【正文】 .............................................................................. 19 電池模型的建立 ................................................................................................... 21 整車模型的建立 ................................................................................................... 23 本章小結(jié) ............................................................................................................... 24 5 仿真及結(jié)果分析 ............................................................................................................. 25 整車仿真及結(jié)果分析 ........................................................................................... 25 循環(huán)工況實(shí)驗(yàn)（ Cycle Run） ................................................................. 25 最大爬坡度實(shí)驗(yàn)（ Climbing Performance） ....................................... 26 最高車速試驗(yàn)（ Constant Drive） ....................................................... 26 最大牽引力試驗(yàn)（ Maximum Traction Force） ................................... 27 電機(jī)仿真結(jié)果分析 ............................................................................................. 28 電池仿真結(jié)果分析 ............................................................................................. 28 本章小結(jié) ............................................................................................................. 28 結(jié) 論 ............................................................................................................................. 30 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................................. 31 致 謝 ............................................................................................................................. 32 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 1 1 緒 論 引言 由于經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展，中國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)增長(zhǎng)對(duì)能源的需求快速輸出。 3 月 25日， 2021 年，中國(guó)能源研究會(huì)公布的去年，中 國(guó)一次能源消耗煤炭 3250 萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng) 8％，中國(guó)面臨著成為世界上第一個(gè)主要消費(fèi)能源國(guó)。中國(guó)能源研究會(huì)預(yù)測(cè)，中國(guó)的能源需求將繼續(xù)增長(zhǎng)，這將促進(jìn)常規(guī)能源價(jià)格的進(jìn)一步上升。 此外，國(guó)際油價(jià)也是在一路上漲。去年，中國(guó)的原油平均每年進(jìn)口石油價(jià)格為每桶 61美元，相當(dāng)于每天付出 4億美元在進(jìn)口原油上。近期，在倫敦市場(chǎng)上出售的布倫特原油期貨價(jià)格也達(dá)到 113美元一桶，超過了平時(shí) 102美元一桶的價(jià)格調(diào)整，同比增長(zhǎng)約 11％，紐約原油期貨價(jià)格上漲了超過 10％以上的價(jià)格調(diào)整。如果國(guó)際油價(jià)上漲 10％，進(jìn)口石油，每天相當(dāng)于今年上漲到 6 億 500 萬(wàn)美元，與調(diào)整前相比較每一天超過 50萬(wàn)美元左右的價(jià)格。 交通運(yùn)輸是最大的中國(guó)能源消費(fèi)，它是能源消耗增長(zhǎng)最快的行業(yè)之一。同時(shí)，交通所造成的污染越來越糟；車輛污染等排放，所造成的污染越來越影響人們的生活質(zhì)量。因此，降低能源消耗，減少污染環(huán)境，為了保持交通運(yùn)輸?shù)目沙掷m(xù)發(fā)展，是中國(guó)可持續(xù)發(fā)展的首要任務(wù)。 