面向?qū)ο蟮钠?chē)模型體系框架及性能計(jì)算【獨(dú)家畢業(yè)課程設(shè)計(jì)含任務(wù)書(shū)+開(kāi)題報(bào)告+外文翻譯+答辯ppt】,面向,對(duì)象,汽車(chē)模型,體系,框架,性能,機(jī)能,計(jì)算 I 面向?qū)ο蟮钠?chē)模型體系框架及性能計(jì)算 摘要： 隨著人類(lèi)對(duì)城市環(huán)境保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng)以及汽車(chē)工業(yè)的不斷發(fā)展，純電動(dòng)汽車(chē)由于具有節(jié)能、對(duì)環(huán)境友好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)逐漸成為新時(shí)代汽車(chē)產(chǎn)業(yè)化的標(biāo)志。該論文經(jīng)由面對(duì)非燃料車(chē)輛的行駛受力情況研究，和非燃料車(chē)輛的動(dòng)力系統(tǒng)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的對(duì)應(yīng)，然后使繪圖工具創(chuàng)造車(chē)輛全部結(jié)構(gòu)的仿真。根據(jù)整車(chē)對(duì)動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性的雙重需求，利用整車(chē)控制器建立純電動(dòng)汽車(chē)整車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)之間的關(guān)系，確定整車(chē)控制的目標(biāo)，以完成對(duì)整質(zhì)量的減小，完成對(duì)純電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池的參數(shù)優(yōu)化。通過(guò)動(dòng)力電池參數(shù)對(duì)純電動(dòng)汽車(chē)整車(chē)性能的影響分析，得到動(dòng)力系統(tǒng)與整車(chē)控制性能的關(guān)系 ，為純電動(dòng)汽車(chē)整車(chē)的設(shè)計(jì)與控制奠定重要的基礎(chǔ)。 關(guān)鍵詞 ： 純電動(dòng)汽車(chē)；動(dòng)力系統(tǒng)；整車(chē)控制器；性能優(yōu)化 a of of of of of of of of of an of of of is by to on of to in to in to of of of on of is an of 錄 摘要 ............................................................................................................................................ I ................................................................................................................................... 錄 ..................................................................................................................................... 緒論 ......................................................................................................................................... 1 文研究的背景和意義 ...................................................................................................... 1 電動(dòng)汽車(chē)的優(yōu)點(diǎn) .............................................................................................................. 1 電動(dòng)汽車(chē)國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 .............................................................................................. 2 外發(fā)展現(xiàn)狀 ................................................................................................................... 2 內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀 ................................................................................................................... 4 究?jī)?nèi)容 .............................................................................................................................. 5 2 純電動(dòng)車(chē)汽車(chē)的結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)介紹 ........................................................................................ 7 電動(dòng)汽車(chē)的結(jié)構(gòu)與原理介紹 ......................................................................................... 7 電動(dòng)汽車(chē)的設(shè)計(jì) ........................................................................................................... 11 章總結(jié) ............................................................................................................................ 13 3 動(dòng)力系統(tǒng)參數(shù)匹配 .............................................................................................................. 14 池參數(shù)設(shè)計(jì)和選型 ........................................................................................................ 14 機(jī)參數(shù)設(shè)計(jì)和選型 ........................................................................................................ 15 車(chē)仿真模型的建立與分析 ............................................................................................ 