标准的双驱电动汽车动力传动系统参数匹配与仿真研究

双驱电动汽车动力传动系统参数匹配与仿真研究重庆大学硕士学位论文（学术学位）学生姓名：陈宗波指导教师：孙冬野教授专业：车辆工程学科门类：工学重庆大学机械工程学院二O一三年五月ParameterDesignandSimulationResearchforDual-DriveElectricVehiclePowertrainAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheMaster’sDegreeofEngineeringByChenZongboSupervisedbyProf.SunDongyeSpecialty:VehicleEngineeringCollegeofMechanicalEngineeringofChongqingUniversity,Chongqing,China.May,2013中文摘要I摘要纯电动汽车因蓄电池单位重量储存的能量太少而成为制约其发展的重要因素之一，随着电机控制技术的日趋成熟，纯电动汽车的研究工作则主要集中于如何延长续驶里程这一难点上。续驶里程的提高除了依赖于蓄电池技术外，还受动力总成及其控制技术，高效的传动系统及功能全面的能量管理控制策略影响。如何提高其续驶里程及综合性能是提高电动汽车技术水平的迫切需要和主要研究方向。本文提出一种新的双驱电动汽车动力传动系统，以期在现有蓄电池技术条件下，通过创新驱动方式、优化结构/性能参数，达到进一步提高纯电动汽车续驶里程的目的。对双驱纯电动汽车动力传动系统参数进行匹配设计，建立仿真模型，主要工作内容如下：①对单驱电动汽车动力传动系统进行匹配，包括传动系统方案的选择、驱动电机参数以及动力电池组参数的匹配原则，并对纯电动汽车的动力性和续驶里程进行了分析，在分析过程中着重分析了最高车速、爬坡度和加速性的评价方法，以及对等速续驶里程和工况续驶里程进行了计算。②提出了双驱电动汽车动力传动系统结构，并在此结构下对其工作原理进行了分析。对双驱电动汽车动力传动系统的动力系统相关参数进行了匹配设计，包括需求功率分析、电机性能参数和电池组系统参数等，并分析了传动系统对整车的影响，对双驱电动汽车动力传动系统的传动系统相关参数进行了匹配设计，包括行星机构特征参数、一级减速和主减速器速比等参数。③阐述了纯电动汽车控制策略和控制要点，提出了整车控制策略。在Matlab/Simulink环境中建立了整车动力传动系统仿真模型，包括行驶路况模型、驾驶员模型、车辆动力学模型、再生制动模型、蓄电池模型、电机及控制模型。然后根据汽车实际的动力传递路线建立了整车动力学仿真计算模型，为整车动力性和燃油经济性的仿真计算奠定基础。④分别对单、双电机进行动力性能和经济性能仿真分析。并对双驱传动系统影响因素进行分析，包括特征参数对汽车性能影响分析以及电机功率分配对整车性能的影响。关键词：电动汽车，双驱动，匹配设计，影响因素重庆大学硕士学位论文II英文摘要IIIABSTRACTThedevelopmentofelectricvehiclesisrestrictedbylittleenergyofbatteryinunitweight.Asmotorcontroltechnologyismaturegradually,studyonelectricvehiclesmainlyfocusesonhowtoextendendurancemileage.Increaseofendurancemileagereliesonnotonlybatterytechnologybutalsopowerassemblyandcontroltechnology,high-efficiencytransmissionsystemandfull-featuredenergycontrolstrategy.Howtoimproveendurancemileageandoverallperformanceisanurgentneedforimprovingelectricvehicletechnologyandthemainresearchdirection.Inthisarticle,onenewdual-driveelectricvehiclepowertransmissionsystemisproposedtoachievethedesiredpurposeoffurtherimprovingendurancemileageofpureelectricvehiclebasedoncurrentbatterytechnologyandbyinnovation-drivenandoptimizingstructure/performanceparameters.Maincontentsofmatchingdesignindual-driveelectricvehiclepowertransmissionsystemparametersandsimulationmodelingareasfollows:①Thesingle-motorelectricvehiclepowertransmissionsystemsshallbematched,includingprinciplesforselectionoftransmissionsystemschemeandmatchingofdrivingmotorparametersandtractionbatterypackparameters,anddynamicpropertyandendurancemileageofpureelectricvehicleshallbeanalyzed.Duringanalysis,evaluationmethodsonmaximumspeeding,gradabilityandaccelerationandcalculationofendurancemileagesatconstantspeedsandundervariousworkingconditionsarefocused.②Thedual-driveelectricvehiclepowertransmissionsystemstructureisproposedinthisarticle,andtheworkingprincipleisanalyzedundersuchstructure.Relevantparametersofdual-driveelectricvehiclepowertransmissionsystem(includinganalysisondemandedpower,batteryperformanceparametersandbatterypacksystemparameters,etc.)shallbematched,andimpactoftransmissionsystemonvehicleisanalyzed.Relevantparametersofdual-driveelectricvehiclepowertransmissionsystem(includingcharacteristicparametersofplanetarymechanismandspeedrationofsingle-reductiongearboxandmainreductiongearbox)shallbematched.③Thisarticlesetsforththecontrolstrategiesandcontrolpointsandproposesthecontrolstrategiesforvehicle.Thesimulationmodelsforvehiclepowertransmissionsystem(includingdrivingconditionmodel,drivermodel,vehicledynamicsmodel,重庆大学硕士学位论文IVregenerativebrakingmodel,batterymodel,motorandcontrolmodel)aresetupunderMatlab/Simulinkenvironment.Then,vehicledynamicsmodelforsimulationcalculationissetupaccordingtotheactualpowertransmissionlineofvehicle,soastolayfoundationforsimulationcalculationofvehicledynamicsandfueleconomy.④Simulationanalysisonpowerpropertiesandeconomicperformancesofsingle-motoranddual-motortransmissionsystemsshallbeconductedrespectively,andimpactondual-motortransmissionsystem(includingimpactofcharacteristicparametersonvehicleperformanceandmotorpowerdistributiononvehicleperformance)shallbeanalyzed.Keywords:ElectricVehicle,Dual-Drive,Matching,InfluenceFactor目录V目录中文摘要..........................................................................................................................................I英文摘要.......................................................................................................................................III1绪论...............................................................................................................................................11.1研究背景与意义....................................................................................................................11.2电动汽车概述........................................................................................................................31.3纯电动汽车动力传动系统分析............................................................................................41.3.1纯电动汽车动力传动系统布置形式.........................................................................41.3.2纯电动汽车动力传动系统国内外现状.....................................................................61.4本文