纯电动教练车动力系统匹配设计与试验
纯电动教练车混合动力电源控制系统设计
第36卷 第4期 陕西科技大学学报 V o l.36N o.4 2018年8月 J o u r n a l o f S h a a n x iU n i v e r s i t y o f S c i e n c e&T e c h n o l o g y A u g.2018* 文章编号:2096-398X(2018)04-0141-06纯电动教练车混合动力电源控制系统设计孟彦京,胡海斌,李肖南(陕西科技大学电气与信息工程学院,陕西西安 710021)摘 要:纯电动教练车采用蓄电池作为单一动力电源时,在动力性能㊁续航里程等方面存在着不足,很难满足高功率密度和高能量密度的要求,而蓄电池与超级电容在性能上具有很强的互补性.将能量密度高的蓄电池与功率密度高的超级电容通过D C/D C变换器连接到直流母线上构成电动教练车的混合动力电源系统,不仅使蓄电池能够避免大电流放电的冲击,延长蓄电池的使用寿命,而且使电动教练车供电系统能满足高能量密度的需求.仿真与实验结果表明,混合能源系统能够有效地增加电动教练车的续驶里程.关键词:纯电动教练车;超级电容;混合电源;D C/D C变换器中图分类号:T M614 文献标志码:AD e s i g no f h y b r i d p o w e r c o n t r o l s y s t e mf o r p u r e l e a r n e r-d r i v e r v e h i c l eM E N G Y a n-j i n g,HU H a i-b i n,L IX i a o-n a n(C o l l e g eo fE l e c t r i c a la n dI n f o r m a t i o n E n g i n e e r i n g,S h a a n x i U n i v e r s i t y o fS c i e n c e&T e c h n o l o g y,X i'a n710021,C h i n a)A b s t r a c t:P u r e l e a r n-d r i v e rv e h i c l eb a t t e r y a sas i n g l e p o w e rs u p p l y,t h ed y n a m i c p e r f o r m-a n c e,m i l e a g e a n do t h e ra s p e c t so f t h ee x i s t i n g s h o r t c o m i n g s,I t i sd i f f i c u l t t o m e e t t h er e-q u i r e m e n t s o f h i g h p o w e r d e n s i t y a n dh i g he n e r g y d e n s i t y,a n d t h eb a t t e r y a n d s u p e r c a p a c i-t o rh a v e s t r o n g c o m p l e m e n t a r y p e r f o r m a n c e.T h e h i g h e n e r g y d e n s i t y o f t h e b a t t e r y a n d h i g h p o w e r d e n s i t y o f t h e s u p e r c a p a c i t o r i s c o n n e c t e d t o t h eD Cb u s t o f o r ma c o m p o s i t e e n e r g y s y s t e mt h r o u g hD C/D C c o n v e r t e r,w h i c h c a n a v o i d t h e h i g h r a t e o f c u r r e n t i m p a c t a n d e x t e n d t h eb a t t e r y l i f e,a n d c a nm e e t t h e d e m a n do f h i g h e n e r g y d e n s i t y.T h e s i m u l a t i o n a n d e x p e r i-m e n t a l r e s u l t s s h o wt h a t t h eh y b r i d e n e r g y s y s t e mc a ne f f e c t i v e l y i n c r e a s e t h ed r i v i n g r a n g e o f t h e l e a r n e r-d r i v e r v e h i c l e.K e y w o r d s:p u r e l e a r n-d r i v e r v e h i c l e;s u p e r c a p a c i t o r;h y b r i d p o w e r;D C/D Cc o n v e r t e r0 引言纯电动教练车是将传统燃油教练车的发动机更换为电动机,并保持其他结构不变,采用蓄电池为其提供能源的一种节能型电动教练车.作为电动教练车的车载能源需要符合如下要求:(1)较高的比能量和比功率;(2)较长的使用寿命和低廉的成本[1,2].