燃料电池电动汽车原型改进设计与仿真分析

燃料电池电动汽车原型改进设计与仿真分析

一、燃料电池电动轿车样车的改进设计和仿真分析(论文文献综述)

王文平[1](2020)在《纯电动汽车动力系统参数匹配及优化仿真研究》文中研究指明动力系统作为纯电动汽车唯一的动力来源,其工作特点对电动车性能起着决定性的作用。由于目前广泛应用于纯电动汽车的锂电池能量密度不足,燃料电池尚处于研发试验阶段等。因此,纯电动汽车动力系统参数匹配及优化仿真研究对于改善整车的动力性能和经济性能具有更加显着的科学意义。首先,确定动力元件的选型及参数设计。分析纯电动汽车的性能特点及市场需求,确定本文具体研究车型的驱动形式,根据设计理念及相应法规要求,确定整车的基本参数、动力性能指标、经济性能指标和动力元件的布置形式等,运用汽车理论对各动力元件的相关参数进行计算,进而对驱动电机、动力电池组和减速器进行选型并确定相应参数,为后续搭建整车仿真模型做准备。其次,搭建整车仿真模型。利用AVL Cruise软件搭建纯电动汽车仿真模型,设定动力性、经济性的单次计算任务并运行,查看仿真数据结果并与设定的性能指标进行对比分析,为动力系统参数匹配及优化研究奠定基础。再次,确定优化整车动力性和经济性的科学方法。分析正交试验法对多因素水平的设计方法,建立基于多目标优化函数数学模型,进行Component Variation整车仿真并根据仿真数据结果分析最高车速、减速比和电池组单体电池个数对整车性能(动力性、经济性)的影响,计算多目标优化函数的最优值,通过对动力系统参数匹配及优化研究,优化整车经济性能,使续驶里程显着增加。最后,进行样车的试制与试验测试,主要进行最高车速测试、加速性能测试和综合工况下续驶里程测试等。将试验数据与正交试验的动力性和经济性仿真数据进行对比分析,验证纯电动汽车动力系统参数匹配及优化仿真研究方法对提升整车经济性能的准确性和可靠性,为后置后驱的家用纯电动轿车动力系统匹配及优化提供科学有效的方案,改善纯电动汽车经济性能。

胡红舟[2](2019)在《基于工况模拟载荷的轿车关键件轻量化设计及可靠性分析方法研究》文中研究说明节能与环保是汽车发展的永恒主题,随着全球能源、环境、资源等方面问题的加剧,这个主题显得更加突出。轻量化是汽车节能与环保的重要途径。理论和实践均表明,汽车的能耗与其重量近似成正比。轿车作为汽车家族中的重要一员,其轻量化意义尤为重大,因为其占有率超过汽车总量的三分之二。近些年来,汽车动力电动化和汽车驾驶智能化成为重要趋势,这些前沿技术的发展也期待汽车轻量化技术的进一步提升。随着新材料的不断发展和应用新需求的不断出现,轻量化不断面临一些新的问题,尤其国内汽车正向开发技术还处于成长和成熟阶段,有不少轻量化的理论和实践问题亟待进一步探讨和深入分析,以寻找更好解决办法。本论文正是为了满足这一汽车关键共性技术的发展需要开展了轿车轻量化领域的系统深入研究。首先,提出了面向轻量化设计及可靠性分析的轿车关键件工况模拟载荷的计算理论与方法,并构建了面向轿车关键件的柔性共享的工况模拟载荷计算平台;然后,重点以基于轻量化材料应用的结构创新和优化为主线,开展悬架、动力传动系统和车身关键件的结构轻量化设计及可靠性分析的理论和方法研究。本论文的主要研究方法及结果包括如下几个方面:(1)针对汽车部件的正向开发流程,提出了轿车关键件工况模拟载荷计算方法,为保证给定可靠性条件下轿车关键件的轻量化设计和优化奠定基础。该方法采用基于等效应变的断裂失效准测、基于等效应力的塑性损伤准则和基于SN曲线与线性断裂力学的疲劳寿命预测方法逐步判别工况模拟载荷计算的有效性,既满足计算正确性的要求,又最大限度地降低计算工作量。在此基础上,构建了面向轿车关键件的柔性共享工况模拟载荷仿真平台,为不同类型轿车关键件轻量化设计及可靠性分析中的工况模拟载荷提取提供工具。该平台具备参数化轮胎模型、初始条件和边界条件数据库、测试法规中的强化路面仿真模型等,并可以依据需要按不同的强化试验场建模。该平台还可以兼顾显式和隐式两种仿真方法,动态仿真建立在显式和隐式联合仿真的基础上,结合了两种动态分析的特点和优势,并对隐式分析的线性部分采用了子模型技术来压缩模型大小以减少仿真所需资源。提出了联合仿真中基于轮心位移判据的隐式计算时间步长的确定准则,既保证联合仿真的正确性又最大限度节约计算时间。联合仿真克服了整车多体动态仿真的常见假设,如刚体及线性假设,从而提高了仿真计算精度。(2)综合考虑结构变形的非线性特征对部件载荷水平的影响,建立了基于载荷循环迭代的悬架关键件的轻量化优化方法与流程,该方法建立在反映实际载荷特征的有限元模型上,并包含主要非线性影响因素如轮胎的大变形及其与路面的接触摩擦等,从而保证了计算有效性和精度。在此基础上,提出了悬架锻压件结构轻量化参数化优化方法,其中包括结构轻量化参数化模型、轻量化设计流程与基于质量灵敏度和应力灵敏度的寻优策略等。基于该设计流程与寻优策略建立了悬架摆臂和转向节的轻量化参数优化模型和方法,并具体应用到摆臂和转向节的轻量化优化设计中,实现了显着的轻量化效果。通过与拓扑优化结果的比较,展示了该优化流程及相关方法、准则的特点和实用性。提出了基于载荷一致性及载荷循环迭代的悬架关键件可靠性分析方法,并应用到摆臂的疲劳可靠性分析中。通过采取与验证载荷一致的整车强化路面谱,克服了传统设计中设计载荷与验证载荷脱节的问题,并通过载荷循环迭代来保证结果的收敛性。(3)对动力传动链开展系统分析,提炼出了其轻量化条件下影响可靠性的关键环节。提出了空心化、内压增强的传动半轴轻量化方法。该方法在等应力的条件下,通过空心化复合结构设计,并采取内压增强方式提升轴的稳定极限,从而实现更高水平的结构轻量化。在保证可靠性的同时,大幅减少轴的质量,部分方案可以减少3/4左右的质量,轻量化效果明显。针对动力系统强化试验流程,在动力部分的强化试验分析中,提出了基于材料性质、载荷、关键尺寸变化等因素的部件通过强化疲劳试验概率的理论及计算方法,改进了传统疲劳设计中基于平均疲劳强度的疲劳寿命计算方法。通过分析电机主轴的结构特征及疲劳失效模式,揭示了电机主轴装配误差对疲劳寿命的影响机理。分析了影响减速箱可靠性的密封问题,提出减速箱密封性能与刚度及加工精度的关联理论,并据此建立CAE分析模型,依据关键参数的变化,预测密封间隙的变化特征,为箱体的密封设计提供定量依据;分析了油封的密封性及关键参数对密封功能的影响,提炼并改善了密封件功能可靠性设计方法。与目前国际标准中建议的密封件设计方法相比,该设计方法更全面地体现了密封件的功能可靠性设计要求。(4)针对典型高强度钢车身骨架的受力特点提出了基于波纹板加强结构复合梁的轻量化设计方法,并提出了波纹板不同结构特征参数的设计原则。通过仿真计算与―十字平板‖加强结构和铝合金泡沫加强结构复合梁的性能进行了对比,揭示了不同情况下不同加强结构方式的性能特点;波纹板加强结构复合梁和其他加强结构复合梁相比,在同等质量下具有更大的承载能力,并通过试验验证了该轻量化结构设计的优越性。通过车身常用盒形骨架梁在极限载荷下的变形模式与失效研究,对车身骨架梁以横向、扭转载荷为基础比较了用于极限载荷分析的三种方法的特点,揭示了基于弹性及理想塑性材料模型的极限载荷确定方法在精度及评估客观性上更好。以横向和扭转载荷为基础,比较了不同焊接结构疲劳分析方法及特点,揭示基于这几种方法,尤其是在复杂焊接结构下的局限性及各自特点,线性断裂力学法更适合复杂结构的分析。以纵向失稳分析为基础,揭示了基于设计公差的不同缺陷组合对盒型梁最低失稳力的影响。在同一公差下,不同缺陷组合所导致的失稳力差别可达到1/5,考虑与不考虑公差的分析结果相差约1/3。上述研究成果为在汽车正向设计中更多更好应用不同类型的高强度钢板实现轻量化设计打下了理论和方法基础。(5)开展了整车强化试验载荷仿真研究。基于柔性共享的轿车关键件工况模拟载荷计算平台,建立了完全基于变形体及非线性特征下的某C级仿真模型,并开展联合仿真模拟。该轻量化样车骨架为高强度钢材料,悬架关键件和四门两盖主体为铝合金材料。整车模型包含所有必要的非线性因素,如整车环境下制动工况的模拟等。基于该样车设计了悬架K&C特性静态试验和强化路面动态可靠性试验方案并开展了试验研究,获得了一套反映整车和关键件的运动和动力特征的关键参数,如整车速度、加速度、摆臂应变等。静态和动态试验数据与相应的仿真数据比较验证了整车仿真建模的有效性和准确性。基于悬架部件的应变数据,通过雨流计数法与线性疲劳损伤理论,把强化路面上悬架所受的疲劳应力转化为等效疲劳应力,建立了轮胎接地点处相对于应变测量点的载荷模型,把悬架在强化试验场内所受的疲劳载荷转化为作用在轮胎接地点的等效疲劳应力,为悬架在强化路面上的疲劳分析提供有效参考载荷。

