纯电动汽车动力传动系统参数设计及仿真优化
电动汽车动力系统设计及仿真研究
电动汽车动力系统设计及仿真研究一、本文概述随着全球能源危机和环境问题的日益严重，电动汽车作为一种清洁、高效的交通方式，正受到越来越多的关注和追捧。
电动汽车动力系统是电动汽车的核心组成部分，其性能直接决定了电动汽车的动力性、经济性和环保性。
因此，对电动汽车动力系统的设计及仿真研究具有非常重要的意义。
本文旨在探讨电动汽车动力系统的设计原则、关键技术及仿真方法，并通过案例分析，为电动汽车动力系统的优化设计提供理论支持和实践指导。
我们将介绍电动汽车动力系统的基本组成和工作原理，分析当前电动汽车动力系统的发展趋势和挑战。
我们将详细讨论电动汽车动力系统的关键技术，包括电池技术、电机技术、控制技术等，并分析这些技术如何影响动力系统的性能。
我们将介绍电动汽车动力系统的仿真方法，包括建模、仿真和优化等步骤，并通过实例展示仿真技术在电动汽车动力系统设计和优化中的应用。
本文期望能够为电动汽车动力系统的设计者和研究者提供有价值的参考信息，推动电动汽车动力系统的技术进步和应用发展，为实现可持续交通和绿色发展做出贡献。
二、电动汽车动力系统基础知识电动汽车动力系统作为电动汽车的核心组件，决定了车辆的性能表现和行驶效率。
了解和掌握电动汽车动力系统的基础知识，对于研究和设计高性能的电动汽车至关重要。
电动汽车动力系统主要由电池组、电机、控制器和传动系统等部分组成。
电池组作为动力源，为电机提供直流电能。
电机则将电能转化为机械能，驱动车辆行驶。
控制器则负责调节电机的运行状态，以满足车辆加速、减速和制动等需求。
传动系统则负责将电机的动力传递到车轮上，使车辆得以行驶。
在电动汽车动力系统中，电池组的性能直接影响到车辆的续航里程和充电时间。
目前常见的电池类型包括锂离子电池、镍氢电池和燃料电池等。
其中，锂离子电池因其高能量密度、长寿命和较低的自放电率等优点，被广泛应用于电动汽车中。
电机作为电动汽车的驱动核心，其性能对车辆的动力性、经济性和舒适性等方面都有重要影响。
增程式电动汽车动力系统参数匹配与仿真分析
关键 词 ：电动汽车;动力系统;参 数 ；匹配;仿真 Keywords：Electric Vehicle ；Power System ；Parameter；Matching ；Simulation
中图分类号:TH6:U469.72 文献标志码:A
文章编号=1672-0555(2021 )02-0040 -05
= J 600^(m^ + i n s )
⑷
代 入 相 关 参 数 ，计 算 得 到 增 程 器 输 出 功 率 广 为
22.3 kW。由此可选定发动机的额定功率为45 kW, 发 动 机 的峰值功率为60 kW，发电机的峰值功率为 63 kW0
4 整车仿真分析
4 . 1 整车模型
笔 者 采 用 AVL Cruise软 件 搭 建 增 程 式 电 动 汽 车整车模型。发 动 机 的 最 高 输 出 功 率 为 60 kW,发 动机在各种工况下所需点火控制曲面图如图2 所 示 。由 图 2 可 知 ，发动机转速为2 700 r/miri左右时 具 有 比 较 高 的 燃 油 经 济 性 。发 电 机 扭 矩 转 速 效 率 曲 面图 如 图 3 所示。由 图 3 可 知 ，发电机转速为3 000 r/min时 效 率 可 以 达 到 9 0 % ，由此增程器中发动机 的工作点选取3 000 r/ min。
主减速器传动比为4. 9 ，主 传 动 比 i 为 4. 9 ，代人相关
参 数 ，计 算 得 到 驱 动 电 机 的 最 高 转 速 不 低 于 2 619 r/min,额 定 转 速 \不 低 于 922 r/ min。
