有资源网yoqq.cn
 
 
查看: 6056|回复: 0

纯电动厢式物流车动力体系匹配与优化

[复制链接]

该用户从未签到

259

主题

259

帖子

42

积分

新手上路

Rank: 1

积分
42
发表于 2020-5-5 02:58:16 | 显示全部楼层 |阅读模式
优化-免费yoqq纯电动厢式物流车动力体系匹配与优化yoqq资源(1)


本文研究动力传动体系参数匹配与仿真,并应用ISIGHT/CRUISE集成优化模块,基于多岛遗传算法(multi-island genetic algorithm,MIGA)+序列二次规划法(sequential quadratic programming,SQP)对传动系速比举行组合优化,实现对纯电动汽车动力体系的最佳匹配。
1 整车根本参数与性能指标要求
电动汽车的动力体系重要包罗电动机、 动力电池、传动系和控制体系4个部门,本文针对一款纯电动厢式物流车举行开辟和研究。整车根本参数见表1所列,性能指标要求见表2所列。
表1 整车根本参数
优化-免费yoqq纯电动厢式物流车动力体系匹配与优化yoqq资源(2)


表2 整车性能指标计划要求
优化-免费yoqq纯电动厢式物流车动力体系匹配与优化yoqq资源(3)

2 动力传动体系参数

动力传动体系参数                                                                                                                                                                                                2.1 驱动电机的参数匹配
电机性能对电动汽车整车性能有着紧张影响。电机的调速范围不但要宽,而且在整个调速范围内要保持较高的运行服从。只有如许,电动汽车才气在各种复杂工况下高效稳固地运行,保持精良的动力性和经济性。
2.1.1 驱动电机转速的盘算
电动机按转速分为低速电动机(3 000~6 000 r/min)、中速电动机(6 000~10 000 r/min)和高速电动机(10 000~15 000 r/min)3类。中高速电机的加工工艺复杂,本钱相对较高。思量到纯电动厢式物流车的最高车速计划指标仅有 100 km/h,可选择低速电动机,本文取电机峰值转速为6 000 r/min。电机额定转速可由峰值转速确定:
优化-免费yoqq纯电动厢式物流车动力体系匹配与优化yoqq资源(4)


(1)
此中,nmax为电机峰值转速;ne为电机额定转速;β为电机扩大恒功率区系数,一样平常取2~4范围内的数值。
2.1.2 驱动电机功率的盘算
差别工况下的电动车对电机的最大功率需求差别,要想使电性能够满意车辆在各种工况下的行驶条件,电机的最大功率需同时高于车辆在最高车速、爬坡、加快等行驶工况下的最大功率。
(1) 在程度路面上车辆以最高车速行驶时,可以忽略坡度阻力,最大需求功率表达式为:
优化-免费yoqq纯电动厢式物流车动力体系匹配与优化yoqq资源(5)


(2)
此中,umax为最高车速;f为滚动阻力系数;CD为氛围阻力系数;A为迎风面积;η为机器传动服从。
(2) 车辆在某一恒定车速ui(本文取ui=20 km/h)爬坡时,最大需求功率表达式为:
优化-免费yoqq纯电动厢式物流车动力体系匹配与优化yoqq资源(6)


(3)
此中,αmax为恒速下最大爬坡角度。
(3) 车辆在加快状态下,重要降服加快阻力、滚动阻力以及风阻力,最大需求功率表达式为:
优化-免费yoqq纯电动厢式物流车动力体系匹配与优化yoqq资源(7)


(4)
此中,um为加快末汽车速率;tm为加快时长;δ为旋转质量换算系数。
综上可得,电机峰值功率为:
Pmax=max(Pu,Pi,Pj)。
由峰值功率求得电机额定功率Pe为:
优化-免费yoqq纯电动厢式物流车动力体系匹配与优化yoqq资源(8)


(5)
此中,Pmax为电机峰值功率;Pe为电机额定功率;λ为电机过载因数,取值为2~3范围内的数值。
2.1.3 驱动电机转矩的盘算
驱动电机的额定转矩由电机的额定功率和额定转速共同决定,盘算公式为:
优化-免费yoqq纯电动厢式物流车动力体系匹配与优化yoqq资源(9)