许兵[3](2019)在《C级纯电动轿车再生制动控制策略建模与仿真研究》文中提出传统汽车产业的快速发展,在促进经济繁荣和社会进步的同时,也引起了资源短缺和空气污染等一系列问题。因此,各国政府和汽车企业均大力研发具有环保无污染的纯电动汽车。但纯电动汽车续驶里程短的缺点严重制约了其发展,其中,C级纯电动轿车作为高档型汽车,对续驶里程的要求则更为严格。再生制动技术利用驱动电机回收制动能量,能够有效提升车辆的能量利用率,延长续驶里程。本文以湖南大学和某企业联合开发的一款C级纯电动轿车为研究对象,对其再生制动系统的进行了研究,主要工作如下:依据C级纯电动轿车的相关设计规范,设定了车辆所需满足的性能指标。设计了轿车动力系统主要部件的相关特征参数,在Simulink环境下建立了动力系统主要部件的仿真模型,用于后续的仿真研究。在对目前常见的制动力分配策略分析的基础上,提出了一种根据制动强度的大小来进行车辆前、后制动力分配的控制策略。同时在确保制动效能的前提下,为了更多的采用再生制动,设计了再生制动模糊控制器,主要考虑了车辆行驶速度、车辆的制动强度和动力电池组荷电状态SOC对再生制动力占比的影响。并在Simulink环境下,搭建了控制策略的模型,利用Advisor仿真软件在典型循环工况下进行有效性验证,结果表明:动力系统参数匹配能够满足车辆的性能指标;本文设计的控制策略相比软件自带的制动力分配策略而言,能够有效地提高再生制动能量回收效率。最后,为了进一步提升再生制动系统的工作性能,利用遗传算法对再生制动模糊控制策略进行优化,得到最优的隶属度函数的特征参数。结果表明:在典型循环工况下,优化后的模糊控制器控制效果更好,能够进一步提升控制策略的有效性。

董坤[4](2018)在《单行星排客车混合动力系统参数匹配与仿真分析》文中研究说明电动汽车是21世纪汽车工业的发展趋势。随着《中国制造2025》的提出,“节能与新能源汽车”被列为国家重点发展领域,其中电动汽车被列为解决自主品牌汽车与国际先进水平差距的核心技术。作为电动汽车关键部件的电池还存在使用寿命不长、能量密度低、安全性低、充电难、成本高等问题,使得电动汽车在性价比、舒适度上均无法与传统内燃机汽车相抗衡。在这种背景下,改进传统ISG混合动力系统,匹配出结构更简单、可靠、系统成本和故障率更低、节能效果更好的混动系统意义重大。针对现有客车混合动力系统节油效果不佳的问题,本课题选用福建省福工动力技术有限公司某款“ISG电机+离合器”组合的混合动力系统为研究对象,以提升整车节油效果为优化目标,提出“ISG电机+单行星排”组合的混合动力系统方案,并针对该方案开展动力系统参数匹配和驱动控制策略优化两个方面的工作。并对系统中各核心部件如发动机、发电机、驱动电机、行星排、动力电池等进行理论计算和匹配分析,最后完成选型。在上述工作基础之上,论文基于Matlab/Simulink建立了单行星排混合动力系统客车的整车仿真模型,包括发动机模型、发电机模型、驱动电机模型、行星排模型、动力电池模型、循环工况仿真模型、车辆动态模型等仿真模型。并制定了基于规则的逻辑门限整车控制策略,针对发动机、驱动电机和动力电池的具体工作特性,以提高燃油经济性为目标,对其工作区间进行优化,搭建了整车控制策略仿真模型。利用整车仿真模型,完成整车动力性能(最高车速、0-50km/h加速时间和最大爬坡度)和经济性能(最大续驶里程和百公里电耗)仿真试验,验证优化方案的有效性与合理性。同时,根据国家相关标准和试验法规进行整车性能试验,进一步验证优化方案设计的科学性与可行性。通过对比分析仿真结果和试验结果,验证了本课题提出的动力系统和控制策略设计方案达到了预期目标,与公司上一代产品“ISG 2.0混合动力系统”相比,新方案的节油率从43.95%提升至57.47%,动力性也改善显着。

王亚超[5](2018)在《分布式驱动电动汽车网络时滞侧向动力学鲁棒控制研究》文中研究表明分布式驱动电动汽车以其传动效率高、有利于整车空间布局、便于实现车辆动力学主动控制等特点,成为新能源汽车未来的重点发展方向之一。随着当前汽车产业电动化、智能化和网联化的高速发展,车辆电子控制系统的数量会大幅度增加,车载通讯网络信息将呈现几何级增长。受限于当前车载总线技术的发展,车载网络系统中网络延时的存在,会导致执行机构不能协调工作,降低车辆动力学控制的操纵稳定性与安全性。本文结合科技部国家重点研发计划“分布式驱动纯电动轿车底盘及整车产业化研发”,以分布式驱动电动汽车为研究对象,重点围绕网络时滞情况下的侧向动力学鲁棒控制问题,以鲁棒控制理论、过驱动分配理论等为基础,系统地开展了系统建模、状态估计、控制算法设计、仿真分析以及实验验证,主要的研究内容及成果如下:(1)针对车辆系统为非线性系统,车辆系统运行过程中干扰噪声的统计学信息难以获取这一问题,建立了七自由度车辆状态估计模型,基于自适应容积卡尔曼滤波(ACKF)理论,提出了对系统噪声具有抗干扰能力的车辆状态实时估计方法。理论和仿真表明,该方法可实现对车速、横摆角速度以及质心侧偏角的高精度估计。(2)针对网络时滞情况下的车辆操纵稳定性控制问题,分析了采样周期和网络时滞对系统性能的影响,基于车辆侧向动力学模型,建立了包含时滞项的车辆动力学模型,为分布式驱动电动汽车时滞动力学控制算法的设计提供了基础。(3)针对车辆时滞动力学模型存在时滞项与不确定性的问题,采用序列逼近方法求解时滞系统中具有超前项与时滞项的两点边值问题,基于李雅普诺夫稳定性理论,提出了对网络时滞、车辆未建模动态以及外界干扰具有鲁棒性的全局鲁棒最优滑模控制器。理论与仿真表明,所提出的方法对网络时滞、车辆系统不确定性具有较强的鲁棒性,提高了网络时滞条件下的车辆操纵稳定性。(4)针对通信故障情况下的分布式驱动转矩分配问题,确立了控制分配的约束条件和目标函数,建立了加权系数实时可调的转矩控制分配方程,基于二次规划理论,提出了具有通信容错功能的转矩优化分配算法。仿真结果表明,所提出算法提高了通信故障情况下的车辆操纵稳定性与安全性。(5)搭建了分布式驱动电动汽车网络控制系统的硬件在环仿真平台,验证了车辆状态估计算法、分层控制策略在车辆实际控制中的有效性与实时性以及对网络时滞的鲁棒性和对通信故障的容错能力。

