面向對象的汽車模型體系框架及性能計算【獨家畢業(yè)課程設計含任務書+開題報告+外文翻譯+答辯ppt】

面向對象的汽車模型體系框架及性能計算【獨家畢業(yè)課程設計含任務書+開題報告+外文翻譯+答辯ppt】,面向,對象,汽車模型,體系,框架,性能,機能,計算 1 is a of It be on of is to of of s of of 991, ZA .8 25kW of 176km/h. 996, of of CO dc .8 0kW is a of 001, by ac AZ of 11 km/h. AZ in of 5 of AZ ~ 100km/h s. In to AZ AZ 003, is to an N 001, of to 2 of of dc 004 T of dc A .5 64 V of 24 3 000r/10 V. It on is or a a in is in of in is in in In to a of of be at of to of of is of in to in 3 4000r/is to of be in In of in to of of of to of n of be to of of 1)of or dc by as As by of of of At to to of by is of of of 4 by or of to is In in In to on of is (2)is is of of is To to So of is is to is is i - Ni Li n/of is of is in of be is is in is a o., of is to of 5 of to as he of of is of At of is At of is 6 輪轂式電動汽車驅動系統(tǒng) 1、 發(fā)展現(xiàn)狀 輪轂式電動汽車是一種新興的驅動式電動汽車，有兩種基本形式，即直接驅動式電動輪和帶輪邊減速器電動輪。它直接將電機安裝在車輪輪轂中，省略了傳統(tǒng)的離合器、變速器、主減速器及差速器等部件，簡化了整車結構，提高了傳動效率，并且能通過控制技術實現(xiàn)對電動輪的電子差速控制。電動輪將成為未來電動汽車的發(fā)展方向。 目前國際上對輪轂式電動汽車的研究主要以日本為主。日本慶應義塾大學的電動汽車研究小組已試制了 5 種不同形式的樣車。其 中， 1991 年與東京電力公司共同開發(fā)的 4座電動汽車 用 池為動力源，以 4 個額定功率為 值功率達到 25外轉子式永磁同步輪轂電機驅動，最高速度可達 176km/h。 1996 年，該小組聯(lián)合日本國家環(huán)境研究所研制了電動輪驅動系統(tǒng)的后輪驅動電動汽車 車的電動輪驅動系統(tǒng)選用永磁直流無刷電動機，額定功率為 值功率為 20配以行星齒輪減速機，該電動輪采用機械制動與電機再生制動相結合的方式。 2001 年，該小組又推出了以鋰電池為動力源，采用 8 個大功率交流同步輪轂電機獨 立驅動的電動轎車 車安裝了 8 個車輪，大大增加了該車的動力，從而使該車的最高速度達到 311km/h。 電動輪系統(tǒng)中采用高轉速、高性能內轉子型電動機，其峰值功率可達 55高了 車的極限加速能力，使其 0～ 100km/h 加速時間達到 8s。為了使電動機輸出轉速符合車輪的實際轉速要求， 動輪系統(tǒng)匹配行星齒輪減速機構。 輪采用盤式制動器，后輪采用鼓式制動器。 2003 年日本豐田汽車公司在東京車展上推出的燃料電池概念車 采用了電動輪驅動技術。美國通用汽車公司 2001 年試制的全 新線控4 輪驅動燃料電池概念車 采用電動輪驅動型式，電動輪驅動系統(tǒng)靈活的控制與布置方式，使該車能更好地實現(xiàn)線控技術。 國內對電動輪驅動方式的研究也取得了一些進展。同濟大學研制的“春暉”系列燃料電池概念車采用了 4 個直流無刷輪轂電機獨立驅動的電動輪模塊。比亞迪于 2004 年在北京車展上展出的 念車也采用了電動汽車最新驅動方式： 4 個輪邊電機獨立驅動模式。中國科學院北京三環(huán)通用電氣公司研制的電動轎車用直流無刷輪轂電機，又稱電動車輪。單個電動車輪功率為 壓264V，雙后輪直接驅動。中船總公 司 724 研究所的 4 輪電動汽車，其電動機性能指標為：額定功率 3定轉速 3000r/定電壓為 110V。 2、 結構分析 7 輪式電驅動系統(tǒng)有直接驅動式電動輪和帶輪邊減速器電動輪兩種基本形式。這取決于是采用低速外轉子還是高速內轉子電動機。直接驅動式汽車采用低速外轉子電動機，電動輪與車輪組成一個完整部件總成，采用電子差速方式，電機布置在車輪內部，直接驅動車輪帶動汽車行駛。其主要優(yōu)點是電機體積小、質量輕和成本低，系統(tǒng)傳動效率高，結構緊湊，既有利于整車結構布置和車身設計，也便于改型設計。這種電動輪直接 將外轉子安裝在車輪的輪輞上驅動車輪轉動。然而電動汽車在起步時需要較大的轉矩，也就是說安裝在直接驅動型電動輪中的電動機必須能在低速時提供大轉矩。為了使汽車能夠有較好的動力性，電動機還必須具有很寬的轉矩和轉速調節(jié)范圍。