纯电动汽车电机驱动系统传动机构参数设计

交通与汽车工程学院科技论文写作课程名称:课程代码:论文题目：纯电动汽车电机驱动系统传动机构参数设计年级/专业/班:学生姓名:学号:科技论文写作成绩：学习态度及平时成绩（30）文献查阅能力（20）创新（5）论文撰写质量（45）总分（100）教师签名：年月日纯电动汽车电机驱动系统传动机构参数设计摘要：汽车是人们生活的重要交通工具，随着人们生活水平的提高，越来越多的人开始购买汽车。但是，汽车的大量使用带来了能源消耗，资源短缺，环境污染等一系列问题，这些问题促使各大汽车公司竞相研制各种新型无污染的的环保车。而电动汽车是以电能为能源，通过电动机将电能转化为机械能，这完全符合研制零污染汽车的理念。因此，电动汽车作为解决资源短缺，环境污染等问题的重要途径，得到了快速发展。本文对动力传动系部件的设计参数进行研究，根据纯电动汽车性能要求进行主要参数的设计及匹配，通过对具体车型的计算，建立仿真模型，并在cruise软件下进行仿真实验，模拟得到其动力性能，验证该模型车辆动力性能的可行性。分析影响续驶里程、最高车速和最大爬坡度的各种因素，提出能够很好地提高电动汽车动力性能的措施和方法。进一步探讨主要参数的确定，选择并设计出一种切实可行的纯电动汽车的动力传动系设计方案。关键词：纯电动汽车；传动系；参数匹配；cruise仿真中图分类号：U469.72文献标识码：AParametersDesignationoftheTransmissionMechanismSysteminBatteryElectricVehiclewithMotorDrivingYangJikun(SchoolofTransportationandAutomotiveEngineering,Chengdu,Sichuan610039)Abstract:Thecarisanimportanttraffictoolinpeople'slife,alongwiththeimprovementofpeople'slivingstandard,moreandmorepeoplebegintobuycars.However,alotofuseoftheautomobilebroughttheenergyconsumption,shortageofresources,aseriesofproblemssuchasenvironmentalpollution,theseproblemshavepromptedthemajorcarcompaniestodevelopvariouskindsofnewpollution-freegreencar.Electricvehiclestoelectricenergy,throughthemotorconvertselectricalenergyintomechanicalenergy,whichisentirelyconsistentwiththedevelopmentoftheconceptofzeropollutionmotors.Therefore,theelectricvehicleisanimportantwaytosolvetheshortageofresources,environmentalpollutionproblems,obtainedthefastdevelopment.Thispaperdesignparametersofpowertraincomponents,andmatchingdesignofmainparametersaccordingtotherequirementofpureelectricvehicleperformance,throughthecalculationofconcretemodels,simulationmodelisestablished,andsimulatedincruisesoftware,simulationofthedynamicperformance,verifythefeasibilityofthemodelofvehicledynamicperformance.Analysisoftheinfluenceofmileage,themaximumspeedandmaximumclimbablegradientofvariousfactors,wecanverygoodmeasuresandmethodstoimprovethedynamicperformanceofelectricvehicle.Determinedtofurtherexplorethemainparameters,selectionanddesignschemeofpowertrainafeasiblepureelectricvehicles.Keywords:EVtransmission；power-train；matching；Cruisesimulation1绪论1.1引言由于经济的持续快速发展，我国对能源的需求急速增长。2011年2月25日，我国能量研究会公布，去年，我国一次能源消费量为32.5亿吨标准煤，同比增长了6%，中国已成为全球第一能源消费大国。中国能源研究会预测，我国能源需求将继续增长，这将进一步推动能源价格的普遍上涨。此外，国际油价一路上涨。去年我国原油全年平均进口油价为每桶61美元，相当于每天支付4亿美元进口原油。最近，伦敦市场上布伦特原油期货价格达到113美元/桶以上，比调价时的102美元/桶，涨了10%左右。交通运输是目前我国能源消耗最大，也是能源消耗增长最快的行业之一。与此同时，交通所造成的污染日趋严重。汽车尾气排放已成为我国各大中城市污染的主要来源之一，交通所造成的污染越来越影响到人们的生活质量。因此，降低能源消耗、减少环境污染，以保持交通运输的可持续发展，已成为我国交通运输业可持续发展所面临的首要任务。