*收稿日期:2018-01-19基金项目:陕西省科技厅重点研发计划项目(2017G Y-047)作者简介:孟彦京(1956-),男,河北宁晋人,教授,博士生导师,研究方向:电力电子与电力传动㊁电机软起动与新能源技术陕西科技大学学报第36卷目前,纯电动教练车采用的是价格低廉的铅酸蓄电池,然而若只采用铅酸蓄电池来承担全部功率负荷,则对电池的寿命㊁电动教练车的性能以及续驶里程等都有着很大的影响,同时可能因电池电量不足而导致电动教练车无法正常行驶,造成能源的浪费[3].针对上述问题,在满足车载能源的要求下,本文拟采用能量密度高的铅酸电池和功率密度高的超级电容两者并联使用作为纯电动教练车的储能单元[4,5].由于蓄电池受电化学反应速率的限制,功率密度较小,当负载突变时,不能快速的吸收或释放目标功率,较难满足系统的动态要求;超级电容放电时内部发生的是物理变化,可以短时间提供较大功率,为其他设备提供缓存[6-8].因此,利用超级电容与蓄电池性能上的互补性,充分发挥两者的优点,用适当的控制策略,能够有效的延长蓄电池的使用寿命,增加教练车的续驶里程.1 混合动力电源供电系统结构混合动力电源系统结构如图1所示.超级电容经过D C/D C变换器与蓄电池并联为电动教练车电机控制器提供动力.D C/D C变换器是双向的,其拓扑结构采用升压斩波器和降压斩波器的反并联[9],可控制超级电容处于充电模式或放电模式.当电动车加速时,负载电流加大而超过某一值时,由超级电容经过D C/D C变换器提供瞬时功率,以便将蓄电池输出电流限制在某一范围内,避免蓄电池大电流放电;正常行驶时,负载电流较小,这时可完全由蓄电池提供负载全部电流;当电动教车制动减速时,电机主要向超级电容回馈制动能量[10].图1 混合动力电源供电系统结构在图1中,E c为超级电容,E d为蓄电池,当电动教练车加速或者上坡时,需要超级电容进行辅助提供能量,这时双向D C/D C处于B O O S T状态,电流由低压侧流向高压侧,开关管G1为主功率元件,采用P WM方式工作,G2保持截止,利用体二极管D2续流,G1与G2开关互补,实现同步整流,以减小导通损耗;当电动教练车制动减速时,需要超级电容吸收制动能量,双向D C/D C处于B U C K 状态,G2为主功率元件,采用P WM模式,G1处于关断状态,同样与G2处于互补工作方式.图1,电流㊁电压检测电路检测超级电容㊁蓄电池及直流母线的电压和电流,经过信号调理电路送往D S P转化为数字信号,D S P驱动开关管G1㊁G2使双向D C/D C处于升压或降压状态.系统在升降压过程中,如果直流母线出现过压或过流情况,将会使得电机无法正常工作,并且会损坏系统硬件,为了保护系统硬件不受到破坏,需要对系统硬件做出保护.2 混合动力电源工作模式电动教练车混合动力电源系统有以下3种工作模式:(1)蓄电池单独驱动模式.当电动教练车运行在怠速状态下时,所需功率较小,电动教练车大部分时间处于这种状态下,由于蓄电池的能量密度高,可完全能够承担长时间的负载需求.同时,蓄电池可在超级电容电压较低的情况下为超级电容充电.(2)蓄电池和超级电容混合驱动模式.当电动教练车工作在起步㊁加速㊁上坡过程中,需要满足电机短时间内的大功率需求.如果由蓄电池单独为电机提供功率需求,过大的放电电流会对蓄电池寿命造成不可逆的影响,同时也会降低蓄电池的放电效率[11,12],此时应由蓄电池和超级电容共同工作为电动教练车提供功率需求,根据超级电容适合短时间大电流放电的特点,可让超级电容提供部分电流,从而减轻蓄电池的放电压力.(3)再生制动模式.当电动教练车减速或下坡行驶时,电动教练车处于再生制动模式,电机处于发电状态,当超级电容S O C低于设定S O C下限时,让超级电容回收制动能量.3 混合动力电源控制策略本文中的混合动力电源控制系统是基于电流约束条件下的控制策略.由于电动教练车加速㊁减速㊁爬坡等情况下,负载电流变化较大[13].当负载电流超过蓄电池最佳放电电流时,为避免蓄电池电流过放影响蓄电池寿命,由超级电容辅助提供部分㊃241㊃第4期孟彦京等:纯电动教练车混合动力电源控制系统设计放电电流,来降低蓄电池的工作电流,起到保护蓄电池的作用[14].控制策略流程图如图2所示.图2中P r e q 为电动教练车的需求功率,P r e q >0表示负载吸收能量,P r e q <0表示负载回馈能量,P b a t 和P u c 分别表示蓄电池和超级电容输出功率,P b a t _s e t 表示蓄电池最佳放电电流情况下的输出功率,S O C u c 和S O C b a t 分别表示超级电容和蓄电池荷电状态;如果回馈的能量不超过超级电容的饱和状态S O C u c _m a x ,则回馈的能量由超级电容回收;如果电动教练车负载需求功率P r e q <P b a t _s e t ,则在蓄电池S O C 不低于S O C b a t _m i n 的情况下,所需功率完全由蓄电池提供;当需求功率高于P b a t _s e t 时,所需功率由蓄电池和超级电容共同提供,蓄电池提供额定功率.图2 控制策略流程图4 系统设计及仿真4.1 电源参数计算(1)蓄电池选型为了降低电动教练车的使用成本,选择价格便宜的铅酸动力电池作为电动教练车的主要能量来源,要满足电机平均功率7.5k W 的要求.根据选择的电机驱动器的电压要求,选择6个额定电压为12V 动力蓄电池串联,组成72V 电压,根据蓄电池特性,蓄电池平均放电电流为0~2C 范围内[15],按平均放电电流1C ,通过计算得到蓄电池容量应满足:1C *72≥7500(1) 可以得到蓄电池的容量约为105A H.(2)超级电容选型超级电容用来配合蓄电池在短时间内所需要的大功率需求.