纯电动汽车高速齿轮传动NVH性能优化研究

汽车进入电气时代后带来了高速传动,纯电动汽车(BEV)驱动电机的输出转速超过了10 000 r/min,随后带来的高速噪音问题也成为了行业难题,因此高速齿轮传动NVH性能优化攻关作为纯电动汽车减速器核心技术备受海内外学者和研究机构关注。借助SMT/MASTA软件对变速器设计参数进行优化与仿真分析,通过不同扭矩下的齿面接触斑点试验对软件仿真的齿面接触应力分布进行标定,优化仿真模型,通过仿真数据和优化算法求解出最佳宏观参数和微观参数的组合,零件试制完装配后进行吊装试车主观评价测试,再通过西门子LMS/NVH便携式测试仪对NVH性能优化结果进行验证。     

纯电动汽车发展探析

纯电动汽车应用技术作为当今汽车行业高新技术发展的必然趋势,它涉及车辆工程、电机驱动技术、控制技术、电池技术等领域的核心技术,在石油资源面临枯竭,环境保护态势日趋严峻的紧迫需求下,电动汽车的发展业已成为全球的共识,从而成为当前相关领域的研究热点。     

纯电动汽车动力电池组液冷系统优化及冷却性能研究

散热问题是影响电动汽车电池寿命以及行车安全性的重要因素。针对目前电动汽车动力电池导热系数较低、液冷系统结构不合理等问题,对18650型电池的散热问题进行研究。分析了电池放电过程中的生热特性,建立电池组模型,对其放电过程进行热仿真。根据仿真结果中存在的问题,对冷却系统结构进行优化设计。同时,为研究冷却液初始温度对液冷系统冷却性能的影响,分析了不同冷却液初始温度下电池组温度变化情况。仿真结果表明:优化后的液冷系统结构可有效提高电池组的导热效率,在放电开始后272 s内使电池组内最大温度差达到标准,传热率提高了47. 7%。在20～30℃范围内,随着冷却液温度的升高,放电终止时电池组内的最大温度差逐渐降低,达到标准温差时间有效缩短,在采用逐步降低冷却液温度的方法后可进一步提升液冷系统的散热能力。     

纯电动汽车绝缘监测系统

建立一种绝缘电阻检测原理模型,设计了1套以偏置电阻接入电路为主体的绝缘监测系统。系统采用STM32F107VC单片机为主控制芯片,采用电阻分压和偏置电阻的切换实现电压值的采集。在Keil uVISION4编译环境下运用C语言完成绝缘监测系统的软件设计。系统能够实时判定纯电动汽车绝缘电阻是否符合国家安全标准值,并可及时发出报警并切断高压回路以保证乘客的人身安全和财产安全。     

纯电动汽车驱动控制策略研究

提出了一种以加速踏板开度及其变化率、SOC为主要输入参数,利用模糊控制来确定目标转矩的纯电动汽车驱动控制策略,并详细阐述了其控制原理。基于Matlab/Simulink,结合理论知识和实验数据,建立了纯电动汽车仿真模型,并进行离线仿真验证。仿真结果表明:该车辆模型是正确的,驱动控制策略具有合理性。     

纯电动汽车传动系统传动比的优化

针对纯电动汽车传动系统传动比进行优化设计,建立了以最小加速时间和最小能量消耗率为目标的多目标函数,并考虑爬坡、起步、高档利用率等条件约束.结合粒子群算法,运用Matlab编程与仿真,结果表明:该纯电动汽车传动系统传动比的优化模型是合理的,即提高了电动汽车的动力性,同时也降低了其能量消耗.     

