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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 基于實(shí)測(cè)條件的純電動(dòng)汽車仿真平臺(tái)開發(fā)
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡(jiǎn)介：
- 基于MATLAB/SIMULINK開發(fā)了電動(dòng)汽車整車及其關(guān)鍵部件的仿真模型，為其關(guān)鍵部件選型、匹配及整車控制策略優(yōu)化提供了技術(shù)平臺(tái)。為提高仿真精度，利用車載信息終端采集車輛運(yùn)行信息，合成路譜，利用試驗(yàn)臺(tái)測(cè)試得到電機(jī)、電池等部件的特性，為相應(yīng)模型提供邊界條件。該平臺(tái)可按車輛的具體要求優(yōu)化選擇電機(jī)、電池等，也可優(yōu)化整車控制策略，利用車載信息終端監(jiān)測(cè)車輛的實(shí)際運(yùn)行效果以進(jìn)一步優(yōu)化整車設(shè)計(jì)方案。
- 詳細(xì)介紹：
- 基于MATLAB/SIMULINK開發(fā)了電動(dòng)汽車整車及其關(guān)鍵部件的仿真模型，為電動(dòng)汽車關(guān)鍵部件選型、匹配及整車控制策略優(yōu)化提供了技術(shù)平臺(tái)。為提高仿真精度，利用車載信息終端采集車輛運(yùn)行信息，由目標(biāo)道路工況模型形成目標(biāo)路譜，利用電動(dòng)汽車試驗(yàn)臺(tái)測(cè)試得到驅(qū)動(dòng)電機(jī)及動(dòng)力電池等部件的特性，為相應(yīng)模型提供計(jì)算邊界條件。該平臺(tái)可針對(duì)車輛的具體要求，優(yōu)化選擇驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率、動(dòng)力電池組容量等，也可對(duì)整車控制策略進(jìn)行優(yōu)化，利用車載信息終端還可監(jiān)測(cè)車輛的實(shí)際運(yùn)行效果，以進(jìn)一步優(yōu)化整車設(shè)計(jì)方案。 電動(dòng)汽車仿真平臺(tái)在整車設(shè)計(jì)過程中已投入使用。借助該平臺(tái)，可完成零部件選型匹配、優(yōu)化控制策略、降低能耗、延長(zhǎng)續(xù)駛里程、縮短研發(fā)周期、降低研發(fā)成本。相關(guān)技術(shù)已在車輛設(shè)計(jì)開發(fā)、運(yùn)行監(jiān)測(cè)、關(guān)鍵部件使用優(yōu)化等方面得到應(yīng)用。山東省有多家電動(dòng)汽車整車及關(guān)鍵部件生產(chǎn)廠家，但整車匹配及控制策略優(yōu)化有待于深入研究，多家企業(yè)達(dá)成深入合作意向，推廣應(yīng)用前景廣闊。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 目的和基本思路： 純電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電機(jī)、動(dòng)力電池等均各有特性和應(yīng)用限制，需要從整車的角度按實(shí)際需求優(yōu)化匹配。為此，基于MATLAB/SIMULINK開發(fā)了電動(dòng)汽車整車及其關(guān)鍵部件的仿真模型，為其關(guān)鍵部件選型、匹配及整車控制策略優(yōu)化提供了技術(shù)平臺(tái)。為提高仿真精度，利用車載信息終端采集車輛運(yùn)行信息，生成路譜，利用試驗(yàn)臺(tái)測(cè)試得到驅(qū)動(dòng)電機(jī)等部件的特性，為相應(yīng)模型提供邊界條件。該平臺(tái)可針對(duì)車輛的具體要求優(yōu)化選擇電機(jī)功率等，也可對(duì)整車控制策略進(jìn)行優(yōu)化，利用車載信息終端還可監(jiān)測(cè)車輛的實(shí)際運(yùn)行效果以進(jìn)一步優(yōu)化整車設(shè)計(jì)方案。 創(chuàng)新點(diǎn)： 1提出利用道路工況模型與純電動(dòng)汽車各部件模型聯(lián)合仿真，以實(shí)際運(yùn)行中效率最優(yōu)為目標(biāo)，開發(fā)整車控制策略。 2開發(fā)了車載信息終端，采集車輛運(yùn)行信息，利用模糊聚類構(gòu)建道路工況；道路工況和通過試驗(yàn)臺(tái)獲取的關(guān)鍵部件特性參數(shù)，為仿真平臺(tái)提供邊界條件。 技術(shù)關(guān)鍵： 1建立準(zhǔn)確模擬驅(qū)動(dòng)電機(jī)工作特性、動(dòng)力電池使用特性的仿真模型。 2開發(fā)基于GPRS/GPS及CAN的車載信息終端及無線監(jiān)控平臺(tái)。 