装 备 机 械 2021 No.2
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计算•分析
Calculation • Analyses
汽车整车动力性仿真计算
汽车整车动力性仿真计算汽车整车动力性仿真计算是指通过计算机模拟的方式，对汽车整车在行驶过程中的动力性能进行分析和评估的过程。
该计算是基于车辆的动力学模型和各种输入参数，通过数值计算方法得出的结果，可以用于优化车辆的设计和调整工艺参数，以提高汽车的动力性能。
1.动力系统模型：汽车整车动力性仿真计算首先要建立动力系统的模型，包括发动机、变速器、传动轴、驱动轴和车轮等组成部分。
这些部分的动力学模型要准确地描述各个部件之间的作用和相互影响。
2.输入参数设置：仿真计算需要确定一系列的输入参数，如车辆的质量、空气阻力系数、轮胎的摩擦系数、发动机的功率和扭矩曲线等。
这些参数对于仿真计算的结果有着重要的影响，需要根据实际情况进行准确的测量和设置。
3.常规工况仿真计算：仿真计算通常会对车辆在不同的工况下进行仿真计算，如加速、匀速和制动等情况。
通过这些仿真计算可以得到车辆在各个工况下的加速性能、最高速度、制动距离等数据，用于评估车辆的动力性能。
4.特殊工况仿真计算：除了常规工况外，还需要对一些特殊工况进行仿真计算，如起步时的爆发力、高速行驶时的超车能力等。
这些特殊工况对于车辆的动力性能有着重要的影响，需要进行详细的仿真计算和评估。
5.仿真计算结果分析：对仿真计算的结果进行详细的分析，比如加速时间、最高速度、制动距离等数据。
通过这些数据的分析，可以找出车辆的优点和不足之处，为进一步的优化工作提供依据。
6.参数优化和调整：根据仿真计算的结果，对车辆的各个参数进行优化和调整，以提高车辆的动力性能。
比如调整发动机的进气和排气系统，改善传动系统的效率等。
总之，汽车整车动力性仿真计算是一项非常复杂和关键的工作，通过对汽车的动力性能进行仿真计算和分析，可以为汽车的设计和优化提供参考依据，从而提高汽车的动力性能和性价比。
纯电动汽车动力驱动系统参数优化设计及性能仿真研究
尸＝
一＋
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（） １
式 中 ， 为整 车质 量 （ ）厂 滚动 阻力 系数 ； Ｍ ；为 Ｃ 为 迎 风 阻 力 系数 ； 为 迎 风 面积 （ ） Ｄ ｍ ； 最高 行驶 车速 （ｍ／） ｋ ｂ。 为
另 外 ， 电动 汽 车 的 蓄 电 池 所 输 出 的 电 能 和 电 量 应 该 能 够 维 持 电 动汽 车 在 一 定 工 况 下 行 驶 额 定
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击 ＋ 击
㈤ 的行 驶 阻力确 定 传动 系速 比下 限为
一 ｆ ≥
ｔ
式 中 ， 为 汽 车 旋 转 质 量 换 算 系 数 ； 为 车 Ｌ
率之 和 。电动汽 车 以最高 车速 行驶 消耗 的功 率为
３ ）以最 高 车 速稳 定 行 驶 的 能 力 。在 电 动 汽 车 上 ， 电动 机 发 出的 功 率 应 该 能 够 维 持 车 辆 以 最 高
车速 行驶 。 ４ 爬 坡 能 力 。 电动 汽 车 能 以 一 定 的速 度 行 驶 ）
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匐 似
纯 电动汽 车动 力驱 动系统参数优化设计及性能 仿真研 究