基于改进遗传算法电动汽车变速器参数设计与优化

为增加纯电动车行驶里程,以某款只匹配主减速比的纯电动物流车为原型,改为两挡传动比配置,对传动比参数进行优化以提高电机工作效率。通过Cruise与Isight联合仿真,利用2种改进遗传算法优化得到2种不同方案。利用多岛遗传算法(MIGA)优化获得经济性最优方案1,利用带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)优化获得兼顾经济性和动力性的方案2,为电动汽车变速器设计与速比优化提供了参考。     

基于遗传算法的仓储升降机外观与传动机构优化设计

完成了基于遗传算法的仓储升降机外观与传动机构优化设计.采用力学分配和自动控制方法构建仓储升降机外观与传动参数识别模型,根据试件公差指标参数法分析,结合公差项与仓储升降机外观位姿误差分布,采用线性解耦方法进行耦合部件稳定位置调节;采用模糊遗传算法,在阻尼衰减下进行仓储升降机外观与传动机构高精度结构设计;采用遗传算法寻优,实现优化设计.测试结果表明,采用该方法仓储升降机外观与传动机构优化设计的效果较好,设计构件的人机交互性较强.     

基于SPC5634的纯电动汽车整车控制器软件开发与实验

根据某纯电动汽车整车控制需求,基于32位SPC5634的整车控制器硬件进行软件开发,搭建整车控制模型,并进行验证和优化。采用Build Model进行编译,自动生成相应的应用层程序和底层驱动程序。将程序下载至控制器中,通过MIL、SIL/PIL和HIL仿真验证程序的有效性,并对模型中的限速功能和驻坡功能进行实车测试。结果表明:该模型符合设计需求,与传统的手写代码开发模式相比有效缩短了开发时间,提高了开发效率,可满足当前电动汽车行业的开发需求。     

基于分层式控制器的纯电动汽车车距控制研究

鉴于智能车辆的车距控制研究大多是针对传统燃油车,并缺少对多工况控制算法的研究,在Carsim/Simulink平台搭建了纯电动汽车动力学模型,以行车安全性为首要目标,结合驾驶员的驾驶特点和乘坐舒适性,建立了一种可变安全距离模型,设计了线性二次型最优控制理论和模糊控制理论相结合的分层式控制器,针对前方无车的情况,设计了定速巡航控制器。基于Carsim和Simulink联合仿真平台,对起停工况、定速巡航工况和距离保持工况进行仿真验证,结果表明分层式结构控制器具有较好的控制效果和鲁棒性,使智能车辆按照期望距离和速度安全行驶。     

纯电动汽车磁助力启动制动结构设计

根据纯电动汽车整丰在运行条件下制动力矩的需求，设计了一种磁助力启动制动系统。利用电磁同性相斥、异性相吸的原理，根据车轮速度时时变化控制和改变磁极磁性，在汽车起步和制动过程起到磁助力作用。计算了电磁启动制动力矩，设计了电磁制动控制电路。基于ECE法规设计了制动力分配算法，计算表明：在高响应测速传感器的反馈控刺中，磁动力启动制动结构能够迅速有效地起到助力作用，为改善纯电动汽车的行车效能提供了新的思路。     

基于模拟退火遗传算法(N+M)容错系统优化模型的求解

本文提出了求解（N＋M）容错系统优化模型的模拟退火遗传算法．该算法在遗传算法的约束条件处理、交叉和变异概率选取、变异个体等环节引入了模拟退火机制，实现了模拟退火和遗传算法的融合，进一步改善算法的搜索能力、搜索效乍和收敛性能，计算结果验证了算法的有效性和正确性。     

基于模糊规则的电动汽车机电复合制动力分配策略

对某电动汽车机电复合制动系统进行了制动力分配策略研究,依据电机特性试验以及液压控制单元增压试验,建立了复合制动系统模型;通过分析理想制动力分配规则以及ECE法规要求,利用模糊控制规则建立了在模糊区域进行前后轴制动力模糊分配的制动力分配策略,以制动能量回收效率为指标进行了有效性验证。结果表明:在ECE工况下,模糊规则分配策略比定比分配策略制动能量回收效率提高7.48%,且电机单独制动过程时间持续越长,模糊控制策略的优势越明显。     