根据表1实际测得的电动车电流数据可知,在爬坡和换挡加速行驶时直流母线电流可达36A 左右,假设超级电容提供大电流的时间为10s,根据铅酸动力电池相关参数标准规定,蓄电池的最佳放电电流为0.1~0.2C [16],即最佳放电电流为10.5~21A ,选择蓄电池的最佳放电电流为15A ,则蓄电池的额定功率大约为1100W.本设计采用12V 超级电容作为基本单元,单节超级电容的放电区间设为6~12V ,由此可得超级电容能量计算式:12N c C c (V 2m a x -V 2m i n )≥(P m a x -P b a t )×t (2) 式(2)中:N c 为超级电容节数;C c 为超级电容容量;V m a x 为超级电容单节最大电压,取12V ;V m i n 为超级电容单节最小电压,取6V ;P m a x 为负载峰值功率.选择12V 超级电容模块为单体,N c 为4,计算可得超级电容的容量要在69F 以上.表1 电动车运行电流参数表状态1档前进怠速1档前进半离合1档前进半离合拐弯1档倒车半离合拐弯1档上坡2档前进怠速2档加速前进3档加速前进电流/A 8~1010~1210~1717~2230~3620~2327~3032~364.2 系统仿真在M a t l a b /S i m u l i n k 中建立混合电源控制系统模型,仿真参数如下:蓄电池额定电压72V ,内阻0.06Ω,额定容量105A h ,超级电容电压24~48V ,额定容量90F ,D C /D C 变换器中储能电感100×10-6H ,开关频率20K H z .系统仿真如图3所示.㊃341㊃陕西科技大学学报第36卷图3 系统仿真(1)超级电容预充电模式当电动教练车电机工作在小功率状态下,且超级电容S O C 较低时,这时蓄电池对超级电容充电,假设超级电容初始电压为24V ,蓄电池初始电压为72V ,初始S O C 为80%.蓄电池最佳放电电流为0.1~0.2C 之间,则放电电流为10.5~21A ,取蓄电池额定放电电流为15A ,电动教练车1档行驶的平均电流为12A ,根据功率守恒可得超级电容的充电电流为9A ,对系统进行仿真可得超级电容的充电电流㊁电压和S O C 波形,如图4所示.图4 超级电容预充电波形图由图4可以看出,当超级电容电压过低时,蓄电池超级电容充电时,充电电流为9A ,超级电容电压U c 从初始的24V 逐渐增大,S O C c 也从开始的44.4%逐渐变大,而蓄电池S O C d 从初始的80%逐渐降低.(2)混合电源供电模式电动教练车行驶工况复杂,负载电流变化范围较大,将电机及电控制器等效成负载.仿真图3中i L 为负载电流,i 1为蓄电池提供的电流,i 2为超级电容输入D C /D C 变换器的电流,i o 2为DC /D C 变换器输出的电流.根据表1可知,电动教练车在1档怠速运行时,负载电流最大为10A ,2档加速行驶时最大为30A ,上坡及3档加速行驶时电流最大为36A ,仿真中用断路器切电阻来模拟电动教练车负载电流变化情况.系统中负载电流㊁超级电容和蓄电池电流变化波形如图5所示.由图5可知,负载电流i L 初始值为10A ,0.5s 时负载电流变化为30A ,1s 时负载电流变化为36A ;在0.5s 之前,负载电流小于设定15A ,蓄电池i 1提供负载全部电流,超级电容不提供电流;0.5s 后负载电流大于设定值15A ,蓄电池电流i 1随负载电流变大也突然变大,后经过0.5s 逐渐降低稳定为设定15A 大小,剩余电流由超级电容电流i o 2提供,而超级电容提供电流i o 2也逐渐升高;1s 后负载电流再次变化为36A ,此时蓄电池仍然能够稳定提供15A 电流,超级电容提供剩余21A 电流.可见,仿真系统验证了上述控制策略的可行性.图5 复合能源电流波形图(3)制动模式理论上,当电动教练车刹车时,电机有回馈能量,此时电动教练车工作在制动模式,将超级电容侧给定的电流反向,就得到制动模式仿真,实际上,制动时,电机回馈的能量微弱,几乎可以忽略不计.5 充电与放电实验在仿真实验的基础设计系统硬件电路,系统硬㊃441㊃第4期孟彦京等:纯电动教练车混合动力电源控制系统设计件主要部分是D C /D C 变换器,包括主电路㊁开关管驱动电路㊁继电器驱动电路㊁系统过压过流保护电路㊁电压电流采集及调理电路,实物图如图6所示.(a )主电路 (b)驱动电路(c )采集电路 (d)系统接线图6 系统硬件图将采集到的超级电容和蓄电池的电压㊁电量㊁充放电电流等数据通过R S -485通讯模块传送到P C 机,得到预充电模式下的超级电容电压㊁S O C 变化曲线和蓄电池放电电流和电压变化曲线分别如图7(a )㊁图7(b )所示,混合供电模式下超级电容的电压和S O C 变化曲线如图7(c)所示.(a)超级电容充电变化曲线(b)蓄电池放电变化曲线(c)超级电容放电变化曲线图7 超级电容和蓄电池变化曲线用电阻模拟电动教练车负载,对蓄电池单独供电情况下和与超级电容混合供电状况下的放电电流数据进行测试,单独供电情况下,蓄电池放电电流31A ,混合状态下蓄电池放电电流为15A ,分别得到蓄电池充满电情况下15A 和31A 放电状态下的放电时间和放电效率数据,如表2所示.表2 蓄电池充放电数据编号充入容量/A h 放电电流/A 放出容量/A h 放电时间/h 效率/%199.11572.44.970.3299.21565.94.566.4399.115694.769.6491.231581.963.7591.13155.21.860.0691.23148.31.653.0蓄电池单独供电时,放电电流大,采用超级电容-蓄电池混合供电时可减小蓄电池放电电流的输出;从表2可知,混合电源供电时蓄电池的放电时长和效率均高出蓄电池单独放电时的放电时长和效率,从而在一定程度上保护了蓄电池的使用寿命,增加电动教练车续驶里程.6 结论根据电动教练车的工作特性,分析电动教练采用蓄电池单一供电的不足以及应用超级电容的优点,将蓄电池和超级电容组合成电动教练车混合电源供电系统,使整个系统具有如下优点:(1)整个系统具有高能量密度和高功率密度的特点;(2)解决了电动教练车运行时间短的问题;(3)超级电容的补充减轻了蓄电池持续大电流放电的压力,保证了蓄电池始终工作在最佳状态,可延长蓄电池的工作寿命.