Ｐｕｒ ｅｃｔ ｉ ｅｈｉ ｅ ｄｒｖｅ ｓ ｔ ｅ ｅｌ ｒｃ ｖ ｃｌ ｉ ｙｓ ｅｍ ｐａｒ ａｍ ｅｔ ｓ ｏｐ ｉ ｉ ａｔ ｏｎ ｄｅｓ ｇｎ ａｎｄ ｅｒ ｔ ｍ ｚ ｉ ｉ ｐｅｒｏｒ ａｎｃｅ ｆ ｍ ｓｉ ｕｌ ｔ ｏｎ ｓ ｕｄｙ ｍ ａ ｉ ｔ
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１３ 根据电动汽车加速性能确定 电动机功 率 ．
电 ３ Ｚ ＝ ｇ“＋ ｃ Ａ ３＋６ ｄ （） Ｐ ｆ Ｍ
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关于纯电动汽车动力传动系统匹配与整体优化
关于纯电动汽车动力传动系统匹配与整体优化摘要：发展新能源汽车成为未来汽车行业的主要趋势，纯电动汽车已经成为社会关注的重点问题。
但是当前纯电动汽车在关键技术等方面还是存在不足，主要集中在续航和充电等两个方面，而如何处理好纯电动汽车动力传动系统匹配，做好系统参数的设置，使汽车在规定电量当中最大限度地提升动力性，保障有效的续航里程成为主要目标。
解决纯电动汽车动力传动系统参数匹配与整体优化具有现实意义。
关键词：纯电动汽车；动力传动系统匹配；整体优化我国汽车尾气排放严重，能源消耗不断地加快，导致传统汽车节能环保问题突出。
而纯电动汽车在结构上更为简单，能源选择多样，与传统汽车相比不会产生加大的噪声，能够更好地控制尾气的排放，逐渐的受到了不同汽车企业的关注，加大了对纯电动汽车的研发力度。
1纯电动汽车结构原理动力系统、电气设备等共同构建成为纯电动汽车的基本结构，并且与内燃机在结构上进行比较，两者最大的差异主要集中在动力系统上，特别是纯动力汽车主要有电力驱动系统、电源管理系统以及辅助系统。
在电力驱动系统运行当中将电池化学能之间的转换为汽车动能，同时还能够在汽车减速等状态下降动能转换为电能直接的存储到电池当中。
功率转换器、机械传动系统、电子控制器等共同构建成为电力驱动系统，对于纯电动汽车整体动力与经济状况等有着直接的影响。
电源系统能够为汽车的行驶提供驱动能源，主要有能量管理系统、充电装置、蓄电池等。
并且能够检测电池的运行状态，开展及时的充电管理。
纯电动汽车辅助功能主要有照明系统、空调系统等。
同时还具有辅助动力源，能够为空调系统等提供及时的电源。
2纯电动汽车动力系统参数匹配设计2.1电机参数设计对于驱动电机纯电动汽车有着较高的要求，与传统电机相比在技术规范上更为严格，这是由于驱动电机关系到汽车的频繁起动和停车的过程有效性，将会承受较大的制动力，特别是纯电动汽车在电机使用上要凸显出瞬时功率、过载能力等特点，需要拥有较为突出的加速性能，要保障其使用寿命较长。
纯电动客车动力传动系参数匹配及整车性能研究
纯电动客车动力传动系参数匹配及整车性能研究一、本文概述随着全球对环境保护和可持续发展的日益关注，纯电动客车作为一种绿色、环保的交通工具，受到了广泛的关注和应用。
然而，纯电动客车的动力传动系统参数匹配问题一直是影响其整车性能的关键因素之一。
因此，本文旨在深入研究纯电动客车的动力传动系统参数匹配问题，以及其对整车性能的影响，为纯电动客车的研发和优化提供理论支持和实践指导。
具体而言，本文将首先分析纯电动客车动力传动系统的基本原理和构成，探讨其主要组成部分（如电池、电机、变速器等）的性能特点和相互关系。
在此基础上，本文将研究纯电动客车的动力传动系统参数匹配问题，包括电机参数、电池参数、传动比等的匹配与优化。
本文还将探讨这些参数匹配对纯电动客车整车性能（如动力性、经济性、续驶里程等）的影响，以及如何通过参数优化来提升整车性能。
通过本文的研究，希望能够为纯电动客车的动力传动系统参数匹配提供理论依据和实践指导，推动纯电动客车技术的进一步发展，为绿色交通和可持续发展做出贡献。
