串联型混合动力汽车动力系统设计与仿真

2012 届毕业设计（论文）开题报告题目串联混合动力客车动力部件参数设计及性能仿真学院机械与汽车服务工程学院专业汽车服务工程专业_ 姓名 xxxxxx 班级 08xxxxxxxxx 指导教师 xxxx起止日期 2xxx年1x月至2xxx年x月2011年 12月 25 日毕业设计（论文）开题报告一、课题的意义目的随着全球环境污染和能源短缺问题的日益突出，寻求一种油耗低、排放少的新型汽车日益成为各汽车公司的发展重点。

混合动力汽车因为可以充分发挥内燃机汽车和纯电动汽车的双重优势，将会成为未来汽车的发展趋势。

目前，混合动力电动汽车动力系统的结构主要分为串联式、并联式和混联式3种。

由于城市公交车经常工作在行驶速度低、起停频繁的工况下，所以更适合采用串联式混合动力系统，以使发动机始终在最佳工作区域内运行，减少发动机燃油消耗和排放。

同时，串联式混合动力汽车由于电机功率较大，有利于较多地回收制动能量。

因此，本次设计研究的混合动力电动客车采用的是串联式动力系统。

发动机启动后持续工作在高效区，通过发电机给电池发电，而驱动电机作为整车的动力源驱动整车运行。

由此可见，串联混合动力技术，需要将机械能转化为电能，然后再将电能转化为机械能，因为需要两次能量转换，所以整体的效率会比较低，同时需要驱动电机用来代替传统的发动机达到牵引的目的，所以电池容量，发电机，驱动电机的功率都不能太小，因而串联模式大多数应用在大型车中。

研究所选择的发动机为混合动力发动机，以获得更佳的排放性。

串联式结构适用于城市内频繁起步和低速运行工况，可以将发动机调整在最佳工况点附近稳定运转，通过调整电池和电动机的输出来达到调整车速的目的。

使发动机避免了怠速和低速运转的工况，从而提高了发动机的效率，减少了废气排放。

二、任务分析1、完成混合动力汽车的结构方案设计；2、完成各主要部件性能参数的设计计算；3、在ADVISOR软件中完成混合动力汽车的仿真模型建立；4、设计说明书一份；三、设计方案方案：通过混合动力客车行驶驶循环数据和整车既定参数，计算出整车动力系统主要零部件（电动机、APU、蓄电池）的参数，为零部件选型提供了依据。

混合动力电动汽车的动力系统设计与仿真一、本文概述随着全球对环境保护和能源可持续发展的日益关注，混合动力电动汽车（Hybrid Electric Vehicle, HEV）作为一种能够有效降低燃油消耗、减少尾气排放并提升能源利用效率的交通工具，受到了广泛的关注和研究。

