纯电动汽车动力系统速比优化设计

综合考虑纯电动汽车的动力性、续驶里程以及能耗需求,在某款固定速比纯电动汽车作为研究样本的基础上,为了使驱动电机工作点落在高效率区域范围,提出了两挡电控机械式自动变纯电动车模型和动力系统优化数学模型,基于Isight集成Cruise,构建两挡AMT纯电动汽车联合优化仿真流程及平台。以100 km/h加速时间和整车NEDC工况100 km能量消耗为优化目标,将动力性、能量消耗以及变速器速比约束等指标作为约束条件,对动力系统速比进行优化;将优化后的设计变量在Cruise仿真平台进行动力性与经济性仿真分析,并制订以车速、负荷率为参考的双参数经济性换挡策略。结果表明,NEDC循环工况能量消耗降低0. 52 kWh/100km,经济性改善率3. 78%,100 km/h加速时间缩短了2. 23%。     

纯电动商务车动力系统匹配与性能仿真

以某公司研发的一款纯电动商务车为研究对象,针对其动力性和续驶里程的要求,在理论分析和计算的基础上对动力系统进行参数匹配,并基于CRUISE软件搭建了整车仿真模型,通过对其动力性和续驶里程进行多次性能仿真以优化驱动电机的匹配参数,选用80km/h匀速循环工况和NEDC循环工况对动力电池组SOC变化进行分析,闭环仿真及优化分析结果表明:在山区城市道路下,纯电动商务车的动力性和续驶里程得到了明显提升,满足了设计要求,为纯电动汽车的研发提供了参考。     

紧凑型纯电动汽车动力系统匹配与性能仿真

针对某款紧凑型纯电动汽车的设计要求,以整车动力性和经济性为匹配目标,运用汽车纵向动力学理论确定驱动电机型号和动力电池参数。在动力系统速比的约束下,完成了固定速比变速器、两挡电控机械式自动变速器(AMT)动力传动2种方案的设计。利用Cruise软件平台搭建整车动力系统模型,对NEDC循环工况续驶巡航、100km/h加速时间以及最大爬坡度等工况进行了仿真试验。结果表明,所设计的传动方案均能满足整车性能设计要求,动力系统参数选取合理。通过方案对比分析,两挡AMT在整车动力性和经济性上都优于固定速比变速器。     

基于粒子群算法纯电动汽车传统优化设计

为了纯电动汽车更好适应城市路况,获得更好的动力性和经济性,以某型单挡的纯电动汽车为研究对象,在基于整车设计参数和动力性能参数上,合理匹配两挡AMT变速器。以加速时间最短和百公里能耗最少为优化目标,以整车动力性、能量消耗和传动系统速比为约束条件,搭建Matlab/Simulink与Isight联合仿真模型。采用粒子群算法对传动系统速比进行优化,优化后仿真结果表明：在NEDC循环工况下,百公里能量消耗降低了2.6%,(0～100)km/h加速时间缩短了4.7%,并进行实车试验,验证仿真合理性。     

基于粒子群算法纯电动汽车传统优化设计

为了纯电动汽车更好适应城市路况,获得更好的动力性和经济性,以某型单挡的纯电动汽车为研究对象,在基于整车设计参数和动力性能参数上,合理匹配两挡AMT变速器。以加速时间最短和百公里能耗最少为优化目标,以整车动力性、能量消耗和传动系统速比为约束条件,搭建Matlab/Simulink与Isight联合仿真模型。采用粒子群算法对传动系统速比进行优化,优化后仿真结果表明：在NEDC循环工况下,百公里能量消耗降低了2.6%,(0～100)km/h加速时间缩短了4.7%,并进行实车试验,验证仿真合理性。     

