纯电动汽车动力系统参数匹配及性能分析本科毕业设计论文.docx
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纯电动汽车动力系统参数匹配及性能分析本科毕业设计论文
JIANGSUUNIVERSITY
本科毕业论文
纯电动汽车动力系统参数匹配及性能分析
BatteryElectricVehiclePower-trainSystemParametersMatchingandPerformanceAnalysis
学院名称：
汽车与交通工程学院
专业班级：
交通运输
学生姓名：
指导教师姓名：
指导教师职称：
讲师
2012年6月
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明
原创性声明
本人郑重承诺：
所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名：
日 期：
指导教师签名：
日 期：
使用授权说明
本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：
按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名：
日 期：
学位论文原创性声明
本人郑重声明：
所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名：
日期：
年月日
学位论文版权使用授权书
本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名：
日期：
年月日
导师签名：
日期：
年月日
注意事项
1.设计（论文）的内容包括：
1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）
2）原创性声明
3）中文摘要（300字左右）、关键词
4）外文摘要、关键词
5）目次页（附件不统一编入）
6）论文主体部分：
引言（或绪论）、正文、结论
7）参考文献
8）致谢
9）附录（对论文支持必要时）
2.论文字数要求：
理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。
3.附件包括：
任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。
4.文字、图表要求：
1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写
2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。
图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画
3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印
4）图表应绘制于无格子的页面上
5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档
5.装订顺序
1）设计（论文）
2）附件：
按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订
指导教师评阅书
指导教师评价：
一、撰写（设计）过程
1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神
□优□良□中□及格□不及格
2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度
□优□良□中□及格□不及格
3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力
□优□良□中□及格□不及格
4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性
□优□良□中□及格□不及格
5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况
□优□良□中□及格□不及格
二、论文（设计）质量
1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？
□优□良□中□及格□不及格
2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？
□优□良□中□及格□不及格
三、论文（设计）水平
1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义
□优□良□中□及格□不及格
2、论文的观念是否有新意？
设计是否有创意？
□优□良□中□及格□不及格
3、论文（设计说明书）所体现的整体水平
□优□良□中□及格□不及格
建议成绩：
□优□良□中□及格□不及格
（在所选等级前的□内画“√”）
指导教师：
（签名）单位：
（盖章）
年月日
评阅教师评阅书
评阅教师评价：
一、论文（设计）质量
1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？
□优□良□中□及格□不及格
2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？
□优□良□中□及格□不及格
二、论文（设计）水平
1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义
□优□良□中□及格□不及格
2、论文的观念是否有新意？
设计是否有创意？
□优□良□中□及格□不及格
3、论文（设计说明书）所体现的整体水平
□优□良□中□及格□不及格
建议成绩：
□优□良□中□及格□不及格
（在所选等级前的□内画“√”）
评阅教师：
（签名）单位：
（盖章）
年月日
教研室（或答辩小组）及教学系意见
教研室（或答辩小组）评价：
一、答辩过程
1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况
□优□良□中□及格□不及格
2、对答辩问题的反应、理解、表达情况
□优□良□中□及格□不及格
3、学生答辩过程中的精神状态
□优□良□中□及格□不及格
二、论文（设计）质量
1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？
□优□良□中□及格□不及格
2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？
□优□良□中□及格□不及格
三、论文（设计）水平
1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义
□优□良□中□及格□不及格
2、论文的观念是否有新意？
设计是否有创意？
□优□良□中□及格□不及格
3、论文（设计说明书）所体现的整体水平
□优□良□中□及格□不及格
评定成绩：
□优□良□中□及格□不及格
教研室主任（或答辩小组组长）：
（签名）
年月日
教学系意见：
系主任：
（签名）
年月日
第一章绪论·······························································6
1.1电动汽车研发的意义··················································6
1.2电动汽车的结构和特点················································8
1.3研究技术的关键·····················································10
1.4本研究的意义·······················································10
1.5本研究的主要内容···················································11
第二章电动汽车系统的组成··············································12
2.1电动汽车的基本组成部分·············································12
2.1.1车载电源·························································12
