電子仿真系統在新能源汽車教學中的應用研究

邱學軍

摘要：在一定程度上因為傳統能源短缺和環境污染問題的加重，新能源汽車的發展正在受到國家的重視，其中電動汽車因為其自身能量的轉換效率是相對較高的，運行過程中排放質量好等多種優勢成為當前的一個發展熱點。充分將計算機中的電子仿真系統和技術應用在新能源汽車教學過程中，是能夠在研發初期為新能源汽車的設計提供參考，并且在后期對新能源汽車的動力性能和控制等進行相對應的優化。基于此，本文主要是針對電子仿真系統在新能源汽車實際教學過程中的應用進行詳細探討，予以有關單位參考與借鑒。

關鍵詞：電子仿真系統;新能源;汽車教學;應用研究

前言：

現目前新能源汽車代表了全球汽車產業的發展方向，最近幾年來，世界各國與汽車生產廠家投入大量的資金對新能源汽車的研究和分析進行研發。我國從戰略上進行考慮，投入大量的資金對新能源汽車的研發進行分析研究，從而來改變我國石油能源緊缺的現狀，實現當前汽車尾氣污染的減小，改善我國大中城市的空氣質量等問題。筆者在本文中主要是從建立電動汽車仿真模型，并以此為基礎來增強汽車的控制板塊和對增程式電動汽車的控制對策進行仿真和研究，希望教師能夠將其應用在教學過程中，這樣能夠起到提高教學的整體質量。

1、動汽車仿真模型的建立與增程式電動汽車性能分析

1.1 電動汽車仿真模型的建立

電動汽車的仿真模型是可以在ADVISOR原來的純電動汽車的基礎之上去進行了再次的開發。下圖一當中是開發的純電動汽車總成仿真模型示意圖。在一定程度上模型主要包含了整車模塊、道路工況模塊以及汽車變速箱模塊和蓄電池模塊、車輪模塊和最后的整車控制模塊以及電機和控制器模塊。對于其他類型的電動汽車，是能夠根據增加相對應的仿真模塊的，這樣能夠更貼近實際。

因為當前電動汽車的發展還是受到了電池技術和充電設備的限制，其自身在續航里程和充電不便利等方面是存在較大的問題，為了能夠讓電動汽車達到消費者的需求，所以相關研究人員需要通過去增加電池容量來進行實現。所以，電動汽車電池容量的增加是會直接導致電池所占有的重量和體積，并且還會嚴重影響到電動汽車的制造成本。增程式電動車不是像并聯式混合電動汽車一樣具有兩套機械連接動力驅動系統，增程器不能直接驅動電動汽車車輪，而是通過提供電能，給予電機和蓄電池供電來提高汽車行駛里程等特點。

1.2 增程式電動汽車運行模式

在一定程度上增程式電動汽車蓄電池通常是可以滿足消費者的短途形式，在流逝千米以內是不需要去開啟增程器的，在這個時候汽車是以電動汽車的模式來運行的;在當用戶要想進行長距離行駛時，汽車的內部控制系統是需要進行相對應的增程器開啟，并增加車輛在持續行駛過程中的行駛里程數。汽車發動機的發電機形式增程式電動汽車的實際運行模式包含了下面兩種模式;第一種是純電動運行模式;這種模式對于用戶來說，每天所行駛的里程數相對較短，在實際運行期間，汽車蓄電池通常都是要高于設定值的，增程式電動汽車相對于純電動汽車，如下圖三所示;在某種程度上蓄電池給電機所提供的電能，去驅動汽車就進行行駛，這個時候哦發電組成和發動機增程器模塊不是向外進行能量輸出的，是處于關閉狀態的。第二種就是增程運行模式;該模式是在汽車蓄電池預定值較低時，整個車輛的控制系統驅動發動機，驅動發電機所提供的電能是能夠提供給汽車所需要的動力的，從而進入到增程的運行模式中，如下圖三所示，發電機的電能和蓄電池供電并聯，是能夠放慢X蓄電池SOC的速度，并增加行駛里程數。

1.3 動力性能仿真

在一定程度上，為了能夠了解設計的增程式電動汽車的動力性能，主要選取了我國比較常用的汽車標準道路的實驗工況ECE+EUDC進行實際仿真，在進行仿真過程中的工況所包含了加速、減速、均速、和勻速等多個不同車速和負荷所構成的城市道路工況循環，與城郊高速公路道路工況，對新能源汽車的動力性進行全面比較，從中測試動力性能仿真項目包含了下面幾部分，爬坡性能動力性仿真和加速性能仿真以及最高車速仿真等項目內容。

2、系統的仿真建模

2.1 發電系統模塊

充分考慮到汽車的發電機和發動機是比較復雜的，其自身的特性還沒有完全得到掌握。所以，在建模之前，對于某些部件進行臺架的實驗，并根據其自身的在試驗臺架上的測試結果，去的得到相對應的曲線圖，在建模過程中，基于MAP的圖來建立仿真的模型;這樣做一方面能夠用實驗的具體數據來形成MAP圖形作為具有數據支撐的仿真模型，從而提高其可信度;另一個方面是因為采用MAP圖形來代替比較復雜的數學描述，這樣也是能去降低模型建模的具體復雜程度。，在發電系統和發電機的系統層面，為了能夠起到簡化模型的作用和利用實驗數據來建立數據表的作用，也是一種數據模型的表現形式。

2.2 整車控制器模塊

在一定程度上整車控制器的模塊中控制策略主要是根據汽車的車速去計算車輛的總功率需求的，并根據所得到的動力電池SOC數值來判斷整車所處在的驅動模式下，這對于實際應用在不同的工作模式當中，根據實際需求功率向動力源頭的控制器模塊所發出的動力源轉速要求，對整車的工作模式包含了下面兩種;第一種是聯合驅動模式;在汽車加速條件下，通過動力發動機與電池的聯合驅動，能夠讓發動機處于較高的轉速，讓其提高汽車燃油的經濟性;第二是純電動模式;該模式是在功率較低情況下所進行的，比如在啟動循環工況時，電池的SOC數值，然而純電動模式的應用是避免發動機在低功率區域所運行的。

結語：

總而言之，筆者主要是以新能源汽車的動力和電子仿真系統的模型應用作為研究對象，并通過相關研究和實驗的數據得出了相對應的結論。在應用仿真模型對新能源汽車工況下進行仿真，其仿真的數據結果也是超乎預期，這樣能夠進一步的提高整車控制，優化性能，為仿真系統在新能源汽車中的應用奠定基礎。

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（作者單位：淮南市職業教育中心）