㊃541㊃陕西科技大学学报第36卷参考文献[1]刘 博.混合动力车用复合电源控制策略的研究[D ].长春:吉林大学,2006.[2]张 靖.超级电容蓄电池复合电源的研究与仿真[D ].武汉:武汉理工大学,2005.[3]盘朝奉,何志刚,张德望.复合电源电动汽车动力系统建模与仿真[J ].广西大学学报(自然科学版),2012,37(2):284-290.[4]B i a nY ,Z h uL ,L a nH ,e t a l .R e g e n e r a t i v e b r a k i n g s t r a t e g yf o rm o t o rh o i s tb y u l t r a c a pa c i t o r [J ].C h i n e s eJ o u r n a lo f M e c h a n i c a l E n g i n e e r i n g,2012,25(2):377-384[5]A m a r iM a n s o u r ,B a c h aF a o u z i ,G h o u i l i J a m e l .D e s i gna n d a n a l y s i s o f a h i g h f r e q u e n c y D C -D Cc o n v e r t e r s f o r f u e l c e l l a n d s u p e r -c a p a c i t o ru s e d i ne l e c t r i c a l v e h i c l e [J ].I n t e r n a -t i o n a l J o u r n a lo fH y d r o g e nE n e r g y ,2014,39(3):1580-1592.[6]张纯江,董 杰,刘 君.蓄电池与超级电容混合储能系统的控制策略[J ].电工技术学报,2014,29(4):334-340.[7]L i uJ i a n y e ,J i a n g S h a n s h a n ,T i a nC h a n g g e .S t u d y o nh y -b r i d e n e r g y s t o r a g e s y s t e mo f s u p e r -c a p a c i t o r s a nd b a t te r -i e s [J ].A d v a n c e d M a t e r i a l sR e s e a r c h ,2013,2584(765):2435-2438.[8]孙小龙.电动汽车混合电源控制方法的研究[D ].阜新:辽宁工程技术大学,2015.[9]K o s e n k oR ,L i i v i kL ,C h u bA ,e t a l .C o m p a r a t i v ea n a l ys i s o f s e m i c o n d u c t o r p o w e r l o s s e s o f g a l v a n i c a l l y i s o l a t e d q u a -s i -z -s o u r c e a n d f u l l -b r i d g eb o o s tD C -D Cc o n v e r t e r s [J ].E -l e c t r i c a l ,C o n t r o l a n dC o mm u n i c a t i o nE n g i n e e r i n g ,2015,8(1):5-12.[10]周美兰,赵立萍.电动汽车复合储能系统的能量控制策略与仿真[J ].哈尔滨理工大学学报,2016,21(3):8-12,18.[11]白 冲.充放电控制策略对蓄电池效率和寿命的影响研究[D ].西安:陕西科技大学,2016.[12]郝晓红,钦建峰,王金都,等.新能源系统储能用铅酸电池使用寿命的影响因素分析[J ].能源工程,2012(4):10-14.[13]余开江,康龙云.复合能源电动汽车双向D C 变换器控制研究[J ].电气传动,2011,41(2):19-22.[14]徐剑鸣,康龙云,温懋勤.电动汽车复合能源系统设计[J ].电力系统自动化,2012,36(3):60-64,70.[15]董昊龙.纯电动车复合电源系统及其管理策略研究[D ].北京:北京工业大学,2013.[16]郑茂俊.通讯用铅酸蓄电池优化维护及修复方法研究[D ].西安:西安电子科技大学,2014.【责任编辑:蒋亚儒 】(上接第134页)着烧结温度的升高而降低,是因为随着烧结温度的提高,复合涂层粉末的熔融状态好,有利于P T F E 流向复合涂层表面,所以涂层的表面摩擦性能好.(3)控制压制压力和烧结温度一定时,结晶时间从10m i n 增加到70m i n ,聚醚醚酮复合涂层结晶度和维氏硬度持续增大,原因是更多的P T F E和石墨流向表面;维氏硬度变化不大;摩擦因数随着烧结温度的升高而降低,也是因为压力将涂层表面的P T F E 和石墨的成分增大,使其的摩擦性能变好,摩擦因数降低.参考文献[1]祝世洋.聚醚醚酮基高性能涂料的制备及性能研究[D ].