【正文】 ADVISOR2020\data\motor中根據(jù)功率，扭矩和轉(zhuǎn)速等找到需要的電機(jī)類型，或者相近相似的電機(jī)類型。 veh_cg_height=(車輛重心高 米 )。Advisor 定義的所有模型和數(shù)據(jù)文件都是以一個(gè)規(guī)定前綴 (大寫(xiě) )加上下劃線構(gòu)成，在這些文件中定義的變量引用相同的前綴 (小寫(xiě) )，在 Simulink 的模型中則加上尖括號(hào) ()。其中車輛的部件數(shù)據(jù)文件 \ADVISOR2020\data\vehicle 目錄中。 MATLAB 是世界上頂尖的可視化科學(xué)計(jì)算與數(shù)學(xué) 應(yīng)用軟件 ,其語(yǔ)法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、數(shù)值計(jì)算高效、圖形功能完備 ,集成了諸多專業(yè)仿真工具包 ,而且它還提供了方便的 應(yīng)用程序接口 (API),用戶可以在 MATLAB環(huán)境下直接調(diào)用 C、 Fortran 等語(yǔ)言編寫(xiě)的程序。它主要有以下特點(diǎn) : 1)仿真模型采用模塊化的思想設(shè)計(jì)。 EVSIM仿真軟件是香港大學(xué)電動(dòng)汽車國(guó)際研究中心的研究人員開(kāi)發(fā)的一種電動(dòng)汽車仿真軟件，該軟件可用于電動(dòng)汽車系統(tǒng)水平上的設(shè)計(jì)、仿真和優(yōu)化，它是基于 MATLAB的Window版本的一種數(shù)學(xué)工具，可用于求解一系列代表 整車系統(tǒng)中各子系統(tǒng)之間相互作用的方程。其實(shí)，早在 上個(gè)世紀(jì)七十年代就有很多國(guó)家開(kāi)始研制電動(dòng)汽車仿真軟件，到現(xiàn)在為止，汽車的仿真軟件已經(jīng)發(fā)展很多種類了，而且他們各有所長(zhǎng)。 劉文 慶：混聯(lián)式電動(dòng)汽車整車匹配與無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)該系統(tǒng)設(shè)計(jì) Page 21 of 47 VCC1Hin2Lin3COM4VB8HO7VS6LO5U2IR2101+12D1C1C4R1R2R810KR910KGND GNDGNDPWM_1PWM_4控制信號(hào) 1控制信號(hào) 4VCC1Hin2Lin3COM4VB8HO7VS6LO5U3IR2101+12D2C2C5R3R4R1010KR1110KGND GNDGNDPWM_3PWM_6控制信號(hào) 3控制信號(hào) 6VCC1Hin2Lin3COM4VB8HO7VS6LO5U4IR2101+12D3C3C6R5R6R1210KR1310KGND GNDGNDPWM_4PWM_7控制信號(hào) 5控制信號(hào) 2 圖 38（ a） 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)電路圖 劉文 慶：混聯(lián)式電動(dòng)汽車整車匹配與無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)該系統(tǒng)設(shè)計(jì) Page 22 of 47 圖 38（ b） 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)電路圖 電路中，與 IR2101的 8腳相連的電容是自舉電容，為 IR2101內(nèi)部的三路驅(qū)動(dòng)高端功率MOSFET器件的功率驅(qū)動(dòng)器提供懸浮電源。軟件控制導(dǎo)通狀態(tài)轉(zhuǎn)換非常簡(jiǎn)單，即根據(jù)位置傳感器的輸出信號(hào)H H H3，使用控制器不斷地輸出命定，使相應(yīng)的功率管導(dǎo)通。電流的流通路徑為：電源正極一 V1管一 A相一 B相一 V6管一電源負(fù)極，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò) 60。全橋式與 H式電子開(kāi)關(guān)電路都要注意通相上、下橋功率管同時(shí)導(dǎo)通會(huì)引起電源回路直接短路的問(wèn)題。由于電子換向線路的導(dǎo)通次序與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角同步，因而起到了機(jī)械電刷和換向器的換向作用。其轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)主要有三種：圓柱式、星形式和拼塊式。 ：無(wú)刷直流電機(jī)仿真模塊解讀 無(wú)刷直流電機(jī)（ Brushless DC Motor，簡(jiǎn)稱 BLDCM），是隨著電力電子技術(shù)和永磁材料的發(fā)展而逐漸成熟起來(lái)的一種新型電 機(jī)。 