電動汽車的理論

1、第第5章章 電動汽車的理論電動汽車的理論5.4 5.1 行駛工況1. 作用（1）確定動力性能指標（2）整車參數(shù)匹配與仿真（3）整車能量消耗和排放試驗2. 概述 按照工況調(diào)查所包含的內(nèi)容來分，行駛工況可分為完全工況和非完全工況。 按照用途來分，行駛工況可分為標準工況和非標準工況。 按照表現(xiàn)形式來分，行駛工況又可分為瞬態(tài)和模態(tài)工況。 5.1 行駛工況3. 各種行駛工況簡介（1）美國行駛工況圖5-1 美國FTP75行駛工況 5.1 行駛工況圖5-2 美國NYCC 行駛工況 5.1 行駛工況（2）歐洲行駛工況圖5-3 歐洲NEDC行駛工況 5.1 行駛工況（3）日本行駛工況圖5-4

2、日本10-15行駛工況 5.1 行駛工況（4）我國行駛工況圖5-5 我國載貨汽車燃料消耗試驗6工況 5.1 行駛工況圖5-6 我國城市客車燃料消耗試驗4工況4. 行駛工況特征分析 5.2 行駛特性1. 電動汽車的驅(qū)動力與行駛阻力（1）驅(qū)動力0gttMi iMFrr（2）電動機的轉(zhuǎn)矩特性9549MMnP （3）行駛阻力2cossin21.25DaC AuG duFGfGgdt 5.2 行駛特性2. 電動汽車行駛時的驅(qū)動力與行駛阻力平衡20cossin21.25gDaMi iC AuG duGfGrgdt圖5-12 驅(qū)動力行駛阻力平衡圖 5.2 行駛特性3. 電動汽車的功率平衡圖5-15 電動汽車

3、功率平衡圖331()36007614036003600aDaaaMGfuC AuGiuGuduPg dt 5.2 行駛特性4. 電動汽車的續(xù)駛里程1/kameaMMWuIsG quPIP（1）整車參數(shù)對續(xù)駛里程的影響 圖5-16、圖5-17和圖5-18分別表示滾動阻力系數(shù)f，空氣阻力系數(shù)CD和整車總重量G對一次充電續(xù)駛里程的影響 5.2 行駛特性圖5-16 滾動阻力系數(shù) f 對續(xù)駛里程 s 的影響 5.2 行駛特性圖5-17 空氣阻力系數(shù) CD 對續(xù)駛里程 s 的影響 5.2 行駛特性圖5-18 整車總重量 G 對續(xù)駛里程 s 的影響 5.2 行駛特性 圖5-19 電池比能量 q 對續(xù)駛里程

4、s 的影響 5.2 行駛特性（2）電池參數(shù)對續(xù)駛里程的影響（3）電機參數(shù)對續(xù)駛里程的影響5. 電動汽車動力性的影響因素（1）驅(qū)動電動機特性（2）車載能源（3）汽車結(jié)構參數(shù)（4）汽車使用條件 5.3 效率特性1. 能量流分析發(fā)動機電動機1234 56897圖5-22 SP2000-PHEV傳動系統(tǒng)結(jié)構簡圖 5.3 效率特性圖5-23 SP2000-PHEV能量流示意圖電動機傳動系車輪發(fā)動機蓄電池22( )P t22( )P t331( )P t134( )P t4( )RP t( ) t 5.3 效率特性2. 工作模式的確定表5-2 SP-PHEV2000工作模式與控制規(guī)則 模式SOC值停車起步

5、加速勻速減速倒車highMstEstCdisMdrEoffCdisMdrEonCenMdrEoffCdisMre/MstEoffCdisMstEoffCdisnormalMstEstCdisMdrEonCenMdrEonCenMre/MdrEonCenMreEoffCdisMstEoffCdislowMstEstCdisMstEonCedMstEonCenMreEonCenMreEoffCdisMstEonCen 5.3 效率特性3. 系統(tǒng)效率的影響因素圖5-24 不同循環(huán)工況下的整車效率 5.4 參數(shù)匹配1. HEV參數(shù)匹配原則和步驟具體的原則為:（1）驅(qū)動性能（包括加速性能、爬坡性能、最高

6、車速、續(xù)駛里程、行駛噪聲等）應能滿足指定行駛工況下的設計要求，行駛噪聲以及加速性能等指標應能高于相同用途車輛的內(nèi)燃機汽車。（2）排放水平應盡可能低，不僅要能滿足指定的排放法規(guī)（歐法規(guī)），還要能設計出低于法規(guī)排放標準的汽車。（3）能量消耗要實現(xiàn)最小化。（4）系統(tǒng)成本最低。 5.4 參數(shù)匹配 HEV參數(shù)匹配的基本步驟是：發(fā)動機功率電動機功率及轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速范圍傳動系速比電池功率及容量圖5-25 混合動力汽車參數(shù)匹配設計流程 5.4 參數(shù)匹配2. HEV參數(shù)匹配設計思路 （1）首先，要對整車工況進行分析，通過工況分析對整車部件提出合理的參數(shù)要求，設計出適合使用條件的車輛。 （2）其次，根據(jù)整車參數(shù)和性能

7、參數(shù)，以及要實現(xiàn)的功能參數(shù)，運用汽車理論和設計的相關公式，通過計算各總成參數(shù)，在理論上設計預期的工況目標。而且還需要對多項參數(shù)設計進行比較，實現(xiàn)最優(yōu)的匹配設計。 （3）最后，仿真模擬實現(xiàn)。 5.4 參數(shù)匹配3. 影響參數(shù)匹配的因素 （1）結(jié)構形式對參數(shù)匹配的影響 （2）控制策略對參數(shù)匹配的影響 （3）道路工況對參數(shù)匹配的影響 （4）優(yōu)化算法對參數(shù)匹配結(jié)果的影響 5.4 參數(shù)匹配4. 參數(shù)匹配的優(yōu)化計算（1）仿真工具 目前，電動汽車（包括HEV）仿真軟件有很多，如美國NREL實驗室的ADVISOR、美國USCAR開發(fā)的PSAT、美國愛達荷州國家實驗室的SIMPLEV以及香港大學電動汽車研究中心開發(fā)的EVSIM等。（2）優(yōu)化算法 優(yōu)化算法按需不需要計算函數(shù)的導數(shù)信息分為基于梯度的算法和非梯度算法2大類。大多數(shù)經(jīng)典優(yōu)化方法都是基于梯度的算法，應用于HEV系統(tǒng)優(yōu)化的非梯度算法有Complex，DIRECT等，取得了非常好的效果?，F(xiàn)代優(yōu)化算法如禁忌搜索、模擬退火、遺傳算法和人工神經(jīng)