纯电动汽车集成仿真技术及软件平台开发

论文摘要

计算机仿真作为电动汽车研发过程中的一项实用技术,可在原型试验之前对设计方案进行全面评估,快速准确的预测整车相关性能,大大提高电动汽车理论、技术和设计的前瞻能力,有效地缩短研发周期和降低研发成本,为电动汽车的快速开发提供了有力的技术保障。本文针对目前国内外电动汽车仿真软件功能单一、仿真精度不高、二次开发难度大,不能满足我国电动汽车研发中的仿真需求的现状,在研究电动汽车仿真技术的基础上,开发了一套界面友好、交互性强、可扩展移植的纯电动汽车仿真平台,以满足纯电动汽车研究开发中的仿真需求。具体而言,论文的主要工作有：（1）借鉴各种成熟的车辆部件模型,以电动汽车仿真软件ADVISOR2002的车辆部件模型库为基础,按照设计的纯电动汽车顶层结构,从中提取合适的部件模型,完成了仿真平台部件模型库的设计。（2）针对纯电动汽车仿真数据存在的数据量大、数据类型复杂、数据组织形式多样的特点,按照纯电动汽车的结构形式采用树形分层结构对仿真数据进行组织,并采用XML文件的形式对仿真参数进行存储,并实现了数据的读写操作。（3）综合使用VC++与Matlab/Simulink两种开发工具,利用VC++开发客户机程序实现软件界面设计和业务处理,通过Matlab/Simulink进行纯电动汽车建模和仿真计算,采用混合编程的方式,完成了集成仿真平台的开发。（4）针对目前蓄电池单能量源纯电动汽车性能不能满足商业化运营的缺点,设计了蓄电池-超级电容双能量源系统及其模糊优化能量管理策略并实现了面向双能量源纯电动汽车的仿真平台移植。（5）在选定的车型和道路循环工况下,对本仿真平台的仿真结果进行了对比研究,在此基础上对采用模糊优化控制策略的双能量源纯电动汽车进行了整车仿真。结果表明,本仿真平台可信度较高,可以满足纯电动汽车的仿真要求,且采用模糊优化控制策略的双能量源纯电动汽车整车动力性能和经济性能有很大的提高。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 论文的研究背景及意义
• 1.2 国内外电动汽车仿真软件的发展现状
• 1.2.1 国外发展现状
• 1.2.2 国内发展现状
• 1.3 本论文的主要研究内容及章节安排
• 1.4 本章小结
• 第二章 纯电动汽车集成仿真技术与仿真平台总体设计
• 2.1 引言
• 2.2 纯电动汽车集成仿真技术研究
• 2.2.1 开发工具集成技术
• 2.2.2 仿真方法集成技术
• 2.2.3 仿真模型集成技术
• 2.2.4 仿真数据集成技术
• 2.3 纯电动汽车仿真平台总体设计
• 2.4 纯电动汽车模型库设计
• 2.4.1 纯电动汽车整车模型设计
• 2.4.2 纯电动汽车部件模型设计
• 2.5 仿真平台数据模型设计
• 2.6 仿真平台仿真执行流程设计
• 2.6.1 仿真平台运行原理
• 2.6.2 仿真平台执行流程
• 2.7 本章小结
• 第三章 纯电动汽车仿真平台详细设计与开发
• 3.1 引言
• 3.2 仿真平台数据操作
• 3.2.1 基于XML的仿真数据存储
• 3.2.2 基于VBA的数据文件生成
• 3.2.3 基于DOM的数据文件解析
• 3.3 仿真平台界面设计
• 3.3.1 界面整体布局设计
• 3.3.2 界面模块协调控制
• 3.4 VC++与Matlab混合编程方法研究
• 3.4.1 常用Matlab接口介绍
• 3.4.2 基于Matlab引擎的混合编程
• 3.5 仿真平台各部分功能介绍
• 3.5.1 软件主界面
• 3.5.2 车身部件选取
• 3.5.3 部件参数查看及修改
• 3.5.4 客户区部件特性展示
• 3.5.5 仿真结果查看
• 3.6 本章小结
• 第四章 面向双能量源纯电动汽车的仿真平台移植
• 4.1 引言
• 4.2 纯电动汽车双能量源系统简介
• 4.3 纯电动汽车双能量源系统结构设计
• 4.4 双能量源系统能量管理优化策略研究
• 4.4.1 双能量源系统能量管理策略研究
• 4.4.2 双能量源系统能量管理模糊控制器设计
• 4.5 面向双能量源纯电动汽车的仿真平台移植
• 4.5.1 双能量源纯电动汽车结构模型设计
• 4.5.2 双能量源纯电动汽车数据文件设计
• 4.5.3 双能量源纯电动汽车仿真平台移植
• 4.6 本章小结
• 第五章 纯电动汽车仿真平台测试与结果分析
• 5.1 引言
• 5.2 仿真参数选取
• 5.2.1 车型及车身部件参数选取
• 5.2.2 道路循环工况选取
• 5.3 单能量源纯电动汽车性能仿真及结果对比分析
• 5.3.1 蓄电池性能仿真
• 5.3.2 驱动电机性能仿真
• 5.3.3 整车车速仿真
• 5.4 双能量源纯电动汽车性能仿真及结果分析
• 5.4.1 蓄电池电流
• 5.4.2 整车动力性能
• 5.4.3 整车经济性能
• 5.5 本章小结
• 第六章 总结及展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 研究展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