关键词：纯电动汽车；动力系统；参数匹配；系统优化
一、前言
汽车工业发展一百多年来，人们的生活方式发生了巨大的改变。汽车在给人们生产、生活带来便利的同时，也带来了许多环境和能源问题。环境问题主要是空气污染。汽车尾气是城市空气污染的最大来源之一，每年由汽车排放的污染物高达数十亿吨。能源问题主要是汽车已成为全国成品油消费的大户，年耗油量已接近总量的60%。随着世界汽车保有量的急剧增长和石油资源日益枯竭，能源危机愈发明显。因此，发展节能环保的电动汽车势在必行。
发展纯电动汽车有利于节能减排目标的实现。由于在使用阶段零排放，综合能源利用效率高、能够彻底摆脱对石油的依赖，是解决我国汽车能源和环境问题的根本途径，是我国道路交通能源动力系统转型的战略重点和主要方向。纯电动汽车的能量利用率比传统燃油汽车高出50%以上，并具有60%的二氧化碳减排能力。借助先进的汽车与电网通讯技术，新能源汽车在替代传统汽车的情况下，一方面能够直接降低二氧化碳以及其他污染物排放、有效缓解城市空气污染问题;另一方面也通过利用晚上电网峰谷负荷、提高电力资源利用率，实现二氧化碳的间接减排。发展纯电动汽车有利于降低我国石油对外依存度，保障能源安全。此外，电动汽车产业可以带动整个产业链，包括蓄电池、电动机、电力电子、电控、汽车零部件、整车制造以及基础设施等产业的发展，从而成为新的经济增长点。
全球各大知名汽车厂商，如丰田、通用、大众、宝马等，都投入大量资金和技术用于电动汽车研发，包括混合动力电动汽车、纯电动汽车、氢能汽车和燃料电池汽车等。国内上汽、北汽、比亚迪、吉利等车企在插电式混合动力汽车、纯电动汽车等新能源汽车技术研发和产业链布局方面也投入了大量资金和精力，并取得了显著成绩[1]。
由于纯电动汽车的关键技术仍然存在一定的瓶颈，尤其是纯电动汽车的续航和充电的问题仍然没有很好的解决。如何合理的匹配纯电动汽车动力系统的参数，使整车在一定的电量下尽可能的提升动力性和续驶里程是各国学者研究的主要目标。
二、动力系统设计和优化研究现状
与传统汽车相似，评价纯电动汽车的整车性能指标有最高行驶速度、一档最大爬坡度、起步或超车加速时间为代表的动力性能及续驶里程为代表的经济性能等。动力系统参数匹配的大致流程是首先需要确定设计的汽车的动力性和经济性要求，然后根据所定的动力性设计要求匹配计算确定电机和传动系的类型及参数再根据经济性设计要求确定动力电池部件的具体参数。相对于传统燃油汽车来说纯电动汽车传动系统的结构较为简单。为了提高纯电动汽车的动力性能、经济性能和续驶里程，对其动力系统的选择匹配以及优化是非常关键的。纯电动汽车的动力系统主要由驱动电机及其控制器、动力电池组、单档或多档变速器及主减速器等系统部件组成。在匹配的过程中，如果选择的驱动电机功率过大，就会造成效率低下，影响续驶里程，功率过小就会影响整车的爬坡性能和加速性能;如果动力电池组数量过大会引起整车布置困难，动力性下降，数量过小可能无法满足驱动电机的高功率需求，同时无法满足整车续驶里程要求[2]。因此合理的选择匹配动力系统参数对整车动力性、经济性和续驶里程对纯电动汽车的设计与开发具有较为重要的研究意义。
纯电动汽车动力系统优化方法按照不同的设计与优化目标，可分为以下三种:
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