比亚迪混合动力轿车的性能分析与仿真研究毕业论文

 2021-04-20 10:04

摘 要

随着世界汽车工业的发展,因传统车辆燃油消耗所造成的能源危机和汽车尾气排放而造成的环境污染两大问题愈演愈烈,这对石油资源和生态环境带来极大的挑战。应对挑战,世界各大汽车公司和有关研究机构都在积极开展节能和新能源汽车的研究,其中重点的研究内容就是电动汽车。汽车发展趋势的普遍观点是,内燃机汽车最终会被燃料电池汽车替代。但是当前由于电池的性能和价格的制约,纯电动汽车一直没有实现商业化;由于燃料电池的性能、寿命和成本的原因的影响,代用燃料汽车的商业化还有很长的路要走;此时,混合动力汽车以其发动机持续工作时间长、动力性好的优点,又可以发挥电动机无污染、低噪声等优点越来越受到各大汽车厂家的青睐,其中,又以插电式混合动力前景最好,它成为可以长期使用的过渡性电动汽车的解决方案。

本文以比亚迪插电式混合动力汽车F3DM为研究对象,使用电动汽车仿真软件ADVISOR对其进行建模和仿真,对F3DM的动力性能进行评估,并根据仿真结果对其提出改进意见。

关键词:插电式混合动力 比亚迪F3DM ADVISOR 建模仿真

Abstract

Along with the development of the automotive industry, because the traditional vehicle fuel consumption caused by the energy crisis and car exhaust emission and the environmental pollution caused by two big problem increasingly fierce, the petroleum resources and ecological environment brings the enormous challenge. Meet the challenge, the world each big car companies and research institutes are actively carry out the energy and new energy vehicles, the focus of the research content is electric cars. Universal aspects of vehicle trends, internal combustion engine car will eventually be fuel cell cars instead. But the current batteries due performance and price restriction, pure electric car hasn't been commercialised; Because the fuel cell performance, life and the influence of the cost of reason, the commercialization of alternative fuel automobile is still a long way to go; At this time, a hybrid car with its engine continuous working long hours, drivability good advantages and can play motor no pollution, low noise advantages more and more get the favour of major auto manufacturers, among which, again with with plug hybrid prospects, it become can best long-term use of transitional electric vehicle solutions.

This paper was based on byd F3DM plug-in hybrid cars as the research object, using electric car simulation software ADVISOR, modeling and simulation. Evaluate the F3DM dynamic performance, and give improvements according to the simulation results.

Keywords: plug-in hybrid car byd F3DM ADVISOR modeling simulation

目录

第一章 绪论 1

1.1研究背景及意义 1

1.2国外混合动力发展概况 2

1.3 混合动力汽车的定义和分类 5

1.4本文主要研究内容 7

第二章 比亚迪F3DM 9

2.1 F3DM介绍 9

2.2 F3DM各部件技术参数 10

2.3 F3DM四种工作形式 13

2.3.1 纯电动模式 13

2.3.2 加速模式 13

2.3.3 减速模式 14

2.3.4 串联模式 15

2.4 本章小结 15

第三章 ADVISOR软件 16

3.1 ADVISOR软件介绍 16

3.2 ADVISOR软件的使用 17

3.2.1 汽车参数设置 18

3.2.2 仿真参数设置 19

3.2.3 仿真结果 22

3.3 本章小结 22

第四章F3DM各部件在ADVISOR中的建模 23

4.1 车身模块 23

4.2 发动机模块 24

4.3 电池模块 25

4.4 电机模块 26

4.5 变速器模块 28

4.6 车轮模块 28

4.8 本章小结 29

第五章 仿真与分析 30

5.1仿真参数设置 30

5.1.1循环工况的选择 30

5.1.2 加速性能测试选项的设置 31

5.1.3 爬坡性能测试选项的设置 32

5.2 仿真结果与分析 32

5.3 本章小结 36

第六章 控制策略的研究 37

6.1 几种控制策略的介绍 37

6.2 模糊控制策略研究 38

6.3 控制策略的建模 40

6.4模糊控制整车性能的优化 41

6.5 本章小结 43

第七章 总结与展望 44

7.1 全文总结 44

7.2 研究展望 44

致谢信 46

参考文献 47

第一章 绪论

1.1研究背景及意义

汽车发展百年,它已经成为人们的必需品,与我们的生活,学习,工作等各个方面都息息相关,密不可分。目前,世界汽车保有量超过10亿辆,然而,传统汽车大量使用石油致使石油资源匮乏,爆发能源危机,大量尾气排放到大气中则造成空气质量的日益恶化引发环境危机,这使汽车工业界面临严峻考验。在汽车保有量不断上升的今天,汽车尾气在大气污染中的分担率也越来越高。石油是不可再生资源,估计目前世界石油储备还可供使用50年,以石油为能源的汽车如果再不提出有效的变革必将无法发展延续。排放方面,据有关资料显示,城市大气中CO的82%、NOX的48%、HC的58%和微粒的8%均来自汽车的排放物,今年来世界各地因为汽车使用而产生的尾气污染已使各国、各大城市提出应对措施,减少汽车的排放也是各大汽车公司争相努力的方向,尽管汽车厂商不懈努力,传统汽车的排放,燃油经济性已没有多大提升空间。与此同时,作为燃料使用的石油,因为储量减少,战争,能源危机等其价格在十年来翻了数十倍,如果一味使用石油,不思改变,汽车,这个已经发展了上百年的交通工具必将停滞不前。

20世纪90年代以来,世界各国对改善环保的呼声日益高涨,各种各样的电动汽车脱颖而出。虽然人们普遍认为未来是电动汽车的天下,但是目前的电池技术问题阻碍了电动汽车的应用。由于电池的能量密度与汽油相比差上百倍,远未达到人们所要求的数值,专家估计在10年以内电动汽车还无法取代燃油发动机汽车(除非燃料电池技术有重大突破)。现实迫使工程师们想出了一个两全其美的办法,开发了一种混合动力装置(Hybrid-ElectricVehicel,缩写HEV)的汽车。所谓混合动力装置就是将电动机与辅助动力单元组合在一辆汽车上做驱动力,辅助动力单元实际上是一台小型燃料发动机或动力发电机组。形象一点说,就是将传统发动机尽量做小,让一部分动力由电池-电动机系统承担。这种混合动力装置既发挥了发动机持续工作时间长,动力性好的优点,又可以发挥电动机无污染、低噪声的好处,二者“并肩战斗”,取长补短,汽车的热效率可提高10%以上,废气排放可改善30%以上。因此混合动力汽车以其低油耗、低排放的优势越来越受到人们的关注。

1.2国外混合动力发展概况

国外混合动力发展较早,主要是从上个世纪70年代开始,但因混合动力技术含量高,结构内容复杂,各国知道90年代才相继有混合动力汽车的样车和模型推出。

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