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1、混联式电动汽车整车匹配与无刷直流电机驱动系统设计摘 要随着环境的恶化和石油资源的匮乏，人们对节能和环保的需求更加迫切。伴随着这样的情况，混合动力电动汽车就兴起了。混合动力电动汽车(Hybrid Electric Vehicle)是传统燃油汽车和纯电动汽车相结合的新车型，具有燃油汽车的动力性能和较低的排放，是当前解决节能、环保问题切实可行的过渡方案。混合动力汽车的动力性、燃油经济性和排放性能与驱动系统参数的匹配以与车辆行驶过程中的协调控制密切相关。本文首先分析了混合动力汽车的驱动系统结构类型和各自的特点，对电力辅助型混合动力汽车的组成与其工作模式进行了介绍，并在此基础上提出了一种能综合考虑各部件
2、功率和重量的驱动系统设计方法。通过对驱动系统的部件之间参数匹配分析，论文以一种基于MATLAB环境下ADVISOR2002的驱动系统部件建模方法。通过对混合动力电动汽车个主要部件的仿真建模，可以对不同行驶循环下车辆的动力性能和燃油经济性进行仿真计算。论文最后针对电力辅助型混合动力汽车，综合考虑车辆的行驶性能、燃油经济性以与行驶过程中电池SOC的大小，综合仿真比较分析。仿真的结果表明，该种匹配的车型与传统的车型相比具有明显的优势，在兼顾汽车动力性的基础上，满足了低油耗和低排放的要求。关键词：混合动力电动汽车，整车匹配， ADVISOR, 性能仿真，驱动系统设计Matching for Power
3、-SplitHybrid Electric Vehicle and Design of Brushless Direct Current Motor (BLDCM) Drive SystemAbstractWith the deterioration of the environment and scarce oil resources, peoples demand for energy-saving and environmental protection ismore urgent. Along with this situation, hybrid electric vehicles
4、areon the rise.Hybrid electric vehicles (HEV) is the traditional fuel vehicles and pure electric vehicles combined with the new models, with fuel cars dynamic performance and low emissions, is the current solution energy saving, environmental protection practical transition program. Hybrid vehicle p
5、ower, fuel economy and emissions performance and driving system parameters matching and vehicles in the process of coordination and control are closely related.This paper analyzes the hybrid vehicle drive system structure types and their characteristics, the power assist hybrid vehicle of the compos
6、ition and mode of operation are described, and on this basis propose a comprehensive consideration of the various components can be power and by weight of the drive system design.Through between the components of the drive system parameter matching analysis, thesis based on MATLAB environment ADVISO
7、R2002 drive system components modeling. Through the hybrid electric vehicle simulation modeling of major components, can be of different driving cycle the vehicle power performance and fuel economy are simulated. Final thesis for the power-assisted hybrid cars, considering the vehicle performance, f
8、uel economy and the process of moving the battery SOC size, integrated simulation comparative analysis. The simulation results show that this kind of matching models, compared with the traditional model has obvious advantages in both on the basis of vehicle dynamics to meet the low fuel consumption
