面向操稳性的纯电动公交车动力部件布置优化

• 作 者: 母洋文
• 出 处: 西南交通大学
• 发表日期: 2013年期
• 关键词: 纯电动汽车 动力传动系统 布置 操纵稳定性 优化

在纯电动汽车领域,率先发展纯电动城市公交车意义重大,不仅能大大减少市区的环境污染,而且公交车本身的运行特点,如线路固定,频繁启停等,也与纯电动车的运行特点相符。目前的纯电动公交车大都是在原有的传统燃油车底盘上改装而来的,在布置动力传动系统时,往往只是粗略地将各部件安装在底盘上,没有经过细致的操纵动力学分析,这就导致了车辆在运行中的操纵性能很差,达不到要求。因此,本文通过对纯电动公交车动力传动系统布置的研究,使车辆具有好的操纵稳定性。本文以某12m长的公交车为基础,根据整车设计指标,对动力传动系统中的电池、电机、主减速器的参数进行匹配设计。参考目前国内市场上纯电动公交车主要的动力传动系统布置方案,并结合汽车总布置设计原则,设计了三种具有代表性的动力传动系统布置方案,并在Admas/Car中建立了整车的系统动力学模型,按照所设计的布置方案,将电池、电机等部件安装在整车模型的车身上。按照国标的规定,分别对三种方案下的整车进行了操纵稳定性仿真分析和计分评价,发现方案1得分最高且各项得分比较均衡；方案2得分第二,但是在角脉冲试验中,对谐振峰水平的计分评价中得分不及格；方案3得分最低;因此,选择方案1作为最佳方案。通过进行随机路面输入下的平顺性仿真考查方案1的平顺性,发现方案1的平顺性很好。优选出方案1后对其做进一步优化,利用多目标设计优化软件Isight作为集成平台,将Adams/Car软件、MATLAB软件和优化算法集成到一起,形成一个自动化的优化流程。首先做DOE设计,以电池、电机的质心坐标值为因子,操纵稳定性综合评价指标为响应,使用最优超拉丁立方设计方法做试验设计,计算因子的灵敏度,辨识出主要因子；然后以主要因子以及制动器制动力分配系数作为设计变量,操纵稳定性综合评价指标和制动距离为目标函数,平顺性评价指标——加权加速度均方根值为约束条件,选择微粒群算法作为优化算法进行优化。对优化前、后布置方案下的整车模型做操纵稳定性和制动性分析,对比优化前、后的仿真试验结果曲线,发现整车的操纵稳定性和制动效能得到了改善。