长春:吉林大学,2014.[2]王 哲,杨立军,王 涛,等.聚醚醚酮基复合涂层的研究[J ].塑料工业,2017,45(3):161-164.[3]祝世洋,张云鹤,李庆伟,等.静电粉末喷涂法制备不同熔融指数聚醚醚酮涂层的机械和摩擦学性能[J ].高等学校化学学报,2014,35(5):1075-1079.[4]严敏航.热障涂层分层断裂有限元分析[D ].西安:西安科技大学,2015.[5]夏 铭,王泽华,周泽华,等.氮化钛/氧化钛复相陶瓷涂层的干滑动摩擦磨损性能[J ].表面技术,2015,44(11):52-58.[6]马礼敦.几种X 射线衍射仪及X 射线荧光光谱仪[J ].分析测试通报,1986,5(3):29-34.[7]任 强,武秀兰,吴建鹏.X R D 在无机材料结晶度测定中的应用[J ].陶瓷科学与艺术,2003(3):18-20.[8]闫鹏涛,李文科,王永鹏,等.聚醚醚酮复合材料表面生物活性涂层的制备与性能[J ].高等学校化学学报,2013,34(7):1782-1787.[9]杨立军,王 哲,王 涛.聚醚醚酮改性及其涂层的研究与发展[J ].塑料工业,2017,45(2):15-20.【责任编辑:蒋亚儒】㊃641㊃。
纯电动汽车动力系统参数匹配及仿真分析
10.16638/ki.1671-7988.2020.19.001纯电动汽车动力系统参数匹配及仿真分析白素强，杨瑞兆，邓家奇（陕西重型汽车有限公司汽车工程研究院，陕西西安710200）摘要：论文依据整车性能指标，通过理论分析和计算，对某8×4载货车动力系统参数进行匹配，基于A VL-Cruise 建立整车模型并进行仿真分析，验证动力系统参数匹配的合理性，为纯电动车动力系统参数匹配及仿真提供分析方法。
关键词：纯电动汽车；参数匹配；动力系统；仿真分析中图分类号：U469.72 文献标识码：A 文章编号：1671-7988（2020）19-01-04Parameter matching and simulation analysis of pure electric vehiclepowertrain systemBai Suqiang, Yang Ruizhao, Deng Jiaqi( Shaanxi Heavy Duty Automobile Co., Ltd. Automotive Engineering Research Institute, Shaanxi Xi'an 710200 )Abstract: According to the vehicle performance index and theoretical analysis calculation, the powertrain parameters of a 8×4 truck were matched. Based on A VL-Cruse, the vehicle model was established and simulated. the rationality of powertrain parameters matching was verified, and the analysis method was provided for the powertrain parameters matching and simulation of pure electric vehicle.Keywords: Pure electric vehicle; Parameter matching; Powertrain; Simulation analysisCLC NO.: U469.72 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2020)19-01-041 引言随着汽车工业技术的不断进步和发展，汽车逐渐进入人们的生活，成为普通的消费品，极大方便了人们的生活，但随着汽车保有量的逐渐增加，其带来的环境污染和能源危机也越来越严重，基于此，发展新能源汽车成为汽车企业的重点突破方向[1]，因此纯电动汽车应运而生，因其零排放、零污染等特点，成为新能源汽车发展中极其重要的发展方向。
《2024年纯电动汽车动力总成系统匹配技术研究》范文
《纯电动汽车动力总成系统匹配技术研究》篇一一、引言随着全球对环境保护的重视以及传统燃油车对环境压力的逐渐加大，纯电动汽车得到了迅猛的发展。
而作为纯电动汽车的核心组成部分，动力总成系统的匹配技术对于其性能和续航能力有着重要的影响。
因此，对纯电动汽车动力总成系统匹配技术的研究，具有十分迫切的学术价值和实践意义。
二、纯电动汽车动力总成系统概述纯电动汽车动力总成系统主要包括电机、电池、控制器等核心部件。
其中，电机负责将电能转化为机械能，驱动车辆行驶；电池则提供电能，是电动汽车的能量来源；控制器则负责控制电机的运行，实现车辆的加速、减速等操作。
这三个核心部件的匹配和协调工作，构成了纯电动汽车的动力总成系统。
三、动力总成系统匹配技术研究1. 电机与电池的匹配电机与电池的匹配是动力总成系统匹配的关键。
电机的性能参数，如功率、扭矩等，需要与电池的供电能力相匹配。
过大的电机可能导致电池的供电能力不足，影响车辆的续航能力；而过小的电机则可能无法满足车辆的动力需求。
因此，需要根据车辆的设计需求，选择合适的电机和电池，实现其最佳的匹配。
2. 控制器与电机、电池的匹配控制器是连接电机和电池的桥梁，其性能直接影响到整个动力总成系统的运行。
控制器的控制策略需要根据电机和电池的特性进行设计，以实现最佳的能量利用和运行效率。
此外，控制器的响应速度、稳定性等也是影响动力总成系统性能的重要因素。