2.1.2电池管理系统·····················································13
2.1.3驱动电动机和驱动系统·············································13
2.1.4控制技术·························································14
2.1.5车身及底盘·······················································15
2.1.6安全保护系统·····················································15
2.2本章小结···························································16
第三章电动汽车传动系·················································17
3.1差速半轴设计方案···················································17
3.2电动轮设计方案·····················································17
3.3传动系的选择·······················································18
3.4本章小结···························································19
第四章参数计算与设计···················································20
4.1总述·······························································20
4.2传动比的定·························································23
4.3电机参数的设计····················································24
4.3.1电动机的功率确定················································24
4.3.2电动机最大输出转矩的计算········································25
4.3.3电动机额定转矩的计算············································25
4.3.4电动机加速性能计算··············································26
4.4电池参数的确定····················································28
4.5本章小结··························································29
第五章整车仿真模型的建立··············································30
5.1Cruise简介························································30
5.2对电机模型的建立···················································31
5.3对电池模型的建立···················································32
5.4对整车模型的建立···················································34
5.5本章小结··························································36
第六章仿真结果的分析···················································37
6.1整车仿真结果分析··················································37
6.2电机仿真结果分析··················································38
6.3电池仿真结果分析··················································39
6.4本章小结··························································41
第七章电动汽车未来发展的展望·········································43
结论·······································································45
致谢·······································································46
参考文献··································································47
纯电动汽车动力系统参数匹配及性能分析
专业班级：
交通运输0601学生姓名：
吴越
指导老师：
盘朝奉职称：
讲师
摘要电动汽车是解决当前能源短缺和环境污染问题可行的技术之一。
电动汽车是由车载动力电池作为能量源的零排放汽车。
近些年来，电动汽车的研制热潮在全世界范围内兴起，逐步向小批量商业化生产的方向发展。
电动汽车技术的发展依赖于多学科技术的进步，尤其需要解决的问题是进一步提高动力性能，增加续驶里程，降低成本。
考虑开发经费和开发周期，建立计算机仿真模型对电动汽车的性能进行仿真分析是有意义的。
本文主要研究整车的动力性匹配计算，主要的参数设计。
选择并设计出一种切实可行的纯电动汽车的动力系统设计方案。
按照动力性能要求，运用汽车理论相关知识进行传动系统主要参数设计与匹配计算。
通过对设计方案的模拟，进行方案的动力性计算。
得到计算结果后，选择了某型电机作为我们参照的对象。
建立电机仿真模型，然后再在Cruise软件里构建了循环工况试验环境、最大爬坡度实验环境和全负荷加速试验环境。
完成环境建构后，便可进行仿真实验。
在得到仿真的结果后，文章对整车在仿真实验中产生的结果进行了阐述和分析。
通过分析发现，被选择的电机并不能够满足该型电动汽车的加速能力要求，但是可以满足该型电动汽车的爬坡能力要求。
然后，依据比对电动机进行的台架试验所获得的转速--扭矩数据，分析了电机无法满足设计要求的原因，进而验证了Cruise仿真结果的可靠性。
最后，对电动汽车未来发展进行展望，对于安全、环保的节约型社会电动汽车发展必将成为发展的趋势。
关键词：
电动汽车传动系参数匹配仿真
BatteryElectricVehiclePower-trainSystemParametersMatchingandPerformanceAnalysis
AbstractEV（ElectricVehicle）isanavailabletechniquesolvingtheenergycrisisandenvironmentpollution.EVisthe0-emissionvehiclepoweredbyvehiclebattery.Theseyears,thewaveoftheresearchoftheEVisspringingupallaroundtheworld,andEVhasdevelopedintothesmall-scaleproductionforbusiness.ThedevelopmentsofEVdependonthedevelopmentofavarietyofsciencesandtechniques,especiallyforthedynamicperformanceanddrivingrangeimprovements,andcostsreduction.Inconsiderationofdevelopmentcostandtime,theestablishmentofsimulationmodelcancontributetotheperformanceanalysisofEV.