9、and low emissions.Key Words:Hybrid Electric Vehicles, Vehicle Matching, ADVISOR, Performance Simulation, Drive Systems Design目 录摘要1目录3第1章：绪论41.1：本课题研究的背景与意义41.11：背景41.12：本课题研究的意义51.2：混合电动汽车简介51.21：混合电动汽车发展历史61.22：混合电动汽车分类61.3：本课题研究的主要容9第2章：混合动力电动汽车整车参数匹配102.1：混合动力电动汽车整车方案选型102.2 ：整车动力系统匹配设计112.21：发动
10、机112.22：电动机112.23：电池122.3：车身设计匹配12第3章：混合动力电动汽车无刷直流电机驱动系统设计143.1：直流电机简介143.2：无刷直流电机仿真模块解读163.3：无刷直流电机驱动系统硬件设计183.31:无刷直流电机结构183.32：无刷直流电机工作原理193.33：无刷直流电机控制系统硬件设计20第4章：基于ADVISOR2002软件的混合动力电动汽车仿真234.1：仿真软件简介234.2：混合动力电动汽车建模244.3：仿真参数设置294. 4：仿真结果与分析344.41整体仿真结果344.42油耗利用率仿真分析36第5章：总结与展望38致39参考文献40附录A：
11、插图列表清单42附录B：插表列表清单43附录C：外文文献与中文翻译45第1章：绪论自人类发明汽车以来，汽车在人类身边已经陪着人类度过了一百多年的历史。这一百多年在人类悠久的历史上也许只是弹指一挥间，但是对于人类的影响却是举足轻重，甚至说不可或缺。1886年，世界上第一辆汽车在德国诞生，一百多年来，汽车缩短了人们之间的距离，改变了人们的生活方式，提高了生活质量。今后50年，世界人口将由60亿增加到100亿，汽车数量也将会有将由7千万增加到2亿5千万。但我们在享受汽车文明的同时，也必须面对汽车带来的负面影响：环境污染和能源危机等。据统计，目前世界上空气污染最严重的10个城市中7个在中国，国家环保中
12、心称，20lO年汽车尾气排放将占空气污染源的64。近来，以的沙尘雾霭为代表的环境恶化正在逐步恶化。上个世纪末人们关注的是汽车节能、排放和安全技术，而本世纪初，入们已经更多的将目光转向汽车新能源和环保技术。如果仍然采用传统的燃机技术发展汽车工业，将会给燃油的需求和环境保护造成巨大压力。研制开发更节能、更环保、使用替代能源的新型汽车，成为当务之急。因此，在世界各国，特别在我国进行电动汽车的研究势在必行，有着深远的历史和现实意义。1.1：本课题研究的背景与意义1.11：背景环境恶化： 一般来说，造成生态环境的恶化的原因是多方面的，主要是全球生态面临的问题越来越多，而且例如像中国这样的国家正处于大力发
13、展经济中，对环境和生态的意识比较薄弱，环境恶化的程度要甚于发达国家。 环境恶化主要表现为：资源破坏，生态破坏，土地沙化，物种减少，沙尘暴，水土流失，人类生活环境恶化，水体污染，酸雨，光化学污染，等等。环境恶化是工业文明给人类造成不可持续发展的突出问题，亟待解决。 环境的恶化造成的危害也是不可估量的，其危害主要变现为：生存环境恶化，大气污染，水污染，土地污染，固体废物污染，等等。种种的迹象都在表明，环境的恶化正在一步一步地吞噬着我们。而我们都要为自己当初的工业文明骄傲而买单，环境恶化就是给我们的惩罚。幸于，人类已经开始意识到自己的问题，正在着手解决。能源危机： 众所周知，能源危机肯定会造成经济的
14、衰退。在上个世纪出现了几次比较大规模的能源危机。1973年，石油主要输出国阿拉伯国家因不满西方国家支持以色列而采取的石油禁运；1979年，由于伊朗爆发革命石油短缺；1990年，又爆发了波斯湾战争，导致石油价格暴涨。等等。自从三次科技革命以来，能源成为了国家经济的命脉。然而地球上的能源是有限的，于是在各个大国之间引发了一些与石油有关或纯粹是为了石油的战争。为了争夺对世界资源与能源的控制权，导致了两场世界大战的爆发：一战中31个国家15亿人口卷入了战争，伤亡人数达3100万，其中死亡1000万人，军费支出与战争损失共计3877亿美元；二战中这个数字成倍增长，年的战争中有60个国家参与，总伤亡人数达
15、9000万人，死亡了5000万人，直接军费支出1117亿美元，物质损失近3万亿美元。二战后美两个超级大国为了争夺资源与能源展开了40多年的冷战，中东石油，南非的黄金和金刚石，扎伊尔的铜矿石油战争永无宁日！世界经济的现代化，得益于化石能源，如石油、天然气、煤炭与核裂变能的广泛的投入应用。因而它是建筑在化石能源基础之上的一种经济。然而，这一经济的资源载体将在21世纪上半叶迅速地接近枯竭。石油储量的综合估算，可支配的化石能源的极限，大约为1180到1510亿吨，以1995年世界石油的年开采量33.2亿吨计算，石油储量大约在2050年左右宣告枯竭。天然气储备估计在131800到152900兆立方米。年开采量维持在2300兆立方米，将在57到65年枯竭。煤的储量约为5600亿吨。1995年煤炭开采量为33亿吨，可以供应169年。铀的年开采量为每年6万吨，根据1993年世界能源委员会的估计可维持到21世纪30年代中期。核聚变到2050年还没有实现的希望。化石能源与原料链条的中断，必将导致世界经济危机和冲突的加剧，最终葬送现代市场经济。事实上，近10年来，中东与海湾地区与非洲的战争都是由化石能源的重新配置与分配而引发。这种军事冲突今后还将更猛烈、更频繁；在国，也可能出现由于能源基地工人下岗而引发的许多新的矛盾和冲突。总之，能源危机迟早会爆发，而且它的爆发