劉文 慶：混聯(lián)式電動(dòng)汽車整車匹配與無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)該系統(tǒng)設(shè)計(jì) Page 15 of 47 圖 31 直流電機(jī) 圖 32 直流電機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu) 國(guó)產(chǎn)電機(jī)型號(hào)一般采用大寫(xiě)的英文的 漢語(yǔ)拼音字母 的阿拉伯?dāng)?shù)字表示， 其格式為：第一部分用大寫(xiě)的拼音字母表示產(chǎn)品代號(hào)，第二部分用阿拉伯?dāng)?shù)字表示設(shè)計(jì)序號(hào)，第三部分用阿拉伯?dāng)?shù)字表示機(jī)座代號(hào)，第四部分用阿拉伯?dāng)?shù)字表示電樞鐵心 長(zhǎng)度代號(hào)。 按運(yùn)轉(zhuǎn)速度可劃分：高速電動(dòng)機(jī)、低速電動(dòng)機(jī)、恒速電動(dòng)機(jī)、調(diào)速電動(dòng)機(jī)。 按結(jié)構(gòu)和工作原理可劃分：可分為直流電動(dòng)機(jī)、異步電動(dòng)機(jī)、同步電動(dòng)機(jī)。 具體車身相關(guān)信息見(jiàn)下表： 長(zhǎng) 4533mm 寬 1705mm 高 1520mm 劉文 慶：混聯(lián)式電動(dòng)汽車整車匹配與無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)該系統(tǒng)設(shè)計(jì) Page 13 of 47 軸距 2600mm 前輪距 1480mm 后輪距 1460mm 最小離地間隙 170mm 整備質(zhì)量 1560kg 滿載質(zhì)量 1935kg 最高車速 150km/h 最大爬坡度 30% 加速時(shí)間 (0— 100 km/h) 最小轉(zhuǎn) 彎半徑 5m 驅(qū)動(dòng)方式 前輪驅(qū)動(dòng) 乘員人數(shù)（含司機(jī)） 5 車門(mén)數(shù) 4 車身型式 三廂 變速箱類型 CVT 無(wú)級(jí)變速 制動(dòng)類型 盤(pán)式 前懸掛類型 麥弗遜式獨(dú)立懸架 前輪胎規(guī)格 195/60 R15 綜合工況油耗 市區(qū)工況油耗 市郊工況油耗 百公里等速油耗 (綜合 ) 表 24 車身主要參數(shù) 劉文 慶：混聯(lián)式電動(dòng)汽車整車匹配與無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)該系統(tǒng)設(shè)計(jì) Page 14 of 47 第 3 章：混合動(dòng)力電動(dòng)汽車無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 電機(jī)（英文： Electric machinery，俗稱 “ 馬達(dá) ” ）是指依據(jù) 電磁感應(yīng) 定律實(shí)現(xiàn) 電能 轉(zhuǎn)換或傳遞的一種電磁裝置。 電動(dòng)機(jī)部分參數(shù)間下表： 電動(dòng)機(jī)類型 無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī) 電動(dòng)機(jī) M1 50kw 電動(dòng)機(jī) M2 25kw 電動(dòng)機(jī)總功率 75kw 轉(zhuǎn)速 40004500rpm 轉(zhuǎn)矩 140Nm 表 22 電動(dòng)機(jī)主要參數(shù) 注：為了后續(xù)的簡(jiǎn)化模型，以便其他工作的順利進(jìn)行，電動(dòng)機(jī)總功率暫時(shí)定為兩電動(dòng)機(jī)功率之和。除容量高、安全性好外，該款車的鐵電池還大大降低了材料成本，進(jìn)一步加快其商業(yè)化步伐。 從另外一個(gè)方面來(lái)說(shuō)，價(jià)格也是一個(gè)優(yōu)勢(shì)。 比亞迪 F3DM為 F3 所屬系列下的最新車系 。廣州市汽車公司從香港市民 “ 打的 ” 中得到啟發(fā)，毅然決定結(jié)束歷年來(lái)“ 路上空駛的士不載人 ” 的怪現(xiàn)象，在 1978 年 4 月春交會(huì)期間用中英文印制的近萬(wàn)張《告來(lái)賓信》送到了國(guó)內(nèi)外乘客的手中： “ 在沒(méi)有汽車服務(wù)點(diǎn)的地方需要用車時(shí)，如遇空車可招手示意叫車。 在此基礎(chǔ)上利用 ADVISOR 軟件對(duì)混聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車進(jìn)行整車性能仿真模擬研究，校驗(yàn)核對(duì)各設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)是否符合實(shí)際工況需求，在取得的成果的基礎(chǔ)上撰寫(xiě)畢業(yè)論文。復(fù)合式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車雖然結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高，但驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的質(zhì)量輕，因此增加了車輛裝配的靈活性，而且，同時(shí)回收四個(gè)車輪的制動(dòng)動(dòng)能可以大大提高車輛的燃油利用率和燃油經(jīng)濟(jì)性。