16 章小結(jié) ........................................................................................................................... 21 4 整車(chē)控制系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)分析 .............................................................................................. 22 車(chē)控制器基本功能及技術(shù)要求 ................................................................................... 22 車(chē)控制器基本功能 ..................................................................................................... 22 車(chē)控制器的技術(shù)要求 ................................................................................................ 22 車(chē)控制目標(biāo) .................................................................................................................... 23 車(chē)控制系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu) .................................................................................................... 24 章小結(jié) ............................................................................................................................ 25 基于整備質(zhì)量最小的動(dòng)力電池匹配優(yōu)化 ........................................................................... 26 池容量及質(zhì)量計(jì)算 ........................................................................................................ 26 配優(yōu)化結(jié)果對(duì)比分析 .................................................................................................... 27 章小結(jié) ............................................................................................................................ 28 6 總結(jié) ...................................................................................................................................... 29 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................................. 30 致謝 .......................................................................................................................................... 31 1 1 緒論 文研究的背景和意義 隨著科技和經(jīng)濟(jì)快速的發(fā)展，汽車(chē)產(chǎn)品已成為現(xiàn)代文明的重要標(biāo)志之一，汽車(chē)產(chǎn)業(yè)也發(fā)展成為許多國(guó)家的支柱產(chǎn)業(yè)，汽車(chē)也越來(lái)越多地走進(jìn)平常百姓家，世界汽車(chē)保有量呈現(xiàn)逐年遞增的趨勢(shì)。從誕生到現(xiàn)在不斷普及的過(guò)程之中，汽車(chē)對(duì)人們而言已不再僅僅是交通工具，而是一種現(xiàn)代人快速、時(shí)尚的生活方式。汽車(chē)在給人們帶來(lái)便利的同時(shí)也造成了能源的緊缺、環(huán)境的污染、嚴(yán)重的交通事故等一系列全球性的問(wèn)題。 2010 年，我國(guó)機(jī)動(dòng)車(chē)排放污染物總共達(dá)到了 噸，這其中，汽車(chē)是污染物總量的主要貢獻(xiàn)者。現(xiàn)在 ，汽車(chē) 的污染氣體 已 經(jīng) 成為各 個(gè)地方 污染 的主要原因。 除此之外， 汽車(chē)的污染氣體排放對(duì)全球形成很大的壓力，已經(jīng)成為全球領(lǐng)先位置。 發(fā)展新能源汽車(chē)包括混合動(dòng)力汽車(chē)（ 純電動(dòng)汽車(chē)（ 及燃料電池汽車(chē)（ 實(shí)現(xiàn)我國(guó)能源安全和環(huán)境保護(hù)以及中國(guó)汽車(chē)工業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。 表 界主要國(guó)家電動(dòng)汽車(chē)保有量 純電動(dòng)汽車(chē)以車(chē)載二次電源作為儲(chǔ)能方式，以電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力裝置驅(qū)動(dòng)車(chē)輛行駛，相比混合動(dòng)力汽車(chē)而言，具有零排放、低噪聲且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，而相比燃料電池則在當(dāng)前更具產(chǎn)業(yè)化的基礎(chǔ)，因此而受到了世界各國(guó)政府及汽車(chē)企業(yè)的廣泛關(guān)注。目前純電 動(dòng)汽車(chē)的產(chǎn)業(yè)化已成為各汽車(chē)企業(yè)的重要目標(biāo)，同時(shí)這也對(duì)提高純電動(dòng)汽車(chē)整車(chē)技術(shù)和性能水平提出了更為急切的需求。 電動(dòng)汽車(chē)的優(yōu)點(diǎn) 電動(dòng)汽車(chē)將逐漸取代傳統(tǒng)汽車(chē)成為新世界的主要交通工具之一，不僅是因?yàn)槠洳倏胤奖?、噪聲小、無(wú)污染，更重要的是它代表了人類(lèi)綠色的生活方式、可持續(xù)發(fā)展的理念[4]。電動(dòng) 的車(chē)能量的節(jié)省狀態(tài)突 出 很優(yōu)秀的特性很頑強(qiáng)的性能 ，電動(dòng)汽車(chē)的優(yōu)點(diǎn)如下：（ 1）電動(dòng)汽車(chē)與傳統(tǒng)汽車(chē)比能量利用率提高，噪聲較低，對(duì)周?chē)h(huán)境產(chǎn)生的污染小。 2 電動(dòng)汽車(chē)的能 量是通過(guò)電池組能量 提供 ， 然而電池組 的 能量能用電池設(shè)備提供，例太陽(yáng)能的各種能量 ， 能夠降低石油的用量。 （ 2）電動(dòng)汽車(chē)的能量利用效率也遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)傳統(tǒng)汽車(chē)。純電動(dòng)汽車(chē)在行駛的過(guò)程中停止運(yùn)行時(shí)不消耗機(jī)械能，在純電動(dòng)汽車(chē)制動(dòng)的時(shí)后能夠再循環(huán)利用純電動(dòng)汽車(chē)制動(dòng)的時(shí)候傳遞回來(lái)的能量，給蓄電池充電并二次利用，因此能夠提高純電動(dòng)汽車(chē)的能量轉(zhuǎn)換效率。 （ 3）純電動(dòng)汽車(chē)與傳統(tǒng)車(chē)輛相比，結(jié)構(gòu)與原理簡(jiǎn)單，機(jī)械傳動(dòng)所需要的機(jī)械部件較少，機(jī)械損失小，并且更加有利于駕駛員的操作。并且機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)中部件的減少，使得純電動(dòng)汽車(chē)在檢測(cè)維修的時(shí)候更加方便，所需要的維修資金也會(huì)相應(yīng)減少 。 電動(dòng)汽車(chē)國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 純電動(dòng)汽車(chē)至今已有一百多年的歷史，最早的電動(dòng)汽車(chē)甚至于還比內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)早了十幾年，但是由于當(dāng)時(shí)動(dòng)力電池和驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)發(fā)展一直較緩慢且遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)。后來(lái)電力電子技術(shù)不斷發(fā)展尤其是動(dòng)力電池技術(shù)水平有了很大的提高，電動(dòng)汽車(chē)有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，技術(shù)水平也得到較大提高。 尤其這么多年對(duì)生態(tài)的維持和大氣的污染源的制止的多方面的聯(lián)系，國(guó)家越來(lái)越對(duì)大氣污染做出更加嚴(yán)格的指示，車(chē)輛的制造公司在以后的發(fā)展中遙遙領(lǐng)先的位置。 電動(dòng)汽車(chē)最早在 19 世紀(jì)末出現(xiàn)，比燃油汽車(chē)略早，但其后來(lái)很長(zhǎng)一 段時(shí)間不如燃油汽車(chē)發(fā)展迅速。到了 20 世紀(jì)末，環(huán)境污染和能源短缺已發(fā)展成為人們面臨的嚴(yán)峻的問(wèn)題，尤其是燃油汽車(chē)的尾氣排放造成了嚴(yán)重的大氣污染，燃油汽車(chē)的尾氣排放也成為污染大氣環(huán)境最主要的原因之一。另外。燃油汽車(chē)的數(shù)量日益劇增，對(duì)石油能源的消耗也變得更多，而石油作為不可再生資源，世界各個(gè)國(guó)家對(duì)石油的需求要求也變得更高，所以燃油汽車(chē)數(shù)量的急劇增加明顯會(huì)給各個(gè)國(guó)家的能源戰(zhàn)略造成很大的困擾。因此，目前越來(lái)越多的國(guó)家與汽車(chē)企業(yè)轉(zhuǎn)向研制更為環(huán)保的電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)，以期來(lái)減少環(huán)境惡化與石油能源的短缺帶給人類(lèi)社會(huì)的巨大困擾。 外發(fā)展現(xiàn)狀 美國(guó)與世界上其他國(guó)家相比，生產(chǎn)汽車(chē)最早，也是全世界對(duì)污染限制最嚴(yán)格的國(guó)家，同時(shí)也是研發(fā)電動(dòng)汽車(chē)最早的國(guó)家之一。美國(guó)政府 為了做出有關(guān)系的內(nèi)容 ， 用非常的精力來(lái)做出非燃油汽車(chē)花費(fèi)更加大大的發(fā)展功能和應(yīng)用。 美國(guó)政府制定了側(cè)重降低石油依賴(lài)、確保能源安全的戰(zhàn)略目標(biāo)，希望通過(guò)發(fā)展電動(dòng)汽車(chē)能夠?qū)崿F(xiàn)汽車(chē)領(lǐng)域擺脫對(duì)石油依 3 賴(lài)，并以法律法規(guī)明確了其戰(zhàn)略定位。 1978 年，日本電動(dòng)汽車(chē)協(xié)會(huì)制定了“電動(dòng)汽車(chē)試用制度”，為電動(dòng)汽車(chē)消費(fèi)者提供一定額度的費(fèi)用補(bǔ)貼來(lái)推動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展。到了20 世紀(jì)末，日本最大的汽車(chē)制 造商本田公司、豐田公司也開(kāi)始致力于研發(fā)電動(dòng)汽車(chē) [10]。到目前為止，日本已成為世界上電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)發(fā)展最為迅速和成熟的國(guó)家。歐洲許多國(guó)家，如法國(guó)、英國(guó)也開(kāi)始加速研發(fā)電動(dòng)汽車(chē)并且注重推廣限定使用區(qū)域的電動(dòng)汽車(chē)，逐步擴(kuò)大電動(dòng)汽車(chē)的使用范圍。 圖 014 年底歐洲主要國(guó)家電動(dòng)汽車(chē)保有量 目前，歐洲、日本、美國(guó)的電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)規(guī)劃已基本形成，大部分汽車(chē)廠商都在全面推進(jìn) 開(kāi)發(fā)，普遍把 2013～ 2015 年定為了電動(dòng)汽車(chē)甚至是燃料電池汽車(chē)進(jìn)入市場(chǎng)、實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的重要節(jié)點(diǎn)。這不僅是出于環(huán)保和油價(jià)方面的考慮，而更是在未來(lái)汽車(chē)行業(yè)領(lǐng)域中取得領(lǐng)先地位的一個(gè)重要保證。 4 圖 洲對(duì)電動(dòng)汽車(chē)扶持政策 圖 盟未來(lái)汽車(chē)研發(fā)目標(biāo) 內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀 5 二十世紀(jì) 60 年代我國(guó)開(kāi)始研究電動(dòng)汽車(chē)，并且在 1980 年以后得到了迅速發(fā)展。國(guó)內(nèi)的電動(dòng)汽車(chē)在世界來(lái)看速度較慢 ， 為了能跟上國(guó)內(nèi)外的發(fā)展 、 提供良好的環(huán)境和對(duì)國(guó)內(nèi)的個(gè)飯面的能力增加使我國(guó)在世界的汽車(chē)行業(yè)具有領(lǐng)先的位置重新組成汽車(chē)的發(fā)展重要機(jī)構(gòu)零件和有關(guān)的內(nèi)容 ，經(jīng)過(guò)多年的技術(shù)攻關(guān)和研究開(kāi)發(fā)，我國(guó)的純電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)在研究原理與技術(shù)水平方面有了很大的提高，并逐步縮小了和世界純電動(dòng)汽車(chē)的先進(jìn)技術(shù)差距，甚至在純電動(dòng)汽車(chē)的某些技術(shù)領(lǐng)域做到了世界領(lǐng)先的地步。當(dāng)前，我國(guó)鼓勵(lì)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)優(yōu)先發(fā)展純電動(dòng)汽車(chē)，在純電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域投入很大的人力物力來(lái)推動(dòng)純電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)的發(fā)展，根據(jù)純電動(dòng)汽車(chē)的設(shè)計(jì)與原理，針對(duì)純電動(dòng)汽車(chē)的特點(diǎn)，特別是整車(chē)的經(jīng)濟(jì)性能水平以及使用的便利性等來(lái)極大地提 高純電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展。 