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%。     

基于遗传算法矿用汽车动力传动系参数优化设计

在对公路汽车动力性与燃油经济性评价指标进行分析基础上,针对矿用汽车提出动力性指标及基于等速百公里燃油消耗量和矿区循环工况燃油消耗量燃油经济性评价指标。基于优化设计理论,以高效区最大爬坡度和等速百公里油耗的线性加权为目标函数,建立传动系匹配方案优化数学模型;以原地起步加速时间和等速百公里油耗线性加权为目标函数,建立矿用汽车动力传动系参数优化数学模型,并选用遗传算法进行优化求解。对改进前后矿用汽车其各项性能指标进行计算,验证可行性并对参数进行优化,验证优化模型实用性。结果可知:通过参数优化,(0～45)km/h加速时间由原来89.89s缩短为84.63s,同时等速百公里由原来125.81L降为124.78L。通过对具有可控性总速比和传动效率进行灵敏度分析,为新车设计和旧车改型提供参考。     

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。     

基于虚拟仪器汽车动力性和经济性测试系统的研究与开发

本文针对当前汽车动力性和经济性的测试方法结果单一且可分析性差的问题,依据虚拟仪器技术建立了汽车动力性和经济性测试系统。系统以LabVIEW为软件开发平台,配以笔记本电脑、传感器、信号调理卡和数据采集卡,可实现对汽车动力性和经济性的测试,包括实时车速、路程零到百公里加速时间以及百公里油耗的显示,并将汽车的实时车速和百公里油耗联系起来绘制不同工况下的等速百公里油耗曲线。通过对该系统进行实际实验和结果误差分析来验证系统的可行性与实用性。结果表明该系统性能稳定、复现性能良好,能较精确地反映测试实验数据。     

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。     

两挡纯电动汽车传动系换挡规律及速比优化研究

以提高电动汽车动力性与经济性为目标,对两挡纯电动汽车传动系速比进行优化设计。以0~80 km/h加速时间和ECE-EUDC-LOW循环工况百公里耗电量分别作为电动汽车动力性与经济性的两个分目标函数,建立了双目标函数下的速比优化模型。考虑到换挡规律在速比优化过程中的耦合效应,确定了与速比关联的兼顾动力性与经济性的换挡规律制定准则。设计一种具有非支配比较筛选功能的枚举算法,求取双目标函数的Pareto最优解集。结果表明,相对于初始速比,电动汽车采用某组优化速比时加速时间缩短了3.5%,百公里耗电量降低了2.4%,电动汽车动力性与经济性得到了提高。     

基于整车性能的汽车传动系参数的优化设计

在建立发动机特性数学模型的基础上,以原地起步连续换挡加速时间、多工况循环行驶油耗和多工况汽车尾气污染物排放量作为衡量动力性、经济性和排放性能的3个分目标,采用线性组合的方法将其转换成单一目标函数,建立传动系优化数学模型,利用复合形法对此模型进行优化。实例结果表明,应用此法对汽车传动系参数进行设计,整车综合性能均有显著改善。     

基于遗传算法的商用车传动系的参数优化

研究了综合考虑动力性和燃油经济性指标的汽车动力传动系数学模型。以燃油经济性最佳为优化目标以及整车动力性作为约束条件,根据指定柴油机和整车参数,运用遗传算法对某商用货车的传动系参数进行优化计算。结果显示,优化后的传动系参数,使得整车在原地起步加速时间基本不变的情况下最高车速提高了2.98%,使得整车混合百公里油耗降低了0.67%。表明优化参数使整车的动力性和燃油经济性得到了不同程度的改善。     

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。     

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。     

两挡纯电动汽车传动系统参数优化和试验对比

为提高纯电动汽车驱动效率,参照一款两挡双离合(DCT)纯电动汽车,改用两挡机械式自动变速器(AMT)传动系统方案,建立多目标遗传算法的参数匹配模型。以电机峰值功率和峰值扭矩为综合设计目标,以整车动力性指标为限制条件,优化电机参数;为增加纯电动汽车续驶里程,优化传动系统高效工作区间,以整车综合工况电池耗电量最小为设计目标,以整车动力性指标和平顺性指标为约束条件,运用全局优化遗传算法对纯电动汽车两挡AMT齿轮速比进行优化,并与纯电动两挡匹配车型和纯电动两挡DCT试验车型作对比。研究结果表明：相较于纯电动两挡匹配车型,优化后的车型0～100 km/h加速时间缩短了5.79%,NEDC工况续驶里程提升了0.31%,HWFET工况续驶里程增加了1.44%;相较于纯电动两挡DCT试验车型,优化后的车型0～100 km/h加速时间缩短了10.31%,NEDC工况续驶里程增加了5.85%。     

