纯电动汽车动力系统仿真技术研究与应用
纯电动汽车动力系统仿真技术是指通过建立车辆及相关部件的系统模型,从而对车辆的相关性能指标进行仿真分析的技术。这种技术可以使得在技术方案的选择阶段能够对众多候选部件进行替换研究,并通过对候选部件进行模拟仿真从而找到最佳匹配方案,从而简化了实车原型和大量样车试验,大大缩短了设计周期和成本,同时有助于为样车的设计和试验提供工程目标。
在电动汽车的开发前期,对其进行系统仿真的意义在于:为新车型的开发提供指导性意见;有针对性地提出设计目标和需求;对新车型的主要性能进行预测;研究和开发新的与实际需求最为匹配的控制策略;研究相关参数及其相互匹配情况。
新能源动力系统作为电动汽车的核心组成部分,其参数的选型匹配直接影响整车的性能表现(以动力性、能耗经济性为代表)。因此在电动汽车研制的前期,对动力系统、传动系统、控制系统乃至附件系统进行全方位的数学建模与分析,搭建相应的系统仿真平台,并通过对不同部件及能量管理策略的反复仿真分析,从而为确定原型车参数配置提供参考。
仿真分析方法主要包括仿真输入、性能评价和仿真分析模型三个方面。仿真输入参数包括整车基本参数、动力系统参数、电池基本参数等。性能评价主要用最高车速、加速时间、爬坡性能三个指标来衡量,经济性能一般用循环工况能耗率或续驶里程来评估。
仿真分析模型包括动力性能仿真分析和经济性能仿真分析两个方面。动力性能仿真分析主要根据车辆动力学 - 功率平衡理论进行模拟分析计算,包括最高车速、加速时间、爬坡性能三个指标。经济性能仿真分析主要考虑影响能耗的主要决定因素,包括整车重量、满载质量、行驶阻力、电器负载、电机系统工作效率、动力传动效率、能量回收效率以及电池充放电效率等。
纯电动汽车动力系统仿真技术可以大大提高电动汽车设计的前瞻能力,使得在较短时间内把性能更优的电动汽车产品推向市场成为可能。该技术的应用可以简化了实车原型和大量样车试验,大大缩短了设计周期和成本,同时有助于为样车的设计和试验提供工程目标。