摘 要

汽车作为人类现代文明的重要标志，自发明以来给人类的社会生活带来了巨大的改变。它扩大了人们的生活半径、加快了商品的流通，对推动人类文明进步起到了重要的作用。但是随着资源匮乏和环境污染问题的日益突出，传统燃油汽车逐渐不能满足新时代的需求。

与传统燃油汽车相比，纯电动汽车续驶里程较短、整车成本较高，这严重地制约了纯电动汽车产业化。与传统燃油汽车相同，纯电动汽车整车性能由动力性指标和续驶里程体现。研究发现，动力系统参数的变化对纯电动汽车的整车性能有很大的影响，合理的匹配动力系统参数可提髙电动汽车的动力性及经济性，从而提高整车性能。

本文基于某给定纯电动汽车整车参数及其动力性指标，运用汽车理论知识完成动力系统参数匹配设计，并运用AVL Cruise和MATLAB/Simulink软件搭建整车仿真控制平台验证计算的合理性，最后对动力系统参数进行优化设计。

关键词：纯电动汽车；动力参数匹配；再生制动；仿真计算

ABSTRACT

As an important symbol of modern human civilization, the car has brought great changes to human life. It has expanded the radius of people's lives, accelerated the circulation of goods and played an important role in promoting the progress of human civilization. However, With the lack of resources and environmental pollution becoming increasingly serious, the traditional fuel vehicles can ‘t meet the needs of the new era.

Compared with the traditional fuel vehicles, pure electric vehicle has shorter driving range and the higher cost of the vehicle, which seriously restricts the industrialization of pure electric vehicle. Pure electric vehicle performance by the dynamic indicators and driving range embodies which is the same with the traditional fuel vehicles. The study found that the change of the parameters of the power system has a great influence on the performance of the pure electric vehicle, and the reasonable matching dynamic system parameters can improve the power and economy of the electric vehicle, so as to improve the vehicle performance.

Based on a given pure electric vehicle and its dynamic index, this paper used vehicle theory knowledge to complete the design of dynamic system parameter matching, and used AVL Cruise and MATLAB / Simulink software to build the vehicle simulation control platform to verify the rationality of the calculation. Finally, completed the optimization of the power system parameters.

Key words: pure electric vehicle; dynamic parameters matching; regenerative braking; simulation calculation

目录

第一章 绪论 1

1.1 课题研究背景及意义 1

1.2 纯电动汽车发展现状 1

1.2.1 国外发展现状 1

1.2.2 国内发展现状 3

1.3 本文研究主要内容 4

第二章 纯电动汽车动力参数匹配设计 5

2.1 纯电动汽车结构原理 5

2.2 汽车受力分析 6

2.3 纯电动汽车整车参数和性能指标 7

2.4 动力系统参数的确定 8

2.4.1 驱动电机参数的确定 8

2.4.2 电池组参数的确定 11

2.4.3传动系参数的确定 12

第三章 纯电动汽车整车建模及仿真 14

3.1 Cruise软件介绍 14

3.2 驱动电机模型 15

3.3 动力电池模型 16

3.4 整车模型 18

3.5 控制策略的设计与建模 19

3.5.3 MATLAB/Simulink介绍 19

3.5.2 驱动控制策略 20

3.5.3 制动控制策略 21

第四章 纯电动汽车仿真分析及参数优化 25

4.1 仿真结果分析 25

4.2 整车性能验证 29

4.3 动力系统参数优化 30

第五章 总结与展望 31

5.1 论文总结 31

5.2 论文展望 31

参考文献 32

致谢 34

第一章 绪论

1.1 课题研究背景及意义

自1886年卡尔·本茨发明汽车以来，汽车作为一种便捷的交通工具给人们生活带来了巨大的便宜。它极大地加大了人们的生活半径，加快了商品的流通速度，对商品经济的发展起到了不可忽视的作用。随着科技水平的提高和人们生活水准的改善，汽车已不仅局限于单纯的交通工具，人们更把汽车当作一种时尚的生活方式。由汽车衍生的各种产业在国民经济中占据着一定的比重，汽车产业在许多国家更是国家经济的重要支柱，所以，对汽车进行适应新时代的研究创造具有重要的意义。

传统燃油汽车消耗的能量主要来源是石油，而石油是一种不可再生资源，不能永远供燃油汽车使用。尤其在新世纪的高油价时代，石油供应与需求之间的矛盾日益尖锐^[1]。而新世纪人口的急剧增加必将导致汽车保有量的增加，与此同时，由汽车尾气制造的环境污染问题也越来越严重，全球变暖正成为世界各国急需解决的问题，而我国严重的雾霾污染也严重地影响了民众的正常生活，如果不改变传统汽车的发展模式，将对地球环境和人类发展造成灾难性的后果。纯电动汽车之所以能够得到广大的研究关注，不仅因为它有无污染、操纵简单等优点，更重要的是它代表了人们绿色的生活方式和可持续发展的理念^[2]。

纯电动汽车的动力性指标为最高车速、加速时间和爬坡能力，经济性指标为续驶里程，这些性能的表现决定着汽车整车性能的优劣。动力传动系统作为纯电动汽车的关键组成部分，相关动力系统参数的选择对汽车整车性能有着显著的影响^[3]。动力系统系统参数的合理匹配不仅能提高车辆动力性能、增加汽车续驶里程还能降低汽车整车成本^[4]。本文基于某给定纯电动汽车整车参数和动力性指标，对动力系统参数进行匹配设计，并利用Cruise和MATLAB/Simulink软件建模平台联合仿真验证计算的合理性，最后对动力参数进行优化设计。

1.2 纯电动汽车发展现状

1.2.1 国外发展现状

19世纪末，美国、英国和法国的许多公司开始生产电动汽车，电动汽车开始得到发展，由于电动汽车具有方便驾驶等优点，电动汽车在当时的汽车销售市场上占有很大比例，电动汽车一度成为当时金融巨头的代步工具和财富的象征。但随着燃油汽车技术的发展，相比燃油汽车，电动汽车的续驶里程短且制造成本更高，因而电动汽车在汽车市场上的竞争力越来越小。到20世纪30年代，电动汽车在汽车销售市场上的占比几乎为零。直到上世纪70年代，由石油短缺造成的能源危机使电动汽车获得重新发展的机会，世界上许多发达国家如美国、英国、德国和日本都开始重新发展电动汽车，并采取多种措施来推动电动汽车的发展。