本文旨在深入探讨混合动力电动汽车的动力系统设计，包括其主要组成部分、设计原则、关键技术以及仿真模型的构建与验证。

本文首先将对混合动力电动汽车的基本概念和分类进行简要介绍，明确研究背景和研究意义。

随后，将详细阐述混合动力电动汽车动力系统的核心组成部分，如内燃机、电动机、电池组、能量管理系统等，并分析这些部件在车辆运行过程中的相互作用和影响。

在设计原则方面，本文将强调混合动力电动汽车动力系统的整体优化和性能平衡，包括动力性、经济性、排放性等多方面的考量。

同时，还将探讨动力系统设计的关键技术，如能量管理策略、电池管理系统、控制算法等，并分析这些技术在提升车辆性能和效率方面的作用。

为了验证和评估混合动力电动汽车动力系统的性能，本文将构建相应的仿真模型。

该模型将基于实际车辆参数和运行状态，综合考虑各种外部因素，如道路条件、驾驶员行为、环境温度等。

通过仿真模型的运行和分析，可以预测车辆在不同场景下的性能表现，并为后续的优化和改进提供依据。

本文将总结混合动力电动汽车动力系统设计的挑战和趋势，展望未来的发展方向和应用前景。

通过本文的研究，旨在为混合动力电动汽车的设计和开发提供有益的参考和启示。

二、混合动力电动汽车概述混合动力电动汽车（Hybrid Electric Vehicles, HEVs）是一种结合了传统内燃机车辆和纯电动车辆优点的汽车类型。

它们通常配备有内燃机和一个或多个电动机，能够根据行驶条件自动或手动地在不同的动力源之间切换。

本节将概述混合动力电动汽车的基本概念、分类、工作原理以及其在现代交通系统中的重要性。

混合动力电动汽车结合了内燃机车辆和纯电动车辆的特点，旨在提高燃油效率和减少排放。

一种新型混合动力电动汽车的动力系统设计、仿真及电机驱动系统的研究一、本文概述随着全球对环保和能源效率的关注日益增强，混合动力电动汽车（Hybrid Electric Vehicle, HEV）作为一种能够有效减少燃油消耗和排放的新型汽车技术，正受到越来越多研究者和汽车制造商的重视。

本文旨在探讨一种新型混合动力电动汽车的动力系统设计、仿真及其电机驱动系统的研究。

本文将详细介绍混合动力电动汽车动力系统的设计原理，包括其构成部分、功能特性以及设计理念。

接着，我们将通过仿真技术对该动力系统进行建模和分析，以评估其性能表现和优化潜力。

我们还将深入研究电机驱动系统，探讨其在混合动力电动汽车中的应用和性能优化。

本文的研究不仅有助于深入理解混合动力电动汽车的动力系统和电机驱动系统的设计与工作原理，同时也为混合动力电动汽车的性能提升和实际应用提供了理论基础和技术支持。

希望通过本文的研究，能为混合动力电动汽车的未来发展提供有益的参考和启示。

二、混合动力电动汽车动力系统设计混合动力电动汽车（HEV）的动力系统设计是一个复杂而精细的过程，涉及到多个领域的交叉应用，包括机械工程、电子工程、控制系统以及能源管理等。