3. 动力总成系统的集成与优化动力总成系统的集成与优化是提高车辆性能的关键。
在系统集成过程中，需要考虑各部件的布置、连接方式等因素，以实现最佳的传动效率和空间利用率。
同时，还需要对各部件的控制策略进行优化，以实现最佳的能量利用和运行效率。
此外，还需要对整车进行性能仿真和测试，以验证系统的匹配效果和性能。
四、研究方法与成果针对纯电动汽车动力总成系统匹配技术的研究，主要采用理论分析、仿真分析和实验验证等方法。
首先，通过理论分析确定各部件的性能参数和匹配关系；然后，利用仿真软件对动力总成系统进行仿真分析，验证其性能和匹配效果；最后，通过实验验证仿真结果的正确性，并进一步优化系统的匹配效果。
电动汽车动力系统匹配设计及性能仿真研究
电动汽车动力系统匹配设计及性能仿真研究随着可持续发展理念的兴起以及环境保护意识的增强，电动汽车作为一种清洁、高效的交通工具，受到了广泛关注和研究。
而电动汽车的动力系统是其核心和关键，影响着整车的性能和使用体验。
为了最大程度地发挥电动汽车的优势和提高其性能，匹配设计和性能仿真成为了重要的研究方向。
电动汽车的动力系统由电机、电池组以及控制系统组成。
电机作为动力的源泉，直接影响着车辆的驱动性能。
电池组作为能量储存与释放装置，影响着车辆的续航能力和使用寿命。
控制系统则负责电机和电池组的协调工作，确保整个系统的稳定运行。
因此，动力系统的匹配设计至关重要。
动力系统的匹配设计需要考虑以下几个方面：电机功率与车辆质量的匹配、电池组容量和电机功率的匹配以及控制系统的设计。
首先，电机功率与车辆质量的匹配是为了确保动力输出与车辆的负载匹配，以充分发挥电机的性能。
如果电机功率过小，无法满足车辆的加速和爬坡需求；而如果功率过大，会造成能量浪费和成本的增加。
因此，需要根据车辆的质量和使用场景来选择合适的电机功率。
其次，电池组容量和电机功率的匹配是为了提供足够的能量储存和释放，以满足车辆的续航能力和动力需求。
电池组容量过小会导致续航里程不足，限制了电动汽车的实用性；而容量过大则会增加车辆的重量和成本。
因此，需要根据车辆的续航需求和电机的功率来选择合适的电池组容量。
最后，控制系统的设计是为了保证整个动力系统的安全和稳定运行。
控制系统包括电机控制器和电池管理系统两个部分。
电机控制器负责电机的启停、转向和速度调节等功能；而电池管理系统则负责电池的充放电控制和性能监测。
通过合理的控制系统设计，可以提高电动汽车的驾驶安全性和稳定性。
为了验证匹配设计的效果和性能，进行性能仿真是必不可少的步骤。
性能仿真可以通过建立动力系统的数学模型，模拟车辆在不同工况下的性能表现。
通过仿真可以评估匹配设计的合理性、动力系统的稳定性以及对车辆性能的影响。
通过分析仿真结果可以为动力系统的优化提供指导和依据。
纯电动汽车动力系统参数匹配设计及优化
纯电动汽车动力系统参数匹配设计及优化◎姚泳发展新能源汽车包括混合动力汽车（HEV）、纯电动汽车（PEV）以及燃料电池汽车（FCEV）是实现我国能源安全和环境保护以及中国汽车工业健康可持续发展的必然趋势。
纯电动汽车以车载二次电源作为储能方式，以电动机为动力装置驱动车辆行驶，相比混合动力汽车而言，具有零排放、低噪声且结构简单等特点。
本文以满足动力性需求为前提，以提高整车经济性并降低整车成本为目标，在动力系统部件特性分析结果的基础上，探索纯电动汽车整车动力系统参数匹配技术的关键。
在满足续驶里程约束的前提下满足整车系统目标；充分考虑工况和系统效率对整车性能的影响，提出对动力系统参数进行了综合寻优操作，在手动整定方法基础上进一步提高了整车的经济性潜力。
一、动力系统参数匹配目标根据纯电动整车的基本性能要求以及用户和市场的接受度影响因素，综合确定纯电动汽车动力系统参数匹配目标如下：1.动力性约束。
整车动力性是整车驾驶性能的基本保证，关系到驾驶员的直观操作感觉。
因此，应考虑满足整车动力性指标要求，确保整车能够达到基本的动力性指标，如最高车速、加速时间以及爬坡度等。
2.经济性提高。
整车经济性体现了纯电动整车的能耗水平，是评价纯电动汽车技术水平的关键指标之一，尤其是纯电动汽车搭载能量有限，通过参数匹配的方式提高整车经济性潜力至关重要。
3.降低成本。
整车成本问题是制约动纯电动汽车产业化发展和市场推广的一个主要因素，尤其是纯电动汽车需较多的电池以满足功率和能量的要求从而导致电池数量增多、初始配置成本较高，而且动力电池循环使用次数受到使用制度的极大影响，往往先于整车而提前“报废”从而不得不更换电池导致维护和使用成本的大大增加。
因此，应从初始配置成本和维护使用成本两方面予以考虑，在满足整车需求的情况下，通过合理匹配动力系统参数，达到降低成本的目的，提高市场及用户的接受度。
二、动力系统参数匹配任务系统参数匹配的主要任务是确定动力系统部件的选型和参数确定，也就是电机系统、电池系统以及变速器的样式和他们的关键特征参数的设定。
纯电动牵引车动力系统参数匹配与仿真
纯电动牵引车动力系统参数匹配与仿真电动牵引车是现代物流运输系统中十分重要的一种工具。
在传统燃油车的基础上，纯电动牵引车以纯电动方式提供动力，具有环保、能源利用率高、运行成本低等优点。
然而，电动牵引车的动力系统参数匹配是决定其性能优劣的重要因素之一。
为了使电动牵引车达到最佳的动力性能，在设计阶段要充分考虑动力系统参数之间的匹配。
主要的动力系统参数包括电机、电池组、变速器、控制器等。
简单来说，电机和电池组是电动车的“心脏”，而变速器和控制器则是电动车的“大脑”。
在动力系统参数的匹配过程中，需要考虑到各参数之间的协调性，例如，电池组和电机的功率输出需要匹配，以确保电池组的电量能够支撑电机的工作时间，并且电机的输出功率能够使牵引车达到设计速度。
