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纯电动汽车动力系统匹配及续驶里程仿真_循环

admin 汽车保养 2020-11-19 02:12:40 4 0
原标题:纯电动汽车动力系统匹配及续驶里程仿真

昨天, 汽车工艺师( 微信号 auto1950)详细介绍了“动力系统计算过程”,点击上图阅读。

电动汽车等速行驶里程仿真

汽车以速度 V y 等速行驶时所需的电动机功率 P y 为

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本例中驾驶员质量 m ren 为 70kg,设定电池能量 E 范围40~103kW·h,放电效率 β 取值98%,等速行驶速度为60km/h。

借助Matlab软件计算得出电动汽车60km/h等速行驶时在不同电池能量下的续驶里程, 如图1所示。当E =69kW·h时,续驶里程 D y =643.4km。

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电动汽车NEDC循环行驶里程仿真

NEDC驾驶循环由4个市区循环和1个市郊循环程序组成, 理论试验距离为11.022km,时间为19min40s,具体详见GB/T 18386-2017《电动汽车能量消耗率和续驶里程试验方法》,如图2所示。

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1.市区循环概况

一个基本市区循环时间是195s,其中停车60s,占30.77%;加速42s,占21.54%;等速59s,占30.26%;减速34s,占17.44%。一个基本城市循环的理论行驶距离是1 017m,平均速度为18.77km/h。

基本市区循环组成如图 3所示。等速阶段:3、8、14和16;加速阶段:2、6、7、11、12和13;减速阶段:4、9、15和17。

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2. 市郊循环概况

一个市郊循环时间是400s,其中停车40s,占10%;加速109s,占27.25%;等速209s,占52.25%;减速42s,占10.50%。一个市郊循环的理论行驶距离是6 956m,平均速度为62.60km/h。

等速阶段:6、8、10、12、14;加速阶段:2、3、4、5、9、11、13;减速阶段:7、15、16、17;基本市郊循环组成,如图4所示。

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3. 计算公式及算法

(1)等速工况 等速行驶功率见式(13),等速工况行驶里程 D y 为

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(2)加速、减速行驶工况 加速行驶功率

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(3) NEDC续驶里程计算 1 个基本市区循环内能量消耗量等于多段加速行驶过程、多段等速行驶过程、多段减速行驶过程能量消耗量之和。默认停车及整车待机时功耗忽略不计。

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式中:h 为制动时能量回收效率,当关闭能量回收功能时为0%;行业内能量回收效率普遍为60%~75%,当开启时,取值75%。

1个基本市区循环行驶里程等于多段加速行驶过程、多段等速行驶过程、多段减速行驶过程行驶里程之和。

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同理,1 个市郊循环内能量消耗量及行驶里程分别为 E sj 、 D sj 。

综上所述,NEDC循环行驶里程为

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β 为电池放电效率, 取值98%,E 范围 40~103kW·h 。借助Matlab软件计算得出在关闭或开启能量回收功能时,不同电池能量情况下的整车续驶里程,如图 5和图 6所示。

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图上对比看出,能量回收开启后续驶里程增加了约28.7%。按照此续驶曲线,还可以预估出此款车搭配其他能量电池系统时的续驶里程。

(4)理论计算与实车NEDC测试结果对比 将这5种车型的整备质量、电池质量能量密度、电池能量等参数输入至公式及模型中,计算得出的NEDC行驶里程与实测里程最大误差、最小误差分别为9.3%和2.9%,模型准确度良好,但仍有继续优化的空间。

NEDC续驶里程实测示意图如图7所示,仿真计算续驶里程与NEDC实测里程对比见表 2。

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图7 NEDC续驶里程实测示意

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结 语

通过将前期整车设计要求的输入,经过公式计算出电动机、传动系统关键参数,为后续电动机的选型和匹配提供了指导意见。同时将NEDC循环工况分段处理,构建数学模型。理论计算出整车在不同电池能量下的NEDC行驶能耗及续驶里程,与实测数据对比误差不超过10%,说明此方法合理有效,可对后续车型进行较高准确度的续驶仿真,也为车企整车动力设计人员提供了一种科学、实用的计算思路。

参考文献

[1]张勇斌.汽车性能与评价 [M].北京:化学工业出版社,2016:25-26.

[2] 全国汽车标准化技术委员会.GB/T 28382—2012 纯电动乘用车技术条件[S].北京:中国标准出版社,2012.

[3]熊明洁,胡国强,闵建平.纯电动汽车动力系统参数选择与匹配[J].汽车工程师,2011(5):37-38.

[4] 崔胜民. 新能源汽车技术解析[M].北京:化学工业出版社,2016:98-101.

[5]GB/T 18386-2017.《电动汽车能量消耗率和续驶里程试验方法》[S].北京:中国标准出版社,2017.

作者: 刘 宝 泉

单位: 威马汽车科技集团有限公司 (浙江 温州)

本文已在《汽车工艺师》杂志2020年第 11 期发表,

欢迎联系小编索取,部分图片来自摄图网。

编辑: 畅 达

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