微型燃气涡轮机增程式电动汽车动力匹配研究

摘要

为提高纯电动轿车的适用性，弥补其续驶里程的缺陷，本文提出以微型燃气涡轮机作为增程器的增程式电动汽车开发方案。
　　第一章绪论部分分别对增程式电动汽车、微型燃气涡轮机及微型燃气涡轮机增程式电动汽车分别进行了介绍。
　　第二章通过对比选择了本文的原型车辆，并通过调查数据对车主日常的续驶里程需求进行分析，还比较了不同构型的微型燃气涡轮机组并确定本文选用构型为两级径流式压气机与三级轴流式涡轮机的微型燃气涡轮机组。
　　第三章对整车的结构进行了设计。首先通过目标动力性能对整车的需求功率进行计算，然后根据此需求功率选择了适合的微型燃气涡轮机组，并对其他零部件的位置和尺寸进行了设计，最后对比了原车和重新配置的微型燃气涡轮机增程式电动汽车的参数，验证了整车的可行性。
　　第四章在Advisor中分别建立了本文设计的微型燃气涡轮机增程式电动汽车动力系统各部件模型，最后建立整车模型，进行仿真验证。第五章对车辆的燃油经济性进行了仿真验证。仿真结果表明:本文所提出的设计方案在多种循环工况下都有良好表现，车辆在纯电动模式下可以满足大部分人的需求，在增程模式下，平均等价油耗为2.02L/100km。
　　本文的设计方案提升了车辆的燃料适应性，同时充分利用了电网能量，相比于传统车，燃油经济性也有很大提升，这对减轻对不可再生能源的依赖以及环境保护有重要意义。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 增程式电动汽车

1．1．1 增程式电动汽车概述

1．1．2 增程式电动汽车的能量流动

1．1．3 国内外增程式电动汽车发展情况

1．2 微型燃气涡轮机

1．2．1 往复式内燃机作为增程器的缺陷

1．2．2 微型燃气涡轮机原理说明

1．2．3 微型燃气涡轮机作为增程器的优势

1．3 微型燃气涡轮机增程式电动汽车

1．4 本章小结

2 原车配置分析及GT组设计

2．1 原始车型选择

2．2 续驶里程需求分析

2．3 微型燃气涡轮机组构造

2．3．1 压气机

2．3．2 涡轮机

2．3．3 单级径流式压气机与单级径流式涡轮机GT组

2．3．4 两级径流式压气机与三级轴流式涡轮机GT组

2．4 本章小结

3 整车结构设计

3．1 需求功率计算

3．1．1 最高车速工况

3．1．2 最大爬坡度工况

3．1．3 最大加速度工况

3．1．4 微型燃气涡轮机功率的确定

3．2 微型燃气涡轮机组选择

3．2．1 微型燃气涡轮机发展现状

3．2．2 最终选用的微型燃气涡轮机

3．3 零部件设计

3．3．1 各零部件位置

3．3．1 各零部件尺寸

3．4 原车与重新配置车对比

3．5 本章小结

4 仿真实验

4．1 ADVISOR简介

4．1．1 ADVISOR功能及特点

4．1．2 ADVISOR系统结构与原理

4．1．3 ADVISOR操作界面

4．2 动力系统模型建立

4．2．1 电动机模型

4．2．2 涡轮机模型

4．2．3 发电机模型

4．2．4 电池组模型

4．2．5 主减速器模型

4．2．6 车轮及车轴模型

4．2．7 控制策略模型

4．2．8 车身模型

4．3 辅助电器及其他附件模型

4．4 整车模型

4．5 本章小结

5 实验结果

5．1 循环工况的选择

5．1．1 ECE工况

5．1．2 EUDC工况

5．1．3 ECE+EUDC工况

5．1．4 UDD工况

5．2 短途仿真

5．3 长途仿真

5．3．1 满电运行仿真

5．3．2 亏电运行仿真

5．3．3 油耗计算

5．4 本章小结

结论与展望

参考文献

附录

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