Thisthesisresearchesthemethodofcalculationofdynamicsystemmatching,andthedesignofsomeimportantparameters.WechooseanddesignanavailableplanofEVpower-trainsystem.Followingthedynamicrequires,withtheknowledgereferredtotheautomobiletheories,wedothedesignofimportantparametersfromdynamicsystemandmatchingcalculations.Bythesimulationofthedesign,westartthedynamicsystemcalculations.Aftergettingtheresultsofcalculations,wechooseonemodelelectromotoraswhatwereference.Thesimulatemodelofelectromotorisestablished,thenthecyclerunexperiment\climbingperformanceexperiment\accelerationofallgearswithoutslipexperimentareestablishedinCruise.Afterthefinishofexperimentsenvironmentestablishment,wecanstartthesimulationexperiments.Andtheanalysisistakenafterwegettheresultsoftheexperimentsthen.Throughtheanalysis,weknowthatthechosenelectromotorcannotmeettherequirementofaccelerationbutcanmeetrequirementsoftheclimbingperformance.ThenwecomparetheresultswiththeRev-Torquedatawegotfromthetestbench,wegetthereasonwhytheelectromotorcannotmeettherequirementsofdesign,andthisprocessprovesthereliabilityofCruise.
KeywordsEVtransmissionpower-trainmatchingsimulationCruise
引言
本文涉及Cruise仿真软件建立纯电动汽车的传动系及全车主要参数，可以模拟电动汽车在不同的工况下运行的状态，分析所设计的传动系统的性能优劣，便于改进设计，优化传动系统和整车相关参数，相对传统的动力系统参数设计方法，具有系统建模更精确，分析结果更准确有效的优点，而且效率大大提高。
第一章绪论
1.1电动汽车研发的意义
众所周知，当今社会已经成为了“轮子上的社会”，人类越来越依赖于各种各样的交通工具。
其中，汽车无疑是应用最广泛，人类依赖程度最高的交通方式。
据估计，到2010年底，世界汽车保有量将达到10亿辆。
据有关媒体报道，中国的机动车保有量在2007年就已经突破1.5亿辆，而在2009年，我们国家更是成为世界第一大汽车市场，产销量分别为1379.1万辆和1364.5万辆。
面对如此巨大的汽车保有量，我们不得不面临随之而来的资源和环境压力。
众所周知，汽车普遍依赖石油资源，而石油资源是不可再生的，一旦石油资源枯竭，世界的车轮将停转。
不仅如此，汽车尾气和汽车噪声带来的巨大污染也越来越受到人们的重视。
在一些大城市，交通高峰时期的城市环境已经令人无法忍受。
据报道，墨西哥城由于三面环山且位于海平面以上7400英尺（合2220米），这所城市的煤烟和来自城区400万辆汽车的尾气全部被高空的云彩捕获，导致每年有300天出现过高的臭氧含量水平。
不仅如此，由于资源和环境压力所产生的燃料价格的上涨也是关乎我们生活的重要方面。
从1998年到2008年，我国的汽油价格经历了40次调整，价格也从2.32元/升上涨到了6.20元/升，上涨幅度达到了267%。
具体价格一览，详见下表所列。
而从2008年到2010年4月，发改委又多次调整油价，最新一次调整后国内汽柴油最高零售价均价分别为8220元/吨和7480元/吨。
面对如此严峻的形势，我们不得不寻找一个可以解决的方案。
毫无疑问，寻找一种可再生的并且清洁的能源是我们解决这一矛盾的切实方法。
就目前的情况来说，新能源汽车的研究主要集中在混合动力汽车、纯电动汽车（BEV，包括太阳能汽车）、燃料电池电动汽车（FCEV）、氢发动机汽车、其他新能源（如高效储能器、二甲醚）汽车等各类别产品。
而相对于其他新能源汽车，只有纯电动汽车能够做到零污染、零排放，低噪声，无疑是最为理想的新能源汽车。
表11998-2008年汽油价格一览。
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