陈平[6](2017)在《燃料电池插电式混合动力轿车关键技术研究》文中进行了进一步梳理随着汽车工业的快速发展,机动车造成的能源短缺和尾气排放已经成为了世界各国亟待解决的问题之一。新能源汽车的研究和推广为汽车行业的可持续发展和人们的快捷便利出行提供了基础和保障。根据世界各国新能源汽车的发展规划以及我国关于新能源汽车“三纵三横”的发展战略,基于现有纯电动汽车开展插电式混合动力汽车的开发和研究,特别是基于燃料电池的插电式混合动力汽车,一方面可以有效提高纯电动汽车的续航里程,另一方面也实现了完全的零排放。基于整车开发计划,主要开展整车动力系统仿真、控制系统集成、燃料电池系统热管理和供氢系统安全控制等方面的研究。首先构建燃料电池插电式混合动力汽车动、燃料电池发动机等模型,提出如何设计燃料电池插电式混合动力系统参数的方法。通过整车功率及能量分析初步确定动力系统关键参数,及对整车动力性、经济性的影响。其次,从整车控制系统角度对车辆的高低压系统和控制系统及策略进行了方案设计及整车的实现,基于典型燃料电池轿车的动力系统分析,提出了相应的电电混合动力构型;完成整车控制架构及高低压唤醒系统方案设计,建立基于开关模型的有限状态分层控制策略及预测模型的电机功率控制策略。结果表明,通过相关策略优化可以保证整车动力输出能够持续平稳并提前对功率需求进行预判和调整,同时优化用于功率分配中的控制策略,保证了能量管理更满足整车行驶需求。再次,开展整车热管理优化及仿真研究。为充分利用燃料电池电堆的余热,将燃料电池电堆的余热与动力电池冷却系统和轿厢供暖系统相关联。首先对动力电池包内单体放热情况进行分析,依据不同放电倍率下的单体温度变化情况拟定动力电池包内的液流管路,通过对不同环境、不同电堆输出功率等情况下电堆余热对动力电池单体温度的改变,研究动力电池及燃料电池热管理的最优方案。同时,在冬季车辆正常运行过程中利用电堆的余热给乘员舱加热,减少动力电池的消耗。最后,针对燃料电池汽车供氢系统中的高压氢气瓶及相关阀体管路在车辆发生碰撞时的安全性,利用LS-DYNA和Abaqus分析模型和方法分别对氢气瓶级后舱碰撞后的状态及氢气瓶缠绕层的影响进行分析。研究发现,安装氢气瓶后车辆发生后碰时,乘员受到较大的影响,因此对于燃料电池汽车需要加强对于碰撞情况下轿厢乘员的保护研究。此外,为保证氢气瓶在受到碰撞时能够安全不发生泄漏爆炸等情况,分析氢气瓶在碰撞工况下的安全性受到工作压力和铺层设计的影响。结果表明内部工作压力越大,氢气瓶在碰撞过程中应力的峰值越大,随着螺旋铺层的角度的增加,环向铺层承载减小而螺旋铺层纤维承载逐渐增加。通过燃料电池插电式混合动力汽车关键技术的开发,完成功能样车的试制工作,经过整车实际道路测试,其中最高车速达到150km/h,050km/h加速时间5.56s,60km/h等速续驶里程240 km(35MPa),基本达到了设定的技术要求,完成功能样车的设计开发任务目标。

董欣阳[7](2015)在《增程式电动轿车动力系统控制策略设计及优化研究》文中进行了进一步梳理传统汽车带来的能源问题和环境问题严重制约着我国经济的可持续发展,因而开发替代传统汽车的新能源汽车势在必行。纯电动汽车无疑是最理想的发展目标,但由于当前蓄电池技术的制约而续驶里程有限,难以满足人们的需求。除此之外,增程式电动汽车除了具有纯电动行驶的能力外,还可依靠增程器延长续驶里程,是一种向纯电动汽车过渡的理想车型。本文以国家“863”项目为依托,以某款增程式电动轿车为研究对象,主要对如下几个方面进行了研究:根据增程式电动轿车的特点,对驱动电机、动力电池、发电机和发动机进行合理选型,同时根据设计指标要求对这些部件的主要参数进行匹配设计,而后在分析增程式电动汽车工作模式及特点的基础之上,设计了多工作点控制策略和模糊逻辑控制策略;采用CRUISE软件建立了整车前向仿真模型,同时基于MATLAB/Simulink平台搭建了相应的控制策略模型,从而对该增程式电动轿车进行离线仿真验证,仿真结果表明动力系统参数匹配结果能够满足设计指标要求,且设计的控制策略能实现相关控制功能,同时多工作点控制策略的经济性与模糊逻辑控制策略接近,但模糊逻辑控制策略下的SOC变化更为平缓、发动机开启次数更少;为了进一步研究两种控制策略的优劣,本文采用多目标优化的方法对多工作点控制策略的发动机输出功率值和模糊逻辑控制策略的隶属度函数进行了优化,优化结果表明模糊逻辑控制策略下的车辆经济性更优,而基于FTP75工况的对比分析表明,以NEDC工况进行的优化也适用于FTP75工况,但效果较NE’DC工况稍差;基于dSPACE搭建了该增程式电动轿车的硬件在环仿真平台,并采用NEDC工况进行了仿真试验,仿真结果表明,设计的多工作点控制策略能够按照预定的规则实现相关控制功能,且动力性及经济性结果与离线仿真一致。

詹沛枝[8](2011)在《微型电动轿车的建模方法与仿真分析》文中提出当前全球面临着能源短缺和环境污染的难题,研究与发展纯电动汽车(Pure Electric Vehicles PEV)作为解决该难题的可行途径之一,愈来愈受到世人的高度重视。在纯电动汽车的研发过程中,建立计算机仿真模型,对汽车动力性能进行仿真分析,可缩短开发周期,降低研制费用,因此各国政府和工业界都投入大量的人力与资金来从事该项技术的研究。本文基于某微型内燃机轿车进行改装,提出微型电动轿车的动力性能指标,并对传动系统进行选型及参数匹配;同时,在研究整车行驶动力学、电动机、车轮、蓄电池等数学模型的基础上,建立相应的MATLAB/Simulink模型。在前述工作基础上,利用VC++6.0作为开发平台,以MATLAB 6.5作为数据处理工具,开发了纯电动汽车动力性能仿真软件GDUT PEVSim,并通过该软件对微型电动轿车动力性能进行测试。论文结论如下:(1)目前国内具有自主知识产权的汽车动力性能仿真软件较少,本文在充分参考Advisor2004、PAST和Cruise等商业化的汽车仿真软件的基础上,以VC++和MATLAB混合编程的方式,设计出一款具有自主知识产权的纯电动汽车动力性能仿真软件,这对研究纯电动汽车具有重要的现实意义。(2)利用GDUT PEVSim对微型电动轿车的动力性能进行测试,在不同工况下对样车的加速性能、爬坡能力、最大车速和续驶里程等动力性能参数进行计算,并绘制动力特性曲线。结果表明,样车动力系统的参数匹配较为合理,整车及部件仿真模型可行性高。(3)为验证所开发的GDUT PEVSim的可靠性,将其仿真结果与商业化汽车仿真软件AVL Cruise3.0的仿真结果相比较,两者基本一致,表明GDUT PEVSim具有较好的准确性和实用性。本文关于微型电动轿车的动力系统参数匹配方法及仿真模型建立方法,可用于其它类型汽车中,开发的GDUT PEVSim软件可用于汽车前期设计和教学培训。

王忆望[9](2011)在《微型电动轿车动力传动匹配与结构性能优化的关键技术研究》文中进行了进一步梳理随着环保与能源问题的日益突出,电动汽车以其零排放、低噪声等优点而备受关注,世界各国都把电动汽车作为汽车工业的发展方向。近年来,虽然许多国家在电动汽车产业中已投入了大量的资金与人力,但是到目前为止,电动汽车的动力核心——电池、电机及其控制的关键技术还没有取得有效地突破,从而导致了续驶里程不足,大大制约了电动汽车的发展与普及。因此,如何进行电动轿车的动力传动系统参数匹配与优化,如何进行车身轻量化,在相同的动力电池及电机技术条件下,更好地满足整车动力性能与最大的续驶里程要求,是电动轿车开发过程中亟待解决的关键问题。本文以扬州某电动汽车生产厂商的TM-12型微型电动汽车为研究对象,围绕该车的动力传动系统匹配和结构性能优化展开研究。主要包括:1、对电动汽车的基本结构及其关键技术进行了详细的探讨,介绍了电动汽车六种传动系的设计,并对比了各种方案的优劣,确定TM-12的传动系设计方案。以设计性能要求与整车参数为基础,结合多种运行工况,对动力与传动系统的核心部件进行了科学的计算,合理的选型,并确定其布置方案。在此基础上提出了一套综合评价电动汽车动力性的指标体系。2、对电动汽车专业仿真软件ADVISOR的功能、特点及程序结构及应用方法进行了研究,详细分析了仿真程序中各个模块的功能与参数设置方法,针对微型电动轿车开发项目,合理地运用ADVISOR的内置模块,结合驱动电机与动力电池的数学模型,建立驱动电机及其控制系统、动力电池组、传动系统等的整车仿真模型,完成了参数及性能的设置、选择与调整,在相应的运行工况下进行仿真,验证TM-12动力传动参数计算与部件选型的合理性。3、在保证电动汽车安全性的前提下,对电动汽车的车架进行有限元分析与优化,以达到轻量化的目的。结合电动汽车在实际过程中的弯曲与弯扭组合工况,分析了各工况下车身骨架的应力和变形状况。并根据汽车的动态性能要求,对车身骨架进行了模态分析,掌握了该车的动态性能。在保证车架刚度、强度的前提下,提出了该车架的改进设计方案,以达到降低车身质量的目的,在提高整车安全性的同时,并使整车的动力性能得到提高,降低车身质量,增加电动汽车的动力性能以及续驶里程,这对于电动汽车的市场化推广具有现实的意义。4、结合驱动电机与动力电池的数学模型,运用ADVISOR软件对TM-12型电动汽车的动力系统、传动系统、车身系统进行仿真优化,验证之前动力参数计算匹配以及优化的合理性。通过上述关键技术的研究,为电动汽车的设计、动力性能预测及优化提供理论参考。