圖 國(guó)政府對(duì)電動(dòng)汽車(chē)財(cái)政補(bǔ)貼 圖 2014 年我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)量 究?jī)?nèi)容 論文針對(duì)純電動(dòng)汽車(chē)整車(chē)性能的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了對(duì)純電動(dòng)汽車(chē)設(shè)計(jì)的分析、整車(chē)控制系統(tǒng)與動(dòng)力控制系統(tǒng)的優(yōu)化等研究工作。主要工作包括： （ 1） 基本了解 純電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展概況，查詢(xún)并學(xué)習(xí)純電動(dòng)汽車(chē)的結(jié)構(gòu)與原理，對(duì)純電動(dòng)汽車(chē)的設(shè)計(jì)流程進(jìn)行熟悉。 6 （ 2）結(jié)合純電動(dòng)汽車(chē)的結(jié)構(gòu)與運(yùn)動(dòng)力學(xué)，對(duì)純電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力系統(tǒng)的參數(shù)進(jìn)行選擇與匹配。掌握動(dòng)力系統(tǒng)中電池組與電機(jī)等動(dòng)力系統(tǒng)與整車(chē)性能的關(guān)系，并利用軟件建立整車(chē)仿真 模型， 對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)進(jìn)行分析 。 （ 3）通過(guò) 分析 純電動(dòng)汽車(chē)整車(chē)控制系統(tǒng)，完成對(duì)純電動(dòng)汽車(chē)整車(chē)控制性能的了解，得到純電動(dòng)汽車(chē)整車(chē)控制的目標(biāo) ，并分析純電動(dòng)汽車(chē)控制軟件結(jié)構(gòu)模式。 （ 4）以整車(chē)降重為主要目標(biāo)，分析動(dòng)力電池參數(shù)的匹配情況， 在 滿(mǎn)足純電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力性要求下 ，實(shí)現(xiàn)整車(chē)降重。 7 2 純電動(dòng)車(chē)汽車(chē)的結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)介紹 電動(dòng)汽車(chē)的結(jié)構(gòu)與原理介紹 純電動(dòng)汽車(chē)的結(jié)構(gòu)組成主要為電力驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)、機(jī)械傳動(dòng)輔助系統(tǒng)、車(chē)身、底盤(pán)四大部分 [11]。眾所周知，在純電動(dòng)汽車(chē)的四大組成部分中，區(qū)別于內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)的最大不同之處，電力驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)作為純電動(dòng)汽車(chē)的唯一核心，是純電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力源輸出。電力驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)主要由電源、驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)及其控制系統(tǒng)輔助控制系統(tǒng)等組成 [12]，純電動(dòng)汽車(chē)的結(jié)構(gòu)框架如圖 示。 純 電 動(dòng) 汽 車(chē)車(chē) 身機(jī) 械 傳 動(dòng) 輔 助 系 統(tǒng)底 盤(pán) 電 力 驅(qū) 動(dòng) 控 制 系 統(tǒng)電 源驅(qū) 動(dòng) 電 動(dòng) 機(jī) 及 控 制 系 統(tǒng) 輔 助 控 制 系 統(tǒng)電 池 管 理 系 統(tǒng)電 機(jī)控 制 系 統(tǒng) 調(diào) 速 控 制 裝 置傳 動(dòng) 裝 置 行 駛 裝 置 轉(zhuǎn) 向 裝 置制 動(dòng) 裝 置工 作 裝 置圖 電動(dòng)汽車(chē)的結(jié)構(gòu)框架 純電動(dòng)汽車(chē)中汽車(chē)的車(chē)身、底盤(pán)與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)的結(jié)構(gòu)相似，設(shè)計(jì)方法與設(shè)計(jì)材料與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)相似，在此不再贅述。 純電動(dòng)汽車(chē)的 各個(gè)能量的控制技術(shù)中 ，電源 要對(duì) 汽車(chē) 的整個(gè)車(chē)體提供更多的能量 。電源的整個(gè)管理系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)的是對(duì)鋰電池的端電壓、電池內(nèi)阻、電池溫度、電解液濃 8 度、電池的充放電時(shí)間、電池的剩余電量及使用情況、放電電流及深度等多個(gè)電池參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控監(jiān)測(cè)，通過(guò)電池的電源溫度設(shè)定、充放電電流來(lái)控制蓄電池的過(guò)熱情況與過(guò)充、過(guò)放電等相關(guān)情況。做到在蓄電池的有關(guān)參數(shù)達(dá)到預(yù)設(shè)報(bào)警參數(shù)值得情況下提醒駕駛員注意車(chē)體的安全 。 圖 電動(dòng)汽車(chē)中的鋰電池 輸出動(dòng)力的動(dòng)力輸出裝置和操縱機(jī)構(gòu)的核心功能即把能源的源能改變成裝置前進(jìn)要耗費(fèi)的其他能量。還經(jīng)由運(yùn)遞設(shè)備把他工作需要的能量傳送 到車(chē)輛的作業(yè)設(shè)備。用來(lái)支持車(chē)輛的前進(jìn)改變方向和剎車(chē)等核心功能。 在早期的純電動(dòng)汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)設(shè)置上采用的是直流串激電動(dòng)機(jī)，由于其本身所具有的優(yōu)勢(shì)特性與汽車(chē)十分相吻合，但隨著純電動(dòng)汽車(chē)向更深度的方向發(fā)展，直流電動(dòng)機(jī)所存在的比功率較小、效率低、維修工作繁重等缺點(diǎn)被逐漸放棄，目前的驅(qū)動(dòng)電機(jī)主要采用交流異步電動(dòng)機(jī)、直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)、開(kāi)關(guān)阻力電動(dòng)機(jī)等三種主要電機(jī)。 和動(dòng)力輸出裝備密切聯(lián)系的速度改變裝置目的讓非燃油的車(chē)輛速度的改變及方向的改變定下的，其經(jīng)由操縱動(dòng)力輸出裝置傳遞的能量解決動(dòng)力輸出裝置傳動(dòng)力矩和轉(zhuǎn)動(dòng)目 的的操縱。與驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的選型類(lèi)似，調(diào)速控制系統(tǒng)的控制變換也主要由直流電動(dòng)機(jī)匝數(shù)的變化向其他晶體管斬波調(diào)速的方向發(fā)展，電動(dòng)汽車(chē)的直流逆變技術(shù)與旋轉(zhuǎn)交流變換技術(shù)將成為目前的優(yōu)勢(shì)技術(shù)。常見(jiàn)的驅(qū)動(dòng)方式見(jiàn)圖 示，圖 (a)-(c)為電動(dòng)機(jī)中央驅(qū)動(dòng)方式， (d)為雙電動(dòng)機(jī)電動(dòng)輪軸驅(qū)動(dòng)方式，圖 (e)-(f)為輪轂電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式。 