(6)
则最大转矩Tmax=λTe,λ一样平常取2~3范围内的数值。
将表1、表2中整车根本参数及性能指标要求代入(1)~(6)式盘算,得电机参数见表3所列。
表3 电机参数
优化-免费yoqq纯电动厢式物流车动力体系匹配与优化yoqq资源(10)


2.2 传动比计划盘算
传动比的计划应满意电机基速以下大转矩以顺应频仍启停、快速起动、负荷爬坡等要求,电机基速以上小转矩、恒功率、宽范围以顺应最高车速、超车等要求。
(1) 为了满意汽车最高行驶速率,且动力传动体系在最高行驶速率时能提供充足的动力去降服行驶阻力等要求,当电机已确定时,传动比应满意:
优化-免费yoqq纯电动厢式物流车动力体系匹配与优化yoqq资源(11)


(7)
此中,i为总传动比;nmax为电机峰值转速;r为车轮半径;umax为最高行驶车速;Fumax为最高车速时的行驶阻力;Tumax为电机峰值转速时的输出扭矩。
(2) 为了满意汽车最大爬坡度要求,且包管汽车在行驶过程中车轮不打滑,传动比应满意:
优化-免费yoqq纯电动厢式物流车动力体系匹配与优化yoqq资源(12)


(8)
此中,Tmax为电机最大转矩;Fz为地面临车轮的法向反作用力;ρ为地面附着系数。
根据以上盘算效果综合分析可知,主减速器传动比io取4.35,变速器Ⅰ挡传动比ig1取2.28,Ⅱ挡传动比ig2取1.45。
3 MIGA+SQP算法的组合优化
3.1 MIGA+SQP算法
遗传算法是一种借助生物进化过程中“适者生存”的规律,模拟生物进化过程中的遗传繁殖机制的随机搜刮算法,已在人工智能等范畴得到广泛应用。但该算法存在优化过程中有较低基因突变率,进化几代后易发生早熟征象,导致优化效果收敛于局部最优解等缺点。而MIGA算法本质上是对并行分布遗传算法的改进,它拥有比传统遗传算法更好的盘算服从和全局求解本领,其进化流程如图1所示,图1中,k为整数;mi为迁物隔断。MIGA算法将整个种群分成多个子种群(也被称为岛),对岛上子种群中个体举行选择、杂交、变异等传统遗传算法操纵,而且周期性地挑选子种群中的个体举行互换(迁徙操纵),确保了进化过程中优化解的多样性,有用地制止了早熟征象的发生,更好地找到全局最优解。而SQP算法在MIGA算法的底子上探求局部最优解,由全局到局部,进一步进步盘算服从和得到高精度的全局最优解。
优化-免费yoqq纯电动厢式物流车动力体系匹配与优化yoqq资源(13)


图1 MIGA算法
3.2 创建ISIGHT与CRUISE集成优化模子
ISIGHT是多学科优化软件,可以或许完成CAD/CAE/CAM等各种操纵体系的集成化和主动化,为产物的开辟计划提供最优化计划功能。而CRUISE 软件可以用于车辆的动力性、燃油经济性以及排放性能的仿真,建模方便,求解敏捷,CRUISE平台上搭建的整车仿真模子如图2所示。使用ISIGHT与多种CAD/CAE/CAM软件的高度集成化特点,创建ISIGHT/CRUISE集成优化模子,如图3所示。
优化-免费yoqq纯电动厢式物流车动力体系匹配与优化yoqq资源(14)


优化-免费yoqq纯电动厢式物流车动力体系匹配与优化yoqq资源(15)


图2 整车仿真模子
图3 ISIGHT/CRUISE集成优化模子
3.3 目的函数简直定
在电机和电池参数已确定的环境下,纯电动汽车传动系参数的选择对汽车动力性、经济性影响很大。优化传动系参数的目标是满意整车性能指标要求的环境下,尽大概使汽车的动力性、经济性到达最优。
本文以加快时间、百公里能量斲丧为优化目的,创建优化目的函数,其表达式为:
min F(X)=[Ft(X),Fec(X)]
(9)
此中,F(X)为多目的函数;X为优化计划变量,X=[io,ig1,ig2]T; Ft(X) 和Fec(X)分别为加快时间和百公里能量斲丧。
3.4 束缚条件确定
3.4.1 传动系速比束缚
(1) 由传动比的最小值确定的束缚条件为:
优化-免费yoqq纯电动厢式物流车动力体系匹配与优化yoqq资源(16)