尹安东[10](2010)在《基于混合系统理论的混合动力客车控制策略和参数优化研究》文中研究表明环境污染和石油资源匮乏是汽车工业可持续发展面临的两大难题。混合动力汽车采用内燃机和电池作为动力源,是当前电动汽车中最具产业化前景的车型。混合动力汽车动力系统参数优化匹配和控制策略的研究,是混合动力汽车的核心技术之一。本文以安徽省“十一五”、“节能与新能源汽车”重大科技专项课题为依托,以6110型串联式混合动力城市客车(Series Hybrid Electric Bus, SHEB)为研究对象,在分析城市公交客车运行工况特点的基础上,完成了6110型SHEB的总体设计。采用前向仿真和后向仿真相结合的仿真方法,结合后轮驱动的SHEB的特点,建立了SHEB整车和主要部件仿真模型(包括发动机-发电机组模型、驱动电机模型、动力电池组模型、综合式的多能源控制策略模型、定比例的制动力分配模型和整车模型等)。并结合样车试验结果进行了仿真模型的验证,结果表明模型符合实际情况,从而为城市混合动力客车整车控制策略仿真研究和动力系统参数匹配优化打下基础。在分析SHEB能量流动模式的基础上,首次引入混合系统理论,利用混合输入输出有限状态自动机模型,建立了6110型SHEB动力控制系统数学模型,并确定了SHEB的运行模式切换条件和切换图。在分析SHEB多能源控制策略设计目标和遵循原则的基础上,基于混合系统理论提出了集恒温器式和功率跟随式两种控制模式优点的模式变换式多能源驱动控制策略以及电机再生制动力、摩擦制动力和整车前后轮制动力协调控制的再生制动控制策略。采用Simulink/Stateflow的混合建模方法,建立了模式变换式多能源驱动控制策略和制动力协调控制的再生制动控制策略仿真模型,以及相应的SHEB整车仿真模型,并基于中国典型城市公交循环工况分别进行了模式变换式、恒温器式和功率跟随式的三种控制策略仿真分析比较,结果表明:在保证6110型SHEB动力性的前提下,采用模式变换式控制策略时燃油经济性较好,整车等效燃料消耗量为23.9 L/100km,比综合式控制策略的样车减少4.8%,比同类型的传统燃油城市客车减少17.3%。同时,分别进行了制动力协调控制和定比例制动力分配的再生制动控制策略仿真分析比较,结果表明:制动力协调控制的再生制动控制策略的制动能量回收率提高11.5%,等效燃料消耗量减少3.2%。在6110型SHEB动力系统参数初步匹配的基础上,根据正交试验设计原理,提出了混合动力系统部件参数和控制参数相结合的综合参数正交优化方法。经多方案优化得出一组较理想的参数匹配方案:H=43.3%(发动机功率为85kw)、C=75Ah、ig=2.73、控制策略为模式变换式多能源控制策略;并对优化后的6110型SHEB的动力性和燃油经济性进行了仿真分析,结果表明:优化后的动力系统能够满足整车动力性要求,且与优化前的样车道路试验结果相比,燃油经济性提高8.4%。基于模块化的设计思想,构建了SHEB动力总成试验台架及测试系统,制定了混合动力城市客车动力性和燃油经济性道路试验方法和试验规范,完成了6110型SHEB动力系统的发动机、驱动电机等关键零部件的性能试验和整车的动力性和燃油经济性道路性能试验,试验结果表明:样车的动力系统性能能够满足整车技术要求,各项性能指标均达到了设计任务书的技术要求,验证了6110型SHEB动力系统结构选型和参数匹配的合理性;同时通过仿真试验与样车道路试验结果比较,验证了6110型SHEB整车仿真模型的准确性和基于混合系统理论建立的模式变换式多能源控制策略的可行性。

二、燃料电池电动轿车样车的改进设计和仿真分析(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、燃料电池电动轿车样车的改进设计和仿真分析(论文提纲范文)

(1)纯电动汽车动力系统参数匹配及优化仿真研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 纯电动汽车发展现状
        1.2.2 纯电动汽车参数匹配研究现状
    1.3 本文主要研究内容
第2章 纯电动汽车动力元件选型及参数匹配
    2.1 动力传动系统布置方案及参数设计
        2.1.1 动力传动系统布置方案
        2.1.2 动力元件选型及参数匹配
    2.2 整车参数及设计要求
    2.3 驱动电机的选型及参数匹配
        2.3.1 确定驱动电机类型
        2.3.2 驱动电机参数匹配
    2.4 动力电池组的选型及参数匹配
        2.4.1 动力电池选型
        2.4.2 动力电池参数设计
    2.5 主减速器参数设计
    2.6 本章小结
第3章 基于AVL Cruise的整车仿真模型建立
    3.1 AVL Cruise仿真软件简介
    3.2 仿真模型的建立
        3.2.1 整车模型
        3.2.2 整车模块
        3.2.3 驱动电机模块
        3.2.4 动力电池组模块
        3.2.5 主减速器模块
        3.2.6 车轮和制动器模块
        3.2.7 电气能耗单元
    3.3 AVL Cruise计算任务设定
        3.3.1 计算任务特性设置
        3.3.2 计算任务文件夹
        3.3.3 Course(道路)设置文件夹
        3.3.4 Driver(驾驶员)设置文件夹
    3.4 整车动力性仿真结果及分析
        3.4.1 最高车速仿真结果
        3.4.2 加速性能仿真结果
        3.4.3 爬坡性能仿真结果
    3.5 整车经济性仿真结果及分析
    3.6 本章小结
第4章 动力系统匹配及最优化研究
    4.1 优化方法概述
        4.1.1 区间优化法
        4.1.2 正交试验设计法
    4.2 正交试验参数优化方案设计
        4.2.1 建立多目标优化函数数学模型
        4.2.2 正交试验因素及水平选择
    4.3 正交试验结果分析及优化
        4.3.1 正交试验仿真结果
        4.3.2 正交试验结果分析
    4.4 本章小结
第5章 样车试制与试验测试
    5.1 纯电动汽车样车试制
    5.2 纯电动汽车整车性能测试
        5.2.1 最高车速测试
        5.2.2 加速性能测试
        5.2.3 续驶里程测试
    5.3 测试结果与仿真结果对比
    5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术成果
致谢