9 圖 電動(dòng)汽車(chē)中的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu) 非燃油車(chē)輛的動(dòng)力運(yùn)輸系統(tǒng)核心組成由動(dòng)力傳遞設(shè)備、前進(jìn)設(shè)備、改變方向的設(shè)備、剎車(chē)設(shè)備、作業(yè)設(shè)備。 與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)的工作方式類(lèi)似，機(jī)械傳動(dòng)輔助裝置的主要目的是滿(mǎn)足汽車(chē)的行駛、轉(zhuǎn)向、制動(dòng)等功能。 非燃油車(chē)輛的動(dòng)力傳遞設(shè)備是把輸出動(dòng)力的動(dòng)力輸出裝置的動(dòng)力輸出轉(zhuǎn)動(dòng)力矩送到車(chē)輛的動(dòng)力輸出桿，因?yàn)閯?dòng)力輸出裝置自己能夠以一定的額外的重量發(fā)動(dòng)，然后非燃油汽車(chē)拋棄一般的發(fā)動(dòng)機(jī)車(chē)輛的分離結(jié)合裝置。 由于采用電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)方式，電動(dòng)汽車(chē)也可以忽略傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)中的差速器。 動(dòng)力傳輸結(jié)構(gòu) 的 大部分設(shè)備在車(chē)輛能不關(guān)注做到了動(dòng)力傳輸?shù)慕档?。 運(yùn)動(dòng)設(shè)備 是 把動(dòng)力輸出裝置 的 輸出 力 經(jīng)由輪胎轉(zhuǎn)換為 對(duì) 行駛路面 的 相互力 ， 使得汽車(chē)前進(jìn) 。純電動(dòng)汽車(chē)轉(zhuǎn)向裝置的原理與傳統(tǒng)汽車(chē)的轉(zhuǎn)向裝置原理相同，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤(pán)上來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的運(yùn)行，最終作用在轉(zhuǎn)向輪上進(jìn)行轉(zhuǎn)彎。純電動(dòng)汽車(chē)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的類(lèi)型主要有液壓轉(zhuǎn)向、機(jī)械轉(zhuǎn)向以及液壓助力轉(zhuǎn)向等。非燃油汽車(chē)的剎車(chē)設(shè)備與普通發(fā)動(dòng)機(jī)汽車(chē)相同，目的是對(duì)設(shè)備的降低行駛的速度而剎車(chē)的裝備，通常關(guān)鍵是為了車(chē)輛剎車(chē)系統(tǒng)和幫助剎車(chē)系統(tǒng)的設(shè)備結(jié)構(gòu)。在新能源電動(dòng)汽車(chē)上，還裝載著電磁輔助制動(dòng)系統(tǒng)，電磁輔助制動(dòng)系統(tǒng)工作的原理是利用驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)來(lái)操作驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的主要工作運(yùn)行，以此使得純電動(dòng)汽車(chē)在減速制動(dòng)的時(shí)候?qū)C(jī)械能轉(zhuǎn)換為電流，對(duì)蓄電池進(jìn)行二次充 電，實(shí)現(xiàn)主要能量的循環(huán)使用。純電動(dòng)汽車(chē)中的特殊工作裝置主要是為工業(yè)類(lèi)別的純電動(dòng)汽車(chē)為完成工業(yè)作業(yè)而設(shè)置的，例如叉車(chē)采用電動(dòng)裝置而設(shè)置的升降系統(tǒng)等。 10 圖 電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)方式 圖 燃油汽車(chē)動(dòng)力傳輸機(jī)構(gòu) 驅(qū)動(dòng)圖 純電動(dòng)汽車(chē)的 根本緣由通過(guò) 電 池釋放 的能 量 通過(guò) 整個(gè)車(chē)身向整個(gè)車(chē)提供能量， 整車(chē)控制器通過(guò)控制電源控制系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)、調(diào)速控制系統(tǒng)以及輔助裝置控制系統(tǒng)等協(xié)調(diào)整車(chē)的工作狀態(tài)，將電池傳送過(guò)來(lái)的電能充分利用到驅(qū)動(dòng)電機(jī)中，最后將電 11 能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能來(lái)驅(qū)動(dòng)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)，變成汽車(chē)前進(jìn)的牽引力或者汽車(chē)停止和減速的制動(dòng)力。 圖 電動(dòng)汽車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)圖 電動(dòng)汽車(chē)的設(shè)計(jì) 純電動(dòng)汽車(chē)的設(shè)計(jì)主要在于純電動(dòng)汽車(chē)的結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)的確定不僅可以結(jié)合傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，而且考慮到純電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力總成類(lèi)型，結(jié)合汽車(chē)設(shè)計(jì)理論，通過(guò)電源能量控制策略與動(dòng)力系統(tǒng)總成，設(shè)計(jì)出所需要的純電動(dòng)汽車(chē)結(jié)構(gòu)類(lèi)型。 純電動(dòng)汽車(chē)的設(shè)計(jì)需要參考設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的各項(xiàng)性能指標(biāo)，利用純電動(dòng)汽車(chē)結(jié)構(gòu)的尺寸參數(shù)，制定合適的電動(dòng)汽車(chē)結(jié)構(gòu)方案選型 。 達(dá)到純電動(dòng)汽車(chē)的整體設(shè)計(jì) [13]。純電動(dòng)汽車(chē)的整車(chē)原理圖如圖 示。 純電動(dòng)汽車(chē)的設(shè)計(jì)主要分為驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、動(dòng)力電池系統(tǒng)設(shè)計(jì)、車(chē)身底盤(pán)設(shè)計(jì)三大類(lèi)。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)作為純電動(dòng)汽車(chē)的核心之一 [14]，它的設(shè)計(jì)是純電動(dòng)汽車(chē)設(shè)計(jì)的重中之重。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的各項(xiàng)基本參數(shù)選型及匹配必須滿(mǎn)足整車(chē)的動(dòng)力性能匹配，通過(guò)動(dòng)力總成計(jì)算方法，合理選擇動(dòng)力系統(tǒng)的各部件參數(shù)，才能設(shè)計(jì)出完整的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。 動(dòng)力電池系統(tǒng)作為純電動(dòng)汽車(chē)的唯一動(dòng)力源，是純電動(dòng)汽車(chē)能夠保持整車(chē)的動(dòng)力性 。以及高續(xù)航的最大保證 [15]。動(dòng)力電池系統(tǒng)的電池組的類(lèi)型選擇、電壓、電流、充放電能力都是需要考慮的主要標(biāo)準(zhǔn)。電池組的數(shù)目通過(guò)參考整車(chē)的性能要求， 綜合動(dòng)力電池系統(tǒng)的組合方式、總電量來(lái)進(jìn)行計(jì)算選擇。 