基于Matlab和Cruise的纯电动汽车动力系统设计与仿真

针对某型纯电动SUV汽车动力系统参数设计优化问题,对纯电动汽车动力电池、驱动电机、传动方式、传动参数等方面进行了研究,对纯电动汽车动力系统参数匹配进行了设计优化,提出了一种基于汽车行驶工况的设计方法。根据整车的基本参数及目标性能确定驱动电机和动力电池,以电动车动力性指标为约束条件计算传动比的可行域,用Matlab编程计算了整车动力性及50 km/h等速工况下续驶里程,借助Cruise软件建立了整车动力传动系统仿真模型,在传动比可行域内计算了NEDC和FTP 75循环工况电动车传动比与能耗之间关系,进行了区间传动参数匹配优化,仿真结果满足设计目标。研究结果表明:该方法能够合理地对纯电动汽车动力系统进行参数匹配,提高纯电动汽车的动力性和能耗经济性。     

多挡变速器对电动汽车动力性与经济性的影响分析

针对固定速比纯电动汽车存在着驱动电机高效区利用率偏低和对驱动电机与动力电池要求高等问题,提出了变速器多挡化解决方法。在固定速比变速器传动方案的研究基础上,设计了两挡和三挡电控机械式自动变速器(AMT)2种方案,并对动力系统速比进行参数匹配。运用Cruise仿真软件平台搭建整车模型,对0～100 km/h加速性能、最大爬坡度以及NEDC循环工况续驶里程等工况进行了仿真试验,对比分析仿真结果,加装两挡和三挡AMT的爬坡能力、最高车速以及汽车续驶里程均优于固定速比变速器。对比三挡AMT传动方案和两挡AMT传动方案,增加挡位数并没能使汽车的经济性和动力性发生质的提升,而挡位过多使得动力系统结构趋于复杂,存在换挡平顺性等缺陷,因此两挡AMT传动方案相对而言具有综合性的优势。     

基于Cruise的纯电动客车动力传动系统优化匹配研究

电动公交传动系统布置方式直接影响着整车的动力性和经济性,同时对电机的参数选择有较大的影响。采用多档传动系统可以提高电动公交车性能,降低对电机的要求,延长续驶里程。根据Cruise的仿真要求,建立了纯电动公交车的整车、电机、离合器、变速器、车轮和驾驶室的数学模型。对"电机+离合器+五挡AMT"的传动系统进行了动力性和经济性的仿真,并与"电机直驱"和"电机+两挡变速器"的传动系统动力性和经济性进行了对比。对比表明"电机+离合器+五挡AMT"方案明显优于其他方案。     

多目标遗传算法的纯电动汽车动力系统参数优化

以某款新开发的两挡机械式自动变速器(Automatic Mechanical Transmission,AMT)纯电动汽车作为研究样本,为兼顾纯电动汽车整车经济性和动力性需求,提出一种动力系统参数优化方案。以0～100 km/h加速时间、新标欧洲循环测试(New European Driving Cycle,NEDC)工况整车百公里能量消耗和一挡最大爬坡度为优化目标,将动力性以及变速器速比约束等指标作为约束条件,借助Isight多学科设计优化软件和Cruise软件建立集成优化模型,并选择带精英策略的快速非支配排序遗传算法对动力系统速比进行多目标优化。优化结果表明,速比优化后的目标车型整车经济性提升了3.19%,最高车速提高了17.55%,虽然0～100 km/h加速时间增加了0.53%,一挡最大爬坡度降低了13.15%,但整车性能更符合所期望的设计目标。     

基于Cruise的某款纯电动客车动力系统匹配与性能仿真

纯电动汽车驱动电机的选型及匹配直接决定了车辆的动力性及经济性。选取了某款纯电动城市客车为研究对象,对其驱动电机进行选型及参数匹配设计;利用Cruise软件建立纯电动客车整车仿真模型,仿真结果表明该纯电动客车的续驶里程、最高车速、最大爬坡度、加速时间等各项性能指标均满足电动汽车安全技术要求和使用需求:对后续纯电动客车的研究开发有参考意义。     