本章节将详细介绍一种新型混合动力电动汽车的动力系统设计，包括其主要组成部分、设计理念、以及创新点。

动力系统的主要组成部分包括内燃机、电动机、电池组以及能量管理系统。

内燃机负责在高速行驶或高负载情况下提供主要动力，而电动机则在低速、加速或电池组有富余电能时提供辅助动力。

电池组作为储能装置，能够在需要时为电动机提供电能，同时也能在车辆减速或制动时回收能量。

能量管理系统则负责监控和调控各个部件的工作状态，以实现能量的最优分配和使用。

在设计理念上，我们强调“高效、环保、智能”。

高效意味着在保证动力性能的同时，尽可能地降低能耗，提高燃油经济性。

环保则体现在减少排放和噪声污染，以及使用可再生和可回收的材料。

智能则通过先进的控制系统和算法，实现动力系统的自适应和优化。

混合动力汽车传动系统动力学建模与仿真引言混合动力汽车作为一种新兴的汽车技术，同时采用了内燃机和电动机作为动力来源，可以显著提高燃油经济性和减少尾气排放。

为了充分发挥混合动力汽车的优势，传动系统的设计和控制至关重要。

本文将对混合动力汽车传动系统的动力学进行建模与仿真，并深入探讨其特点和优点。

第一部分：混合动力汽车传动系统概述混合动力汽车传动系统是指将内燃机与电动机组合在一起，通过合理的控制和转换，实现汽车的动力输出。

内燃机主要负责高速运动和长时间行驶，而电动机则用于低速、起步和加速等临时工况。

混合动力汽车传动系统的核心是电动机和内燃机之间的协同工作，以及对两种动力的合理分配和控制。

第二部分：混合动力汽车传动系统动力学建模混合动力汽车传动系统的动力学建模是分析和预测传动系统性能的重要手段。

传动系统建模可以分为宏观和微观两个层面。

宏观建模考虑整个传动系统的能量流和动力学特性，而微观建模则关注单个组件的性能和参数。

a) 传动系统宏观建模在宏观建模中，可以将传动系统分为内燃机子系统、电动机子系统和传动子系统。

通过对每个子系统的能量流和动力学特性进行分析，建立传动系统的数学模型。

例如，可以用传动比、转速和扭矩等来描述传动系统的工作状态，并利用能量守恒和动力学方程等基本理论建立系统的动态模型。

b) 传动系统微观建模在微观建模中，需要考虑内燃机、电动机和传动装置等组件的动力学行为和参数。

内燃机的建模可以采用物理模型或经验模型，通过考虑燃烧过程、空气动力学和摩擦损失等因素，预测内燃机的输出功率和转矩特性。

电动机的建模可以采用电气模型或控制模型，通过考虑电机参数、电流和电压等因素，预测电动机的输出功率和转矩特性。

传动装置的建模可以采用机械模型或仿真模型，通过考虑齿轮传动、链条传动和液力传动等因素，预测传动装置的效率和转矩传递特性。

第三部分：混合动力汽车传动系统仿真传动系统的仿真可以帮助设计师和工程师评估和优化系统的性能。

串联型混合动力汽车动力系统设计与仿真
成森;孙业保;耿东;杨为琛;孙逢春
【期刊名称】《车辆与动力技术》
【年(卷),期】2003(000)004
【摘要】对串联型混合电动公交车的动力系统进行了设计及部件选型,在分析其工作模式的基础上,确定了发动机发电机辅助动力单元的"恒温器" 控制策略.对该混合动力系统的仿真分析表明,该辅助动力系统的控制策略可行,发动机发电机辅助动力单元在混合电动汽车动力系统功率输出过程中可以起到预期的功率平衡及补充作用.【总页数】4页(P34-37)
【作者】成森;孙业保;耿东;杨为琛;孙逢春
【作者单位】北京理工大学机械与车辆工程学院,北京,100081;北京理工大学机械与车辆工程学院,北京,100081;北京理工大学机械与车辆工程学院,北京,100081;北京理工大学机械与车辆工程学院,北京,100081;北京理工大学机械与车辆工程学院,北京,100081
【正文语种】中文
【中图分类】TP206+0.1
【相关文献】
1.串联式混合动力公交车的设计与仿真 [J], 王平;孙骏
2.串联式混合动力汽车动力系统设计及仿真研究 [J], 钱海青;张微奇;胡福建;滕建耐
3.串联式混合动力汽车动力系统设计及道路试验 [J], 朱津明;唐永琪;方锡邦;周革;张万兴
4.串联式油电混合动力微型商用汽车动力系统匹配及仿真 [J], 胡帅;唐永琪;方锡邦
5.串联混合动力汽车动力系统参数设计与优化 [J], 卢超;张正中;田刚
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串联式混合动力城市客车动力系统参数匹配与仿真的开题报告标题：串联式混合动力城市客车动力系统参数匹配与仿真的研究摘要：本课题旨在研究串联式混合动力城市客车动力系统的参数匹配与仿真，其中主要包括以下方面的内容：1、结合实际情况，确定的城市客车行驶过程中的驱动周期；2、建立城市客车的动力系统模型，包括内燃机、电动机、发电机、电池组等元件，并确定各元件的参数；3、根据参数匹配方法对各元件进行匹配，使其在城市客车行驶过程中能更好地发挥作用；4、利用仿真软件对动力系统进行仿真，评估其性能表现，为进一步的优化提供依据。

关键词：串联式混合动力、城市客车、动力系统、参数匹配、仿真背景介绍：面对日益严峻的能源短缺和环境污染问题，混合动力车辆作为一种新兴的动力技术逐渐受到人们的青睐。

城市客车作为城市公共交通的主要载体，具有运行里程长、油耗高、污染严重等问题。

因此，采用混合动力技术对城市客车进行改装，具有重要的现实意义。

方法：本研究将采用串联式混合动力技术对城市客车进行改装，建立城市客车动力系统模型，并对其参数进行匹配。

具体步骤如下：1、结合实际情况，确定城市客车的驱动周期；2、建立城市客车的混合动力系统模型；3、确定内燃机、电动机、发电机、电池组等元件的参数；4、采用参数匹配方法对各元件进行匹配，使其在城市客车行驶过程中能更好地发挥作用；5、利用仿真软件对动力系统进行仿真，评估其性能表现。

预期结果：本研究将通过对城市客车混合动力系统的参数匹配，达到优化城市客车燃油经济性、降低尾气排放等目的。

同时，将利用仿真软件对动力系统进行仿真，评估其性能表现，为进一步的优化提供依据。

结论：本研究将对城市客车混合动力系统的参数匹配和性能优化提供一定的理论和实验基础，为推广和应用混合动力技术在城市公共交通领域提供参考和借鉴。

混合动力汽车动力系统的仿真与设计【摘要】本文介绍了混合动力汽车动力系统的基本设计方法，根据设计的性能要求对动力系统参数进行了设计，用电动汽车仿真软件ADVISOR对整车性能进行了仿真计算，验证了参数设计的合理性。

