某串联式混合动力汽车动力链优化匹配仿真研究开题报告

1. 研究目的与意义

选题背景：混合动力电动汽车由于具有超低排放、低油耗、使用总成本不高于传统汽车以及续驶行程与传统汽车相当的总体优势,正在逐步成为城市环保型公交汽车的重要选择。混合动力电动车按驱动系统的布置方案不同可分为串联式、混联式、并联式及复合式。其中串联式布置灵活,结构简单,易于控制,并且所用电机功率比并联式大,利于回收制动能量。

选题意义：混合动力是燃油汽车到纯电动车的过渡，纯电动汽车才是汽车发展的终极目标。但是就目前的电池水平来看，容量低、寿命短的电池严重遏制了纯电动汽车的发展。通过研究混合动力汽车的动力链优化匹配，可以使混合动力汽车在最大限度的满足环保的前提下，保证混合汽车的动力性和燃油经济性。

2. 课题关键问题和重难点

关键问题：以某串联式混合动力电动汽车的动力链为研究对象，以动力性、燃油经济性为优化目的，利用正交优化方法，以电动汽车研究软件advisor为仿真平台，对该型电动汽车动力链的动力电池额定电压、发动机额定功率和传动比进行优化匹配，以寻求在一定循环工况下该车动力链的最佳匹配。

难点：学习正交优化方法，可以对混合动力汽车的动力性、燃油经济性的影响因素进行正交优化。熟练掌握MATLAB相关编程语言，熟练使用研究软件advisor，以该软件作为仿真平台，对电池额定电压、发动机额定功率和传动比进行优化匹配。

3. 国内外研究现状（文献综述）

节能、排放和安全是汽车工业可持续发展面临的重大课题,鉴于目前技术现状,有关汽车行业的专家学者一致认为混合动力汽车将是世界汽车行业今后十多年内的重要发展方向。在我国开展混合动力汽车技术的研究和开发对改善我国城市环境、缓解石油资源不足的压力具有重要意义。

目前适合产业化的混合动力公交车已经成为世界范围内开发的热点。混合动力系统参数的匹配是一个多变量多目标的优化问题,它涉及动力性经济性要求及工况选择等诸多因素。传统的优化设计方法效率低,周期长且计算繁琐容易出错，实用性很差。赵韩等人针对某串联混合动力公交车,以正交实验设计方法对其动力系统主要参数进行了优化，得出一组整车性能较理想的参数匹配方案。综合分析正交实验设计方法和影响串联混合动力燃油经济性的主要因素的基础上,利用正交表格对其主要影响因素的匹配进行了优化,得出各因素的优水平,找出因素影响的主次顺序,完成了对混合动力系统参数的优化^[1]。他合理的运用正交优化到混合动力汽车中，利用正交表格对其主要影响因素的匹配进行了优化,得出各因素的优水平,找出因素影响的主次顺序,完成了对混合动力系统参数的优化，最后通过仿真结果分析,选出的方案能够较好地实现动力性和经济性目标。曾小华等人对混合动力汽车进行了正交仿真试验设计，利用正交优化理论在找出影响混合动力汽车动力链影响因素的主次，将正交优化设计理论应用于混合动力汽车的优化设计,利用正交表格的正交特性、均衡性及直观性对混合动力汽车的多方案优化进行研究,不仅可以使仿真试验次数大大降低,同时可以高效、直观地找出其中的最优设计方案^[2]。赵韩、曾小华等人的研究论文中都提出了正交优化理论在研究混合动力汽车动力链中的优越性，都对影响汽车因素进行实验，进行数据分析，并且对实验数据进行仿真，从而选出最优的匹配方案。但是二人对只对混合动力汽车的燃油经济性进行了优化分析，缺少汽车传动的数据研究。

何洪文在论文中对混合动力轻型客车动力传动系进行设计研究，分析了混合动力汽车动力传动系参数包括:发动机功率、电动机功率和转速、电池组容量、变速箱档位和速比以及主减速器速比等,它们对整车的动力性、燃油经济性和排放特性有显著影响^[4]。他多方位立体的对混合动力轻型客车动力传动系进行实验、数据分析、仿真。他在研究混合动力汽车的动力性和燃油经济性都进行了大量的实验，提出了评价指标和评价方法。熊健等人提出混合动力电动客车（heb）具有诸多极其优良的性能,其产业化已经成了heb发展的必然趋势^[6]。我发现我研究的课题混合动力汽车是一个新鲜事物，近些年的混合动力电动技术的蓬勃发展表现出了它极其强大的生命力，相信不久的将来,穿梭于城市内的混合动力汽车将成为城市的一道新风景线。

4. 研究方案

首先，使用正交优化算法对混合动力汽车动力链列出相应的正交表。

然后，以混合动力汽车研究软件advisor为仿真平台，对该型混合动力汽车动力链的动力电池额定电压、发动机额定功率和传动比进行优化匹配。

接着，寻求在一定循环工况下该车动力链的最佳匹配。

5. 工作计划

毕业设计前一学期末完成英文翻译，收集、查阅、文献资料并准备开题报告。

第1周 完成英文翻译，提交英文翻译给指导老师批阅。英文翻译经指导老师批阅合格并确认后，译文和原文均上传至毕业设计管理系统。译文封面用标准模板。

第2周 查阅文献资料，撰写开题报告。