由于電機工作產生一定的沖擊和振動，要求車輪輪輞和車輪支承必須堅固、可靠，同時由于非簧載質量大，要保證車輛的舒適性，要求對懸架系統(tǒng)彈性元件和阻尼元件進行優(yōu)化設計，電機輸出轉矩和功率也受到車輪尺寸的限制，系統(tǒng)成本高。 帶輪邊減速器電動輪電驅動系統(tǒng)采用高速內轉子電動機，適合現(xiàn)代高性能電動汽車的運 行要求。它起源于礦用車的傳統(tǒng)電動輪，屬于減速驅動類型，這種電動輪允許電動機在高速下運行，通常電動機的最高轉速設計在 4000～ 20000r/目的是為了能夠獲得較高的比功率，而對電動機的其它性能沒有特殊要求，可以采用普通的內轉子高速電動機。減速機構布置在電動機和車輪之間，起到減速和增矩的作用，從而保證電動汽車在低速時能夠獲得足夠大的轉矩。電機輸出軸通過減速機構與車輪驅動軸連接，使電機軸承不直接承受車輪與路面的載荷作用，改善了軸承的工作條件；采用固定速比行星齒輪減速器，使系統(tǒng)具有較大的調速范圍和輸出轉矩 ，充分發(fā)揮驅動電機的調速特性，消除了電機輸出轉矩和功率受到車輪尺寸的影響。設計中主要應考慮解決齒輪的工作噪聲和潤滑問題，對電機及系統(tǒng)內部的結構方案設計要求更高。 3、輪轂式電動汽車關鍵技術 （ 1）輪轂電機及其控制技術 目前電動輪所用的低速外轉子電動機和高速內轉子電動機都是徑向磁通永磁輪式電機。高速內轉子電機的結構與傳統(tǒng)的永磁同步電機或無刷直流電機基本相同。電機的最高轉速主要受線圈和摩擦損耗以及變速機構承受能力等因素的限制。外轉子輪式永磁電機作為電動汽車直接驅動的執(zhí)行器，電機采用表面安裝 鋼的外轉子定子多極少槽結構。外轉子結構在車輪直徑固定的約束條件下，使電樞直徑增加，提高了電機能力；同時，外轉子結構使電機散熱條件惡化，對長時間過載能力有一定影響。定子采用 8 多極少槽結構，減小體積、簡化結構，有利于產生所需的電勢諧波以提高力能指標。永磁轉子位置傳感器采用磁阻式多極旋轉變壓器，與電機本體一體化安裝，結構緊湊。 電機驅動采用軸角變換技術，使用軸角變換芯片將旋轉輸出信號變換為數(shù)字位置信號，供相電流指令合成電路產生各相的電流指令；相電流指令與電流負反饋信號經電流調節(jié)器 (理，控制 逆變功率電路，驅動電機運行。 輪轂式電動汽車一般有 2 個或 4 個輪邊電機，對多個電機實行協(xié)調控制。實現(xiàn)電動汽車驅動的關鍵技術是驅動電機的運行控制，其中包括車輛行駛的穩(wěn)定性控制、轉向差速控制、系統(tǒng)動力性能優(yōu)化和節(jié)能控制等。在穩(wěn)定性控制中，以牽引控制為主要研究方向，系統(tǒng)的綜合節(jié)能策略在電池技術沒有足夠進步之前，也相當重要。為了更好地對車輛進行研究和優(yōu)化設計，電動汽車的有效數(shù)學模型和快速有效的系統(tǒng)運行控制算法也是當今世界各國的攻關熱點。 （ 2）能源及能量管理系統(tǒng) 電池是電動汽車的動力源泉 ，也是制約電動汽車發(fā)展的關鍵因素。電動汽車電 池的主要性能指標是比能量、能量密度、比功率、循環(huán)壽命和成本等。要使電動汽車與燃油汽車競爭，關鍵要開發(fā)出比能量高、比功率大、使用壽命長的高效電池。 到目前為止，電動汽車電池經過 3 代的發(fā)展，已取得了突破的進展。第 1 代是鉛酸電池，目前主要是閥控鉛酸電池 (由于其比能量較高、價格低和放電倍率高，是目前惟一能大批量生產的電動汽車用電池。第 2 代是堿性電池，主要有 多種電池，其比能量和比功率都比鉛酸 電池高，大大提高了電動汽車的動力性能和續(xù)駛里程，但其價格比鉛酸電池高。第 3 代是以燃料電池為主的電池。燃料電池直接將燃料的化學能轉變?yōu)殡娔?，能量轉變效率高，比能量和比功率都高，并且可以控制反應過程，能量轉化過程可以連續(xù)進行，是理想的汽車用電池，但目前還處于研制階段，一些關鍵技術還有待突破。 由于電動汽車的車載能量有限，其行駛里程遠遠達不到燃油車的水平，能量管理系統(tǒng)的目的就是最大限度地利用有限的車載能量，增加行駛里程。智能能量管理系統(tǒng)采集從各個子系統(tǒng)輸入的傳感器信息，這些傳感器包括車內外氣溫傳感器、充放 電時電源電流和電壓傳感器、電動機電流和電壓傳感器、速度和加速度傳感器以及車外環(huán)境和氣候傳感器等。能量管理系統(tǒng)能實現(xiàn)以下基本功能：優(yōu)化系統(tǒng)的能量分配；預測電動汽車電源的剩余能量和繼續(xù)行駛里程；提供最佳的駕駛模式；再生制動時合理地調整再生能量； 9 自動調整溫度控制方式。智能管理系統(tǒng)如同電動汽車的大腦，同時具有功能多、靈活性好、適應性強的特點。 4、 結語 本文介紹了輪轂式電動汽車發(fā)展現(xiàn)狀及結構特點，說明了輪轂式電動汽車的轉向 控制模型及其關鍵技術。與傳統(tǒng)電動汽車相比，輪轂式電動汽車的整車結構、傳動效率、動力性 能、續(xù)駛里程等都有非常明顯的優(yōu)勢，是未來電動汽車的發(fā)展方向。目前，對低質量、高功率的輪轂電機的研究仍是熱點。同時，輪轂式電動汽車轉向、驅動、制動時對電機轉矩與轉速的控制是未來研究的重點和難點。