純電動(dòng)汽車作為綠色環(huán)保的交通工具，它的開發(fā)與運(yùn)用，不僅可以對(duì)能源危機(jī)進(jìn)行緩解，還可以對(duì)環(huán)境的保護(hù)做出突出的貢獻(xiàn)，對(duì)于中國(guó)這個(gè)可持續(xù)發(fā)展國(guó)家來說，具有重大而長(zhǎng)遠(yuǎn)的意義。 國(guó)內(nèi)外電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀 國(guó)外電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀 世界各地的汽車廠商都在加緊對(duì)電動(dòng)汽車的研制和開發(fā)，而且取得了不同程度上的進(jìn)展和突破?，F(xiàn)代的電動(dòng)汽車可以根據(jù)動(dòng)力源和驅(qū)動(dòng)方式分為四大類：分別是純電動(dòng)汽車（ PEV）、燃料電池電動(dòng)汽車（ FCEV）、混合動(dòng)力電動(dòng)汽車（ HEV）、外接充電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車（ PHEV）。 作為發(fā)達(dá)國(guó)家的美國(guó)，一直以乙醇和生物柴油等可再生能源作為發(fā)展的主要方向；同時(shí)，美國(guó)也以混合動(dòng)力汽車也作為新能源環(huán)保汽車的主體來發(fā)展；在 2021 中旬，混合動(dòng)力汽車在美國(guó)正式進(jìn)入了商業(yè)化 推廣階段，只要大眾消費(fèi)者購(gòu)買通用、豐田、福特等符合生產(chǎn)條件的混合動(dòng)力汽車，就可以享受多項(xiàng)政府優(yōu)惠，例如稅款抵免等。在奧巴馬上任總統(tǒng)之后，希望汽車的發(fā)展以新能源為主，通過發(fā)展新能源汽車來天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 2 擺脫對(duì)海外石油的依賴，從而達(dá)到自給自足的現(xiàn)狀，并且重新規(guī)定了燃油汽車的排放標(biāo)準(zhǔn)和電動(dòng)汽車的相關(guān)政策，政府極力扶持新能源汽車的資助項(xiàng)目，促進(jìn)新能源汽車在市內(nèi)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等策略，美國(guó)政府進(jìn)一步推動(dòng)汽車產(chǎn)品朝著“低能耗”和“環(huán)保型”的方向發(fā)展。 德國(guó)作為一個(gè)汽車大國(guó)，對(duì)于新能源汽車的研究也處于世界領(lǐng)先的水平；在 06年，德國(guó)政府就已 經(jīng)把新能源汽車列為國(guó)家的“高科技戰(zhàn)略”中了，并且在之后的兩年中，德國(guó)政府又相繼頒布了關(guān)于新能源汽車的《國(guó)家電動(dòng)汽車發(fā)展計(jì)劃》，該計(jì)劃的目標(biāo)是預(yù)計(jì)在到達(dá) 2020 年時(shí)，德國(guó)能夠擁有 100 萬(wàn)臺(tái)新能源汽車；德國(guó)政府新網(wǎng)能夠通過《國(guó)家電動(dòng)汽車發(fā)展計(jì)劃》使該國(guó)的能夠在世界電動(dòng)汽車市場(chǎng)之中占有一席之地；德國(guó)在極力研究新能源汽車的同時(shí)，也同樣在進(jìn)行相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，達(dá)成一體化進(jìn)步。包括奔馳、大眾、寶馬和歐寶在內(nèi)的多家德國(guó)汽車巨頭都在積極研發(fā)電動(dòng)汽車。 日本一直也很重視新能源汽車的研制和開發(fā)，并且混合動(dòng)力汽車已經(jīng)在日本形成了產(chǎn)業(yè)化；目前在國(guó)內(nèi)，豐田、本田、尼桑等日系車相當(dāng)?shù)臒徜N，在國(guó)外，也十分受到消費(fèi)者的青睞，讓其他汽車公司倍感壓力。日本之所以能能再新能源汽車上獲得如此的成就，是因?yàn)槿毡緸榱斯タ嗽陔姵胤矫娴碾y題，建立了一個(gè)開發(fā)高性能混合動(dòng)力電池的汽車產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，共同研究和實(shí)施了“革新性蓄電池尖端科學(xué)基礎(chǔ)研究專項(xiàng)”的新項(xiàng)目。為了推進(jìn)國(guó)內(nèi)新能源汽車的發(fā)展和使用，在 09 年，日本開始實(shí)施了“綠色稅制”，它的實(shí)施對(duì)象包括各類電動(dòng)汽車、清潔柴油車、天然氣車以及其他低能耗低排放的汽車。 此外包括韓國(guó)、英國(guó)、法國(guó) 等 國(guó) 也都在 積極 開展電動(dòng)汽車的研 發(fā)工作。 國(guó)內(nèi)電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀 與世界各國(guó)一樣，我國(guó)也在努力地進(jìn)行各類電動(dòng)汽車的研發(fā)中，在關(guān)于最新的汽車產(chǎn)業(yè)調(diào)整中，我國(guó)將實(shí)行新的新能源汽車戰(zhàn)略，推動(dòng)各類電動(dòng)汽車及其零部件的研究和開發(fā)，還有相關(guān)基礎(chǔ)性設(shè)施的建設(shè)。并且由中央財(cái)政撥款進(jìn)行資助，對(duì)各大城市的新能源汽車，如純電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力汽車、燃料電池汽車等的推廣和實(shí)行進(jìn)行支持和援助。 中國(guó)在 20 世紀(jì) 70年代的時(shí)候進(jìn)行的過蓄電池汽車的研究。 1990 年“八五”計(jì)劃期間，蓄電池電動(dòng)車更是作為國(guó)家重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目進(jìn)行研究，清華大學(xué)作為研究的主要 人員，并且研制出了中國(guó)的第一代蓄電池汽車。在“九五”期間，電動(dòng)汽車項(xiàng)目被確定國(guó)家重大科學(xué)工程和工業(yè)發(fā)展對(duì)象，并且在之后的一段時(shí)間里，推出了電動(dòng)汽車的樣車?！