此外，电池组和变速器的匹配也十分重要，要根据车辆负载情况的不同来选择适合的变速器，以使整个系统能够更加稳定地运行。
在进行电动牵引车动力系统参数的仿真时，可以使用一些专业的仿真软件，例如MATLAB、Simulink等。
首先，需要建立一个牵引车的数学模型，在模型中考虑到电机和电池组的特性和数据，以及变速器和控制器的适应性等因素。
然后，可以进行各种工况下的仿真测试，如起步加速、坡道行驶、高速巡航等，以评估牵引车在不同工况下的动力性能和能耗。
总之，电动牵引车动力系统参数匹配和仿真是非常重要的两个环节，只有在匹配合理、仿真准确的情况下，才能设计出性能卓越的电动牵引车。
同时，随着科技的不断进步和创新，相信未来的电动牵引车动力系统将会越来越高效、智能化，实现更加环保、安全、便捷的物流运输。
除了动力系统参数的匹配和仿真，电动牵引车的性能还受到其他因素的影响。
下面就介绍一些重要的影响因素：1. 负载特性：牵引车在运输过程中，要承载货物、人员等货物，因此负载特性是影响其性能的重要因素之一。
合理的负载设计可以大大增强车辆的稳定性和牵引力。
2. 能量管理系统：电动牵引车的电池组是其能源的核心，因此，能源管理系统的设计十分重要。
纯电动汽车动力驱动系统参数匹配试验
《2024年纯电动汽车动力总成系统匹配技术研究》范文
《纯电动汽车动力总成系统匹配技术研究》篇一一、引言随着全球对环境保护和能源可持续性的日益关注，纯电动汽车（BEV）已成为汽车工业的重要发展方向。
动力总成系统作为纯电动汽车的核心部分，其匹配技术的研究对于提高车辆性能、续航里程以及用户体验至关重要。
本文旨在探讨纯电动汽车动力总成系统匹配技术的相关研究，为相关领域的研究者提供参考。
二、纯电动汽车动力总成系统概述纯电动汽车动力总成系统主要包括电机、电池、控制器等部分。
其中，电机负责驱动车辆行驶，电池提供电能，控制器则负责协调各部分的工作。
动力总成系统的匹配技术涉及到电机、电池、控制器等部分的选型、参数匹配以及控制策略等方面。
三、电机选型与参数匹配技术研究电机作为纯电动汽车的动力来源，其选型与参数匹配对于整车性能具有重要影响。
目前，常用的电机类型包括直流电机、交流异步电机、永磁同步电机等。
研究者们需要根据车辆的实际需求，结合电机的性能特点，选择合适的电机类型。
同时，还需要对电机的额定功率、峰值功率、转矩等参数进行匹配，以实现最佳的动力性能和能量利用效率。
四、电池选型与管理系统研究电池是纯电动汽车的能量来源，其选型和管理对于车辆的续航里程、安全性以及使用寿命具有重要影响。
研究者们需要根据车辆的用途、行驶里程需求等因素，选择合适的电池类型（如锂离子电池、镍氢电池等）。
同时，还需要研究电池管理系统，包括电池状态监测、荷电状态估计、热管理等方面，以保证电池的安全性和高效性。
五、控制器设计与协调控制策略研究控制器是纯电动汽车动力总成系统的“大脑”，负责协调各部分的工作。
研究者们需要设计合理的控制器架构，选择合适的控制算法，以实现电机的最优控制。
此外，还需要研究协调控制策略，包括能量管理策略、再生制动策略等，以提高车辆的能量利用效率和行驶性能。
六、动力总成系统匹配技术的优化与改进为了进一步提高纯电动汽车的动力性能和续航里程，研究者们需要不断优化和改进动力总成系统的匹配技术。
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电动 机 与离 合 器 之 间 的 动力 传 递 共 有 两 种 方
案 ：① 电动机与离合器通过链条连接 。优点 ：同轴
度 要 求 不 高 ，安 装 与 拆 卸 简 单 ；缺 点 ：传 动 效 率
低。② 电动机与离合器通过法兰直连 。优点 ：传动
１ ． １ 电动教 练 车方案 论证 驱 动 电 机 将 动 力 传 递 到 车 轮 有 很 多 不 同 的 方 式 ．本 文 要试 制 一辆 电动教 练 车 ，因此 选 取 的是 最 传 统 的动 力传 递 机构 ，用 电动机 代替 燃 油 教 练车 的 发 动 机 ．保 留离 合 器 、变 速 器 、差 速 器 等 传 统 部 件 ．如图 １ 所示 。
驾 驶 培 训 行 业 是 交 通 运 输 行 业 的 重 要 组 成 部 分 ，既 是 资源 占有 型 行业 又 是能 源 消耗 型行 业 ，并 且 对环 境 产生 很大 的危害 ，因此 。将 驾 校 的燃 油 教 练 车改 制 成 电动教 练 车有 着很 大 的实 用 意 义 和经 济 意义。 本 文 是在 桑塔 纳 轿车 的基 础 上 ，试 制 一辆 纯 电 动 教练 车 并对 其进 行 实车 试 验 ，使试 制 的电动 教 练 车 满足 驾 校训 练 的要 求 。开 发纯 电动教 练 车对 减 少 城 市尾 气 排放 ，促 进 驾校 行 业 的节 能减 排 有着 重 要 而 深远 的意 义 。
效 率 高 ，结构 紧凑 ， 占用 空 间小 ；缺 点 ：同轴 度要 求 高 ，安装 与 拆 卸复 杂 。通过 以上对 比分析 ，决定 采 用直 连 的方式 ］ 。 １ ． ２ 电动教 练车 的动 力性要 求 根据 驾校燃油教练 车的场地 特点和运行工况 ，确
定纯电动教练车的动力性指标如下 ：①最高车速为 ６ ０ ｋ ｍ ／ ｈＩ Ｊ ｉ ａ — ｈ ａ ｏ ，Ｊ Ｉ ＡＮ Ｘｉ ａ ｏ — ｐ ｉ ｎ ｇ ， ＫＡＮＧ Ｓ ｈ ｕ — ｘ ｉ ｕ， Ｆ ＥＮＧ Ｚ ｈ ｅ ｎ， ＹＵＥ Ｊ ｉ ｎ — ｃ ｈ ｕ ｎ，ＣＨＥＮＧ Ｚ ｈ ｅ ｎ — ｋ ｕ ｎ
（ Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ａｕ ｔ ｏ ｍｏ ｂ ｉ ｌ ｅ，Ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ’ ａ ｎ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ，Ｘｉ ’ ａ ｎ ７ １ ０ ０ ６ ４，Ｃｈ ｉ ｎ ａ ）
８ ｈ 的工 作时 间 ，并且 满足 一天８ ０ ｋ ｍ 续 驶里 程要 求 。 １ ． ３ 电动机 的功 率 无论 是传 统 的燃 油 汽车 还是 电动汽 车 ，整 车 总 功 率 的 匹 配 原 则 是 相 似 的 ，即根 据 整 车 的动 力 性 （ 最 高 车 速 、最 大加 速 度 、最 大爬 坡 度 ）来 确 定 电 动 机 的功率 。 电动 汽车 的功率 计算 公式 为
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｔ ｈ ｅ ａ ｕ ｔ ｈ ｏ ｒ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍａ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｌ ｙ ｐ ｕ ｔ ｆ ｏ ｒ ｗ ａ ｒ ｄ ｔ ｈ ｅ ｐ ｉ ｆ ｎ ｃ ｉ ｐ ｌ ｅ ｓ ｏ ｆ ｐ ａ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｆ ｏ ｒ ｅ ａ ｃ ｈ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ａ ｓ ｓ ｅ ｍｂ ｌ ｙ ｏ ｎ ｐ ｕ ｒ ｅ ＥＶ ｆ ｏ ｒ ｃ ｏ ａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｇ ．Ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ｓ ＡＮ Ｔ ＡＮ Ａ ２ ０ ０ ０ ＧＬ Ｓ， ｔ ｈ ｅ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｗａ ｓ ｍａ ｔ ｃ ｈ ｉ ｎ ｇ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｅ ｄ ａ ｎ ｄ ｔ ｅ ｓ ｔ ｅ ｄ ｏ ｎ ｒ ｅ ａ ｌ ｖ ｅ ｈ ｉ ｃ ｌ ｅ ．Ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｈ ｏ ｗｓ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｅ ｄ ｐ ｕ ｒ ｅ Ｅ Ｖ ｏｒ ｆ ｃ ｏ ａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｇ ｍｅ ｅ ｔ ｓ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｑ ｕ ｉ ｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ｏ ｆ ｄ ｒ ｉ ｖ ｉ ｎ ｇ ｔ ｒ ａ ｉ ｎ ｉ ｎ ｇ ，ａ ｎ ｄ ｉ ｔ ｖ ｅ ｉ ｒ ｆ ｉ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｍａ ｔ ｃ ｈ ｉ ｎ ｇ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ：ｐ ｕ ｒ ｅ ＥＶ ｏｒ ｆ ｉ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ；ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｍａ ｔ ｃ ｈ ｉ ｎ ｇ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ；ｔ ｅ ｓ ｔ
中图 分 类 号 ：Ｕ ４ ６ ９ ． ７ ２ 文献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１ ０ ０ ３ — ８ ６ ３ ９ （ ２ ０ １ ３ ） 叭一 ０ ０ １ ３ － ０ ４
Ｐｏ ｗｅ ｒ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ Ｍａ ｔ ｃ ｈ ｉ ｎ ｇ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｎ ｄ Ｔｅ ｓ ｔ ｏ ｆ Ｐｕ ｒ ｅ ＥＶ ｆ ｏ ｒ Ｃｏ ａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｇ
纯电动教练车动力系统匹配设计与试验
席加 豪 ，蹇小平 ，康淑秀 ，冯 镇 ，岳近春 ，成振坤
（ 长安 大 学 汽 车 学 院 ，陕 西 西 安 ７ １ ０ ０ ６ ４ ）
摘 要 ：针 对 纯 电 动 教 练 车 ，系 统 地 提 出 各 主 要 动 力 总 成 参 数 设 计 的 基 本 原 则 ，在 桑 塔 纳 ２ ０ ０ ０ Ｇ Ｌ Ｓ 基 础 上 对 其 进 行 动 力 系 统 匹 配 设 计 ，并 进 行 了 实 车试 验 。试 验 结 果 表 明 ，所 设 计 的 纯 电 动 教 练 车 能 够 满 足 驾 校 训 练 的要 求 ，验 证 了匹 配 的合 理 性 。 关 键 词 ：纯 电 动 教 练 车 ：动 力 系 统 匹 配设 计 ：试 验