考虑电动空调能耗的纯电动汽车动力传动系统参数匹配

电动汽车因动力蓄电池储能密度低而导致其续驶里程短，这是制约电动汽车发展的重要因素之一，电动附件(如电动空调等)的使用又使得整车续驶里程进一步缩短。续驶里程问题的解决既要依赖动力电池技术的突破，同时也与整车动力传动系统的设计与控制密切相关。通过对纯电动汽车动力传动系统的优化匹配设计与综合控制，提高纯电动汽车行驶中的能量使用效率，从而增加续驶里程，这不仅在电池容量技术尚未取得突破的当今十分重要，而且在电池容量技术已完全取得突破的未来也十分重要。 本文在考虑电动空调对电动汽车整车性能影响的基础上，以一款两挡变速纯电动汽车为研究对象，对纯电动汽车动力传动系统参数优化匹配方法进行了研究，主要工作内容如下： ①在分析汽车理想驱动特性场及电机工作特性的基础上，给出了电动汽车驱动电机的额定工作特性和峰值工作特性匹配原则；根据电动汽车给定循环工况负荷功率的分布情况，对驱动电机额定功率进行了匹配；结合遗传算法可在大范围内全局寻优的特点，对电机峰值功率、转速及传动系速比进行了以动力性为约束条件、以上各项指标综合最小为目标的优化匹配； ②在对几种车用空调系统驱动型式分析的基础上，确定了最适合纯电动汽车使用的独立式电动空调；分析车室热负荷主要来源，建立了车室热负荷计算模型，并在此基础上，根据给定的空调制冷循环工况条件，对电动空调压缩机的主要参数进行了匹配；以所匹配的电动空调参数为基础，在Matlab/Simulink仿真平台上，搭建了电动空调系统仿真模型； ③在对忽略空调能耗和考虑空调能耗两种情况下的循环工况能耗进行对比分析的基础上，以满足续驶里程要求为条件，对蓄电池电压及容量进行了匹配设计，并根据所匹配的蓄电池的重量及动力性要求，对传动系统参数进行了修正；在Matlab/Simulink平台上，对开启空调时的整车动力性及空调制冷性能进行了仿真分析，验证了电池的功率输出能力； ④基于整个动力传动系统的综合效率模型，制定了经济性换挡策略；建立了Matlab/Simulink整车正向仿真模型，并以动力性为约束条件，以循环工况能耗最小为目标对传动系统速比进行了优化设计。