二、纯电动客车动力传动系统概述纯电动客车作为新能源汽车的重要组成部分，其动力传动系统的设计与优化对于提升整车性能具有至关重要的作用。
纯电动客车的动力传动系统主要由电池组、电机、控制器以及传动机构等核心部件构成。
这些部件的协同工作，使得纯电动客车能够实现高效、环保的行驶。
电池组是纯电动客车的“心脏”，它为整车提供所需的电能。
电池组的性能直接影响到车辆的续航里程、加速性能以及能量利用率等关键指标。
因此，在动力传动系统参数匹配过程中，需要充分考虑电池组的能量密度、充放电速率以及循环寿命等特性。
电机作为动力输出装置，负责将电能转化为机械能，驱动车辆行驶。
电机的选择需要考虑其功率、扭矩以及效率等因素，以确保纯电动客车在不同工况下都能够提供足够的动力。
同时，电机的控制策略也是动力传动系统中的重要环节，它直接影响到车辆的驾驶性能和能量消耗。
控制器是纯电动客车的“大脑”，它负责协调电池组、电机以及传动机构等部件的工作。
纯电动汽车传动系统参数匹配及优化
4、跨领域合作：加强汽车、电子、电力等多个领域的合作与交流，共同推动 纯电动汽车传动系统参数匹配及优化的技术创新和发展。通过跨领域合作，可 以充分利用各领域的优势资源和技术成果，实现传动系统性能的全面提升。
参考内容二
随着环保意识的不断提高和电动汽车技术的不断发展，纯电动汽车成为了现代 交通工具的重要选择。而传动系统作为纯电动汽车的关键部分，其性能和效率 直接影响到整个车辆的性能和续航里程。因此，对纯电动汽车传动系统参数进 行优化，可以提高车辆的动力学性能和能源利用效率。本次演示将开展纯电动 汽车传动系统参数优化的仿真研究。
总之，本次演示通过对纯电动汽车传动系统参数优化的仿真研究，找出了最优 的参数组合并分析了其对车辆性能的影响。这一研究对于提高纯电动汽车的动 力学性能和能源利用效率具有重要意义，并为未来纯电动汽车的发展提供了有 益参考。
参考内容三
随着全球对环保和可持续发展的日益，电动汽车（EV）作为一种零排放、低噪 音、高效率的交通工具，在近年来得到了快速发展。其中，纯电动汽车（BEV） 由于其完全依赖电力驱动，具有更高的能源利用效率和环保性能。然而，要实 现纯电动汽车的广泛应用，仍需解决诸多技术难题，其中包括动力传动系统的 匹配与整体优化。本次演示将就这一主题进行深入探讨。
对于未来展望，本次演示认为，纯电动汽车传动系统参数优化的仿真研究仍有 很多工作需要做。首先，需要进一步深入研究不同参数组合下的传动系统性能 表现，以找到更为优秀的参数组合。其次，需要新型材料和制造工艺在纯电动 汽车传动系统中的应用，探讨其对于提高传动系统性能和效率的影响。此外， 还需要考虑不同驾驶工况和路况下的传动系统性能表现，以进一步提高仿真研 究的现实意义。
纯电动汽车动力系统参数匹配及仿真研究
科技风2021年6月机械化工DO/10.19392/kd1671-7341.202117075纯电动汽车动力系统参数匹配及仿真研究韩宁梁作华刘婷聊城职业技术学院山东聊城252000摘要：纯电动汽车动力系统参数匹配及仿真研究是其设计开发中的一个重要环节，主要工作是根据预设的电动汽车性能指标，对动力系统的主要部件进行选型，以及动力参数的匹配和仿真，本文利用电动汽车仿真软件ADVISOR进行仿真，根据仿真结果，对纯电动汽车进行动力性和经济性分析，仿真数据显示所匹配的动力系统参数基本满足设计要求。
关键词：纯电动汽车；动力系统；ADVISOR；仿真尽管汽车为人类现代生活提供了巨大的方便，但随着汽车数量的逐年增加,也造成了巨大的能源和环境问题。
纯电动汽车是以可充电电池作为动力源，由电机驱动，因此其具有环保无污染、噪声低、能源利用率高等显著特点，在能源环境问题日益严峻的今天逐渐受到了汽车行业的重视。
