用于電動汽車能源管理的創新程序建模

新能源汽車

用于電動汽車能源管理的創新程序建模

隨著全球范圍內對降低排放和提高傳動系效率要求的逐漸嚴格，在未來將會大量增加電動汽車的產量。在電動汽車研究中，應用建模、模擬和優化組件的方法可以改善諸如效率、駕駛性能和車輛安全性等重要參數。

提出了一種電動汽車聯合仿真平臺。在這個平臺上,每個組件都可以被一個高分辨率且復雜的熱動態數學模型代替。自主開發的模型依靠Matlab（矩陣實驗室）、Dymola（仿真建模），GT-Suite（發動機模擬分析軟件）等進行聯合仿真。2個子系統包括車輛縱向動力學模型（閉環）和熱模型動力傳動系組件。整個仿真平臺外圍由驅動系、傳動系（包括電機、齒輪箱、電池系統、車輪、車輛底盤模型和逆變器）和車輛底盤組成。

建立的模型主要包括以下幾種：①用比例積分（PI）控制器模擬駕駛員；②高效率和高功率密度的永磁同步電機為電機模型。電機模型中又建立熱模型、損失計算模型、扭矩計算模型等；③逆變器建模（電力電子模型），包括損失計算模型、熱模型等；④變速器和差速器模型；⑤冷卻回路和舒適系統模型，包括加熱控制模型等；⑥電池模型。駕駛循環為NEDC（新型歐洲駕駛循環）循環，試驗以一輛緊湊型轎車為例。

模型創建完成之后要進行驗證，駕駛循環和環境條件作為仿真模型的輸入數據。在環境溫度為35°C，駕駛循環為NEDC循環條件下，模擬冷卻液和燃油的溫度與測量不精確匹配，但模擬的轉速、流量和力矩的值與測量結果相匹配。在汽車上驗證了模型之后便可以用于分析各種熱管理技術。

仿真結果表明,根據駕駛和環境條件,占總能量5%～20%的最初存儲能量可以恢復，35%用于機械能克服行駛阻力,不到25%消散到冷卻系統。未來,在汽車環境中進一步開發和整合熱管理技術將會為電動汽車的發展做出更大貢獻。

刊名：International Journal of Vihicle Design（英）

刊期：2015年第4期

作者：R Mustafa

編譯：李璐