用于电动汽车能源管理的创新程序建模

新能源汽车

用于电动汽车能源管理的创新程序建模

随着全球范围内对降低排放和提高传动系效率要求的逐渐严格，在未来将会大量增加电动汽车的产量。在电动汽车研究中，应用建模、模拟和优化组件的方法可以改善诸如效率、驾驶性能和车辆安全性等重要参数。

提出了一种电动汽车联合仿真平台。在这个平台上,每个组件都可以被一个高分辨率且复杂的热动态数学模型代替。自主开发的模型依靠Matlab（矩阵实验室）、Dymola（仿真建模），GT-Suite（发动机模拟分析软件）等进行联合仿真。2个子系统包括车辆纵向动力学模型（闭环）和热模型动力传动系组件。整个仿真平台外围由驱动系、传动系（包括电机、齿轮箱、电池系统、车轮、车辆底盘模型和逆变器）和车辆底盘组成。

建立的模型主要包括以下几种：①用比例积分（PI）控制器模拟驾驶员；②高效率和高功率密度的永磁同步电机为电机模型。电机模型中又建立热模型、损失计算模型、扭矩计算模型等；③逆变器建模（电力电子模型），包括损失计算模型、热模型等；④变速器和差速器模型；⑤冷却回路和舒适系统模型，包括加热控制模型等；⑥电池模型。驾驶循环为NEDC（新型欧洲驾驶循环）循环，试验以一辆紧凑型轿车为例。

模型创建完成之后要进行验证，驾驶循环和环境条件作为仿真模型的输入数据。在环境温度为35°C，驾驶循环为NEDC循环条件下，模拟冷却液和燃油的温度与测量不精确匹配，但模拟的转速、流量和力矩的值与测量结果相匹配。在汽车上验证了模型之后便可以用于分析各种热管理技术。

仿真结果表明,根据驾驶和环境条件,占总能量5%～20%的最初存储能量可以恢复，35%用于机械能克服行驶阻力,不到25%消散到冷却系统。未来,在汽车环境中进一步开发和整合热管理技术将会为电动汽车的发展做出更大贡献。

刊名：International Journal of Vihicle Design（英）

刊期：2015年第4期

作者：R Mustafa

编译：李璐