电动汽车参数匹配计算设计及仿真

电动汽车参数匹配计算设计及仿真

摘要：面对日益严重的能源与环境问题，电动汽车的开发正在成为各国政府和企业关注的问题。本文从电动车的参数匹配入手，介绍了汽车参数匹配的方法，接着就某款小型纯电动车的设计指标为依据，对于电动汽车参数进行合理匹配。动力参数计算完成后，采用MATLAB仿真软件建立电动车仿真模型，通过工况仿真验证参数匹配的合理性。

关键词：电动汽车；参数匹配；MATLAB；

0 引言

动力总成参数的匹配是影响纯电动汽车整车性能的重要因素，在本文中首先给出了电动汽车的参数匹配的方法，接着结合某款电动汽车的性能设计指标对其参数进行匹配，最后为了验证匹配效果，利用MATLAB/simulink建立电动汽车的模型。

1 纯电动汽车动力性能指标及参数匹配分析

在电动车受力分析方面可以借鉴一般汽车行驶过程中受力情况进行分析。电动车在运行过程中所受阻力包括空气阻力Fw，爬坡阻力Fi，加速阻力Fj，滚动阻力Ff。作用在车轮上的驱动力为Ft。

（1）

车辆的最高车速定义是，在平坦的公路上，在动力装置全加载情况下，车辆所显示的恒定速度车辆最高车速取决于车辆牵引力与阻力之间的关系，如下：

（2）

在最高车速行驶时，车辆受到的阻力主要来自于摩擦阻力和空气阻力，其中空气阻力占据主要部分。最高车速在传动系统中可以表示为

（3）

车辆的加速时间包括原地起步加速时间和超车加速时间。这里主要研究原地起步加速时间。原地起步加速时间是指车辆从静止开始以最大加速度起动，加速到某一个车速是所需时间。从低速v1经过额定车速vn到高速v2所用加速时间表示如下

（4）

驱动电机最大转矩应满足最大爬坡度要求，要求最大转矩应当满足以下条件如下满足条件传动比即为电动车需要的最小传动比。

（5）

2 纯电动汽车动力参数匹配计算和仿真

根据以上汽车参数和性能指标，根据最高车速下的功率需求计算式（2）由得出在满足最高车速120km/h时需要电机功率为20.73kw，并计算出百公里加速时间与电机最大功率关系如图所示，满足加速时间为10s时需要电机功率为82.4kw,29.8kw电机功率可以满足20km/h时20%的爬坡度需要。

图1 百公里加速时间与最大功率需求曲线

在传动比选择部分，由公式可以计算出在最高转速8300r/min情况下传动比最大值是7.72。电动车在爬坡时电机转速低于额定转速，电机处于恒转矩工作状态，此时电机输出转矩为电机最大输出转矩。并计算出电动车最小传动比是7.1。最终计算出在恒转矩区域加速时间6.71s，恒功率区域加速时间4.21s根据仿真需要建立电动汽车模型。系统整体采用电流环和速度环双闭环控制，电机控制器采用SVPWM控制方式，可对电动汽车爬坡，加速，最高车速和续驶里程等情况进行仿真。

表1 电动汽车仿真结果

项目参数

最高车速（km/h）117

百公里加速时间（s）11.4

最大爬坡度（%） 35.2

3 结论

针对纯电动车在研发中动力参数匹配的问题，本论文根据某款纯电动车原型车的设计指标给出了纯电动车参数匹配的方法，使其电机输出、电池参数选取与整车动力参数相匹配。通过理论分析与计算得出了电动车的动力学参数，计算结果表明设计的参数满足电动车最高车速、爬坡能力、加速能力的要求。为了进一步验证计算的可靠性以及对于电动车的行驶情况有一个直观的了解，本文利用MATLAB/simulink对于电动车进行了建模，建模输出的结果进一步验证了电动车参数匹配的准确性。

参考文献：

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