基于NEDC的纯电动汽车两挡变速器传动比设计

针对纯电动汽车两挡变速器传动比设计问题,在车辆参数与电机参数都确定的条件下,以传动比为设计变量,以汽车在NEDC工况下的百公里耗电量和动力性设计要求分别建立优化目标函数和约束条件,利用改进和声搜索算法,得到约束条件内优化模型的最优解。结果表明,所选用的两挡变速器基本满足设计要求,与原始单挡相比,该方法得到的设计结果在一定程度上提高了汽车的经济性。     

行星齿轮式两挡变速器匹配与结构设计验证

为解决直驱式电动汽车平均传动效率较低及传统双轴式两挡变速器结构不够紧凑等问题,提出了一种用于电动乘用车的行星齿轮式两挡变速器方案.完成了动力传动系统参数匹配,通过AVL Cruise初步验证了参数匹配的合理性;根据匹配结果,对行星齿轮式两挡变速器进行了结构参数设计,并据此对传动比等关键参数进行了修正;基于CATIA建立了变速器的三维模型,对其关键部件进行了强度验证;通过与常用直驱方案的对比表明,整车百公里加速时间缩短了0.31 s,最大爬坡度由直驱方案的34％增加到37％,最高车速提高了21 km/h,NEDC工况下的续航里程增加了18 km,提出的行星齿轮式两挡变速器可有效提高整车的动力性和经济性.     

基于复合形法的汽车动力传动系参数优化匹配分析

以原地起步连续换档加速时间和多工况循环使用油耗作为衡量动力性和燃油经济性的两个分目标,采用线性加权组合的方法将其转换成单一目标函数,建立了汽车动力传动系优化数学模型,利用复合形法对此模型进行了优化,使整车综合性能得到显著改善.     

微型纯电动货车两挡AMT换挡规律研究

本文以搭载两挡AMT(Automated Mechanical Transmission)的微型纯电动货车为研究对象,首先,根据货车的使用特点,进行了动力性换挡规律设计。为提高整车经济性,采取动态规划方法获取最优换挡策略,并提取可用于实车的双参数经济性换挡规律。最后在前向整车仿真模型中对两种换挡规律在NEDC80工况和日本10-15工况下进行了仿真比较。结果表明,提取的经济性换挡规律可在满足动力性能要求下提高了整车的经济性。     

基于发动机动态试验台的驾驶员纵向操纵特性对汽车动力系统性能影响的研究

在发动机动态试验台上实现了对车辆、道路载荷、驾驶员操纵特性及整车行驶工况的动态模拟,并在国内首次利用发动机动态试验台对驾驶员纵向操纵特性对动力系统性能的影响进行了研究。具体包括动力性和经济性两类换挡规律对汽车加速性能和基于EUDC工况的百公里油耗的影响,以及换挡动作快和换挡动作慢两类驾驶员对汽车起步和换挡过程品质影响的研究。通过发动机动态试验台的试验,得出了驾驶员的纵向操纵特性对汽车动力性、燃油经济性和换挡品质的影响的规律,提高了我国对发动机动态试验台的应用水平。     

基于Isight与Cruise耦合计算的汽车传动比优化

针对某款采用汽油发动机的汽车,采用等比数阶方法对变速器进行传动比匹配,借助Isight和Cruise软件进行耦合计算,采用Pointer优化算法对变速器进行传动比优化,并对优化前后的整车动力性和经济性进行了仿真分析,表明在满足整车动力性设计指标的前提下,优化后城市循环工况下百公里油耗降低6%。     

两挡AMT换挡模式对电动汽车性能影响的研究

建立了电动汽车两挡AMT的最佳动力性、经济性换挡模式以及兼顾动力性和经济性的综合换挡模式,利用模糊控制理论,设计了一种基于加速度均值和加速度均方根的双换挡模式。基于Matlab/Simulink平台,建立了整车、AMT以及换挡模式等模型,以FDG6601EVG纯电动中巴为实例进行了仿真,对4种换挡模式进行综合性能对比分析,结果表明,综合换挡模式与双换挡模式均能兼顾到动力性和经济性,双换挡模式综合性能更优,相比于综合换挡模式,能耗减少11.1%,0~50 km/h加速时间减少了2.48%。     

面向能耗的纯电动汽车两档变速系统参数优化匹配

为降低汽车动力系统的能量损耗,延长汽车续航里程,针对纯电动汽车两档变速系统,提出一种面向能耗的两档变速系统参数优化匹配方法。基于新欧洲行驶循环工况对两档变速系统进行参数初步匹配;进而基于一定的换挡策略和电机实时效率,建立以电机功率、转速、传动比为变量,以比能耗和百公里加速时间为目标的多目标优化模型,并利用多目标粒子群算法对优化模型进行求解。结果表明,优化后的动力参数能有效提高电动汽车的动力性和经济性。