利用動(dòng)力分離裝置將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力分成兩份，一部分用來(lái)直接驅(qū)動(dòng)車輪，另一部分用來(lái)發(fā)電，給電動(dòng)機(jī)供應(yīng)電力和 HV蓄電池充電。并聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)中利用 HV 蓄電池的電力來(lái)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。為了保護(hù)環(huán)境，世界各國(guó)都分別制定了嚴(yán)格的法律、法規(guī)來(lái)限制汽車尾氣排放．環(huán)境保護(hù)法是開(kāi)發(fā)電動(dòng)汽 車最直接的原因。 ：混合電動(dòng)汽車發(fā)展歷史 早在一百多年前，由于當(dāng)時(shí)電池和電機(jī)的發(fā)展較內(nèi)燃機(jī)成熟，而且 石油的運(yùn)用還沒(méi)有普及，使電動(dòng)汽車在早期的汽車領(lǐng)域中占有舉足輕重的位置。 而作為 一個(gè)當(dāng)代大學(xué)生，深刻意識(shí)到從全球環(huán)境的減速惡化到國(guó)內(nèi)部分城市的霧靄彌漫，再到我們身邊可利用的自然資源越來(lái)越少，都在直接表明著解決能源短缺與環(huán)境危機(jī)，環(huán)境的保護(hù)和尋求新能源迫在眉睫。化石能源與原料鏈條的中斷，必將導(dǎo)致 世界經(jīng)濟(jì)危機(jī) 和沖突的加劇，最終葬送現(xiàn)代市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)。然而，這一經(jīng)濟(jì)的資源載體將在 21世紀(jì)上半葉迅速地接近枯竭。在上個(gè)世紀(jì)出現(xiàn)了幾次比較大規(guī)模的能源危機(jī)。 ：本課題研究的背景及意義 ：背景 環(huán)境惡化： 一般來(lái)說(shuō)，造成生態(tài)環(huán)境的惡化的原因是多方面的，主要是全球生態(tài)面臨的問(wèn)題越來(lái)越多，而且例如像中國(guó)這樣的國(guó)家正處于大力發(fā)展經(jīng)濟(jì)中， 對(duì)環(huán)境和生態(tài)的意識(shí)比較薄弱，環(huán)境惡化的程度要甚于發(fā)達(dá)國(guó)家。今后 50年，世界人口將由 60億增加到 100億，汽車數(shù)量也將會(huì)有將由 7千萬(wàn)增加到 2億 5千萬(wàn)。通過(guò)對(duì)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車個(gè)主要部件的仿真建模，可以對(duì)不同行駛循環(huán)下車輛的動(dòng)力性能和燃油經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行仿真計(jì)算。伴隨著這樣的情況，混合動(dòng)力電動(dòng)汽車就興起了。 關(guān)鍵詞 ：混合動(dòng)力電動(dòng)汽車，整車匹配， ADVISOR, 性能仿真，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 劉文 慶：混聯(lián)式電動(dòng)汽車整車匹配與無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)該系統(tǒng)設(shè)計(jì) Page 2 of 47 Matching for PowerSplit Hybrid Electric Vehicle and Design of Brushless Direct Current Motor (BLDCM) Drive System Abstract With the deterioration of the environment and scarce oil resources, people39。近來(lái)，以北京的沙塵霧靄為代表的環(huán)境惡化正在逐步惡化。 環(huán)境的惡化造成的危害也是不可估量的，其危害主要變現(xiàn)為：生存環(huán)境惡化，大氣污染，水污染，土地污染，固體廢物污染，等等。 自從三次科技革命以來(lái)，能源成為了國(guó)家經(jīng)濟(jì)的命脈 。年開(kāi)采量維持在 2300 兆立方米，將在 57到 65年內(nèi)枯竭。 總之，能源危機(jī)遲早會(huì)爆發(fā) ，而且 它的爆發(fā)將 將帶來(lái)不可估量的災(zāi)難 ！ ：本課題研究的意義 根據(jù)國(guó)家有關(guān)資料顯示，中國(guó)石油儲(chǔ)備量?jī)H占全球的 2%，專家預(yù)計(jì)全球現(xiàn)有石油儲(chǔ)備量?jī)H可維持 100年左右的消耗，而中國(guó)如果按現(xiàn)有消耗量，不到 50年國(guó)內(nèi)原油資源將消耗殆盡。在不同的工況下，發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)的工作方式也不同，可以盡最大限度的降低功耗，減少排污從而達(dá)到保護(hù)環(huán)境的目的。