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在能源危机和环境问题的双重压力下,纯电动汽车以零排放、低噪声和电能来源广泛等优点引起了各国政府和汽车企业的重视。然而受制于动力电池和其他关键技术,纯电动汽车还存在价格偏高、续驶里程偏短的问题。在现有技术条件下,合理匹配动力系统参数是提高电动汽车动力性和经济性的一种有效手段。本文以城市用纯电动汽车为研究对象,进行动力系统参数匹配仿真与优化研究,主要内容如下: (1)介绍了纯电动汽车的典型结构形式,并对电动汽车用电机和电池这两大动力系统关键部件的特性和选型做了分析。研究了永磁同步电机特性,得出电机体积与电机的峰值转矩成正比,且电机体积越大,质量越大;相同加速时间,电机基速比越小,汽车对电机的功率需求就越小,反之,需求越大。 (2)通过分析行驶条件下纯电动汽车的滚动阻力、加速阻力、爬坡阻力和空气阻力,确定了纯电动汽车的功率平衡方程。从动力性和经济性角度建立了纯电动汽车的最高车速、爬坡能力、加速性能和续驶里程的数学方程。在选定单电机和前置前驱驱动形式下,根据整车参数和设计目标,初步匹配了驱动电机功率、电池组类型和数目、传动系统传动速比等动力系统参数。 (3)利用高级车辆仿真器ADVISOR分别建立了纯电动汽车的车辆、车轮车轴、主减速器、变速器、电机和电池模块模型。根据初步匹配出来的纯电动汽车动力系统参数,在美国UDDS标准行驶工况下对电动汽车进行模拟仿真,并从最高车速、最大爬坡度、加速时间和续驶里程等几个方面对仿真结果进行动力性和经济性分析。 (4)从降重和提高传动效率两方面来对初步匹配出的动力系统参数进行优化。首先,以匹配电机和动力电池组质量最小为目标进行参数优化;其次,以加速时间最短和工况续驶里程最大为优化目标,用惩罚函数将目标函数和约束条件构成关于传动速比的适应度函数,通过遗传算法对传动速比进行优化,最终得到动力系统最优参数。对比优化前后仿真结果,动力性和经济性均有了一定的提高。