純電動汽車動力學匹配與仿真

楊世安，張鵬

（1.長安大學汽車學院，陜西 西安 710064；2.長安大學試驗與設備管理處，陜西 西安 710064）

純電動汽車動力學匹配與仿真

楊世安1，張鵬2

（1.長安大學汽車學院，陜西 西安 710064；2.長安大學試驗與設備管理處，陜西 西安 710064）

根據純電動汽車的整車參數進行動力性指標的設計，計算出系統的傳動比、最高車速、最大爬坡度、等動力性評價指標，根據計算數據進行動力電池的匹配計算。并在cruise軟件當中搭建純電動汽車模型進行動力性仿真，仿真結果顯示，系統的動力性指標達到了設計要求。

電動汽車；動力仿真；cruise仿真

CLC NO.:U469.7 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)15-85-03

當今世界能源危機和環境污染嚴重制約著汽車產業的進一步發展，以電動汽車為代表的新能源汽車是汽車產業未來發展的新方向。在電動汽車的設計過程中，合理有效的進行動力電池組、驅動電機以及電機控制器的參數匹配，是提高整車動力性能，優化車輛運行效率延長純電動汽車續駛里程的核心技術。本文根據某一款純電動汽車的整車參數，設計計算傳動系統參數，進行驅動電機參數匹配，設計動力電池的容量，在cruise軟件中建立純電動汽車整車模型進行整車動力性仿真計算。驗證所設計的動力參數是否滿足設計要求。

1 電動汽車動力性指標計算

1.1 所選車型的整車參數

所選擇的純電動汽車的整車參數如下表1-1所示：

表1 純電動汽車整車性能參數

1.2 純電動汽車傳動系參數的

1.2.1 驅動電機參數匹配計算

論文所設計的純電動汽車中驅動電機的峰值功率Pemax的計算需要能夠同時滿足所設計的最高車速、加速性能、最大爬坡度要求。電機的額定功率Pe的設計取決于電機的峰值功率Pe max以及過載系數λ的值。

其中：η-傳動系統的效率，取0.93；M-整車整備質量；f-滾動摩擦系數；CD-風阻系數；A-車輛迎風面積；Vmax-最高車速；δ-質量換算系數；Va-常規車速；α-最大爬坡度；Pe-電機額定功率；λ-電機的過載系數1.4。

1.2.2 傳動系速比的匹配計算

驅動電機的啟動轉矩很大，能夠實現低速恒轉矩、高速恒功率的工作模式。在傳動系的設計當中，電動汽車的傳動比i需要滿足最高車速以及最大爬坡度的要求。傳動比選擇過小不能保證最大爬坡度和克服最高車速的行駛阻力，過大不能滿足電機達到最高車速要求的最高轉速，需要滿足下列的約束條件：

其中：r-車輪滾動半徑；Fv max-最高車速時的阻力；nmax-驅動電機最高轉速；Tn max-電機最高轉速對應的轉矩；Tmax-電機最大轉矩；Fi max-最大坡度對應的阻力。

1.2.3 傳動系速比的匹配計算

動力電池是純電動汽車行駛的動力源。動力電池容量不僅要滿足驅動電機的需求功率，同時要滿足設計純電動續駛里程的能量需求。

其中：C-動力電池容量；ploss-車輛附件的功率消耗在設計中取2.5kW；ηmc-驅動電機運行效率0.9；Cp-功率需求計算容量；V1-計算中選擇的勻速行駛車速80km/h；U-動力電池的電壓；ηb-蓄電池放電效率，取0.9；ηa-汽車附件能量消耗比例系數取0.18；Ce-滿足純電動汽車續駛里程的電池容量需求。

1.2.4 參數匹配結果

根據前面章節的計算，各匹配參數整理如下所示：

表2 參數匹配結構

2 基于cruise的電動汽車仿真計算

為了對所設計的匹配參數的合理性進行驗證，根據整車參數以及所計算的傳動系匹配參數在cruise軟件當中建立純電動汽車仿真模型，在NEDC等工況下進行整車的燃油經濟性，動力性仿真。純電動汽車整車模型如下圖1所示：

圖1 純電動汽車仿真模型

圖2 車速變化圖

由仿真結果可以看出，最高車速Vmax達到了160km/h。超過類預先設計的110km/h，滿足設計要求。

圖3 爬坡度

圖4 加速度

根據仿真結果，車輛的最高速度可以到達160km/h。在30km/h的爬坡能力可以到達54%左右。車輛的動力性能滿足設計要求。

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Dynamic Matching and Simulation of Pure Electric Vehicles

Yang Shian1, Zhang Peng2
( 1. University of hong 'an automobile college, Shaanxi Xi 'an 710064; 2. Chang 'an university test and equipment management office, Shaanxi Xi'an 710064 )

Based on the design of dynamic parameters of pure electric vehicle, the dynamic evaluation index of the system's transmission ratio, maximum speed, maximum climbing speed and acceleration time is calculated, and the matching calculation of the power battery is carried out according to the calculated data. And in the cruise software to build pure electric vehicle model for dynamic simulation, simulation results show that the system's dynamic indicators to meet the design requirements.

electric car; power simulation; cruise simulation

U469.7

A

1671-7988 (2017)15-85-03

楊世安（1993-），男，碩士研究生，就讀于長安大學汽車學院，研究方向：電動汽車控制技術。張鵬（1983-），男，學士，長安大學試驗與設備管理處。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.15.031