基于ADVISOR的纯电动轿车动力系统匹配设计.doc

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1、基于ADVISOR的纯电动汽车动力系统匹配设计摘要：纯电动汽车的关键技术之一是整车动力系统参数的匹配设计。根据纯电动汽车的基本性能参数，对纯电动汽车的驱动电机、动力蓄电池进行了设计计算与匹配。利用电动汽车仿真软件ADVISOR(AdvancedVehicleSimulator,高级车辆仿真器)对其进行仿真，仿真结果证明所选电机与电池能够满足纯电动汽车动力性的要求。关键字：纯电动汽车；动力系统；匹配设计；ADVISOR中图分类号：U463文献标识码：AThematchresearchofthepureelectricv

2、ehicle’spowersystembasedonADVISORAbstract:Oneofthekeytechnologiesforthepureelectricvehicleisthedesignofthepowersystem’sparametersmatch.Accordingtothebasicparametersofperformancebasedonpureelectricvehicle,wemakeacalculationandmatchtothepureelectricvehicle’sdrive

3、motor,powerbattery.UsethesimulationsoftwareADVISORtosimulateit,andtheresultsprovethemotorandthebatteryweselectedmeetthepower’srequirementofthepureelectricvehicle.Keywords:pureelectricvehicle;powersystem;matchdesign;ADVISOR0前言迫于能源危机和环境保护两大压力，纯电动汽车（PEV）在全世界范围内正得到

4、大力发展。与传统燃油汽车相比，纯电动汽车降低了排放、提高了能源利用效率，且能回收制动能量，改善了整车的能量利用效率，还能在某些特定区域实现零排放。1动力系统设计要求纯电动汽车的动力性能主要取决于动力系统的参数匹配(包括动力蓄电池、驱动电机、整车控制器、变速器等)以及整车控制策略等。为了节约能源以及提高其动力性能，要求纯电动汽车具有能量再生能力。根据设计要求，本课题设计的纯电动汽车动力性指标为：(1)最高车速≥80km/h；(2)最大爬坡度≥20%；(3)0~50km/h加速时间<20s；(4)以40km/h匀速行驶的

5、续驶里程大于100km。综合考虑车身形状、整车整备质量以及续驶里程，本文选用某公司生产的微型纯电动汽车作为所研究的样车，其整车参数见表2.1。表2.1某型纯电动汽车基本技术参数技术参数参数值长*宽*高(mm)3550*1495*1485整备质量(kg)890轴距(mm)2240车轮滚动半径(m)0.266迎风面积(m2)2.1最小转弯半径(m)5纯电动汽车的动力系统控制策略是：当汽车起步加速或正常行驶时，由动力蓄电池给驱动电机供电以驱动车轮；当汽车下坡或刹车减速时，电机作为发电机给蓄电池充电，从而实现能量的有效回收[

6、1]。图2.1为纯电动汽车动力系统结构图。图2.1动力系统结构图2动力系统选型2.1驱动电机的选型驱动电机是驱动系统的核心部件，其性能的好坏直接限制了整车性能可能达到的极限。纯电动汽车用驱动电机类型主要有直流电机、感应电机、开关磁阻电机和永磁同步电机。总体趋势是逐渐从直流电机过渡到交流电机，从依赖电机本身的机械特性过渡到不断挖掘电机系统电子控制潜力。表2.2为各种电动机性能参数的比较。表2.2各种电动机性能参数项目直流电动机交流电动机开关磁阻电机永磁同步电机转速范围（r/min）4000~600012000~2000

7、0>150004000~10000功率密度低中较高高峰值效率（%）85~8994~9585~9095~97电动机质量重中轻轻外形尺寸大中小小可靠性一般好好优良价格低中高高综合考虑纯电动汽车的要求和各种电机的性能区别以及市场、成本等原因，选取永磁同步电机为本项目驱动电机。永磁同步电机的定子是电枢绕组，转子是永磁体。与普通直流电机和异步电机相比，它的功率密度大，体积小，转矩惯量比大，动态响应快[2]。2.2动力蓄电池的选型目前可用于纯电动汽车的蓄电池可以分为铅酸电池，镍镉电池，燃料电池以及锂离子电池等。表2.3为各种车用

8、动力蓄电池性能的比较。表2.3各种车用电池的性能比较电池类型铅酸电池镍镉电池镍氢电池锂离子电池比能量(Wh/kg)355580100比功率（W/kg）130170225300能量密度（Wh/L）9094143215功率密度（W/L）500278470778循环寿命（次）400~600500以上1000以上2000根据以上分析及实际情况，选用磷酸