但由于石油的大量開(kāi)采和內(nèi)燃機(jī)的種種優(yōu)越性，電動(dòng)汽車漸漸被人們忽視。串聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)利用發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力發(fā)電，從而帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪。 圖 12 并 聯(lián)式混合動(dòng)力 電動(dòng) 汽車 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖 注：各符號(hào)代表的意思 Fuel:油箱， Engine：內(nèi)燃機(jī)， Battery：蓄電池， Power Converter：功率轉(zhuǎn)換器， Motor：驅(qū)動(dòng)電機(jī)， Transmission：傳動(dòng)裝置（離合器，變速箱等） 3） 混聯(lián)式（串、并聯(lián)式）混合動(dòng)力電動(dòng)汽車 (PSHEV) 混聯(lián)式混合動(dòng)力利用電動(dòng)機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)車輪，并可用發(fā)電機(jī)來(lái)發(fā)電及自行充電?；旌蟿?dòng)力電動(dòng)汽車的動(dòng)力系統(tǒng)主要由控制系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、輔助動(dòng)力系統(tǒng)和電池組等部分構(gòu)成。其主要針對(duì)以下問(wèn)題進(jìn)行研究討論： 1）混合電動(dòng)汽車主要參數(shù)的確定，進(jìn)而根據(jù)實(shí)際應(yīng)用適當(dāng)合適的修改相關(guān)數(shù)據(jù)，以達(dá)到相關(guān)要求。當(dāng)年，出租車專門(mén)負(fù)責(zé)接待來(lái) 穗 的外國(guó)元首、政府首腦與高級(jí)官員、參加交易會(huì)的外商、海外華僑、港澳同胞等等，被譽(yù)為廣州市的 “ 國(guó)賓車隊(duì) ” ，需要外匯券才能乘坐。眾所周知，出租車大部分時(shí)間都是在市區(qū)里面行駛，又由于市區(qū)的路況比較復(fù)雜，走走停停是常見(jiàn)的事情，又要響應(yīng)國(guó)家號(hào)召，節(jié)能減排。 DM 雙模動(dòng)力系統(tǒng)采用的比亞迪最新發(fā)動(dòng)機(jī)，使得系統(tǒng)中的發(fā)動(dòng)機(jī)在任意工況下的最低燃油消耗率不足 250g/kwh。 F3DM 現(xiàn)已售兩款車型，分別是 萬(wàn)與 萬(wàn)，但是一旦國(guó)家補(bǔ)貼與城市補(bǔ)貼政策落實(shí)以后，將會(huì)在 10萬(wàn)以下了。 在純電動(dòng)（ EV）工作情況下，兩電動(dòng)機(jī)都運(yùn)作，動(dòng)力總成為兩者之和 75kw。提供兩種充電方式，快充 80%左右電量只需要 15 到 20 分鐘；普通充電也僅僅只需要 1 到 2個(gè)小時(shí)。發(fā)電機(jī)在電路中用字母 G表示。 按起動(dòng)與運(yùn)行方式可劃分：電容起動(dòng)式單相異步電動(dòng)機(jī)、電容運(yùn)轉(zhuǎn)式單相異步電動(dòng)機(jī)、電容起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)式單相異步電動(dòng)機(jī)和分相式單相異步電動(dòng)機(jī)。它是能實(shí)現(xiàn)直流電能和機(jī)械能互相轉(zhuǎn)換的電機(jī)。這種優(yōu)異的熱傳導(dǎo)特性允許減小電動(dòng)機(jī)的尺寸，所以輸出功率 /外形尺寸之比高 中等 /低。 圖 33 無(wú)刷直流電機(jī)控制原理框圖 以上圖為基礎(chǔ)，按照模塊化建模的思想搭建的系統(tǒng)的仿真模型。繞組跨距大，在電磁上接近或等于電弧度兀繞組的各個(gè)線圈在空間上存在重疊區(qū)域，故將這種繞組稱作重疊繞組。電角周期內(nèi)每相繞組導(dǎo)通一次。當(dāng)定子繞組的某一相通電時(shí)，該電流與轉(zhuǎn)子磁極所產(chǎn)生的磁場(chǎng)互相作用而產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，再由位置傳感器將轉(zhuǎn)予磁極位置變換成電信號(hào)，去控制電子換向線路，從而使定子各相繞組按一定次序通電，使定子相電流隨轉(zhuǎn)子位置的變化按一定的次序換向，從而使電機(jī)能夠連續(xù)工作，因而位置傳感器與功率開(kāi)關(guān)一起，起著與傳統(tǒng)有刷直流電機(jī)的機(jī)械換向器和電刷相類似的作用。此時(shí)轉(zhuǎn)子繼續(xù)沿順時(shí)針?lè)较騽⑽?慶：混聯(lián)式電動(dòng)汽車整車匹配與無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)該系統(tǒng)設(shè)計(jì) P