12 圖 車(chē)原理圖 圖 電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力電池組 車(chē)身底盤(pán)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方案與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)的設(shè)計(jì)方案相似但也有區(qū)別。車(chē)身的設(shè)計(jì)主要考慮到對(duì)整車(chē)性能以及美觀的影響，國(guó)內(nèi)外有很多針對(duì)汽車(chē)車(chē)身的研究，通過(guò)選擇合適的設(shè)計(jì)方案與工藝手段可以設(shè)計(jì)出實(shí)用與美觀的汽車(chē)車(chē)身。 純電動(dòng)汽車(chē)的底盤(pán)要考慮到動(dòng)力系統(tǒng)的安裝與架構(gòu)。通過(guò)計(jì)算軸荷的分配，對(duì)汽車(chē)懸架做出相應(yīng)的改變與調(diào)整。 13 章總結(jié) 本章通過(guò)介紹純電動(dòng)汽車(chē)的結(jié)構(gòu)原理以及設(shè)計(jì)方案，了解純電動(dòng)汽車(chē)的結(jié)構(gòu)與設(shè) 計(jì)流程。 14 3 動(dòng)力系統(tǒng)參數(shù)匹配 純電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性很大程度上取決于動(dòng)力系統(tǒng)的參數(shù)匹配。 動(dòng)力輸出裝置和動(dòng)力源 是 該非燃油車(chē) 的 重要組成部分 ， 使的動(dòng)力傳輸結(jié)構(gòu) 的 相關(guān)數(shù)據(jù)變化明顯 。 動(dòng)力輸出裝置的單位時(shí)間內(nèi)做功的情況的速率能關(guān)系到設(shè)備的行駛質(zhì)量 ， 設(shè)備做的功太多能造成能量消耗 。 組合的電池很 小會(huì) 很難來(lái)確定大尺寸電動(dòng)機(jī)行駛動(dòng)能 ， 組合電池會(huì)影響汽車(chē)的行駛功能。 池參數(shù)設(shè)計(jì)和選型 根據(jù)電動(dòng)汽車(chē)行駛時(shí)的最大輸出功率和最小電池容量來(lái)選擇電池組 [16]。 （ 1） 電池組數(shù)目根據(jù)最大輸出功率選擇 最大功率行駛經(jīng)常發(fā)生在高速行駛、加速行駛和爬坡的條件下，結(jié)合整車(chē)參數(shù)分別計(jì)算這三種情況下實(shí)際功率消耗，選擇最大的作為最大功率。 （ 式中 為電池組數(shù)目； 為最大功率需求； 為最大輸出功率， 為電機(jī)工作效率； 為電機(jī)控制器工作效率； 為電池?cái)?shù)目。 （ 2） 電池組數(shù)目根據(jù)行駛里程選擇 純電動(dòng)汽車(chē)一般按照速度為 60Km/h 進(jìn)行計(jì)算。 （ 式中 為池組數(shù)量； 為行駛里程； 為電能； 為電池電容； 為電池電壓。 電池組數(shù)目 ： ( ) （ 電動(dòng)汽車(chē)的關(guān)鍵是電池的選擇和布置 ， 鉛酸電池是目前最為成熟的動(dòng)力電 池，其制造成本低、比功率大、性能穩(wěn)定，但是能量不足，難以滿(mǎn)足汽車(chē)?yán)m(xù)駛里程要求，使用壽命也比較短。鎳鎘電池充電快、壽命長(zhǎng)，但是其成本較高，容易造成重金屬對(duì)環(huán)境的污染。鋰 材料能源裝置有 鋰離子 能源裝置 、 該材料相應(yīng)的 熔鹽 能源輸出裝置 等， 他的長(zhǎng)處 是 單位質(zhì)量所存在的 能量高， 可使用的時(shí)間 長(zhǎng)。 本文選用鋰離子電池。具體的電池參數(shù)如下表 示。 表 電池參數(shù) 15 參數(shù)名稱(chēng) 參數(shù)要求 電池類(lèi)型 鋰離子電池 單體電池尺寸（ 143×52×222 單體電池重量（ 量密度（ Wh/ 97 單體電池標(biāo)稱(chēng)電壓（ V） 體電池充電截至電壓（ V) 體電池放電截至電壓（ V） 體電池標(biāo)稱(chēng)容量（ 65 電池包數(shù)量 3 電池包聯(lián)接形式 串聯(lián) 單個(gè)電池包電池?cái)?shù)目 36 電池系統(tǒng)額定電壓（ V） 356 機(jī)參數(shù)設(shè)計(jì)和選型 電動(dòng)汽車(chē)比燃油汽車(chē)顯得更加新穎 ， 而現(xiàn)如今更多 的 評(píng)論技術(shù) 和 和其他地方都是用原來(lái)的 汽車(chē)。選擇電機(jī)額定功率要考慮汽車(chē)的最高行駛車(chē)速。 ( ) （ 式中 為最高車(chē)速行駛所耗功率； 為整車(chē)質(zhì)量； 為摩擦系數(shù)； 為最大車(chē)速；為空氣阻力系數(shù)； 為汽車(chē)的迎風(fēng)面積； 為電機(jī)傳動(dòng)效率。 電機(jī)最大功率主要考慮汽車(chē)的加速與爬坡性能。一般汽車(chē)的加速和爬坡過(guò)程發(fā)生的時(shí)間不長(zhǎng)，根據(jù)電機(jī)的最大功率計(jì)算加速性能和大爬坡度。電動(dòng)汽車(chē)爬坡所耗功率： ( ) （ 式中 為爬坡所耗功率； 為速度； 為坡度。 電動(dòng)汽車(chē)加速行駛所消耗的功率為： ( ) （ 式中 為加速行駛所耗功率； 為質(zhì)量換算系數(shù)； 為時(shí)間。 16 電機(jī)額定功率 不小于最高車(chē)速行駛所耗功率；最大功率應(yīng)滿(mǎn)足汽車(chē)加速和最大爬坡度要求。 （ ( ) （ 純電動(dòng)汽車(chē) 用過(guò)電池組從中運(yùn) 過(guò)來(lái)的能 量變成 為汽車(chē) 行駛的能量 。 促使動(dòng)力裝備是整個(gè)裝備的最重要的位置 ， 他的辦公能力和優(yōu)缺點(diǎn)更好的是全部設(shè)備到達(dá)頂峰 。車(chē) 采用的動(dòng)力傳動(dòng)動(dòng)力輸出裝置 類(lèi)型主要有直流 能源輸出裝置 、感應(yīng) 輸出裝置 、同步 能源輸出裝置 和 可控制的 磁阻 能源輸出裝置 。 直流電機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制方便靈活等優(yōu)點(diǎn)，最早的電動(dòng)汽車(chē)采用直流電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的核心部件，目前直流電機(jī)仍然應(yīng)用于城市無(wú)軌電車(chē)和大型客車(chē)上，但是與交流電機(jī)相比，直流電機(jī)在轉(zhuǎn)速、功率密度和使用壽命等很多方面都存在明顯的不足。感應(yīng)電機(jī)也叫異步電機(jī)，感應(yīng)電機(jī)結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單、體積小、可調(diào)范圍寬，但控制系統(tǒng)比較復(fù)雜、成本高，而且必須經(jīng)過(guò)逆變器將動(dòng)力電池輸出的直流電轉(zhuǎn)換為交流電后才可用。本文選用的是永磁同步電機(jī)。 車(chē)仿真模型的建立與分析 非燃油汽車(chē)全部機(jī)構(gòu)的 模型如下圖 示。 該作用設(shè)備關(guān)于動(dòng)力傳輸動(dòng)力輸出裝置機(jī)構(gòu) 、動(dòng)力 能量來(lái)源機(jī)構(gòu) 、 傳動(dòng)比力矩改變裝置 、 兩側(cè)輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)速度差別機(jī)構(gòu) 、 汽車(chē)速度降低機(jī)構(gòu) 、 全部車(chē)體數(shù)據(jù)信息機(jī)構(gòu) 、 汽車(chē)操縱人員機(jī)構(gòu) 。紅色線(xiàn)條表示動(dòng)力電池與驅(qū)動(dòng)電機(jī)之間的電路連接關(guān)系；彩色箭頭表示信號(hào)數(shù)據(jù)總線(xiàn)連接關(guān)系。 為幾個(gè)部分對(duì)整車(chē)仿真模型進(jìn)行分析； 17 18 19 圖 整車(chē)仿真模型圖 針對(duì)電動(dòng)汽車(chē)的最高車(chē)速、爬坡性能和加速性能進(jìn)行分析。