(2)基于工况模拟载荷的轿车关键件轻量化设计及可靠性分析方法研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 轿车轻量化技术的重要性及发展现状分析
        1.1.1 轿车轻量化技术的背景及重要性
        1.1.2 轿车轻量化技术的发展现状
    1.2 轿车结构轻量化技术的若干难点问题
        1.2.1 材料选择与工艺创新问题
        1.2.2 结构优化设计问题
        1.2.3 可靠性分析与保障问题
    1.3 可靠性分析的基本理论与方法
        1.3.1 可靠性分析的一般概念
        1.3.2 可靠性设计与分析方法
        1.3.3 提高可靠性的方法及可靠性目标的确定
    1.4 轿车结构设计与可靠性分析的CAE技术基础
        1.4.1 静态分析与动态分析CAE技术
        1.4.2 显式分析与隐式分析CAE技术
        1.4.3 有限元单元类型与建模要点
    1.5 研究目标定位与主要研究内容
        1.5.1 研究定位和总体目标
        1.5.2 主要研究内容及章节结构
第2章 面向轻量化设计与可靠性分析的轿车关键件工况模拟载荷计算理论和方法
    2.1 轿车运行工况载荷的不确定性及其关键件设计载荷依据
        2.1.1 轿车运行工况载荷的不确定性
        2.1.2 轿车关键件设计中的一般载荷依据
    2.2 轿车关键件工况模拟载荷计算方法
        2.2.1 轿车承载传力系统的基本构成及主要传力路径
        2.2.2 基于全正向开发条件下的源载荷强度准则
        2.2.3 强化路面道路工况载荷模拟计算方法
    2.3 面向关键件工况模拟载荷计算的轿车整车仿真建模平台构建方法
        2.3.1 轿车承力关键件及整车仿真建模的柔性共享平台构建原则
        2.3.2 参数化轮胎模型构建
        2.3.3 仿真共享参数库构建
        2.3.4 强化路面仿真建模
    2.4 显式与隐式联合仿真方法
        2.4.1 整车动态仿真的总体思路
        2.4.2 子模型隐式仿真方法
        2.4.3 隐式与显式联合仿真
    2.5 本章小结
第3章 基于载荷循环迭代的悬架关键件轻量化优化及可靠性分析方法
    3.1 基于载荷循环迭代的悬架关键件轻量化设计流程
        3.1.1 悬架仿真模型建立
        3.1.2 载荷工况分析
        3.1.3 关键件受力分析
        3.1.4 基于载荷循环迭代的轻量化设计流程
    3.2 悬架锻压件结构轻量化参数化优化方法
        3.2.1 悬架锻压件结构轻量化参数化模型
        3.2.2 悬架锻压件轻量化流程与寻优策略
    3.3 悬架关键件的轻量化结构优化
        3.3.1 摆臂轻量化参数优化
        3.3.2 转向节轻量化参数优化
    3.4 基于载荷一致性及载荷循环迭代的悬架关键件可靠性分析
        3.4.1 可靠性分析目标设定与计算方法
        3.4.2 基于载荷一致性及载荷循环迭代的摆臂可靠性分析
    3.5 本章小结
第4章 电驱传动系统中复合结构轻量化设计与基于制造误差的可靠性分析方法研究
    4.1 电驱传动系统关键件的载荷特征及可靠性设计要点
        4.1.1 电驱传动系统的构成及载荷类型与可靠度分配
        4.1.2 电驱传动系统关键件的载荷特征及可靠性设计难点
        4.1.3 密封件的载荷特征及可靠性设计难点
    4.2 基于装配误差的电机主轴的轻量化设计与可靠性分析方法
        4.2.1 电机主轴的结构特征及建模仿真
        4.2.2 电机主轴的轻量化设计及疲劳失效分析
        4.2.3 电机主轴装配误差对疲劳寿命影响分析
    4.3 基于多参数变化的减速箱轻量化设计与可靠性分析方法
        4.3.1 电驱传动减速箱的有限元模型及轻量化设计要点
        4.3.2 减速箱轴的可靠性分析
        4.3.3 电驱传动减速箱的机械可靠性分析
    4.4 基于内压增强的传动半轴的轻量化设计与失效分析
        4.4.1 传动半轴的结构与载荷特征分析
        4.4.2 基于复合结构的传动半轴轻量化设计
        4.4.3 传动半轴的疲劳寿命分析
    4.5 基于刚度匹配性和几何型面匹配性的减速箱的密封系统可靠性分析
        4.5.1 减速箱密封系统的基本构成及几何与力学特征
        4.5.2 基于刚度和公差影响的金属密封面的可靠性分析
        4.5.3 基于刚度和公差影响的油封密封件可靠性分析
    4.6 本章小结
第5章 典型高强度钢车身骨架复合梁的结构轻量化设计及可靠性分析方法
    5.1 车身的一般结构形式
    5.2 高强度钢车身结构特点分析
        5.2.1 高强钢车身的强度与刚度的矛盾
        5.2.2 高强度钢车身成型工艺与结构设计要求
        5.2.3 高强钢零部件的连接
    5.3 基于波纹板加强结构的车身骨架复合梁轻量化设计
        5.3.1 典型高强度钢车身骨架梁的结构形式与受力变形模式
        5.3.2 波纹板加强结构设计及主要特征参数与仿真建模
        5.3.3 基于波纹板加强结构的车身骨架复合梁的性能分析
    5.4 典型车身骨架梁的可靠性分析
        5.4.1 盒形骨架梁在极限载荷下的变形模式与失效研究
        5.4.2 骨架梁的焊接失效模式研究
        5.4.3 基于设计公差的骨架梁结构失稳模式分析
    5.5 本章小结
第6章 轻量化样车在强化路面可靠性试验的CAE建模仿真与道路试验验证
    6.1 整车强化路面可靠性试验基本要求及CAE仿真的主要难点
    6.2 基于柔性共享平台的轻量化样车整车动态仿真建模
        6.2.1 车身系统与动力传动系统建模
        6.2.2 底盘系统建模
        6.2.3 联合仿真结果及分析
    6.3 悬架K&C特性试验
    6.4 强化路面可靠性试验
    6.5 强化路面可靠性试验数据处理与分析
    6.6 可靠性试验结果分析及仿真结果对比
        6.6.1 静态测试-K&C特性参数试验与仿真的比较
        6.6.2 静态测试-摆臂应变试验与仿真的比较
        6.6.3 动态工况-车身系统关键参数试验与仿真的比较
        6.6.4 动态工况-摆臂应变试验与仿真的比较
    6.7 本章小结
总结与展望
参考文献
附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录
附录B 攻读学位期间所参加的科研项目
致谢

(3)C级纯电动轿车再生制动控制策略建模与仿真研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 国内外纯电动汽车发展现状
        1.2.1 国外发展现状
        1.2.2 国内发展现状
    1.3 再生制动系统工作原理
    1.4 再生制动系统的应用与研究现状
        1.4.1 国外研究现状
        1.4.2 国内研究现状
    1.5 本文的主要研究内容
第2章 C级纯电动轿车动力系统参数匹配与建模
    2.1 纯电动车动力系统结构
    2.2 动力系统的参数匹配
        2.2.1 驱动电机的参数匹配
        2.2.2 动力电池组的参数匹配
    2.3 动力系统仿真模型搭建
        2.3.1 驱动电机仿真模型
        2.3.2 动力电池组仿真模型
    2.4 本章小结
第3章 C级纯电动轿车再生制动控制策略设计
    3.1 再生制动控制策略理论基础
        3.1.1 车辆制动过程中的动力学理论
        3.1.2 ECE制动法规
        3.1.3 常见的再生制动力控制策略
    3.2 前、后轮制动力分配控制策略设计
    3.3 再生制动模糊控制器设计
        3.3.1 模糊控制理论
        3.3.2 制动力分配模糊控制器结构
        3.3.3 模糊控制器隶属函数设计
    3.4 本章小结
第4章 C级纯电动轿车再生制动控制策略建模与仿真
    4.1 Advisor软件简介
    4.2 再生制动控制策略建模
        4.2.1 Advisor再生制动控制策略分析
        4.2.2 再生制动控制策略建模
    4.3 仿真结果与分析
        4.3.1 车辆动力性能仿真与分析
        4.3.2 再生制动控制策略仿真验证
    4.4 本章小结
第5章 基于遗传算法的模糊控制器优化
    5.1 遗传算法与模糊控制器的优化
        5.1.1 模糊控制优化理论概述
        5.1.2 遗传算法的运算流程
        5.1.3 模糊控制器的遗传算法优化原理
    5.2 再生制动优化模型的建立
        5.2.1 再生制动控制算法优化设计
        5.2.2 优化参数的选取
        5.2.3 优化目标函数与约束
        5.2.4 再生制动系统的优化求解数学模型
    5.3 遗传优化算法的求解
        5.3.1 初始种群的生成
        5.3.2 适应度函数的选取
        5.3.3 优化算法控制参数设置
        5.3.4 遗传优化算法与Advisor联合仿真
    5.4 遗传算法优化仿真试验验证
    5.5 本章小结
总结与展望
参考文献
致谢
附录A 攻读学位期间所取得的研究成果

(4)单行星排客车混合动力系统参数匹配与仿真分析(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 引言
    1.1 选题背景
    1.2 国外混合动力汽车发展现状
    1.3 国内混合动力汽车发展现状
    1.4 选题的科学意义及应用背景
    1.5 本文主要内容
第二章 单行星排混合动力传动系统构型分析
    2.1 混合动力传动系统的基本要求
        2.1.1 动力分解与合成功能
        2.1.2 自动变速功能
        2.1.3 输出转矩控制功能
    2.2 行星齿轮机构的杠杆分析法
        2.2.1 行星排等效杠杆图
        2.2.2 行星齿轮机构运动学分析
        2.2.3 行星齿轮机构动力学分析
    2.3 可行性构型方案及分析
        2.3.1 可行性构型方案
        2.3.2 可行性构型方案分析
    2.4 本章小结
第三章 混合动力系统关键部件参数匹配与选型
    3.1 混合动力公交车基础参数和性能指标
    3.2 混合动力系统运行工况分析
    3.3 混合动力系统匹配设计
        3.3.1 行星轮系运动分析
        3.3.2 主要部件选型及参数匹配
    3.4 本章小结
第四章 混合动力系统仿真模型搭建与控制策略设计分析
    4.1 仿真平台介绍
    4.2 混合动力系统仿真模型的建立
        4.2.1 发动机模型的建立
        4.2.2 驱动电机模型的建立
        4.2.3 发电机模型的建立
        4.2.4 动力电池模型的建立
        4.2.5 整车动力学模型的建立
    4.3 控制策略设计
        4.3.1 控制策略的选择
        4.3.2 控制策略的制定
    4.4 控制策略优化
    4.5 整车控制策略模型的建立
    4.6 本章小结
第五章 仿真和试验
    5.1 整车仿真及结果分析
        5.1.1 中国典型城市公交循环工况仿真
        5.1.2 纯电最大续航行驶里程仿真
        5.1.3 加速性能仿真
        5.1.4 爬坡性能仿真
    5.2 整车试验与分析
        5.2.1 试验条件及说明
        5.2.2 燃油经济性试验
        5.2.3 整车动力性试验
        5.2.4 纯电最大续航行驶里程试验
    5.3 仿真与试验结果对比分析
    5.4 本章小结
总结与展望
    全文总结
    展望
参考文献
致谢
主要研究成果

