纯电动汽车电机驱动系统传动机构参数设计【毕业设计】

发布日期:[12-08-02 20:34:57] 浏览人次:[]

有极高知名度的高科技公司。AVL Cruise软件是用于仿真研究车辆动力性、燃油经济性、排放性能与制动性能的高级仿真分析软件。该软件可以用于车辆开发过程中的动力传动系的匹配、车辆性能预测,还能够对混合动力车和电动汽车进行建模仿真和性能模拟。AVL Cruise软件界面友好,不但与发动机性能分析软件(AVL Boost)有很好的耦合计算性能,还提供了与Matlab、C、Fortran等通用编程软件的接口,为用户建立自定义模块及控制元件的模型提供了方便,并扩展了软件的应用范围。

Cruise具有以下特点:

1)灵活的模块化理念可进行各种车辆和动力总成配置的分析,能够自由地在所提供的模块的基础上建立系统模型;

2)智能化的驾驶员模型可根据人体反应真实地再现车辆的行为;

3)发动机的冷启动模型考虑了高摩擦和热力学效应;

4)弹性扭转轴单元可用于传动系统的低频振动特性研究;

5)黑盒子功能可使用户自定义模块和控制算法;

6)提供了流体动力学软件Flow master、KUL I及MATALAB/SIMUL INK的接口;

7)考虑了转向时车轮和车辆受力;

8)有分析CVT的专用模型。

Cruise提供了一种图形化的交互环境,只需用鼠标拖动的方法从模型库中拖出相应的元件,便能迅速地建立系统框图,根据研究的需要添加相应的控制模块,并正确连接数据总线,便可很快得到系统模型。用户能方便地修改动力传动系的配置,所以用它来对动力传动系统建模将是一件非常轻松的事情。

利用Cruise软件可以缩短研发周期,节约研发成本,减少设计的盲目性。

4.2 电机模型的建立

根据已有型号的电机,把相应的转矩、转速及其他有关数据输入Cruise之中,建立电机模型。

电机工作电压60V,最大转速为3100rpm/min,转动惯量0.15kg·m2,最大转速的扭矩时0N·m。电机质量10kg,初始工作温度50℃,比热容1000J/kgK,达到最大功率转速时间10s,最大温度160℃。设电机效率为恒定值,与转速和输出扭矩大小无关。将数据输入电机后得出特征图。如下图所示:

图2 电机参数设置

图3 电机外特性设置

图4 电机效率设置

4.3 电池模型的建立

最大电池容量为150Ah,起始容量为90%,额定电压为72.0V,最大电压82.2V,最小电压60V。电池组电池数量为1,电池组质量为120kg。如下图所示:

图5 电池参数设置

图6 电池充电曲线设置

图7 电池放电曲线设置

4.4 整车模型的建立

将电池、电机、离合器、变速箱、驾驶员模块以及车轮等模块拖入Cruise的工作区中,建立模型。输入系统中各个模块的参数,如车辆模块的满载重量、迎风面积和阻力系数等;电机的电压、转矩和转速等;车轮的摩擦系数;主减速器的主减速比等。在CRUISE仿真时,系统会提示所有必须要输入的参数,按照这个要求,把参数一一输入即可。

建立系统的物理连接和信号连接。首先完成物理连接,选定各子系统模型之后,根据汽车配置方案和部件连接关系,用connect建立模型的物理连接。传动系各部件之间有直接的物理连接关系,车轮和制动器之间也有物理连接关系,但驾驶室与动力传动系和制动系之间没有物理连接。在仿真过程中,它们之间是通过信号连接来传递信息。了解汽车系统内部各部件之间的连接、控制关系以及信息传递关系,建立汽车各子模型之间的信号连接关系。系统需要把所需的信号连接全部定义准确,如果有一个错误,那么将无法运行仿真程序。如下图所示:

图8 整车模型搭建

第五章 仿真及结果分析

根据纯电动汽车仿真的要求,选择和编辑相应的任务及工况,设置合适的仿真步长和精度进行仿真计算。设定的计算任务有:在任务Cycle Run中仿真续驶里程;在任务Climbing Performance中仿真最大爬坡度;在任务Constant Drive中仿真最高速度。选择single calculation的计算方式,计算完成之后在Result Mana

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