纯电动汽车动力系统参数匹配与仿真分析

宋金龙

摘 要：文章以某电动汽车作为参考车型，对其动力性和经济性评价指标进行了阐述，并对其动力系统关键参数进行匹配计算，在整车仿真软件Cruise中搭建整车模型，对整车模型的动力性和经济性仿真分析。仿真结果显示，整车性能满足动力性和经济性要求，说明参数匹配设计的正确性。

关键词：纯电动汽车;参数匹配;仿真分析

中图分类号：U469.72 文献标识码：A  文章编号：1671-7988（2020）14-13-03

Abstract： In this paper， taking an electric vehicle as a reference model， the evaluation indexes of its power and economy are described， the key parameters of its power system are matched and calculated， the whole vehicle model is built in the software cruise， and the dynamic and economic simulation of the whole vehicle model is analyzed. The simulation results show that the vehicle performance meets the requirements of power and economy， which shows the correctness of parameter matching design.

Keywords： Electric vehicle; Parameter matching; Simulation analysis

CLC NO.： U469.76  Document Code： A  Article ID： 1671-7988（2020）14-13-03

前言

环境污染和能源匮乏已是迫在眉睫的问题，汽车作为人们出行的主要交通工具，在给人们带来便捷的同时，也造成了环境污染以及能源消耗。而为了解决这个问题，全球多数的汽车企业和高校都在进行新能源汽车的相关研究。纯电动汽车以其无污染、零排放的优点，受到世界范围的广泛关注[1-2]。

通常车辆的动力性和经济性通过台架实验进行获取，但是由于动力系统参数的多样性，若是对每个参数进行组合测试，会耗费大量的人力和财力，并使整车的设计周期延长。因此，为了缩短设计周期，节约成本，通过仿真分析的方式获得最佳方案，然后通过实验验证是最佳选择。本文以某款纯电动汽车为例，根据整车动力性和经济性要求，对动力系统参数进行匹配计算，并通过Cruise仿真软件搭建整车模型，从而验证方案的可行性。

1 纯电动汽车动力系统的组成

纯电动汽车的动力系统包括驱动电机、动力电池、减速器、差速器、以及变速器等。根据纯电动汽车的驱动类型可以将电动汽车分为机械传动、无差速器型、电动轮型和无级变速型四类[3]。本文采用的为机械传动性，由于驱动电机的转速范围宽，行驶工况简单等原因，本文将不采用减速器，只采用主减速器来实现减速增扭。

2 动力系统参数匹配计算

本文的研究的纯电动汽车的主要参数如表1所示。在对整车模型进行仿真分析时，需要满足的性能指标如表2所示。

由上式计算可知，其减速比在5.295～7.573范围能均可满足动力性的要求。取主减速器的减速比为7.4。

3 整车模型搭建及仿真分析

3.1 整车模型的搭建

Cruise是奥地利的一家设备公司开发的，其模块化使整车模型的搭建方便。可以对整车的动力性、经济性、排放性等进行仿真分析[9]。如图1为搭建的整车模型，其中模块主要包括整车模块、电机模块、电池模块、车轮模块等，在各个模块之间按照機械和电气规则建立相应的机械连接和信号连接。

3.2 仿真结果分析

3.2.1 最高车速仿真

仿真结果显示搭建的模型的最高车速的实际值可以达到154km/h。本文的最高车速的动力性要求为大于120km/h，满足设计要求。

3.2.2 最大爬坡度仿真

如图2为最大爬坡度的仿真结果。

通过图2可知纯电动汽车的最大爬坡度为45.65%。满足大于30%的设计要求。

3.2.3 0-100km/h的加速时间的仿真

如图3为0-100km/h的加速时间的仿真结果。

通过图3可知0-100km/h的加速时间为9.18s，满足小于15s的设计要求。

3.2.4 续驶里程仿真

如图4为续驶里程仿真结果，在续驶里程仿真的设置中，初始电荷量为90%，放电深度为70%，整车续驶里程满足100km的设计要求。

综上所述，本文对纯电动汽车动力系统的参数匹配方案比较可行，整车动力性能和经济性能均满足设计要。

4 结论

本文在某款纯电动汽车的基础上，对其动力系统的参数进行了匹配。采用Cruise搭建整车模型并对其进行仿真分析，结果显示匹配的参数满足设计要求，其对纯电动汽车的开发具有指导意义，也为以后的参数优化提供方向。

参考文献

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[2] 何锋，杨宁.汽车动力学[M].贵州：贵州科技出版社， 2003.

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[9] 王保华，罗永革.基于CRUISE的汽车建模与仿真[J].湖北汽车工业学院学报，2005，19（2）：5-8.