纯电动汽车动力系统参数匹配主要是指在满足整车动力性和经济性的基本要求下，合理匹配动力系统中各部件的类型和参数。
纯电动汽车动力系统相关参数的设计与匹配对整车性能有着非常显著的影响,合理的参数匹配可以有效地改善纯电动汽车在各种工况下行驶时的性能。
1纯电动汽车动力系统参数的匹配设计1.1纯电动汽车的性能指标根据国家标准GB28382-2012、GB18385-2001以及GB18386-2001中对纯电动汽车的动力性能、经济性能的相关技术要求，本论文提出了某纯电动汽车的基本性能指标，如下表所示。
性能指标参考值最高车速>120km/h加速时间0〜50km/m加速时间＜8s 0〜100km/m加速时间＜15s最大爬坡度25%（车速为20km/h）续驶里程#120km（60km/h匀速行驶）1.2电机类型选择及参数匹配设计对纯电动汽车电机进行匹配主要是对电机类型进行选择,对电机功率的计算以及转矩转速的确定。
1.2.1电机的类型选择驱动电机的选择对纯电动汽车的性能有很大影响，不仅需要满足汽车运行时的基本性能，还应当满足汽车行驶时的舒适性、环境适应性等要求。
电动汽车动力传动系统参数设计及动力性仿真
文章编号:1000-582X(2002)06-0019-04电动汽车动力传动系统参数设计及动力性仿真杨祖元,秦大同,孙冬野(重庆大学机械传动国家重点实验室,重庆400044)摘 要:对电动汽车动力传动系统参数设计的原则和方法进行了探讨,并以SC7101轿车为研究对象,对电动汽车动力传动系统的参数进行合理选择。
以铅酸电池作为动力源,提出了荷电状态SOC的计算方法,分析了铅酸电池的电动势E0、内阻R0、极化电阻R r随荷电状态SOC变化的关系,并根据铅酸蓄电池容量与温度的关系,对铅酸蓄电池的容量进行了温度补偿,为设计和改进电池能量管理系统的性能奠定了理论基础。
建立了动力传动系统的动力学模型,在此基础上对基于SC7101的电动轿车的动力性能进行了计算机仿真试验,进一步分析了影响电动汽车续驶里程的,并提出了增加行驶里程的措施。
仿真结果表明,对铅酸蓄电池电特性的分析和建立的动力学模型是正确的,该电动汽车的动力性能完全满足设计指标要求。
关键词:电动汽车;传动系统;参数设计;动力性;仿真中图分类号:U463.2文献标识码:A 燃油汽车带来了严重的环境污染和能源危机,电动汽车被看成能够解决这两大问题的重要途径之一。
然而,电动汽车续驶里程制约了电动汽车的普及和发展。
因此,对动力传动系统参数进行合理设计和匹配,在相同电池条件下,增加其续驶里程,已成为国内外汽车行业研究的热点之一[1]。
1 动力传动系统参数设计动力传动系统由蓄电池、控制器、电动机、变速器、主减速器、驱动轮等组成。
1.1 电动机参数选择电动机的主要参数包括电动机类型、电动机额定功率和额定转速等。
笔者以直流电动机为研究对象,其功率由电动汽车的最高车速来确定,以保证电动机的效率。
若给出了期望的最高车速,选择的电动机功率应大体上等于但不小于以最高车速行驶时的行驶阻力功率之和。
即有下式[2]:P e=1ηTM·g·f3600V max+C d·A76140V3max(1)式中:P e为电动机额定功率;M为整车质量;g为重力加速度;f为滚动阻力系数;V max为最高车速;C d为空气阻力系数;A为迎风面积;ηT 为动力传动系统效率。
基于ADVISOR的纯电动汽车动力性匹配设计及仿真研究
二、纯电动汽车动力性匹配设计
1、电机选型：根据车辆性能需求和成本考虑，选择合适的电机类型，如直 流电机、交流电机、永磁同步电机等。
2、电池选型：选择高能量密度、高功率密度、长寿命的电池，以满足车辆 的续航里程和性能需求。