基于城市干道十字路口场景下的纯电动汽车多目标优化研究

基于城市双向六车道十字路口的场景下对某款纯电动汽车的9种运行轨迹进行分析,研究其安全性、节能性和舒适性等问题。首先建立纯电动汽车安全、节能和舒适多目标模型,对车速、加速度、总加权加速度均方根等条件进行约束;再利用含有精英策略的NSGA-Ⅱ算法对车速、加速度、总加权加速度均方根值等约束条件下进行优化求解,得到Pareto最优解;最后结合Advisor中的欧洲驱动工况NEDC仿真验证纯电动汽车多目标优化模型的准确性。结果表明:目标函数兼顾了纯电动汽车安全性、节能性和舒适性等因素,得到了纯电动汽车在双向六车道十字路口下的最优运行轨迹和最佳道路宽度。本研究不仅弥补了纯电动汽车在城市干道十字路口场景的学术空白,还为纯电动汽车在安全性、经济性、舒适性的通行方面提供了理论依据和参考。     

混合动力电动汽车动力学模型仿真

为了减少汽车开发和生产成本,提高生产效率,利用Matlab/Simulink软件建立混合动力汽车动力学模型,并在FU505和Schedule Boston Cab循环工况下进行仿真分析。根据混合动力汽车结构特点,研究了电池、电机、发动机等机械模型,同时对控制系统和驱动系统进行了详细分析,通过控制系统确定电池状态,探讨了电机驱动扭矩和循环工况对模型的影响。结果表明:建立的模型满足汽车动力性要求;动力学模型能在较小制动强度时通过电机实现再生制动;建立的混合动力电动汽车模型符合实际汽车运行状况,具有可操作性。可见混合动力汽车模型满足研发需求,达到预期效果。     

纯电动汽车两挡AMT换挡策略研究

两挡AMT相较于单级固定速比减速器,能够降低整车系统对电池和电机性能的要求,但需要为其设计合理的换挡策略,以保证车辆经济性和动力性满足需求。首先分析驱动工况下电池、电机和变速器效率随车速和加速踏板开度的变化情况,以系统效率最高为目标,设计最佳经济性换挡策略。其次,分析不同挡位下加速度随车速和加速度踏板开度的变化情况,以加速度最大为目标,设计最佳动力性换挡策略。最后,设计了一种换挡策略切换控制器,将百公里电耗和加速时间组成综合性能指标,基于模糊理论计算动力需求因数,根据动力需求因数选择相应的换挡策略。仿真和试验结果显示:相较于传统换挡策略,平均百公里电耗降低9.97%,加速度略有恶化约3.96%。因此,该换挡策略在基本保证驾驶员动力需求的同时,极大地提高了经济性,可有效延长车辆的续航里程。     

纯电动汽车复合电源功率分配策略研究

对蓄电池、超级电容常用复合电源结构进行分析,确定蓄电池与超级电容复合电源结构,根据复合电源系统设计理念提出复合电源系统总体结构。根据原型车参数对超级电容和DC/DC变换器进行设计与选型,制定复合电源约束条件。在此基础上,设计了一种将逻辑门限值控制策略和基于车速的功率分配控制策略相结合的新的功率分配策略。在Matlab/Simulink环境下搭建复合电源功率分配策略模型,并搭建超级电容-蓄电池复合电源系统模型。在原型车路试工况和UDDS工况下对复合电源系统供能进行仿真。仿真结果表明:在此功率分配策略下,超级电容很好地起到辅助蓄电池输出功率的作用。最后根据复合电源系统总体结构,搭建复合电源系统试验平台并进行试验,验证了功率分配策略的可行性。     

纯电动汽车碰撞高压安全系统设计及控制策略

针对纯电动汽车发生碰撞时可能存在的安全风险,对纯电动汽车碰撞高压电安全进行了分析研究,提出了一种纯电动汽车碰撞高压安全系统方案和控制策略。利用ISO26262标准的思路和方法进行了设计,通过模型仿真分析与在电动汽车项目上的验证和应用,表明该系统能够保证电动汽车碰撞时的高压安全,为电动汽车的推广应用提供参考。     

某纯电动汽车的辐射发射实验与整改

以某公司纯电动汽车电磁辐射发射实验与整改为例,研究了电动汽车电磁辐射发射测试不达标的解决方法和步骤。把测试中发现的问题和对应的整改措施反馈给汽车设计师和工程师,希望在后续的电动汽车设计与生产中加以改进,从而使后续电动汽车能够通过国标测试,达到上市要求。