笆濉焙汀?863”計(jì)劃中，特別是建立大型電動(dòng)汽車項(xiàng)目，選擇新一代電動(dòng)汽車技術(shù)作為中國(guó)的科技創(chuàng)新的前進(jìn)方向，聯(lián)合研究機(jī)構(gòu)，以電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)化技天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 3 術(shù)平臺(tái)為重點(diǎn)，嘗試電氣設(shè)備的汽車技術(shù)，系統(tǒng)集成和技術(shù)的汽車技術(shù)并且獲得重大突破。 在最近的五年中，電動(dòng)汽車作為我們的重大科技實(shí)施項(xiàng)目，經(jīng)過全國(guó)將近 200家汽車企業(yè)、高校以及研究所的多名骨干的努力，已經(jīng)取得了較大的進(jìn)展； 燃料電池的電動(dòng)汽車樣車已經(jīng)問世，與之前電動(dòng)汽車各類參數(shù)相比，在行駛性能、操控性能、安全性能、舒適性能上都有了很大的改進(jìn)和提高。一些汽車公司，如：東風(fēng)、長(zhǎng)安、比亞迪、一汽等知名公司，對(duì)混合動(dòng)力和純電動(dòng)車輛的開發(fā)和研究都有了相當(dāng)明顯的結(jié)果，各項(xiàng)指標(biāo)都達(dá)到了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)規(guī)定，形成了繼續(xù)攻關(guān)的研發(fā)能力。 而低速純電動(dòng)汽車作為純電動(dòng)汽車中的代表，得到的實(shí)施力度越大，越是證明新能源汽車得到廣大人民的認(rèn)可， 歐盟各國(guó)、日本等對(duì)低速電動(dòng)車進(jìn)行單獨(dú)的管理，這類電動(dòng)車的牌照區(qū)別于其他燃油車，消費(fèi)者可享受到購(gòu)車的補(bǔ)貼、免年檢、過 路等費(fèi)用的優(yōu)惠政策。在歐洲一些國(guó)家已經(jīng)為低速電動(dòng)車專門劃分了行駛的道路，以推行低速電動(dòng)車的使用。在歐盟相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定中，低速電動(dòng)車不用參加 NCAP 碰撞測(cè)試，不需要安裝氣囊，但需要滿足對(duì)輪胎、喇叭、后視鏡、安全帶、燈具等汽車部件的要求。作為新型能源交通工具的代表，低速純電動(dòng)汽車的研發(fā)與實(shí)施，具有跨時(shí)代的意義。 本文研究的意義 對(duì)于 純電動(dòng)汽車 來說， 動(dòng)力系統(tǒng)主要 的 參數(shù) 有 傳動(dòng)比參數(shù) 、電動(dòng)機(jī)參數(shù)、電池組參數(shù)； 在電機(jī)輸出特性一定 的同 時(shí)，傳動(dòng)系的傳動(dòng)比如何選擇， 將 依 靠 整車的動(dòng)力性指標(biāo) 來確定 ， 也就是本論文最后的研究工 況， 即純電動(dòng)汽車傳動(dòng)比的選擇滿足汽車 的最高車速、最大爬坡度 和 對(duì)加速度時(shí)間的 要求， 要提高傳動(dòng)系速比，第一可以增加最大扭矩。第二減小最高行駛速度。 而 電動(dòng)機(jī)的功率包括額定功率和最大功率 ， 電動(dòng)機(jī)的功率選得越大，則電動(dòng)汽車的后備功率 就 越多， 而且 加速和爬坡 的 性能 就會(huì) 越好，同時(shí)電動(dòng)機(jī)的體積和質(zhì)量也會(huì) 增加 ，而且會(huì)使電動(dòng)機(jī)不能經(jīng)常工作在峰值功率附近，從而造成電動(dòng)機(jī)的效率下降。因此，電動(dòng)機(jī)的功率 也 不能選得太大， .由于汽車的行駛工況 會(huì)比較 復(fù)雜， 所以 需要電機(jī)具有一定 量 的過載能力， 就是 能承受較大的過載電流，能發(fā)出高于額定轉(zhuǎn)矩 12 倍以上的轉(zhuǎn)矩 ，因?yàn)殡姍C(jī)具有一定的 效率特性， 所以在一定的轉(zhuǎn)速和功率 下 ， 具有一定 的效率 ，因?yàn)?電動(dòng)汽車的能量源是有限的， 所以 在選擇電機(jī)功率時(shí)， 需要 綜合考慮以上 這些 因素，盡量使電機(jī)在實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，能夠經(jīng)常處于高效率的范圍，以獲得較高的能量轉(zhuǎn)化效率。 綜上所述，對(duì)比不同低速純電動(dòng)車輛的動(dòng)力系統(tǒng)參數(shù)，從中使用不同的動(dòng)力系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行匹配，從而得到性能更好的動(dòng)力系統(tǒng)參數(shù)匹配是此次研究的目的。 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 4 本文的主要內(nèi)容 ，動(dòng)力系統(tǒng)的構(gòu)成和結(jié)構(gòu)原理 的性能指標(biāo)要求進(jìn)行動(dòng)力系統(tǒng)的選擇和計(jì)算 CRUISE 仿真環(huán)境對(duì)選擇的動(dòng)力系統(tǒng)進(jìn)行仿真驗(yàn)算 ， 5000 字以上 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 5 2 電動(dòng)汽車的基本結(jié)構(gòu) 電動(dòng)汽車的基本組成 與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車相比，純電動(dòng)汽車的結(jié)構(gòu)有很大差別，具體組成包括：電力驅(qū)動(dòng)及控制系統(tǒng)、 安全保護(hù) 機(jī)械系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)、完成