(5)分布式驱动电动汽车网络时滞侧向动力学鲁棒控制研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 选题背景与研究意义
        1.1.1 电动汽车的发展与关键技术
        1.1.2 分布式驱动电动汽车发展与研究现状
        1.1.3 课题的提出
    1.2 与本课题相关的国内外研究现状综述
        1.2.1 分布式驱动车辆状态参数识别
        1.2.2 分布式驱动电动汽车操纵稳定性控制
        1.2.3 分布式驱动转矩优化分配
        1.2.4 分布式驱动电动汽车网络控制系统与时滞动力学
    1.3 当前研究存在的不足
    1.4 本文的主要研究内容
第2章 分布式驱动电动汽车状态参数非线性估计方法
    2.1 车辆操纵稳定性控制中的车辆状态分析
    2.2 车辆状态参数估计方法
        2.2.1 贝叶斯滤波原理
        2.2.2 非线性高斯滤波
        2.2.3 容积卡尔曼滤波
        2.2.4 自适应容积卡尔曼滤波
    2.3 车辆状态参数估计建模
        2.3.1 七自由度车辆状态估计模型
        2.3.2 轮胎模型
        2.3.3 车辆仿真环境设置
        2.3.4 车辆动力学模型验证
    2.4 车辆状态参数估计算法仿真验证
    2.5 本章小结
第3章 分布式驱动电动汽车网络时滞动力学分析与建模
    3.1 分布式驱动电动汽车集成控制的网络化特征分析
    3.2 车辆网络化控制系统基本原理研究
        3.2.1 网络控制系统的基本问题
        3.2.2 CAN总线延时建模
        3.2.3 网络延时与采样周期对网络控制系统性能的影响
    3.3 面向控制的车辆网络时滞动力学综合建模
        3.3.1 面向控制的车辆时滞动力学模型
        3.3.2 车辆状态参考模型
    3.4 本章小结
第4章 车辆时滞动力学上层鲁棒控制器设计
    4.1 网络控制系统研究方法
    4.2 车辆时滞动力学的鲁棒控制器设计
        4.2.1 最优滑模控制概述
        4.2.2 全局鲁棒最优滑模控制器设计
    4.3 基于CarMaker车辆模型的仿真验证
        4.3.1 仿真控制设置
        4.3.2 仿真结果与分析
    4.4 本章小结
第5章 分布式驱动下层转矩容错分配算法
    5.1 分布式驱动电动汽车驱动/制动优化分配模型
    5.2 基于优化控制的转矩分配方法
        5.2.1 过驱动系统与控制分配理论
        5.2.2 转矩优化分配算法
        5.2.3 基于优化分配的下层控制器设计
    5.3 基于规则的分配方法
    5.4 具有通信故障容错能力的分配方法
    5.5 仿真验证
        5.5.1 高附着路面上的离线仿真
        5.5.2 低附着路面上的离线仿真
        5.5.3 通信故障容错分配离线仿真
    5.6 本章小结
第6章 控制算法硬件在环验证
    6.1 硬件在环仿真实验
    6.2 硬件在环仿真搭建
        6.2.1 硬件在环仿真平台硬件部分
        6.2.2 硬件在环仿真平台软件部分
    6.3 硬件在环仿真结果分析
        6.3.1 车辆参数估计算法的有效性验证
        6.3.2 网络时滞动力学控制器的鲁棒性与转矩优化分配验证
        6.3.3 通信故障容错能力验证
    6.4 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表论文与研究成果清单
致谢

(6)燃料电池插电式混合动力轿车关键技术研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
主要符号对照表
第1章 绪论
    1.1 开发新能源汽车的目的和意义
    1.2 插电式混合动力电动车的国内外研究现状
    1.3 燃料电池插电式混合动力电动车的主要问题及发展方向
    1.4 本课题主要研究内容
第2章 动力系统建模及仿真优化
    2.1 系统建模
        2.1.1 整车动力学模型
        2.1.2 混合动力系统构型
        2.1.3 燃料电池模型
        2.1.4 动力电池模型
        2.1.5 电量消耗-电量维持控制策略
    2.2 动力系统参数优化设计
        2.2.1 动力系统参数对动力性的影响
        2.2.2 动力系统参数对经济性的影响
        2.2.3 整车及燃料电池系统功率和储能需求分析
        2.2.4 最优动力系统参数
    2.3 燃料电池插电式混合动力系统仿真分析
        2.3.1 动力性
        2.3.2 经济性
    2.4 本章小结
第3章 燃料电池混合动力轿车的控制系统设计研究
    3.1 整车控制系统设计
        3.1.1 燃料电池车辆动力构型分析
        3.1.2 控制系统架构设计
    3.2 燃料电池电动轿车工作模式
    3.3 动力系统能量管理策略研究
        3.3.1 控制策略研究内容分析
        3.3.2 主流控制策略分析
        3.3.3 动力系统控制策略的实现
        3.3.4 故障处理控制策略设计
    3.4 基于模型的电机功率预测控制
    3.5 实车验证结果分析
    3.6 本章小结
第4章 混合动力汽车动力系统热管理研究
    4.1 燃料电池动力系统一体化热管理
        4.1.1 动力电池包电热耦合研究
        4.1.2 动力电池包热特性仿真研究
        4.1.3 电堆余热对动力电池的影响分析
        4.1.4 电堆余热对乘员舱加热
    4.2 动力电池低温条件下充电加热研究
        4.2.1 系统架构
        4.2.2 低温充电加热控制策略分析与设计
        4.2.3 控制策略的实现
        4.2.4 控制策略的试验验证
    4.3 DC/DC附件系统热管理研究
        4.3.1 有限元分析及DC/DC电源模块模型构建
        4.3.2 热分析研究
    4.4 本章小结
第5章 高压供氢系统碰撞安全研究
    5.1 碰撞及结构研究原理与方法
        5.1.1 整车模型选择
        5.1.2 整车及碰撞模型建立
        5.1.3 碰撞工况设定
        5.1.4 研究方案
    5.2 基于LS-DYNA分析的整车碰撞响应研究
        5.2.1 碰撞过程模拟分析
        5.2.2 不同碰撞角度的影响
        5.2.3 偏置碰撞的影响
    5.3 基于Abaqus的氢气瓶铺层缠绕研究
        5.3.1 氢气瓶有限元模型建立
        5.3.2 氢气瓶表征数据分析
        5.3.3 氢气瓶应力分布分析
        5.3.4 铺层角度变化的影响
        5.3.5 工作内压的影响
    5.4 本章小结
第6章 燃料电池混合动力系统及整车测试
    6.1 样车试制
    6.2 燃料电池混合动力系统测试
        6.2.1 测试及方式及内容
        6.2.2 测试结果及结论
    6.3 燃料电池插电式混合动力轿车整车测试
        6.3.1 试验方法
        6.3.2 测试结果及结论
    6.4 本章小结
结论及建议
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果

(7)增程式电动轿车动力系统控制策略设计及优化研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
ABSTRACT
目录
插图清单
表格清单
第一章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 增程式电动汽车
    1.3 增程式电动汽车国内外研究发展现状
        1.3.1 整车产品发展现状
        1.3.2 控制策略研究现状
    1.4 课题主要研究内容
第二章 动力系统部件选型及参数匹配设计
    2.1 增程式电动轿车结构
    2.2 样车参数及性能指标
    2.3 驱动电机匹配设计
        2.3.1 驱动电机选型
        2.3.2 驱动电机参数匹配
    2.4 传动系参数修正
    2.5 动力电池匹配设计
        2.5.1 动力电池选型
        2.5.2 动力电池参数匹配
    2.6 增程器匹配设计
        2.6.1 发动机及发电机选型
        2.6.2 发电机参数匹配
        2.6.3 发动机参数匹配
    2.7 参数匹配结果汇总
    2.8 本章小结
第三章 控制策略设计
    3.1 增程式电动轿车工作模式分析
        3.1.1 纯电动模式
        3.1.2 增程模式
        3.1.3 再生制动模式
    3.2 整车控制策略设计
    3.3 增程器多工作点控制策略设计
        3.3.1 增程器控制策略设计要求
        3.3.2 增程器三工作点控制策略
        3.3.3 工作点选取及控制规则制定
    3.4 增程器模糊逻辑控制策略设计
        3.4.1 模糊逻辑控制概述
        3.4.2 模糊控制器设计
    3.5 制动控制策略设计
    3.6 本章小结
第四章 整车及控制策略建模和仿真分析
    4.1 基于CRUISE的整车性能仿真模型
        4.1.1 CRUISE软件简介
        4.1.2 整车模型
        4.1.3 驱动电机
        4.1.4 动力电池
        4.1.5 发动机
        4.1.6 发电机
    4.2 基于MATLAB/Simulink的控制策略模型
        4.2.1 多工作点控制策略模型
        4.2.2 模糊逻辑控制策略模型
        4.2.3 控制策略模型与整车模型集成
    4.3 仿真结果及分析
        4.3.1 仿真计算任务
        4.3.2 动力性仿真分析
        4.3.3 经济性仿真分析
    4.4 本章小结
第五章 增程式电动轿车控制参数优化
    5.1 多目标优化概述
    5.2 多工作点控制策略参数优化
        5.2.1 多学科优化软件Isight简介
        5.2.2 优化变量
        5.2.3 目标函数
        5.2.4 约束条件
        5.2.5 优化算法
        5.2.6 Isight集成CRUISE
        5.2.7 优化结果及分析
    5.3 模糊逻辑控制策略参数优化
        5.3.1 模糊控制优化概述
        5.3.2 优化变量
        5.3.3 目标函数
        5.3.4 约束条件
        5.3.5 基于遗传算法的模糊控制器优化
        5.3.6 优化结果与分析
    5.4 两种控制策略优化结果对比
    5.5 本章小结
第六章 基于dSPACE的硬件在环仿真试验
    6.1 硬件在环基本原理
    6.2 dSPACE实时仿真系统
        6.2.1 dSPACE概述
        6.2.2 dSPACE系统结构与原理
        6.2.3 dSPACE实时仿真系统搭建
    6.3 试验结果及分析
        6.3.1 仿真试验工况
        6.3.2 发动机
        6.3.3 驱动电机
        6.3.4 经济性分析
    6.4 本章小结
第七章 总结与展望
    7.1 全文总结
    7.2 论文创新点
    7.3 未来展望
参考文献
攻读硕士学位期间的学术活动及科研情况

