纯电动轿车动力系统匹配与仿真文献综述
2020-04-26 11:53:39
1.目的及意义
1.1目的及意义
随着科技的发展和人们生活质量的提高,全球范围内轿车保有量节节攀高,世界轿车工业水平也在不断进步。同时在另一方面,轿车保有量的迅速增加不仅给环境带来了巨大的污染,而且让日益严重的能源危机更加雪上加霜。污染问题和能源短缺让人类面临前所未有的挑战,也让我们开始认识到:在能源危机和污染问题的双重围困下,传统轿车已经不再适用于我们这个时代。而近年来随着对纯电动轿车研究的愈发深入,我们也认识到纯电动轿车或许有取代传统轿车的潜力。
电动轿车相比于传统轿车,主要有以下优势:
1.零排放。纯电动轿车使用电能,在行驶中无废气排出,不污染环境。
2.电动轿车比汽油机驱动轿车的能源利用率要高。
3.因使用单一的电能源,省去了发动机、变速器、油箱、冷却和排气系统,所以结构较简单。
4.噪声小,避免噪音污染。
5.可在用电低峰时进行轿车充电,可以平抑电网的峰谷差,使发电设备得到充分利用。
6.缓解我国轿车燃料短缺的供需矛盾。
纯电动轿车是高科技综合性产品,除电池、电动机外,车体本身也包含很多高新技术,因此纯电动轿车不仅仅是用电动机取代内燃机,更需要重新设计轿车动力系统结构类型及特点,其中主要包括整车技术参数,动力系统布置方案,电动驱动系统的结构空间设计,电池电机和电控等零部件主要技术参数。本次毕业设计题目,纯电动轿车动力系统匹配与仿真,正是基于对纯电动轿车动力系统结构特点,动力系统布置方案以及主要零部件的技术参数的研究,给纯电动轿车动力系统的设计,匹配和制造提供重要依据。
1.2国内外研究现状
随着经济的发展,各科研院所及高校从不同角度进行研究,国内外知名的研究机构也获得了许多新发现,纯电动轿车技术得到了迅速发展。
国内方面,吉林大学的刘德春在双电机构型纯电动轿车动力系统匹配与控制策略研究一文中探索了一种基于OPPeD仿真平台的永磁同步电机效率MAP获得方法[1]。同时基于OPPeD的电机效率MAP的获得为构型的节能潜力的评价提供了评价基准。在扬州大学曾庆玺的某微型纯电动轿车的总体设计及动力参数匹配与优化中对纯电动轿车的基本组成及工作原理进行了分析,归纳了目前电动轿车驱动系统的主流布置形式[2]。吉林大学吴雪在纯电动轿车动力系统参数匹配方法研究一文中用粒子群优化算法[3]对一款纯电动轿车进行了动力系统参数匹配,对于纯电动轿车整车开发,降低整车能量消耗率、延长续驶里程具有重要意义。吉林大学的潘磊在纯电动轿车动力系统匹配及仿真优化研究中验证了遗传算法[4]在优化过程中的实用性,以及通过遗传算法优化传动系速比使得整车动力系统匹配更加合理,为电动轿车动力传动系统的匹配优化提供一定的理论支持和方法指导。纯电动轿车动力系统参数匹配及电机控制策略研究中吉林大学刘小飞析了电机的性能与电机本体参数(交直轴电感、永磁磁链)的关系,在此基础上提出了基于新的设计指标(弱磁率和凸极率)设计的电机本体性能参数和结构参数[5]。
国外方面,20世纪90年代中期,美国制订发展电动车的“新一代轿车伙伴(PNGV)计划”,主要研发电池驱动纯电动轿车。2002年,美国能源部对工业研究、开发和演示电动轿车投资1500万美元,包括供电质量、动力储存以及使用效率等。低速、小型、特种用途的纯电动轿车得到不断发展。而在日本,90年代之后一些大型轿车企业重新着手研发装载锂离子、镍氢电池的第二代纯电动轿车。由于当时技术和成本等方面的考虑,新能源轿车的研发战略中,动力装备类企业(富士重工、三菱重工等)以纯电动轿车蓄电池技术的研发为重点。纯电动轿车的研发逐渐小型化,单人和双人车型成为主力车型。