纯电动汽车作为“绿色的交通工具”，它的投入运行不仅对缓解能源危机以及环境问题有着重要的作用，对于我国自身相关产业的发展以及我国汽车业在国际中的地位也有着及其重要的意义。1.2国内外电动汽车发展现状世界各国著名的汽车厂商都在加紧研制各类电动汽车，并且取得了一定程度的进展和突破。现代电动汽车一般可分为四类：纯电动汽车（PEV）、混合动力电动汽车（HEV）、燃料电池电动汽车（FCEV）、外接充电式混合动力电动汽车（PHEV）。美国一直致力于提高乙醇以及生物柴油等可再生资源使用量，同时，美国政府也鼓励以混合动力车为代表的其他新能源汽车的使用。美国的混合动力汽车在2004年前后进入商业化推广阶段。规定消费者购买通用汽车、福特、丰田、日产等公司生产的符合条件的混合动力车，可以享受到税款抵免优惠。推动新能源汽车发展是奥巴马政府能源政策的组成部分希望通过发展和利用新能源，使美国摆脱对海外石油的过度依赖。奥巴马总统上任后，美国通过制定进一步严格的汽车燃油排放标准和新能源汽车政策，以及通过政府采购节能汽车，消费者购买节能汽车减税，设立新能源汽车的政府资助项目，投资促进新能源汽车基础设施建设等策略，美国政府进一步推动汽车产品朝着“小型化”和“低能耗”的方向发展。德国在新能源汽车研发方面处于世界领先地位。早在2007年，德国政府就已经把将电动汽车的关键技术，也就是锂离子电池列入到“高科技战略”中。2009年8月19号，德国政府又颁布了《国家电动汽车发展计划》，这个计划的目标是到2020年使德国拥有100万辆电动汽车。德国政府希望借助这项计划能够让德国成为世界电动汽车市场的领军者。德国在研发电动汽车和混合燃料车进行各项技术攻关的同时，也没有忘记相关的基础设施建设。包括大众、奔驰、宝马和欧宝在内的多家德国汽车巨头都在积极研发电动汽车。日本异常重视新能源汽车的开发。日本混合动力车已形成产业化，目前，丰田、本田、日产等日本厂商的混合动力汽车不仅在国内热销，在国际市场上也令其他国家厂商望其项背。日本为攻克电池方面的关键性技术，已建立了开发高性能电动汽车动力蓄电池的最大新能源汽车产业联盟，共同实施2009年度“革新型蓄电池尖端科学基础研究专项”新项目。为推进新能源汽车以及环保汽车，日本从2009年4月1日起实施“绿色税制”，它的适用对象包括纯电动汽车、混合动力车、清洁柴油车、天然气车以及获得认定的低排放且燃油消耗量低的车辆。日本媒体将2010年称为电动汽车革命之年，在这一年，从“汽油车转向电动汽车的革命已经开始”。此外包括韩国、英国、法国等也都在积极开展电动汽车的研发工作。与世界其他国家一样，电动汽车研发工作在我国也正在如火如荼的进行着，而且我国电动汽车的研发与国外在技术水平与产业化方面差距较小。新的中国汽车产业调整和振兴规划中称，将实施新能源汽车战略，推动纯电动汽车、充电式混合动力汽车及其关键零部件的产业化。启动国家节能和新能源汽车示范工程，由中央财政安排资金给予补贴，支持大中城市示范推广混合动力汽车、纯电动汽车、燃料电池汽车等节能和新能源汽车。我国于20世纪70年代曾开展蓄电池汽车的研究。90年代“八五”期间蓄电池电动汽车被列为国家重点攻关项目，以清华大学为主，开发出我国第一代蓄电池汽车。“九五”期间，将电动汽车项目确定为国家重大科技产业工程项目加以实施，同期国内推出了若干种电动汽车样车。“十五”和“863”计划中，特别设立电动汽车重大项目，选择新一代电动汽车技术作为我国科技创新的主攻方向，组织联合攻关，以电动汽车产业化技术平台为工作重点，力争在电动汽车关键单元技术、系统集成技术及整车技术上取得重大突破。“十一五”将电动汽车单列出来并纳入国家规划，将“新能源产业振兴规划”更名为“新兴能源的发展规划”，扩大新能源的研发范畴。1.3本文研究的意义电动汽车是集汽车技术、电子及计算机技术、电化学技术、能源与新材料技术于一体的高新技术产品，是人类新一代的清洁交通工具。纯电动汽车具有零污染、零排放、低噪声等特点，无疑是最为理想的新能源汽车。对动力传动系部件的设计参数进行研究是提高纯电动汽车性能的重要手段之一。本文将计算机仿真技术应用到纯电动汽车设计和研发，建立仿真模型，确保实验结果的准确性和可行性。1.4本文研究的主要内容1．简述电动汽车的发展状况，明确本文研究的目的和意义；2．分析纯电动汽车动力传动系统的总体结构和布置形式，并研究传动系统的类型、特点、工作特性，电池电机的工作特性及传动系统特性；3．计算传动系速比和电机参数，及其对整车性能的影响。应用电动汽车仿真软件Cruise，针对某型号驱动电机，建立仿真模型，进行整车动力性计算；4．对纯电动汽车的动力性进行分析，重点分析最高车速、爬坡度和加速性数据；以及结合被选择电机的台架试验数据，分析仿真结果。2电动汽车的基本机构2.1电动汽车的基本组成对于传统内燃机汽车，纯电动汽车的结构有很大差别，具体组成包括：电力驱动及控制系统、驱动力传动等机械系统、完成既定任务的工作装置等。电力驱动及控制系统是电动汽车的核心，也是区别于内燃机汽车的最大不同点。电力驱动及控制系统由驱动电动机、电源和电动机的调速控制装置等组成。电动汽车的其他装置基本与内燃机汽车相同。电源为电动汽车的驱动电动机提供电能，电动机将电源的电能转化为机械能，通过传动装置或直接驱动车轮和工作装置。电动汽车上应用最广泛的电源是铅酸蓄电池，但随着电动汽车技术的发展，铅酸蓄电池由于比能量较低，充电速度较慢，寿命较短，逐渐被其他蓄电池所取代。正在发展的电源主要有钠硫电池、镍铬电池、锂电池、燃料电池、飞轮电池等，这些新型电源的应用，为电动汽车的发展开辟了广阔的前景。本文讨论的对象使用高能锂电池作为动力源的电动汽车，锂离子电池由于其比能量大、放电电压高、循环寿命长、无记忆效应、具有快速充电能力、自放电速率小、具有多种安全保护措施、密封良好，无泄漏现象、环保等众多优点，使得其在未来电动汽车中的应用前景非常广阔。电池管理系统一直是电动汽车发展中的一项关键技术，电池组管理系统最基本的作用是监控电池的电池电压、电流和温度，通过对这些参