3、传动系统设计：根据电机特性和电池特性，设计合适的传动系统，如减 速器、差速器等，以实现车辆的动力传递和分配。
2、电池匹配：根据车辆续航里程需求，选择合适容量的电池。并优化电池 的充放电倍率，以提高电池的使用效率；
3、传动系统设计：根据车辆的动力性能要求，设计合适的传动比。并选用 合适的齿轮材料和热处理方式，提高传动系统的强度和耐磨性。
4、整车动力性参数优化：通过调整车辆的风阻系数、轮胎滚动阻力等参数， 优化整车的动力性能和能效。
3、优化设计：根据仿真结果，对设计进行优化，提高车辆的动力性和经济 性。
四、结论
纯电动汽车的动力性匹配设计及仿真研究是提高其性能的重要手段。通过对 电机的选型、电池的选型、传动系统的设计以及控制系统的设计，可以实现对纯 电动汽车的动力性匹配设计。通过建立仿真模型并进行仿真分析，可以评估设计 的合理性并进行优化。这将有助于提高纯电动汽车的性能和市场接受度。
基于ADVISOR的纯电动汽车动 力性匹配设计及仿真研究
目录
01 一、引言
03 三、研究方法
02 二、文献综述 04 四、动力性匹配设计
目录
05 五、仿真研究
07 参考内容
06 六、结论与展望
一、引言
随着全球能源危机和环境污染问题的日益严重，电动汽车的发展受到了越来 越多的。其中，纯电动汽车作为一种重要的新能源汽车形式，具有零排放、低能 耗和高能效等优点，因此得到了广泛应用。动力性作为纯电动汽车的重要性能指 标，直接影响了车辆的行驶性能和用户体验。本次演示将利用ADVISOR软件，对 纯电动汽车的动力性匹配进行设计及仿真研究，旨在提高车辆的动力性能和能效。
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然后采用仿真软件Advisor建立了整车、电机、电池、传动系、 车轮等模型,选用ECE_EUDC、UDDS两种循环工况和60km/h等速工 况,对动力性、经济性和部件效率进行仿真,得出了相应的仿真 结果,结果显示初步设计参数较为合理,某些参数存在一定富余。 以往的优化设计部分,主要是针对传动系进行,包括两挡或者五 挡变速器的速比优化和换挡规律优化,以此延长续航里程。
本文的参数设计、软件仿真和优化这一流程,对实际的车型开发 有一定借鉴意义。也可以在本文的框架基础上,根据设计需求采 用其它目标函数和权重参数进行设计,可机效率,但多挡位变速器体积大、 质量重、成本高,目前几乎没有车型采用。本文的优化部分,针 对固定挡位传动比,利用电机效率MAP图将电机主要工作区域往 高效区靠拢,先对速比进行了寻优,结果显示固定挡位传动比的 优化对纯电动车续航里程的延长作用并不算大。
然后再以0~50km/h加速时间、续航里程和整车质量最小为综合 目标,建立目标函数和约束函数数学模型,采用权重递减的改进 粒子群优化算法对初始参数设计进行了优化,找出了一种性能最 均衡最优的参数组合。最后用优化后的参数再次建模分析,与初 始设计参数进行对比,检验优化的效果。
纯电动汽车动力传动系统参数设计及 仿真优化
纯电动车结构简单、噪音低,而且使用电能无污染,因此世界各 国都在重点发展。但目前限制纯电动车推广的瓶颈在于动力电 池及其管理技术,这带来了纯电动车续航里程短、充电时间长、 能量密度低等弊端。
虽然各国都在加大电池研发力度,但目前没有实现突破性进展, 所以研究纯电动车动力传动系统参数匹配设计和优化,在电池数 目不变的情况下进行传动比寻优,然后进行全局优化是本文的研 究目标。本文以国内某型家用纯电动轿车为原型,进行了动力性 和经济性参数设计,主要是对电机功率、转矩、转速,电池容量、 数目和传动系速比进行了匹配设计。