純電動(dòng)汽車仿真建模初探

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上純電動(dòng)汽車仿真建模初探【摘要】文章介紹了美國可再生能源實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的ADVISOR（高級車輛仿真器），并選擇一款微型轎車為藍(lán)本，將傳統(tǒng)以發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力源的動(dòng)力路線更改為以蓄電池供電電機(jī)驅(qū)動(dòng)的動(dòng)力模型，并在ADVISOR中仿真運(yùn)行，為實(shí)車實(shí)驗(yàn)提供預(yù)測與參考?！娟P(guān)鍵詞】電動(dòng)汽車;仿真建模;ADVISOR純電動(dòng)汽車是指以車載電源為動(dòng)力，用電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪行駛，符合道路交通、安全法規(guī)各項(xiàng)要求的車輛。隨著環(huán)境問題的日益嚴(yán)峻與國家層面政策的傾斜，以純電動(dòng)汽車為代表的新能源汽車以其高效的能源轉(zhuǎn)化效率和對環(huán)境的友好親和，正飛速迅猛發(fā)展。在純電動(dòng)汽車產(chǎn)品開發(fā)的過程中，將計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)與傳統(tǒng)汽車

2、設(shè)計(jì)流程相結(jié)合，可以在研究的初期為純電動(dòng)汽車性能提供預(yù)測與參考，既提高了設(shè)計(jì)的方案的前瞻性，也降低了開發(fā)成本，縮短了開發(fā)周期。目前被廣泛使用的仿真軟件是由美國可再生能源實(shí)驗(yàn)室NREL（National RenewableEnergy Laboratory）開發(fā)的ADVISOR（Advanced VehIcle SimulatOR，高級車輛仿真器），該軟件基于MATLAB和SIMULINK環(huán)境開發(fā)，從1994年11月份開始使用，最初是用來幫助美國能源部DOE（DepartmentofEnergy）開發(fā)某混合動(dòng)力汽車的動(dòng)力系統(tǒng)，隨后功能逐漸擴(kuò)展，可以對傳統(tǒng)汽車、純電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力汽車的各種性能作

3、快速分析，由于該軟件通過大量的實(shí)踐被證實(shí)具有較好的實(shí)用性，現(xiàn)在世界上許多生產(chǎn)企業(yè)、研究機(jī)構(gòu)和高校都在使用該軟件做汽車仿真方面的研究，是世界上能在網(wǎng)站上免費(fèi)下載和用戶數(shù)量最多的汽車仿真軟件。它能在給定的道路循環(huán)條件下利用車輛各部分參數(shù)，能快速地分析傳統(tǒng)汽車、純電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性以及排放性等各種性能。ADVISOR有別于其他仿真軟件的特色之一為，采用了獨(dú)特的將后向仿真和前向仿真相結(jié)合的交互仿真方法，以后向仿真為主，前向仿真為輔。它首先進(jìn)行后向仿真，沿著與實(shí)際功率流相反的方向，根據(jù)道路循環(huán)的要求，向整車模塊發(fā)出速度和轉(zhuǎn)矩請求，整車模塊再向車輪和車軸模塊、主減速器模塊、變速器模

4、塊等逐級發(fā)出請求，直到動(dòng)力源模塊（發(fā)動(dòng)機(jī)和蓄電池等），計(jì)算出動(dòng)力源所能提供的功率。然后進(jìn)行前向仿真，沿著實(shí)際功率流的方向，從動(dòng)力源模塊出發(fā)直至車輪與車軸模塊，逐級傳遞當(dāng)前部件能提供給下一級部件的速度值和扭矩值，最后計(jì)算出汽車的實(shí)際速度。課題組選取一款江淮微型轎車為模型，設(shè)定整車設(shè)計(jì)目標(biāo)，嘗試將該款微型轎車改裝為純電動(dòng)汽車，并在ADVISOR中運(yùn)行仿真，通過軟件模擬驗(yàn)證設(shè)計(jì)方案可行性。表1 整車設(shè)計(jì)目標(biāo)項(xiàng)目 標(biāo)準(zhǔn) 單位最高車速 80 km/h最大爬坡度 >20 %續(xù)航里程 160 km總質(zhì)量 1400 kg迎風(fēng)面積 2.04 車輪半徑 0.294 m0-60km/h加速時(shí)間 12 s如圖1

5、所示，在ADVISOR中選取合理的動(dòng)力模塊。圖1 ADVISOR動(dòng)力模型選擇如圖2所示，進(jìn)入軟件參數(shù)輸入界面，完成參數(shù)設(shè)定，并根據(jù)參考范圍選擇電機(jī)型號為GLMI15A0。界面的左側(cè)為相關(guān)汽車的圖像信息，右側(cè)為操作區(qū)域，圖像會隨著參數(shù)設(shè)定的變化而變化。圖2ADVISOR參數(shù)設(shè)定界面如圖3所示，點(diǎn)擊Continue，完成工況設(shè)定，包括道路循環(huán)、時(shí)間階躍、道路坡度、是否交互仿真、是否加速度測試，是否爬坡能力測試等。界面右側(cè)下方最多可選3項(xiàng)做靈敏度分析，以便研究這些項(xiàng)對汽車性能的影響，界面左側(cè)為道路循環(huán)相關(guān)信息，左側(cè)上方為所選道路循環(huán)的軌跡曲線。圖3 ADVISOR工況設(shè)定界面根據(jù)所選條件，需要修改VEH_、MC_、ESS_、三個(gè)M文件，導(dǎo)入腳本文件，運(yùn)行后查看仿真結(jié)果，如圖4所示。圖4 ADVISOR仿真結(jié)果軟件提取仿真結(jié)果，并輸入至基本工作空間base workspace，軟件調(diào)用仿真結(jié)果，并與整車設(shè)計(jì)目標(biāo)