下表 以看出，從加速性能來(lái)看， 0h、 50h、 0h 的要求是在 10s、 15s、 25s 范圍之內(nèi)，結(jié)果顯示無(wú)論是空載、半載還是滿(mǎn)載情況下加速性能都達(dá)到設(shè)計(jì)要求。從爬坡性能來(lái)看，實(shí)際仿真結(jié)果也達(dá)到設(shè)計(jì)要求。由表可知，車(chē)輛最大爬坡度隨著載荷的增加而迅速遞減，主要是由于增加的負(fù)載會(huì)轉(zhuǎn)化為坡道阻力直接作用于汽車(chē)上造成的。從最高車(chē)速來(lái)看，設(shè)計(jì)要求是超過(guò) 100km/h，仿真結(jié)果超過(guò) 110km/h。隨著車(chē)輛負(fù)載的增加最高車(chē)速變化穩(wěn)定、稍有下滑，這說(shuō)明電機(jī)和傳動(dòng)系匹配較為合理。 表 動(dòng)力性能仿真結(jié)果 20 測(cè)試項(xiàng)目 空載 半載 滿(mǎn)載 0h 加速時(shí)間（ s) 0h 加速時(shí)間（ s) h 加速時(shí)間（ s) 速時(shí)間（ s） 大爬坡度 30% 最高車(chē)速（ km/h） 115 113 112 電機(jī)最大輸出功率與車(chē)速關(guān)系如下圖 示。 圖 滿(mǎn)載爬坡能力曲線(xiàn)圖 21 圖 率與車(chē)速關(guān)系圖 章小結(jié) 本章詳細(xì)介紹了電池和電機(jī)的設(shè)計(jì)和選型，電池采用鋰離子電池，電機(jī)采用永磁同步電機(jī)；其次建立了整車(chē)仿真模型， 依據(jù)非燃油車(chē)輛行駛最快速度，走上傾斜道路的能力及提高車(chē)速的能力考慮研究。 結(jié)果顯示無(wú)論是空載、半載還是滿(mǎn)載情況下加速性能都達(dá)到設(shè)計(jì)要求；從爬坡性能來(lái)看，實(shí)際仿真結(jié)果也達(dá)到設(shè)計(jì)要求。 22 4 整車(chē)控制系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)分析 車(chē)控制器基本功能及技術(shù)要求 車(chē)控制器基本功能 整車(chē)控制器 既然是 純電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的 最重要的部位，基本上完成了純電動(dòng)汽車(chē)的駕駛能力， 主要有以下功能： （ 1） 搜索汽車(chē)油門(mén)反饋 以及 剎車(chē)反饋 等 開(kāi)車(chē)狀態(tài) ， 依靠開(kāi)車(chē)者想法及汽車(chē)現(xiàn)如今情況研究考慮，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)沒(méi)有錯(cuò)誤的傳遞操縱信息 ， 完成開(kāi)車(chē)人的 的 行進(jìn)目的 ，該方法是全部汽車(chē)操縱裝備初始的功能 ； （ 2） 通過(guò)直接采集信號(hào)以及接收 線(xiàn)的數(shù)據(jù)來(lái)獲得車(chē)輛運(yùn)行的數(shù)據(jù)，主要包括車(chē)速、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、電機(jī)的工作模式、總電壓、電池溫度和電池的剩余電量等，通過(guò) 線(xiàn)將這些數(shù)據(jù)通過(guò)車(chē)載儀表來(lái)顯示，當(dāng)有緊急情況時(shí)，通過(guò) 線(xiàn)檢測(cè)在車(chē)載儀表顯示故障信息，駕駛員可以采取相應(yīng)的措施進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛狀態(tài)的檢測(cè)和顯示。 （ 3） 整車(chē)控制器通過(guò)分析駕駛員的制動(dòng)意圖、電池組狀態(tài)及電機(jī)狀態(tài)等信息，結(jié)合制動(dòng)能量回收控制策略，將電機(jī)工作在再生制動(dòng)狀態(tài)，滿(mǎn)足制動(dòng)能量回收而且使電機(jī)工作在發(fā)電狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)制動(dòng)能量的回收，這是純電動(dòng)汽車(chē)區(qū)別于傳統(tǒng)汽車(chē)的重要特征。 （ 4） 整車(chē)控制器能夠?qū)φ?chē)能量進(jìn)行優(yōu)化，這是為了延長(zhǎng)汽車(chē)的續(xù)駛里程。 車(chē)控制器的技術(shù)要求 要想突出控制器的潛力 ， 一定要實(shí)現(xiàn)控制器的利用潛能和標(biāo)準(zhǔn) 。 （ 1） 整車(chē)控制器 應(yīng)該有大 量方法 輸入范圍 能夠控制 的 參考數(shù)量 以及 參數(shù)量消息傳入連接處 、 發(fā)現(xiàn)問(wèn)題研究連接處 、 單位時(shí)間的做功傳到外部所需要的連接處以及起碼 2各 號(hào)連接處 。 （ 2） 全部設(shè)備的操縱裝置因具備快速的計(jì)數(shù)功能，這樣可以提供根本的的保障用來(lái)挑選符合要求的操縱計(jì)數(shù)方法的汽車(chē)的高校操縱。 （ 3） 純電動(dòng)汽車(chē) 含有零件和 驅(qū)動(dòng)器等 大用電設(shè)備 ，整車(chē)控制器 要有很優(yōu)秀的機(jī)械特性。 23 車(chē)控制目標(biāo) 純電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)解雇主要由驅(qū)動(dòng)電機(jī)、動(dòng)力電池和整車(chē)控制器（ 成。典型的純電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 示。 圖 型的純電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 整車(chē)控制器（ 整車(chē)的控制中樞，實(shí)時(shí)搜索駕駛員的操作指令，結(jié)合整車(chē)各部件的狀態(tài)信息，通過(guò)相應(yīng)的控制策略來(lái)進(jìn)行控制并輸出轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)指令，實(shí)現(xiàn)整車(chē)的監(jiān)督、控制和管理。 滿(mǎn)足基本的駕駛需求是純電動(dòng)汽車(chē)整車(chē)控制的最基本的控制目標(biāo)，節(jié)能降耗是純電動(dòng)汽車(chē)的一個(gè)技術(shù)特點(diǎn)，整車(chē)控制應(yīng)該注重提高能量利用率。根據(jù)純電動(dòng)汽車(chē)的技術(shù)特點(diǎn)和基本性能需求，整車(chē)控制目標(biāo)應(yīng)如下： 1） 具備較強(qiáng)的動(dòng)力輸出能力，體現(xiàn)純電動(dòng)汽車(chē)駕駛性能良好； 2） 在保證基本駕駛性能的前提下應(yīng)該降低能耗水平，延長(zhǎng)汽車(chē)的續(xù)駛里程； 3） 為了 保 正汽車(chē)所有結(jié)構(gòu)可以 工作 很長(zhǎng)的時(shí)間 ， 遂即也避免非人為的汽車(chē)停止運(yùn)行情況 的 出現(xiàn) 。 24 車(chē)控制系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu) 根據(jù)整車(chē)對(duì)動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性的雙重需要，采用單一的控制模式已經(jīng)很難滿(mǎn)足，針對(duì)不同的駕駛需求，設(shè)置動(dòng)力模式和經(jīng)濟(jì)模式兩種基本操作模式，除此之外，還增加了跛行控制模式來(lái)提高純電動(dòng)汽車(chē)整車(chē)對(duì)一般異?，F(xiàn)象的處理和應(yīng)對(duì)能力，具備跛行回家的功能，整車(chē)控制系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)如圖 示。 