗传算法对五档纯电动汽车的各档传动比进行了优化处理，使其在驱动电机和动力电池一定的条件下，性能达到最优。具体研究工作如下：
　　（1）以纯电动汽车的运动力学特性分析为基础，对纯电动汽车的整车性能需求及其主要影响因素进行了研究，为驱动电机和动力电池的选型提供参考与依据。
　　（2）分析研究了纯电动汽车驱动电机和动力电池的部件特性。通过对电机特性以及电池特性的研究，为纯电动汽车传动参数的匹配，尤其是档位数的确定提供了理论依据；同时也为低速电机搭配多速变速器的传动方案提供了理论支撑。
　　（3）在研究了电机特性和电池特性的基础上，分析了纯电动汽车的不同传动系统结构，并对纯电动汽车的传动系统特性、档位数确定原则以及传动比确定原则进行了深入研究。
　　（4）建立了纯电动汽车传动部件的ADVISOR模型，运用ADVISOR软件对两档到五档的纯电动汽车进行了性能仿真，并对仿真结果进行了对比分析。在此基础上，针对纯电动汽车动力性和续驶里程的要求，应用遗传算法对五档纯电动汽车的各档传动比进行了优化处理。
　　仿真结果表明：纯电动汽车可以采用低速电机搭配多速变速器的传动方案；其传动比的选择虽然可以参考等比级数或者偏置等比级数的传动比分配方式，但相邻档位传动比的间隔可以在此基础上适当增大，并且最高档传动比的取值可以取到0.8以下；随着档位数的增加，纯电动汽车的动力性和经济性均会得到明显改善，其中五档纯电动汽车的最高车速可以达到120km/h，运行完一个NEDC工况后的SOC=0.945，这两项指标均优于其他档位的纯电动汽车。应用遗传算法优化五档纯电动汽车各档传动比的优化结果表明：优化后五档纯电动汽车的加速性能和爬坡性能均有提高，且整车效率提升了12.77％。

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第1章 文献综述

1.1纯电动汽车发展概述

1.2纯电动汽车的关键技术

1.3国内外纯电动汽车传动参数匹配研究现状

1.4国内外纯电动汽车传动比优化研究现状

第2章 绪 论

2.1课题背景与研究意义

2.2主要研究内容

第3章 纯电动汽车整车性能需求分析

3.1纯电动汽车运动力学特性分析

3.2纯电动汽车性能需求分析

3.3纯电动汽车换档规律分析

3.4本章小节

第4章 纯电动汽车动力部件特性分析

4.1驱动电机特性分析

4.2动力电池特性分析

4.3本章小结

第5章 纯电动汽车传动参数匹配分析

5.1传动系统结构分析

5.2传动系统特性分析

5.3档位数确定原则

5.4传动比确定原则

5.5本章小结

第6章 基于ADVISOR的多档位纯电动汽车仿真分析

6.1仿真软件ADVISOR介绍

6.2仿真参数的设定

6.3纯电动汽车传动部件的建模

6.4基于ADVISOR的换档控制策略研究

6.5纯电动汽车整车性能仿真

6.6仿真对比结果分析

6.7本章小结

第7章 基于遗传算法的传动比优化分析

7.1遗传算法概述

7.2传动比优化的意义

7.3优化数学模型的建立

7.4优化求解

7.5优化前后仿真结果比较

7.6本章小结

第8章 结论与建议

8.1结论

8.2建议

参考文献

致谢

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