(8)微型电动轿车的建模方法与仿真分析(论文提纲范文)

摘要
Abstract
目录
Content
第一章 绪论
    1.1 选题背景与意义
    1.2 纯电动汽车发展概述
        1.2.1 国外发展状况
        1.2.2 国内发展状况
    1.3 纯电动汽车的基本组成和结构特点
        1.3.1 纯电动汽车的基本组成
        1.3.2 纯电动汽车的结构特点
    1.4 纯电动汽车的关键技术
        1.4.1 驱动电机及其控制技术
        1.4.2 能量储存与管理技术
        1.4.3 整车控制技术
        1.4.4 电动汽车仿真技术
    1.5 本文主要研究内容与创新
        1.5.1 本文主要研究内容
        1.5.2 本文创新点
第二章 微型电动轿车动力系参数匹配
    2.1 整车参数及性能要求
        2.1.1 整车参数
        2.1.2 动力性能要求
    2.2 电动机选择与参数匹配
        2.2.1 电动机类型的选择
        2.2.2 电动机主要参数匹配
        2.2.3 电动机参数确定
    2.3 传动比的确定
    2.4 动力电池的选择与参数匹配
        2.4.1 动力电池类型的选择
        2.4.2 动力电池主要参数匹配
    2.5 动力系统匹配结果
    2.6 微型电动轿车总体布置设计
    2.7 本章总结
第三章 微型电动轿车仿真模型的建立
    3.1 电动汽车仿真方法
        3.1.1 后向仿真方法
        3.1.2 前向仿真方法
        3.1.3 混合仿真方法
    3.2 车辆动力学模型
        3.2.1 整体概述
        3.2.2 车速迭代子模块
    3.3 车轮模型
        3.3.1 后向仿真
        3.3.2 前向仿真
    3.4 电动机模型
        3.4.1 电动机数学模型
        3.4.2 电动机仿真模型
    3.5 电池模型
        3.5.1 锂离子电池数学模型
        3.5.2 锂离子电池仿真模型
    3.6 本章小结
第四章 仿真软件GDUT PEVSim的实现
    4.1 开发平台及开发工具选择
        4.1.1 开发平台选择
        4.1.2 开发工具选择
        4.1.3 MATLAB与VC++接口实现
    4.2 软件的结构和工作原理
        4.2.1 软件的结构
        4.2.2 工作原理
    4.3 软件的设计
        4.3.1 启动画面设计
        4.3.2 数据输入界面设计
        4.3.3 动力性能仿真界面设计
        4.3.4 路况仿真界面设计
    4.4 仿真结果分析
        4.4.1 参数输入
        4.4.2 动力性能计算
        4.4.3 典型路况仿真
    4.5 本章小结
第五章 仿真数据检验
    5.1 Cruise软件介绍
    5.2 建模分析
        5.2.1 车辆模型
        5.2.2 电机模型
        5.2.3 电池模型
        5.2.4 其他模型
    5.3 任务设置和仿真分析
        5.3.1 定义计算任务
        5.3.2 仿真结果分析
    5.4 仿真平台评价
    5.5 本章小结
结论与展望
    1. 全文结论
    2. 工作展望
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢

(9)微型电动轿车动力传动匹配与结构性能优化的关键技术研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
目录
1 绪论
    1.1 电动汽车发展的必然性
    1.2 电动汽车的发展现状
        1.2.1 国外电动汽车的发展现状
        1.2.2 国内电动汽车的发展现状
    1.3 电动汽车开发的关键技术
    1.4 课题的来源与意义
    1.5 课题研究的内容
    1.6 本章小结
2 电动汽车驱动系统和传动系的设计
    2.1 电动汽车的驱动系统
        2.1.1 驱动电机
        2.1.2 动力电池
        2.1.3 电池管理系统
        2.1.4 能量管理系统
        2.1.5 控制系统
    2.2 传动系方案的确定
        2.2.1 机械传动系统的设计方案
        2.2.2 机电集成式传动系统的设计方案
        2.2.3 电动桥传动系设计方案
        2.2.4 电动轮传动系设计方案
    2.3 驱动方式的确定
    2.4 电池的布置
    2.5 车架与底盘
    2.6 电动汽车的总体布置
        2.6.1 总体布置
        2.6.2 其他电器系统
    2.7 电动汽车的动力性能指标
    2.8 本章小结
3 电动汽车的动力参数计算与匹配
    3.1 整车参数与性能要求
        3.1.1 整车的技术参数
        3.1.2 动力性能参数
    3.2 电动汽车的动力学分析
        3.2.1 滚动阻力
        3.2.2 空气阻力
        3.2.3 爬坡阻力
        3.2.4 加速阻力
        3.2.5 车辆行驶中功率的平衡
    3.3 驱动电机的匹配选型
        3.3.1 驱动电机的峰值功率与额定功率的确定
        3.3.2 驱动电机额定电压的匹配
        3.3.3 额定转速的匹配选择
        3.3.4 驱动电机额定转矩的匹配选择
    3.4 传动比的确定
    3.5 电池的参数选择匹配
        3.5.1 确定动力电池组数量
        3.5.2 电池的选型
    3.6 匹配结果
    3.7 本章小结
4 电动汽车驱动系统的仿真优化
    4.1 电动汽车仿真的意义
    4.2 电动汽车仿真软件ADVISOR的介绍
        4.2.1 ADVISOR的特点
        4.2.2 ADVISOR的仿真策略
    4.3 整车模型的建立
        4.3.1 循环工况(drive cycle)的模型
        4.3.2 驾驶员模型的建立
        4.3.3 车辆动力学模型
        4.3.4 传动系统模型
        4.3.5 驱动电机及控制器模型
        4.3.6 电池模型
    4.4 基于ADVISOR的电动汽车仿真模型的建立
        4.4.1 驱动电机及控制器的仿真模型
        4.4.2 动力电池仿真模型
        4.4.3 主减速器的仿真模型
        4.4.4 车轮/车轴的仿真模型
        4.4.5 车身仿真模型
    4.5 仿真模型系统优化的关键技术
    4.6 ADVISOR参数仿真
        4.6.1 ADVISOR整车仿真
        4.6.2 仿真结果的输出
    4.7 本章小结
5 车身骨架结构的有限元分析与优化
    5.1 车身骨架有限元的意义
    5.2 有限元分析的主要内容
    5.3 车身骨架结构性能分析的基本理论与关键技术
        5.3.1 引言
        5.3.2 电动汽车车身骨架结构性能分析中单元的选择
        5.3.3 车架强度与刚度的计算方法
        5.3.4 车架模态分析的基本理论
    5.4 车身骨架有限元模型的建立
        5.4.1 车架几何模型的建立
        5.4.2 车架有限元模型的建立
    5.5 车架的结构刚度分析
    5.6 模态分析
    5.7 车架的优化设计
    5.8 优化的意义
    5.9 本章小结
6 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 研究展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表论文

