第7章-電動(dòng)汽車的設(shè)計(jì)模板

1、第第7章章 電動(dòng)汽車的設(shè)計(jì)電動(dòng)汽車的設(shè)計(jì)7.17.27.3 7.1 純電動(dòng)汽車的設(shè)計(jì) 圖7-1 技術(shù)路線流程圖7.1.1 7.1.1 整車布置原則整車布置原則1. 電動(dòng)汽車開發(fā)的技術(shù)路線2. 總體布置方案的設(shè)計(jì) 7.1 純電動(dòng)汽車的設(shè)計(jì) 圖7-2 前艙總布置3. 電動(dòng)汽車總體布置 7.1 純電動(dòng)汽車的設(shè)計(jì)圖7-3 傳動(dòng)系統(tǒng)連接方式 7.1 純電動(dòng)汽車的設(shè)計(jì)圖7-4 動(dòng)力總成固定點(diǎn) 7.1 純電動(dòng)汽車的設(shè)計(jì)7.1.2 7.1.2 關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)1. 電池技術(shù)2. 電機(jī)技術(shù)3. 控制器技術(shù) 7.1 純電動(dòng)汽車的設(shè)計(jì)7.1.3 7.1.3 參數(shù)的選擇參數(shù)的選擇1. 電動(dòng)機(jī)功率選擇（1）根據(jù)電動(dòng)汽車

2、的最高車速選擇3maxmax1()360076140DerTMgfuC AuP（2）根據(jù)電動(dòng)汽車的加速性能要求選擇001d1dd3.6d3.6uutwfumtuutFFFm 7.1 純電動(dòng)汽車的設(shè)計(jì)（3）根據(jù)車輛的爬坡性能要求來選擇 * 電動(dòng)機(jī)最大功率的取值為：2arcsin()arctan( )1twFFafMgfmaxeerPP 7.1 純電動(dòng)汽車的設(shè)計(jì)2. 主減速比和變速器傳動(dòng)比選擇（1）主減速比的選擇（2）變速器傳動(dòng)比的選擇max0max0.377enriumaxmaxmaxmax 0(cossin)gtqtG friTi 7.1 純電動(dòng)汽車的設(shè)計(jì)3. 電池組數(shù)量選擇圖7-5 電池的簡

3、化電路模型 7.1 純電動(dòng)汽車的設(shè)計(jì)（1） 由最大輸出功率選擇電池組數(shù)量00EUI R00()bPU IEI RI00U IUEIEmaxmaxebeecPnP 7.1 純電動(dòng)汽車的設(shè)計(jì)（2）由續(xù)駛里程數(shù)選擇電池組數(shù)量1000rCVLW1000rL WVC11000rL Wn VC11000rL WnCV 7.1 純電動(dòng)汽車的設(shè)計(jì)7.1.4 7.1.4 參數(shù)的優(yōu)化參數(shù)的優(yōu)化1. 電動(dòng)汽車優(yōu)化設(shè)計(jì)分析（1）選取設(shè)計(jì)變量（2）選取設(shè)計(jì)目標(biāo)（3）選取約束條件（4）建立數(shù)學(xué)模型（5）汽車仿真模型的建立（6）編寫優(yōu)化求解程序 7.1 純電動(dòng)汽車的設(shè)計(jì)2. 優(yōu)化匹配求解模型圖7-6 優(yōu)化匹配求解模型 7.

4、1 純電動(dòng)汽車的設(shè)計(jì)3. 選擇優(yōu)化算法 求解問題的一般過程如圖7-7所示。 （1）個(gè)體編碼 （2）初始化 （3）個(gè)體評價(jià) （4）選擇運(yùn)算 （5）交叉運(yùn)算 （6）變異運(yùn)算 （7）終止條件判斷 7.1 純電動(dòng)汽車的設(shè)計(jì)圖7-7 遺傳算法運(yùn)算過程示意圖 7.1 純電動(dòng)汽車的設(shè)計(jì)圖7-8 遺傳算法進(jìn)化過程 7.1 純電動(dòng)汽車的設(shè)計(jì)4. 優(yōu)化匹配與結(jié)果分析表7-3 測試數(shù)據(jù)約束最高車速（km/h）5515 km/h的最大爬坡度15%整車質(zhì)量（kg）900目標(biāo)值續(xù)駛里程（km）80 7.1 純電動(dòng)汽車的設(shè)計(jì)表7-6 優(yōu)化結(jié)果比較初步匹配Advisor優(yōu)化遺傳算法優(yōu)化無擋兩擋無擋兩擋無擋兩擋Per / kW

5、131313151310NB1010881112Cb /(Ah) 120120120120118.8113iz 10.96813.9618.0710.96813.9618.079.813.9448.06m/kg900900836855928941ta / s6.27.276.86.16.5i /%16.32117.734.51515.8Sd /km90.395.175.47698.5105.6 7. 2 燃料電池電動(dòng)汽車的設(shè)計(jì)7.2.1 7.2.1 整車總體布置原則整車總體布置原則圖7-9 技術(shù)設(shè)計(jì)過程 7. 2 燃料電池電動(dòng)汽車的設(shè)計(jì)圖7-10燃料電池轎車總布置設(shè)計(jì)流程 7. 2 燃料電池電