纯电动汽车剩余续驶里程计算方法研究

概述了一种纯电动汽车剩余续驶里程的计算方法,计算基于车辆实际行驶的平均电耗、车辆NEDC里程、动力电池衰减程度等综合因素,考虑到不同的使用环境和驾驶工况,通过车辆仪表给驾驶员显示一个相对准确的数据。该计算方法的主要思路是利用车辆每行驶1 km的耗电量累加得到车辆最近50 km总耗电量,从而预估当前SOC下所能行驶的总里程,不同于简单的以剩余电量乘以固定系数的方法,计算结果更具有参考价值。     

基于静液压传动的蓄电池轨道车电液混合加速策略

为了解决蓄电池轨道车瞬时加速大扭矩引起的大电流冲击对蓄电池寿命和整车续航里程的不利影响,基于传统的静液压传动系统设计了一套新型的电液混合动力系统。首先,建立了电液混合动力系统的功率流数学模型,并根据轨道车的行驶特点对电液混合动力系统的工作模式进行划分;其次,基于加速工况仿真了不同电液功率分配比下的动力耦合特性,并指出研究轨道车能量管理策略的必要性;最后,理论分析了电液混合动力系统中影响蓄电池放电电流强度的因素,并据此制定了最小放电电流冲击的加速策略。运用AMESim-Simulink联合仿真平台对加速策略的可行性进行分析,仿真结果表明所设计的控制策略对轨道车加速时蓄电池的放电电流冲击有良好的抑制作用,且控制简单,实用性强。     

DCT变速四驱HEV混动至纯电动模式切换优化控制

双离合自动变速器（Dual clutch transmission,DCT）变速四轮分布式驱动混合动力汽车（Hybrid electric vehicle,HEV）直线行驶非紧急制动停车时,车辆常由发动机参与的前轮混合驱动模式切换至后轮轮毂电机纯电驱动模式,以提高整车能量转化效率。但该模式切换过程伴随着驱动转矩的前后轴转换和轴荷的前后转移,既涉及多动力源的转矩协调控制,也与车辆纵向动力学状态有关。若控制不当,常引起较大的车辆纵向冲击。针对DCT变速四驱HEV直线行驶工况混合动力至纯电动模式切换过程,基于5自由度车辆纵向动力学模型,利用ISG电机和轮毂电机转矩/转速快速响应的优势以补偿发动机转矩响应滞后以及离合器转矩波动,提出并开发了动力前后端多阶段切换过程模型预测优化控制策略。离线仿真及硬件在环试验结果表明,所开发的直线行驶工况模式切换模型预测控制策略不仅能较柔顺地完成动力由前轴向后轴的平滑过渡,将整车纵向冲击度限制在5 m/s³以内,而且也对整车参数摄动和传感器量测噪声具有较好的鲁棒抑制作用。     

Work and speed based engine operation condition analysis for new European driving cycle (NEDC)

In order to evaluate fuel consumption and tailpipe emission of a vehicle, standard driving cycles are used to prescribe vehicle driving condition such as speed, gear shift, fluid temperature and so on. New european driving cycle (NEDC) has prevailed as the only driving cycle for emission and fuel consumption while Federal Test Procedure 75(FTP-75) mode is used in the United States. In South Korea, NEDC is applied for emission certification and FTP-75 mode is used for fuel consumption of a vehicle powered by diesel engine. Because these driving cycles are mixed of static phase (cruising and idle) and transient phase (acceleration and deceleration), they need to be transformed to static engine operation condition so that optimization is possible using engine dynamometer for each representative engine operation condition. This study set up two models to convert vehicle driving conditions to engine operation condition based on work which the engine should produce to follow the driving cycle and based on representative vehicle speed of NEDC. Accuracy of each model was compared with actual vehicle test result on a chassis dynamometer and the characteristics of each model were analyzed.     