【关键词】混合动力汽车;动力系统;仿真;设计一、前言新能源汽车的发展是我国汽车行业的战略性发展方向。

在新能源汽车中，混合动力汽车继承了石油燃料高比能量和高比功率的优点，弥补了纯电动汽车续驶里程短的不足，使其成为当前新能源汽车领域最为切实可行的方案[1]。

混合动力汽车设计的过程中，动力系统的参数设计是其关键部分，本文针对动力系统相关参数的设计与计算，讨论了混合动力汽车动力系统参数设计的一般思路和方法。

二、混合动力汽车动力系统参数设计1.发动机参数设计发动机是混合动力汽车的主要动力来源，因此，发动机的参数选择是整个动力系统参数设计的重要部分。

对发动机参数的设计主要工作是对发动机功率的选择。

如果发动机功率选择过大，汽车的燃油消耗就会严重，经济性能差;如果发动机功率选择较小，后备功率就小，动力性能不足。

发动机功率的选择是由汽车在单驱动工况下行驶的最大速度及其爬坡度来决定的，即：其中，Pemax为发动机最大功率;为传动系效率;为最高车速;m为汽车的总质量;为滚动阻力系数;为空气密度;CD为空气阻力系数;A为迎风面积。

由于混合动力汽车发动机提供的是汽车正常行驶时的平均功率，因此，发动机功率的选择主要是根据汽车匀速行驶的工况下功率的值，使发动机工作在经济性能最好的区域，用下式计算：其中，Pe为汽车正常行驶时的功率;为汽车的平均行驶速度。

2.电机参数设计混合动力汽车使用的电机具有这样的特性：电机以小于额定转速工作时，处于恒定转矩的工作模式，反之，处于恒定功率的工作模式。

电机本身的质量、尺寸、损耗等因素都直接影响着最高转速，对传动系尺寸的大小也有较大的影响。

电机的最高转速与额定转速的比值，称为电机扩大恒功率区系数β。

混合动力汽车动力系统设计与仿真混合动力汽车是一种结合了传统内燃机和电动机的动力系统，具备高效、高性能和环保等特点。

其动力系统设计与仿真是混合动力汽车开发的关键环节，它能够帮助工程师们优化系统的组成和调整参数，进一步提高汽车的燃油经济性和性能表现。

混合动力汽车动力系统的设计需要综合考虑内燃机、电动机和电池等多种组件的配合和相互作用。

首先，内燃机在混合动力汽车中仍然起到主要的动力供给作用，并负责为电动机充电。

在设计与仿真过程中，需要确定内燃机的类型、功率和转速范围等参数，并考虑其与电动机直接联动的方式。

其次，电动机是混合动力汽车的关键动力源之一，通过与内燃机的协同工作，实现动力输出与节能的双重目标。

在设计与仿真中，需要确定电动机的类型（如永磁同步电机、异步电机等）、功率和控制策略等要素。

此外，还需要考虑电动机与传动系统的匹配和整车的整体布局。

最后，电池作为混合动力汽车的能量存储装置，其设计与仿真主要涉及电池的类型选取（如锂离子电池、镍氢电池等）、容量规划和电池管理系统的设计等。

此外，还需要考虑电池的体积、重量以及安全性等因素对整车性能和操控的影响。

为了更好地完成混合动力汽车动力系统的设计与仿真任务，可以采用以下方法和工具：1. 建立数学模型：根据混合动力汽车的动力系统结构和工作原理，建立相应的数学模型，主要包括内燃机、电动机、传动系统和电池等组件的数学表达式。

通过对模型的分析和仿真，可以评估不同参数和配置对整车性能的影响。

2. 仿真软件应用：利用专业的仿真软件，如MATLAB/Simulink，AMESim，AVL Cruise等，对混合动力汽车的动力系统进行仿真分析。

通过调整模型中的参数和策略，可以研究不同工况下的能耗、加速性能和排放等指标，从而优化动力系统的设计。

3. 实验验证：在仿真分析的基础上，设计并搭建混合动力汽车的原型车辆，进行实验验证。

通过实际测量和数据对比，可以验证仿真结果的准确性，并进一步改进动力系统的设计。