6、動(dòng)汽車的設(shè)計(jì)7.2.2 7.2.2 關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)1. 燃料電池系統(tǒng) 2. 車載儲(chǔ)氫系統(tǒng)3. 車載蓄電系統(tǒng)4. 電機(jī)及其控制技術(shù)5. 整車布置6. 整車熱管理7. 整車與動(dòng)力系統(tǒng)的參數(shù)選擇與優(yōu)化設(shè)計(jì)8. 多能源動(dòng)力系統(tǒng)的能量管理策略 7. 2 燃料電池電動(dòng)汽車的設(shè)計(jì)7.2.3 7.2.3 部件的選型部件的選型1. 電機(jī)選型2. 傳動(dòng)系速比的選擇3. 燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)（FCE）選型4. 峰值功率系統(tǒng)（PPS）的選型5. 燃料電池的選型 7. 2 燃料電池電動(dòng)汽車的設(shè)計(jì)7.2.4 7.2.4 參數(shù)的選擇參數(shù)的選擇1. 驅(qū)動(dòng)電機(jī)參數(shù)的選擇（1）驅(qū)動(dòng)電機(jī)峰值功率和額定功率的選擇 驅(qū)動(dòng)電機(jī)峰值功率的選擇

7、 目標(biāo)循環(huán)工況最大功率需求/kW最大回饋制動(dòng)功率需求/kWECE工況152.3100.5New York Bus工況201195北京城區(qū)工況124.5120北京城郊176176UDDS工況228153表7-9 典型循環(huán)工況對應(yīng)的車輛極限功率需求 7. 2 燃料電池電動(dòng)汽車的設(shè)計(jì) 驅(qū)動(dòng)電機(jī)額定功率的選擇（2）驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的確定 圖7-11 驅(qū)動(dòng)電機(jī)外特性的示意圖 7. 2 燃料電池電動(dòng)汽車的設(shè)計(jì)（3）工作電壓（4）電機(jī)確定表7-10 FCBUS驅(qū)動(dòng)電機(jī)的參數(shù)選擇電機(jī)種類三相異步交流電機(jī)額定電壓360V峰值功率180kW（2min）額定功率100kW（1h）最大轉(zhuǎn)矩955Nm額定轉(zhuǎn)矩531N

8、m額定轉(zhuǎn)速1800r/min最高轉(zhuǎn)速6000r/min 7. 2 燃料電池電動(dòng)汽車的設(shè)計(jì)2. 傳動(dòng)系最小傳動(dòng)比的選擇3. 傳動(dòng)系最大傳動(dòng)比的選擇4. 固定速比齒輪傳動(dòng)系的傳動(dòng)比選擇5. 燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)性能參數(shù)設(shè)計(jì)6. 蓄電池的性能參數(shù)設(shè)計(jì) 7. 2 燃料電池電動(dòng)汽車的設(shè)計(jì)7.2.5 7.2.5 參數(shù)的優(yōu)化匹配方法參數(shù)的優(yōu)化匹配方法1. 理想的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的參數(shù)優(yōu)化匹配方法圖7-12 參數(shù)優(yōu)化示意圖 7. 2 燃料電池電動(dòng)汽車的設(shè)計(jì)2. 實(shí)用的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的參數(shù)優(yōu)化匹配方法圖7-13 燃料電池汽車動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)示意圖 7.3 混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的設(shè)計(jì)7.3.1 7.3.1 關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)1. 驅(qū)動(dòng)

9、電動(dòng)機(jī)及其控制技術(shù)2. 動(dòng)力電池及其管理系統(tǒng)3. 整車能量管理控制系統(tǒng)4. 動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)匹配5. 能量再生制動(dòng)回收系統(tǒng)6. 先進(jìn)車輛控制技術(shù)在混合動(dòng)力電動(dòng)汽車上的應(yīng)用 7.3 混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的設(shè)計(jì)7.3.2 7.3.2 參數(shù)的選擇參數(shù)的選擇圖7-14 并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車動(dòng)力總成結(jié)構(gòu)簡圖 7.3 混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的設(shè)計(jì)1. 發(fā)動(dòng)機(jī)功率的選擇2. 電動(dòng)機(jī)參數(shù)的選擇圖7-16 并聯(lián)混合動(dòng)力汽車的驅(qū)動(dòng)力車速圖 7.3 混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的設(shè)計(jì)3. 傳動(dòng)系速比的選擇4. 電池參數(shù)的選擇圖7-17 某NiMH電池峰值功率隨SOC變化示意圖 7.3 混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的設(shè)計(jì)7.3.3 7.3.3 參數(shù)的優(yōu)化匹

10、配方法參數(shù)的優(yōu)化匹配方法圖7-18 優(yōu)化過程流程圖1. 優(yōu)化過程概述2. 優(yōu)化模型的建立 7.3 混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的設(shè)計(jì)表7-15 動(dòng)力系統(tǒng)優(yōu)化的技術(shù)性能約束3. EQ6110HEV動(dòng)力系統(tǒng)部件參數(shù)優(yōu)化類型描述條件加速性能/ kmh-1050 km/h070 km/h3070 km/h23.5s22s40s最大速度105 km/h爬坡能力64.5 km/h下爬坡度4.2% 7.3 混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的設(shè)計(jì)表7-17 動(dòng)力系統(tǒng)優(yōu)化結(jié)果4. 優(yōu)化結(jié)果及分析 從結(jié)果中可以看到，優(yōu)化后的車型在滿足仿真初期設(shè)定的動(dòng)力性前提下，達(dá)到了動(dòng)力系統(tǒng)最小化的優(yōu)化目的，這樣可以降低成本，一定程度上提高了整車性能。優(yōu)化參數(shù)初始值優(yōu)化值發(fā)動(dòng)機(jī)峰值功率（kW）110100電機(jī)峰值功率（kW）6050電池模塊數(shù)量（塊）2825 7.3 混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的設(shè)計(jì)7.3.4 7.3.4 提高燃油經(jīng)濟(jì)性的主要措施提高燃油經(jīng)濟(jì)性的主要措施1.選擇較小功率發(fā)動(dòng)機(jī)2. 取消發(fā)動(dòng)機(jī)怠速3. 控制發(fā)動(dòng)機(jī)工作在高效區(qū)4.