双电机驱动的纯电动汽车性能优化

摘要

因为汽车尾气造成的环境污染日益严重和石油资源逐渐匮乏，纯电动汽车因其噪声小、零排放等优点受到了世界各国的密切关注。然而爬坡性能、加速性能以及续驶里程等制约了纯电动汽车的普及，而这些性能与动力系统参数有着紧密的联系。
　　本文以某SUV为原型车，将其改装为双电机驱动的纯电动汽车，以提高动力性和经济性为目标，设计一种多目标优化算法对动力系统参数进行优化，并搭建硬件在环平台进行了仿真验证。主要内容包括：⑴根据纯电动汽车的整车参数和制定的性能指标，进行驱动电机、主减速器和动力电池的选型和参数匹配。⑵分别利用AVL CRUISE软件和Matlab/Simulink建立双电机驱动的纯电动汽车模型;然后利用Matlab/Simulink建立了配套的控制策略，实现纯电动汽车前驱、后驱以及四轮驱动和能量回收。最后，进行仿真验证了动力系统参数、整车模型和控制策略的正确性。⑶基于量子遗传和模拟退火算法设计了QG-SA优化算法，利用Visual Studio的C＃语言编写了接口程序，运用MATLAB和C＃语言的混合编程对汽车模型的动力系统参数进行优化。最后将优化前后的参数进行仿真试验，对比表明，优化后的性能有较大改善。⑷搭建硬件在环平台，在实时环境下对控制策略的有效性和QG-SA优化算法的可行性进行验证。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 课题的研究背景及意义

1．2 动力系统优化研究现状

1．3 控制策略研究现状

1．4 本文研究的主要内容

第二章 双电机驱动纯电动汽车动力系统参数匹配

2．1 双电机驱动纯电动汽车动力系统结构

2．2 动力系统参数匹配

2．2．1 整车基本参数及性能参数

2．2．2 驱动电机参数匹配

2．2．3 传动比参数确定

2．2．4 动力电池参数确定

2．3 动力系统参数的初步验证

2．3．1 最高车速验证

2．3．2 加速时间验证

2．3．3 最大爬坡度验证

2．3．4 续驶里程验证

2．4 本章小结

第三章 整车模型的建立和控制策略的开发

3．1 建立两种模型的必要性

3．2 基于AVL CRUISE整车模型的建立

3．3 基于Matlab＼Simulink整车模型的建立

3．3．1 驾驶员模型

3．3．2 整车控制器模型

3．3．3 驱动电机模型

3．3．4 动力电池模型

3．3．5 整车动力学模型

3．4 整车模型验证

3．4．1 NEDC工况仿真

3．4．2 动力性仿真

3．4．3 经济性仿真

3．5 控制策略开发

3．5．1 驱动控制策略

3．5．2 制动控制策略

3．6 控制策略有效性验证

3．6．1 基于CRUISE整车模型控制策略验证

3．6．2 基于Simulink整车模型控制策略验证

3．7 本章小结

第四章 基于QG-SA算法的动力系统参数优化

4．1 QG-SA算法实现原理

4．1．1 模拟退火算法

4．1．2 量子遗传算法

4．1．3 QG-SA算法

4．2 优化目标建立

4．3 QG-SA算法实现流程

4．3．1 量子遗传算法优化流程

4．3．2 模拟退火算法优化流程

4．4 优化结果与分析

4．5 本章小结

第五章 基于dSPACE硬件在环平台仿真分析

5．1 硬件在环仿真方案设计

5．2 硬件在环仿真平台搭建

5．3 硬件在环仿真及结果分析

5．3．1 工况仿真试验

5．3．2 动力性仿真试验

5．3．3 经济性仿真试验

5．4 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 全文总结

6．2 展望

致谢

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文及科研成果