圖 車(chē)控制系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)圖 輸出的能量和節(jié)省能源的模式是普通的操縱方法，經(jīng)由汽車(chē)操縱得人經(jīng)由變速器的人為挑選。 而跛行模式主要通過(guò)整車(chē)控制器根據(jù)電池系統(tǒng)和電機(jī)狀態(tài)自動(dòng)判斷。 在動(dòng)力模式中，動(dòng)力性能表現(xiàn)是很重要的，能夠快速的響應(yīng)駕駛員的踏板操作行為，轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)靈敏性更加好，在起步和在有急加速需求時(shí)表現(xiàn)更加明顯，能夠提供足夠的動(dòng)力，減小滑行制動(dòng)和再生制動(dòng)力參與的程度，不過(guò)多影響整車(chē)的動(dòng)力性水平。 經(jīng)濟(jì)模式下，注重整車(chē)經(jīng)濟(jì)性水平，在一定的程度下降低轉(zhuǎn)矩輸出能力，降低放電倍率，提高電池能量效率從而延長(zhǎng)續(xù)駛里程。在經(jīng)濟(jì)模式下，可以適當(dāng)提高花型和再生制動(dòng)力矩，通過(guò)不影響傳統(tǒng)制動(dòng)系統(tǒng)來(lái)回收更多的能量，提高了汽車(chē)的能量利用率。 25 跛行模式主要針對(duì)電池電量過(guò)低或者在動(dòng)力系統(tǒng)有故障時(shí)，提前采取轉(zhuǎn)矩約束并進(jìn)行調(diào)節(jié)，確保安全而且不損壞動(dòng)力系統(tǒng)使整車(chē)具有一定的功率輸出能力，實(shí)現(xiàn)跛行回家。 章小結(jié) 本章描述了純電動(dòng)汽車(chē)整車(chē)控制器的基本功能和技術(shù)要求，結(jié)合純電動(dòng)汽車(chē)的結(jié)構(gòu)和技術(shù)特點(diǎn)，得出了整車(chē)控制的目標(biāo)；根據(jù)整車(chē)對(duì)動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性的雙重需求，得出了整車(chē)控制軟件結(jié)構(gòu)模式，包括動(dòng)力模式和經(jīng)濟(jì)模式，針對(duì)電機(jī)溫度過(guò)高和電池電量過(guò)低等異?，F(xiàn)象設(shè)置了跛行模式。 26 5 基于整備質(zhì)量最小的動(dòng)力電池匹配優(yōu)化 池容量及質(zhì)量計(jì)算 純電動(dòng)汽車(chē)由動(dòng)力電池提供能量，由于動(dòng)力電池在不同荷電狀態(tài)下（ 的功率輸出能力不同，以 的電池狀態(tài)為基準(zhǔn)，即當(dāng)電池荷電狀態(tài)高于 。電池均能滿(mǎn)足整車(chē)的最大功率需求。 按照 20力電池試驗(yàn)數(shù)據(jù)，根據(jù)式 到 20池在規(guī)定 的最大可放功率為 （ 其中 為 20 為開(kāi)路電壓； 為內(nèi)阻。 動(dòng)力電池在相同 的開(kāi)路電壓可以認(rèn)為是一致的，可輸出最大功率主要受到電池內(nèi)阻的影響，內(nèi)阻與容量成反比例關(guān)系，則功率與容量為正比關(guān)系，從而可以確定由放電功率所決定的電池容量關(guān)系為 （ 其中， 為最大需求放電功率； 為當(dāng)前最大功率下的容量需求。 考慮電池的單體質(zhì)量比能量為 180Wh/池包質(zhì)量比能量為 75Wh/考慮電池相箱體質(zhì)量 20加成修正，則根據(jù)電池容量可以計(jì)算得到單體電池的質(zhì)量為 （ 電池組總質(zhì)量為 （ 其中， 為單體電池質(zhì)量比能量； 為模塊質(zhì)量比能量； 20電池箱及管理系統(tǒng)附件質(zhì)量修正。 根據(jù)電機(jī)功率確定不同基速下的電池容量需求及電池質(zhì)量變化關(guān)系如圖 示。 27 圖 大功率需求下電池容量及質(zhì)量隨基速變化關(guān)系圖 由圖 以看出，電池容量和質(zhì)量隨基速增大而增加。 經(jīng)過(guò)計(jì)算可得在基速為 2500電池質(zhì)量相對(duì)較小，本著參數(shù)匹配稍大于理論計(jì)算值的原則，確定以 3000基速，電池容量取整為 55 配優(yōu)化結(jié)果對(duì)比分析 基于整備質(zhì)量最小優(yōu)化匹配之后，電池參數(shù)對(duì)比如表 示。 基于整車(chē)降重的設(shè)計(jì)要求，通過(guò)質(zhì)量最小整定，實(shí)現(xiàn)了滿(mǎn)足動(dòng)力性要求的前提下，降低整車(chē)整備質(zhì)量匹配優(yōu)化，獲得了 整車(chē)降重效果。 表 量最小優(yōu)化結(jié)果與原車(chē)電池參數(shù)對(duì)比 項(xiàng)目 原車(chē)電池 質(zhì)量最小 對(duì)比差值 串聯(lián)節(jié)數(shù) 102 102 0 容量（ 60 55 池質(zhì)量（ 286 28 章小結(jié) 本章通過(guò)對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行容量及質(zhì)量進(jìn)行計(jì)算，基于整車(chē)降重的設(shè)計(jì)要求，通過(guò)質(zhì)量最小整定，獲得了 整車(chē)降重效果，滿(mǎn)足了動(dòng)力性要求。 29 6 總結(jié) 論文針對(duì)純電動(dòng)汽車(chē)整車(chē)性能的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了對(duì)純電動(dòng)汽車(chē)設(shè)計(jì)的分析、整車(chē)控制系統(tǒng)與動(dòng)力控制系統(tǒng)的優(yōu)化等研究工作。主要完成的工作包括： （ 1） 首先對(duì)純電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展概況進(jìn)行了基本了解，查詢(xún)并學(xué)習(xí)了純電動(dòng)汽車(chē)的結(jié)構(gòu)與原理，對(duì)純電動(dòng)汽車(chē)的設(shè)計(jì)流程進(jìn)行了熟悉。 （ 2） 結(jié)合純電動(dòng)汽車(chē)的結(jié)構(gòu)與運(yùn)動(dòng)力學(xué)，對(duì)純電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力系統(tǒng)的參數(shù)進(jìn)行了選擇與匹配。掌握動(dòng)力系統(tǒng)中電池組與電機(jī)等動(dòng)力系統(tǒng)與整車(chē)性能的關(guān)系，并利用軟件建立整車(chē)仿真模型，有助于下一步研究的進(jìn)行。 （ 3） 以整車(chē)降重為主要目標(biāo)，分析動(dòng)力電池參數(shù)的匹配情況， 在 滿(mǎn)足純電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力性要求下 ，實(shí)現(xiàn)整車(chē)降重 目標(biāo) 。 本 論文在完成上述工作的同時(shí)，也存在一些不足之處。動(dòng)力系統(tǒng)參數(shù)匹配的過(guò)程中主要考慮了電池組與電機(jī)參數(shù)的控制，沒(méi)有考慮把其他參數(shù)和這兩個(gè)大系統(tǒng)聯(lián)系起來(lái)，例如變速比等參數(shù)。在整車(chē)軟件控制過(guò)程中，以整車(chē)質(zhì)量降低為目標(biāo)考慮動(dòng)力性能匹配略顯簡(jiǎn)單。 這都需要 論文 要更注重于細(xì)節(jié)。 30 參 考 文 獻(xiàn) [1] 王軍方 ,丁焰 ,湯大鋼 J]2011(24):14[2] 胡驊 , 宋慧主編 M]人民交通出版社 ,2002:26 [3] 004:387 [4] 陳清泉 ,孫立清 J]2005,23(4):24[5] 王宇寧 J]2005 (9): 35 [6] C. of of ]. of 2002, 90(2): 247[7] 孫逢春等 M]2004. 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