主要技術(shù)指標(biāo)： 1道路工況模型與驅(qū)動(dòng)電機(jī)模型、動(dòng)力電池模型、車輛運(yùn)動(dòng)學(xué)模型及整車控制器模型的聯(lián)合仿真平臺(tái)?？捎糜陉P(guān)鍵零部件選型、匹配和整車控制策略優(yōu)化。 2車載信息終端具備GPRS/GPS、FLASH存儲(chǔ)及CAN/485解析、模擬數(shù)字信號(hào)接入等功能；CAN/GPRS數(shù)據(jù)傳輸準(zhǔn)確率高于95%；通過EMC、高低溫、振動(dòng)、耐久等測(cè)試，符合GB/T19056-2003標(biāo)準(zhǔn)。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 國內(nèi)外研究機(jī)構(gòu)在電動(dòng)汽車建模與仿真的研究方面取得了一定成績(jī)，但多局限于整車建模仿真或特定關(guān)鍵部件的仿真研究。在實(shí)車道路運(yùn)行工況與試驗(yàn)臺(tái)測(cè)試提供模型參數(shù)條件下，通過電動(dòng)汽車仿真模型實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵部件選型匹配及控制策略優(yōu)化開發(fā)的研究工作尚顯不足。 通過查閱國內(nèi)外有關(guān)文獻(xiàn)，融合汽車技術(shù)等多學(xué)科知識(shí)，利用MATLAB/SIMULINK對(duì)電動(dòng)車整車及各部件進(jìn)行建模仿真，實(shí)現(xiàn)其關(guān)鍵部件匹配選型及整車控制策略優(yōu)化。為提高仿真精度，開發(fā)了車載信息終端實(shí)現(xiàn)車輛運(yùn)行信息采集，生成路譜，與利用電動(dòng)汽車試驗(yàn)臺(tái)實(shí)測(cè)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)及動(dòng)力電池等部件的特性參數(shù)，為相應(yīng)的模型提供邊界條件。為驗(yàn)證仿真設(shè)計(jì)效果，可進(jìn)行實(shí)車道路試驗(yàn)，檢測(cè)實(shí)測(cè)運(yùn)行時(shí)各部件的實(shí)際工作狀況，以對(duì)匹配、優(yōu)化方案進(jìn)行評(píng)判，進(jìn)一步完善整車設(shè)計(jì)方案。電動(dòng)汽車仿真平臺(tái)在整車設(shè)計(jì)過程中已投入使用。 借助該平臺(tái)，可完成部件選型及控制策略優(yōu)化、縮短研發(fā)周期、降低研發(fā)成本。相關(guān)技術(shù)已在整車設(shè)計(jì)開發(fā)、車輛性能優(yōu)化及運(yùn)營車輛監(jiān)測(cè)等方面得到應(yīng)用。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 1、2011年于本省獲第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省級(jí)大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)特等獎(jiǎng) 2、2011年于本校獲第十二屆“挑戰(zhàn)杯”“**市人民醫(yī)院”校級(jí)學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽特等獎(jiǎng)
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 協(xié)商
作品可展示的形式
- 實(shí)物 圖紙 圖片 錄像
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 基于MATLAB/SIMULINK開發(fā)了電動(dòng)汽車整車及其關(guān)鍵部件的仿真模型，為電動(dòng)汽車關(guān)鍵部件選型、匹配及整車控制策略優(yōu)化提供了技術(shù)平臺(tái)。為提高仿真精度，利用車載信息終端采集車輛運(yùn)行信息，由目標(biāo)道路工況模型形成目標(biāo)路譜，利用電動(dòng)汽車試驗(yàn)臺(tái)測(cè)試得到驅(qū)動(dòng)電機(jī)及動(dòng)力電池等部件的特性，為相應(yīng)模型提供計(jì)算邊界條件。 該平臺(tái)可針對(duì)車輛的具體要求，優(yōu)化選擇電機(jī)功率、電池組容量等，也可對(duì)整車控制策略進(jìn)行優(yōu)化，利用車載信息終端還可監(jiān)測(cè)車輛的實(shí)際運(yùn)行效果，以進(jìn)一步優(yōu)化整車設(shè)計(jì)方案。 電動(dòng)汽車仿真平臺(tái)在整車設(shè)計(jì)過程中已投入使用。借助該平臺(tái)，可完成零部件選型匹配、控制策略優(yōu)化，可降低能耗、延長(zhǎng)續(xù)駛里程，有效縮短研發(fā)周期、降低研發(fā)成本。 山東省有多家電動(dòng)汽車整車及部件生產(chǎn)廠家，但整車匹配及控制策略優(yōu)化缺乏研究，已與多家企業(yè)達(dá)成深入合作意向，車輛設(shè)計(jì)開發(fā)、運(yùn)行監(jiān)測(cè)、關(guān)鍵部件使用優(yōu)化等方面得到廣泛應(yīng)用并產(chǎn)生了較好的經(jīng)濟(jì)效益，推廣應(yīng)用前景廣闊。