轨道车的电液混合功率迁移与耦合特性

针对现有电力轨道车存在起步性能差、功率冲击大及续航里程短等缺点,研发了一套新型的电液混合驱动系统。建立了系统功率流的数学模型,分析并确定了电功率和液压储能功率之间的耦合方法。基于典型坡道下的行驶工况,制定了适用于不同行驶阶段的功率耦合策略,并利用AMESim软件进行仿真分析。结果表明：起步阶段,电液混合驱动系统可改善轨道车起步加速性能高达57%,并节约了61.7%的电耗;加速阶段,电液混合驱动系统可基本消除电功率冲击,并节约了50%的电耗。     

增程式电动车参数匹配与分析

针对增程式电动车研发中动力系统的参数匹配问题,以整车动力性和续航里程为设计目标,从电驱动系统、动力电池系统、内燃式增程器系统等方面出发,设计了增程式电动车动力系统参数,并以软件AVL CRUISE为仿真平台,采用增程器恒功率控制策略搭建了整车模型,验证了所设计的增程式电动车的整车动力性和续航里程。研究结果表明,车辆的最高车速、加速性能和爬坡性能满足车辆动力性能要求;车辆在10 km/h和15 km/h匀速工况下纯电动续航里程和增程模式的续航里程也满足车辆续航里程要求。     

基于循环工况的纯电动汽车变速箱速比的优化匹配

在现有电池技术条件下,纯电动汽车的续航里程小,已成了影响纯电动汽车推广的重要因素之一.高速永磁同步电机的转速转矩特性及宽广的调速范围,使得纯电动汽车的变速箱不需具有多个档位,即可满足整车动力性能设计指标.降低整车的整备质量,以降低汽车行驶阻力,提高续航里程成为一种思路;合理设计变速箱速比,优化电机工作区也是十分必要的.论文提出了一种基于NEDC循环工况,从整车能量消耗的角度优化变速箱速比的方法.     

纯电动乘用车传动系参数设计及动力性仿真

探讨了纯电动乘用车动力传动系统参数的确定原则和方法,并根据某乘用车主机厂某型纯电动乘用车的动力传动系统结构和控制策略,提出了其动力传动系统的设计方法,在理论计算和工程分析的基础上,对其驱动电机、动力电池以及传动系统传动比进行了参数设计,并用Matlab对整车动力性和续驶里程进行了仿真研究.仿真结果表明,该纯电动乘用车的动力性能和续驶里程基本满足设计指标要求.     

南昌市公交车行驶工况研究

随着我国对节能汽车研究的不断深入,符合实际道路的行驶工况循环研究也越来越多。在对节能汽车的设计过程中,一个合理的行驶工况循环图对于完成整车动力匹配及制定控制策略有着至关重要的作用。以参与的863项目为基础,以南昌市示范运行的混合动力城市公交车为研究对象,在进行道路试验的基础上,基于实际的车速、加速度等准则数,利用多元统计理论建立了能够反映南昌市公交车实际运行特征的行驶工况,并做了这个行驶工况和国内外典型城市工况的对比,结果表明,南昌市有它自己的道路行驶特征:市区平均速度低,怠速时间长,加减速频繁,平均加减速度小。     

基于混杂系统特性的机械式自动变速器故障诊断策略

基于机械式自动变速器(Automated manual transmission, AMT)自动变速系统混杂特性,对AMT自动变速系统故障诊断技术进行研究。运用混杂自动机建立AMT自动变速系统模型,结合系统运行特点研究系统行为轨迹,分析混杂系统模型与行为轨迹之间一致性关系。分析AMT自动变速系统故障定义,结合混杂系统模型提出AMT混杂系统故障行为的定义。通过混杂系统故障行为轨迹,分析故障可诊断性条件,从系统故障模型和故障阈值条件的角度描述故障、可诊断性、诊断精度、系统可观测状态变量之间的关系,并运用故障熵的概念来描述故障可诊断的程度。从系统功能、系统轨迹、系统控制周期多角度对AMT混杂系统行为轨迹进行分析和划分类型,结合国际故障诊断参考流程提出AMT自动变速系统故障诊断策略。将故障诊断策略和诊断算法移植于实车平台,大量实车里程验证了该策略的正确性和实时性。