(10)
优化-免费yoqq纯电动厢式物流车动力体系匹配与优化yoqq资源(17)


(11)
(2) 由传动比的最大值确定的束缚条件为:
优化-免费yoqq纯电动厢式物流车动力体系匹配与优化yoqq资源(18)


(12)
优化-免费yoqq纯电动厢式物流车动力体系匹配与优化yoqq资源(19)


(13)
3.4.2 整车性能束缚
为了满意纯电动车的整车性能指标要求,最大爬坡度大于20%;最高车速大于100 km/h; 0~50 km/h加快时间小于10 s;百公里能量斲丧小于17 kW·h。
3.5 基于MIGA+SQP算法的传动系速比优化
接纳MIGA+SQP算法的组合优化,基于ISIGHT/CRUISE传动系参数优化集成模块,颠末多次迭代运算,探求到一组传动比最优解,见表4所列。
表4 优化前后速比对比效果
优化-免费yoqq纯电动厢式物流车动力体系匹配与优化yoqq资源(20)


3.6 纯电动汽车优化前后性能分析
根据优化前后的传动系速比效果,基于CRUISE整车性能仿真平台,接纳新欧州行驶工况(new European drivingcyde,NEDC),举行优化前后的纯电动车性能仿真分析,优化前后的加快性能与爬坡性能仿真对比曲线如图4、图5所示。效果表明,优化后的加快性能和爬坡性能均略微低落,但仍满意整车动力性能指标要求,而最高车速由优化前的104 km/h进步到110 km/h,百公里能耗由优化前的15.8 kW·h低落到14.46 kW·h,经济性能得到改善。
优化-免费yoqq纯电动厢式物流车动力体系匹配与优化yoqq资源(21)


图4 加快时间仿真曲线
优化-免费yoqq纯电动厢式物流车动力体系匹配与优化yoqq资源(22)


图5 最大爬坡度仿真曲线
4 结 论
(1) 本文对纯电动厢式物流车举行了动力传动体系的参数匹配与仿真,基于ISIGHT/CRUISE集成优化平台,接纳MIGA+SQP算法对传动系参数举行了多目的组合优化,末了基于CRUISE创建了优化后的整车仿真模子并举行仿真分析。
(2) 从仿真效果可以看出,优化后的整车加快性能和爬坡性能均略微低落,但百公里能耗和最高车速比优化前有所进步,而且优化后的各项性能均满意计划指标要求。同时,本文验证了基于MIGA+SQP算法的纯电动汽车动力传动系组合优化方法的可行性。
泉源:刘沛EDC电驱将来










您现在利用的是【试用版】,许多功能受到限定!!假如试用此插件之后满足,对您产生了资助,请购买正式版支持一下辛劳的开辟者,插件的连续发展离不开正式版用户的支持,良好的应用得益于您的捐助,点击下面的链接去Discuz官方应用中央购买正式版永世授权


https://addon.dismall.com/?@csdn123com_todaynews.plugin
正式版后续更新升级免费,一次购买,终身利用!

有资源网- 版权声明 1、本主题所有言论和图片纯属会员个人意见,与有资源网立场无关。
2、本站所有主题由该帖子作者发表,该帖子作者有资源网享有帖子相关版权。
3、有资源网管理员和版主有权不事先通知发贴者而删除本文。
4、其他单位或个人使用、转载或引用本文时必须同时征得该帖子作者 有资源网的同意。
有资源网是一个网络技术交流、游戏交流、娱乐休闲的温馨家园.提供网络最新it资讯、热门电影电视剧、破解软件工具下载_技术和娱乐性的综合型大论坛论资源网
回复

使用道具 举报

发表回复

您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册 微信登录

本版积分规则

快速回复 返回顶部 返回列表