純電動汽車動力系統參數匹配與仿真分析

宋金龍

摘 要：文章以某電動汽車作為參考車型，對其動力性和經濟性評價指標進行了闡述，并對其動力系統關鍵參數進行匹配計算，在整車仿真軟件Cruise中搭建整車模型，對整車模型的動力性和經濟性仿真分析。仿真結果顯示，整車性能滿足動力性和經濟性要求，說明參數匹配設計的正確性。

關鍵詞：純電動汽車;參數匹配;仿真分析

中圖分類號：U469.72 文獻標識碼：A ?文章編號：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

環境污染和能源匱乏已是迫在眉睫的問題，汽車作為人們出行的主要交通工具，在給人們帶來便捷的同時，也造成了環境污染以及能源消耗。而為了解決這個問題，全球多數的汽車企業和高校都在進行新能源汽車的相關研究。純電動汽車以其無污染、零排放的優點，受到世界范圍的廣泛關注[1-2]。

通常車輛的動力性和經濟性通過臺架實驗進行獲取，但是由于動力系統參數的多樣性，若是對每個參數進行組合測試，會耗費大量的人力和財力，并使整車的設計周期延長。因此，為了縮短設計周期，節約成本，通過仿真分析的方式獲得最佳方案，然后通過實驗驗證是最佳選擇。本文以某款純電動汽車為例，根據整車動力性和經濟性要求，對動力系統參數進行匹配計算，并通過Cruise仿真軟件搭建整車模型，從而驗證方案的可行性。

1 純電動汽車動力系統的組成

純電動汽車的動力系統包括驅動電機、動力電池、減速器、差速器、以及變速器等。根據純電動汽車的驅動類型可以將電動汽車分為機械傳動、無差速器型、電動輪型和無級變速型四類[3]。本文采用的為機械傳動性，由于驅動電機的轉速范圍寬，行駛工況簡單等原因，本文將不采用減速器，只采用主減速器來實現減速增扭。

2 動力系統參數匹配計算

本文的研究的純電動汽車的主要參數如表1所示。在對整車模型進行仿真分析時，需要滿足的性能指標如表2所示。

由上式計算可知，其減速比在5.295～7.573范圍能均可滿足動力性的要求。取主減速器的減速比為7.4。

3 整車模型搭建及仿真分析

3.1 整車模型的搭建

Cruise是奧地利的一家設備公司開發的，其模塊化使整車模型的搭建方便。可以對整車的動力性、經濟性、排放性等進行仿真分析[9]。如圖1為搭建的整車模型，其中模塊主要包括整車模塊、電機模塊、電池模塊、車輪模塊等，在各個模塊之間按照機械和電氣規則建立相應的機械連接和信號連接。

3.2 仿真結果分析

3.2.1 最高車速仿真

仿真結果顯示搭建的模型的最高車速的實際值可以達到154km/h。本文的最高車速的動力性要求為大于120km/h，滿足設計要求。

3.2.2 最大爬坡度仿真

如圖2為最大爬坡度的仿真結果。

通過圖2可知純電動汽車的最大爬坡度為45.65%。滿足大于30%的設計要求。

3.2.3 0-100km/h的加速時間的仿真

如圖3為0-100km/h的加速時間的仿真結果。

通過圖3可知0-100km/h的加速時間為9.18s，滿足小于15s的設計要求。

3.2.4 續駛里程仿真

如圖4為續駛里程仿真結果，在續駛里程仿真的設置中，初始電荷量為90%，放電深度為70%，整車續駛里程滿足100km的設計要求。

綜上所述，本文對純電動汽車動力系統的參數匹配方案比較可行，整車動力性能和經濟性能均滿足設計要。

4 結論

本文在某款純電動汽車的基礎上，對其動力系統的參數進行了匹配。采用Cruise搭建整車模型并對其進行仿真分析，結果顯示匹配的參數滿足設計要求，其對純電動汽車的開發具有指導意義，也為以后的參數優化提供方向。

參考文獻

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