同類課題研究水平概述
- 發(fā)展純電動(dòng)汽車是解決當(dāng)前能源危機(jī)與環(huán)境污染的有效途徑。在國家政策大力支持下，各科研院所及企業(yè)投入了大量的人力物力，驅(qū)動(dòng)電機(jī)及動(dòng)力電池等關(guān)鍵部件研究取得了較大進(jìn)步，各廠家紛紛推出了較為成熟產(chǎn)品。驅(qū)動(dòng)電機(jī)、動(dòng)力電池及其相應(yīng)控制器等具有各自特性及應(yīng)用范圍，但各生產(chǎn)廠家未從整車角度進(jìn)行性能優(yōu)化，在整車裝配時(shí)導(dǎo)致各部件間匹配較不合理，導(dǎo)致整車性能降低，效率低下，能耗增加。 為有效解決上述問題，國內(nèi)外多采用建模仿真進(jìn)行電動(dòng)汽車優(yōu)化設(shè)計(jì)，目的是有效縮短開發(fā)周期，降低開發(fā)成本，提高新產(chǎn)品的質(zhì)量。國內(nèi)外眾多企業(yè)及科研單位對(duì)電動(dòng)汽車建模仿真進(jìn)行了相關(guān)研究。 國外在上世紀(jì)七十年代開始研究電動(dòng)汽車的建模和仿真，研制出多種電動(dòng)汽車商業(yè)仿真軟件。目前，國外用于電動(dòng)汽車的仿真軟件主要有美國能源部國家實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的SIMPLEV，該軟件可以定義部件模型參數(shù)，選擇道路循環(huán)；Texas A&M大學(xué)開發(fā)的V-ELPH、美國能源部可再生能源實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的ADVISOR及奧地利AVL公司開發(fā)的CRUISE，這三個(gè)軟件可以方便的配置控制參數(shù)，且都具有便捷通用的模型元件，軟件的操作直觀方便，此外，CRUISE還可與硬件系統(tǒng)聯(lián)合進(jìn)行半實(shí)物仿真。國內(nèi)上海交通大學(xué)羌嘉曦等利用MATLAB/SIMULINK建立了電動(dòng)汽車動(dòng)力電池仿真平臺(tái)，能模擬電動(dòng)汽車運(yùn)行過程中蓄電池組的動(dòng)態(tài)行為；山東大學(xué)李珂、遼寧工業(yè)大學(xué)陳勇等建立了電動(dòng)汽車異步電機(jī)仿真模型和矢量控制模型，可滿足電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力性仿真的要求; 北京航空航天大學(xué)的姬芬竹、合肥工業(yè)大學(xué)劉靈芝等人進(jìn)行了純電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)參數(shù)的匹配研究，并采用ADVISOR對(duì)匹配方案進(jìn)行了仿真研究。 綜上所述，國內(nèi)外研究機(jī)構(gòu)在電動(dòng)汽車建模與仿真的研究方面取得了一定的成績(jī)，但多局限于整車建模仿真或特定關(guān)鍵部件的仿真研究。在實(shí)車道路運(yùn)行信息采集與試驗(yàn)臺(tái)測(cè)試提供模型參數(shù)條件下，通過電動(dòng)汽車仿真模型運(yùn)行實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵部件選型匹配選型及控制策略優(yōu)化開發(fā)的研究，有待于深入。 本項(xiàng)目在實(shí)測(cè)道路工況及電機(jī)、電池等關(guān)鍵部件信息條件下，利用MATLAB/SIMULINK對(duì)電動(dòng)車整車及各關(guān)鍵部件進(jìn)行建模仿真，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車關(guān)鍵部件匹配選型及整車控制策略優(yōu)化。本項(xiàng)目的開展可實(shí)現(xiàn)最佳動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、參數(shù)選擇及控制策略開發(fā)，找到關(guān)鍵技術(shù)的突破口，加快純電動(dòng)汽車開發(fā)的進(jìn)程。