(10)基于混合系统理论的混合动力客车控制策略和参数优化研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
致谢
第一章 绪论
    1.1 选题的背景和意义
    1.2 国内外HEV 的研究与开发概况
        1.2.1 国外HEV 的研发概况
        1.2.2 我国HEV 的研发概况
    1.3 HEV 的关键技术
        1.3.1 整车结构设计~([31-32])
        1.3.2 动力电池组及其能量管理系统
        1.3.3 驱动电机及其控制
        1.3.4 动力系统参数匹配与控制技术~([47-52])
    1.4 HEV 多能源动力控制系统的混合系统特征
    1.5 HEV 多能源控制策略研究现状
        1.5.1 HEV 多能源控制策略研究现状
        1.5.2 HEV 再生制动控制策略研究现状
        1.5.3 HEV 多能源控制策略存在的问题
    1.6 混合系统理论研究的历史和现状
        1.6.1 混合系统理论的研究历史背景
        1.6.2 混合系统理论的研究现状
    1.7 课题来源及论文研究的主要内容
第二章 混合动力客车总体设计
    2.1 城市客车运行工况分析
        2.1.1 城市客车运行工况特征
        2.1.2 混合动力城市客车(公交车)的优势
    2.2 HEB 动力系统总体方案设计
        2.2.1 HEB 动力系统构型分析
        2.2.2 6110 型SHEB 动力系统总体方案设计
    2.3 SHEB 动力系统主要总成的选型
        2.3.1 发动机-发电机组选型
        2.3.2 驱动电机选型
        2.3.3 动力电池组选型~([95])
    2.4 基于循环工况的 SHEB 动力系统参数初步匹配
        2.4.1 循环工况的选择
        2.4.2 典型城市公交循环工况下的功率谱分析
        2.4.3 基于循环工况的动力系统参数初步匹配[97-100]
    2.5 SHEB 多能源控制策略初步设计
    2.6 6110 型SHEB 总布置设计
        2.6.1 发动机-发电机组的布置
        2.6.2 动力电池组的布置
        2.6.3 整车控制系统与通信系统
        2.6.4 6110 型SHEB 整车总布置
    2.7 本章小结
第三章 混合系统理论与SHEB 动力控制系统研究
    3.1 混合系统的基本结构框架
        3.1.1 数字控制模块
        3.1.2 离散事件模块
        3.1.3 D-S 界面
    3.2 混合系统的建模
        3.2.1 混合自动机模型
        3.2.2 混合输入输出自动机模型
    3.3 混合系统仿真
        3.3.1 基于Stateflow 离散事件模型描述
        3.3.2 基于Simulink 连续系统模型描述
        3.3.3 接口部分
    3.4 有限状态机与Stateflow
        3.4.1 有限状态机
        3.4.2 Stateflow
    3.5 SHEB 动力系统能量流动模式分析
        3.5.1 纯电池驱动模式
        3.5.2 发动机—发电机组驱动模式
        3.5.3 混合驱动模式
        3.5.4 发动机充电模式
        3.5.5 再生制动模式
    3.6 基于混合系统理论的SHEB 动力控制系统研究
        3.6.1 SHEB 动力控制系统构成
        3.6.2 SHEB 动力控制系统数学模型的建立
        3.6.3 运行状态模式切换条件的确定
    3.7 本章小结
第四章 混合动力客车动力系统建模
    4.1 仿真建模的方法
    4.2 发动机模型
        4.2.1 外特性模型
        4.2.2 万有特性模型
        4.2.3 仿真模型
    4.3 驱动电机模型
        4.3.1 驱动电机数学模型
        4.3.2 驱动电机模型
    4.4 动力电池模型
        4.4.1 动力电池数学模型
        4.4.2 动力电池仿真模型
    4.5 综合式多能源控制策略总体模型
    4.6 定比例的制动力分配模型
    4.7 后轮驱动的整车仿真模型
        4.7.1 后轮驱动客车的动力学模型~([128])
        4.7.2 SHEB 整车动力学仿真模型
        4.7.3 6110 型SHEB 整车仿真模型
    4.8 仿真模型分析
        4.8.1 仿真参数和样车基本数据输入
        4.8.2 仿真模型校验
    4.9 本章小结
第五章 基于混合系统理论的多能源控制策略研究
    5.1 SHEB 多能源控制策略分析
        5.1.1 SHEB 多能源控制策略的控制目标和原则
        5.1.2 SHEB 再生制动控制策略分析
    5.2 基于混合系统理论的SHEB 多能源控制策略设计
        5.2.1 基于混合系统理论的模式变换式控制策略设计
        5.2.2 基于混合系统理论的恒温器式控制策略设计
        5.2.3 基于混合系统理论的功率跟随式控制策略设计
        5.2.4 基于混合系统理论的SHEB 再生制动控制策略设计
    5.3 基于混合系统理论的SHEB 多能源控制策略模型建立
        5.3.1 建立基于模式变换式的SHEB 控制策略总体模型
        5.3.2 基于制动力协调控制的SHEB 再生制动控制策略模型
        5.3.3 基于Simulink/Stateflow 的SHEB 整车模型
    5.4 基于混合系统理论的SHEB 多能源控制策略仿真分析
        5.4.1 恒温器式多能源控制策略的整车仿真分析
        5.4.2 功率跟随式多能源控制策略的整车仿真分析
        5.4.3 模式变换式多能源控制策略的整车仿真分析
        5.4.4 制动力协调控制的再生制动控制策略仿真分析
        5.4.5 仿真结果分析比较
    5.5 基于不同控制策略的SHEB 整车性能试验分析
        5.5.1 不同控制策略的整车动力性和燃油经济性试验分析
        5.5.2 不同再生控制策略下制动能量回收分析
    5.6 本章小结
第六章 基于正交法的混合动力系统综合参数优化
    6.1 SHEB 动力系统参数优化方法
    6.2 基于正交法的混合动力系统部件参数优化
        6.2.1 确定混合动力系统参数优化考核指标
        6.2.2 正交试验因素和水平的选择
        6.2.3 确定优化设计正交表
        6.2.4 确定最优方案
    6.3 基于正交法的混合动力系统综合参数优化
        6.3.1 SHEB 动力系统综合参数优化流程设计
        6.3.2 确定试验因素及水平
        6.3.3 确定优化设计正交表
        6.3.4 数据处理及最优方案确定
    6.4 基于综合参数优化方案的SHEB 整车性能分析
        6.4.1 在典型城市公交循环工况下仿真试验分析
        6.4.2 在 UDDS 循环工况下仿真试验分析
        6.4.3 基于综合参数优化方案的SHEB 整车性能分析
    6.5 本章小结
第七章 混合动力客车动力总成与整车试验研究
    7.1 混合动力总成试验台架构建必要性
    7.2 混合动力总成试验台架测试系统的构建
        7.2.1 动力总成试验台架的模块化设计~([155-156])
        7.2.2 SHEB 动力总成试验台架测试系统的构建
    7.3 SHEB 驱动电机台架试验与分析
        7.3.1 SHEB 驱动电机台架测试系统的搭建
        7.3.2 SHEB 驱动电机台架试验与分析
    7.4 SHEB 发动机台架试验与分析
    7.5 6110 型SHEB 动力性道路试验与分析
        7.5.1 SHEB 动力性试验方法和规范
        7.5.2 6110 型SHEB 动力性道路试验与分析
    7.6 6110 型SHEB 燃油经济性试验与分析
        7.6.1 燃油经济性试验方法和规范的制定
        7.6.2 6110 型SHEB 的燃油经济性测试
    7.7 6110 型SHEB 样车性能试验结果分析
    7.8 本章小结
第八章 全文总结与展望
    8.1 全文总结
    8.2 主要创新点
    8.3 研究展望
参考文献
攻读博士学位期间发表的学术论文
攻读博士学位期间的主要科研

四、燃料电池电动轿车样车的改进设计和仿真分析(论文参考文献)

  • [1]纯电动汽车动力系统参数匹配及优化仿真研究[D]. 王文平. 哈尔滨理工大学, 2020(02)
  • [2]基于工况模拟载荷的轿车关键件轻量化设计及可靠性分析方法研究[D]. 胡红舟. 湖南大学, 2019(07)
  • [3]C级纯电动轿车再生制动控制策略建模与仿真研究[D]. 许兵. 湖南大学, 2019(07)
  • [4]单行星排客车混合动力系统参数匹配与仿真分析[D]. 董坤. 厦门理工学院, 2018(02)
  • [5]分布式驱动电动汽车网络时滞侧向动力学鲁棒控制研究[D]. 王亚超. 北京理工大学, 2018(07)
  • [6]燃料电池插电式混合动力轿车关键技术研究[D]. 陈平. 清华大学, 2017(02)
  • [7]增程式电动轿车动力系统控制策略设计及优化研究[D]. 董欣阳. 合肥工业大学, 2015(07)
  • [8]微型电动轿车的建模方法与仿真分析[D]. 詹沛枝. 广东工业大学, 2011(10)
  • [9]微型电动轿车动力传动匹配与结构性能优化的关键技术研究[D]. 王忆望. 扬州大学, 2011(05)
  • [10]基于混合系统理论的混合动力客车控制策略和参数优化研究[D]. 尹安东. 合肥工业大学, 2010(01)

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燃料电池电动汽车原型改进设计与仿真分析
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